螺旋桨图解

本质

螺旋桨每片桨叶就是一个旋转的机翼，桨叶剖面像翼型，一面拱形、一面平坦，旋转产生拉力

力的分解

桨叶空气动力分两个力：平行桨轴的拉力 P（前进方向）、垂直桨轴的旋转阻力 Q

桨叶角

φ 是桨弦与旋转面的夹角；桨叶角增大叫变大距，减小叫变小距

定距/变距

桨叶角可变的叫变距螺旋桨，不可变的叫定距螺旋桨

速度

速度增大，相对气流偏离旋转面，桨叶总空气动力 R 偏离桨轴，拉力随速度增大而减小

油门

油门加大，拉力增大

温度

温度升高，拉力减小

高度与密度

高度升、温度升，密度减，有效功率减，拉力减；反之拉力增

密度作用

高度变化影响空气密度，进而影响发动机有效功率和拉力

定距

桨叶角和安装角固定，适合低速的在高速时显得过小，适合高速的在低速时又略大

定距特性

全程不能变桨叶角，起飞和巡航时速度、转速不同效率也不同，只在选定速度范围内效率高

定距优点

构造简单、重量轻，多用在功率很小的轻型飞机上

变距由来

为解决高低速性能矛盾出现：最初双距，高速用大距、低速用小距，后来桨距数目逐渐增加

恒速

现代飞机普遍配恒速螺旋桨调速器，能自动调桨距并保持转速恒定

自动变距

调速器自动调整桨叶角保持设定转速，油门位置不变、速度或高度改变时也能维持转速

人工变距

前推或后拉变距杆：前推变距杆，桨叶角减小，桨叶迎角和气动旋转阻力减小，转速增加

注意

气动旋转阻力的变化还与速度、高度、温度等因素有关

注 · 定距螺旋桨飞机油门不变、空速增大时：相对气流方向改变，桨叶迎角减小，螺旋桨旋转阻力减小，桨叶所受阻力矩减小，螺旋桨转速随之增大（转速升高）。

增加功率

先推变距再推油门——先增大桨距可增大螺旋桨负荷，再增大进气压力，避免发动机转速突然升高而超转

减小功率

先收油门再收变距——先减小进气压力降低发动机功率，再减小桨距，防止发动机功率与螺旋桨负荷不匹配造成超转或发动机工作粗暴

目的

保证发动机始终在转速和功率限制范围内平稳工作

单发

恒速螺旋桨通常没有顺桨机构，滑油压力增大用来增大桨叶角，滑油压力低时桨叶角减小（转速增大）、桨距变小

多发

装有顺桨机构，滑油压力低时向小桨距方向变化并可能触发顺桨保护

油门杆

控制节气门开度（从而控制进入气缸的混合气量和发动机功率）

注 · 两者的关键区别在"顺桨机构的有无"：单发无顺桨机构，滑油压力低 → 桨叶角减小、转速增大；多发有顺桨机构，滑油压力低 → 向小桨距方向变化并可能触发顺桨保护。

负拉力·速度

速度过大产生负拉力：油门小、调速器保持小桨叶角，入流角增大，桨叶迎角减小成负迎角

负拉力·油门

速度不大但油门过小也会产生负拉力

停车负拉力

发动机空中停车产生负拉力：风车状态无拉力、只产生阻力，加剧故障发动机磨损

顺桨

把桨叶角增大到约 90°，避免磨损、消除负拉力、减小阻力

顺桨定义

将桨叶角增大到最大（桨叶顺气流方向）使螺旋桨停止转动，减少空中停车时的阻力和振动，多发飞机失效时使用

回桨

将螺旋桨从顺桨位置恢复到正常工作桨距

反桨

将桨叶角减小到负值，产生反向拉力（负拉力），用于着陆时缩短滑跑距离或水上飞机倒退等

注 · 反桨是有意把桨叶角调到负值产生反向拉力；而速度过大/油门过小时形成的负拉力，是飞行状态造成的负迎角结果——两者一为减速手段，一为状态结果，要分清。

滑流

受螺旋桨作用向后加速、扭转的气流

滑流作用

右转螺旋桨的滑流从左方作用于机体和垂尾，使机头左偏

滑流强弱

主要取决于发动机功率；功率增大，机头右偏力矩增大，收油门则减小

滑流修正

右转螺旋桨飞机加油门需蹬右舵抵消左偏，收油门回右舵

滑流速度

速度增大时滑流扭转角变小，抵消动压影响，偏转力矩基本不变

反作用力矩

旋转阻力对桨轴形成的力矩，迫使飞机向螺旋桨转动反方向倾斜；大小正比于发动机功率，加油门力矩增，减油门力矩减

地面滑跑

反作用力矩使两轮压力不均、摩擦阻力不同，机头向一侧偏，右旋飞机向左偏，应向右压盘修正

螺旋桨效应

大迎角时下行桨叶迎角大于上行桨叶，拉力不对称，机头偏向上行桨叶一侧（右旋飞机左偏）

进动

改变螺旋桨转轴方向时，陀螺效应产生陀螺力矩，使机头绕另一轴转动；顺时针螺旋桨拉杆抬头，飞机向右进动

手势法

左转用左手、右转用右手，手心面向自己，四指表机头转动方向，拇指方向即进动方向；右转与左转螺旋桨进动方向相反

喷气

喷气发动机转子也会产生陀螺力矩使飞机进动