螺旋槳敞水效率簡介

螺旋槳分為定(槳)距和變距螺旋槳兩大類。

木制螺旋槳一般都是定距的。它的槳距(或槳葉安裝角)是固定的。 適合低速的槳葉安裝角在高速飛行時就顯得過小;同樣，適合高速飛行的安裝角在低速時又嫌大。所以定距螺旋槳只在選定的速度范圍內效率較高，在其他狀態(tài)下效率較低。定距螺旋槳構造簡單，重量輕，在功率很小的輕型飛機和超輕型飛機上得到廣泛應用。

為了解決定距螺旋槳高、低速性能的矛盾，遂出現(xiàn)了飛行中可變槳距的螺旋槳。螺旋槳變距機構(圖2a)由液壓或電力驅動(圖2b)。最初使用的是雙距螺旋槳。高速時用高距，低速(如起飛、爬升狀態(tài))時用低距，以后又逐步增加槳距的數(shù)目，以適應更多的飛行狀態(tài)。最完善的變距螺旋槳是帶有轉速調節(jié)器的恒速螺旋槳。轉速調節(jié)器實際上是一個能自動調節(jié)槳距、保持恒定轉速的裝置。駕駛員可以通過控制調節(jié)器和油門的方法改變發(fā)動機和螺旋槳的轉速，一方面調節(jié)螺旋槳的拉力，同時使螺旋槳處于最佳工作狀態(tài)。在多發(fā)動機飛機上，當一臺發(fā)動機發(fā)生故障停車時，螺旋槳在迎面氣流作用下像風車一樣轉動,一方面增加飛行阻力，造成很大的不平衡力矩，另外也可能進一步損壞發(fā)動機。為此變距螺旋槳還可自動順槳， 即槳葉轉到基本順氣流方向而使螺旋槳靜止不動，以減小阻力。變距螺旋槳還能減小槳距，產生負拉力，以增加阻力，縮短著陸滑跑距離。這個狀態(tài)稱為反槳。

為了提高亞音速民用機的經濟性和降低飛機的油耗，70年代后期美國開始研究一種多槳葉螺旋槳，稱為風扇螺旋槳(圖3)。它有8~10片彎刀狀槳葉，葉片薄，直徑小。彎刀形狀能起相當于后掠翼(見后掠翼飛機)的作用，薄葉片有利于提高螺旋槳的轉速。它適用于更高的飛行馬赫數(shù)(M=0.8)。由于葉片較多,螺旋槳單位推進面積吸收的功率可提高到300千瓦/米2(一般螺旋槳為80~120千瓦/米2)。

從空氣力學知道，采用變距螺旋槳顯著地提高了螺旋槳的效率，因而改進了發(fā)動機功率的利用程度和飛機的飛行性能(速度、航程、升限、起飛滑跑、爬升攀等等)。變距即改變槳葉剖面的安裝角，其目的在于使截面具有最有利的攻角。

同時，由于螺旋槳的槳轉阻力因剖面攻角的減小而減小，螺旋槳的槳數(shù)就增加:當速度增加時，螺旋槳變"輕"而發(fā)動機就產生不良的"飛槳"。相似的推理可以表明，在速度減低時為了防止槳數(shù)下降，必須減小槳葉剖面的安裝角。在現(xiàn)代變距螺旋槳的自動機構中，安裝角是這樣改變的:使螺旋槳的槳數(shù)保持一定。