飛機(jī)渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)-螺旋槳

螺旋槳調(diào)速器恒速螺旋槳系統(tǒng)中螺旋槳槳葉角由調(diào)速器控制保持螺旋槳轉(zhuǎn)速不變。調(diào)速器通過(guò)改變槳葉角來(lái)改變旋轉(zhuǎn)阻力矩。多數(shù)中、高性能飛機(jī)都使用恒速螺旋槳。螺旋槳調(diào)速器是一個(gè)轉(zhuǎn)速敏感部件，根據(jù)轉(zhuǎn)速變化，通過(guò)滑油制進(jìn)變距油路改變槳葉角，使螺旋槳的旋轉(zhuǎn)力矩與阻力矩平衡，控制螺旋槳轉(zhuǎn)速。調(diào)速器分成3部分：頭部、本體和基座。調(diào)速器頭部包含飛重、轉(zhuǎn)速計(jì)彈簧、控制滑輪和轉(zhuǎn)速計(jì)架等。一、調(diào)速器作用、組成與工作原理2.9.4調(diào)速器分油活門的位置由連到傳動(dòng)軸端部的飛重作用決定。當(dāng)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，飛重向外張開，分油活門抬高1）調(diào)速器在超速狀態(tài)2.9.4調(diào)速器當(dāng)轉(zhuǎn)速減小時(shí)，飛重向內(nèi)收，分油活門降低2）調(diào)速器在低速狀態(tài)2.9.4調(diào)速器當(dāng)轉(zhuǎn)速向調(diào)速器給定值一樣時(shí)，調(diào)速器處于在轉(zhuǎn)速狀態(tài)3）調(diào)速器在轉(zhuǎn)速狀態(tài)2.9.4調(diào)速器飛重的作用力由位于飛重上面的轉(zhuǎn)速計(jì)彈簧力克服。彈簧力由駕駛員通過(guò)變距桿調(diào)節(jié)。當(dāng)希望高轉(zhuǎn)速時(shí)，前推駕駛艙變距桿，向下壓縮轉(zhuǎn)速計(jì)彈簧。增加的彈簧力使飛重向內(nèi)，分油活門降低，引起槳葉角減小，螺旋槳負(fù)載減輕，即變輕槳，發(fā)動(dòng)機(jī)軸功率大于螺旋槳阻力功率，因此轉(zhuǎn)速增加，直到飛重離心力克服轉(zhuǎn)速計(jì)彈簧力分油活門回到中立位置，變距過(guò)程結(jié)束總結(jié)2.9.4調(diào)速器1、雙向變距二、恒速控制及變距方法變大距和變小距都是靠液體壓力進(jìn)行的，這種螺旋槳調(diào)速器稱為雙向液壓式調(diào)速器2.9.4調(diào)速器轉(zhuǎn)速增大時(shí)變大距工作情形2.9.4調(diào)速器2、反向變距用液體壓力變大距，用螺旋槳槳葉旋轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的離心力變小距叫反向變距。這種形式的變距，當(dāng)油壓損失時(shí)會(huì)自動(dòng)變小距，因此，反向變距螺旋槳有定距機(jī)構(gòu)。2.9.4調(diào)速器3、正向變距螺旋槳由液體壓力變小距，用螺旋槳上裝置的配重所產(chǎn)生的離心力變大距叫正向變距2.9.4調(diào)速器4、電動(dòng)調(diào)速器有的機(jī)型上用的是電動(dòng)式調(diào)速器，主要由離心飛重、彈簧、雙向電動(dòng)機(jī)、接觸裝置和繼電器組成。2.9.4調(diào)速器螺旋槳槳距控制按照槳距可分為固定槳距螺旋槳、地面可調(diào)槳距螺旋槳、恒速螺旋槳、反槳螺旋槳及順槳螺旋槳反槳螺旋槳在裝有反槳螺旋槳的飛機(jī)上，螺旋槳的槳葉角能夠轉(zhuǎn)到負(fù)值，產(chǎn)生負(fù)拉力，可減短著陸滑跑距離和改善地面機(jī)動(dòng)能力。順槳螺旋槳如果發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生故障，駕駛員選擇順槳位置，或者發(fā)動(dòng)機(jī)在自動(dòng)順槳系統(tǒng)的控制下順槳。這時(shí)每個(gè)槳葉前緣直著對(duì)向風(fēng)，槳葉角接近90，順槳位置可消除大部分阻力2.9.5槳距控制回槳是指對(duì)已順槳的發(fā)動(dòng)機(jī)螺旋槳變小距，使之退出順槳位置，便于發(fā)動(dòng)機(jī)空中起動(dòng)?；貥獣r(shí)由于發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)停車，該動(dòng)作必須消耗發(fā)動(dòng)機(jī)以外的能量。例如，西門諾爾（PA44-180）飛機(jī)回槳操作時(shí)將變距桿推到最前，釋放回槳儲(chǔ)壓器中的高壓氮?dú)膺M(jìn)入槳轂，完成回槳?jiǎng)幼鳌?.9.5槳距控制螺旋槳的檢查和維護(hù)檢查螺旋槳槳葉軌跡指的是檢查每個(gè)槳葉葉尖隨著它通過(guò)旋轉(zhuǎn)弧時(shí)的軌跡，通過(guò)檢查螺旋槳的軌跡，比較槳葉葉尖彼此的相對(duì)位置。該程序是在查找振動(dòng)問題或作為螺旋槳平衡和再安裝的最后檢查。螺旋槳做軌跡檢查之前，飛機(jī)必須鎖定在靜止位置，一般情況下是通過(guò)在各機(jī)輪放置輪擋防止飛機(jī)移動(dòng)的。在地面放置固定的基準(zhǔn)，離螺旋槳弧1/4in（英寸）之內(nèi)。轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋槳槳葉，標(biāo)記每個(gè)葉片的軌跡，所有葉片軌跡最大差值不應(yīng)超過(guò)上述限制值一、軌跡檢查2.9.7螺旋槳的檢查和維護(hù)目視檢查整個(gè)槳葉是否有凹坑、磕傷、材料松動(dòng)、腐蝕、裂紋或脫膠；復(fù)合材料槳葉的適航類損傷限度；目視檢查槳葉是否受過(guò)雷擊；預(yù)定檢查期間發(fā)現(xiàn)的缺陷或損傷，以確定繼續(xù)飛行前是否需要修理；檢查整流罩和可見的槳葉固定件是否有損傷或裂紋，根據(jù)實(shí)際情況修理或更換這些部件；檢查緊固件是否松動(dòng)/缺失，必要時(shí)重新擰緊或重新安裝；檢查有無(wú)油脂和滑油滲漏，并確定滲漏源頭；檢查槳葉的徑向間隙或葉尖移動(dòng)（里外或前后）；檢查除冰套（如果已安裝）是否損傷；利用飛機(jī)的“飛行員操作手冊(cè)”（POH）規(guī)定的程序，檢查螺旋槳轉(zhuǎn)速控制以及從反槳距或低槳距到高槳距的操作。目視檢查復(fù)合材料槳葉有無(wú)裂紋。檢查槳轂，特別注意每個(gè)槳葉根部上有無(wú)裂紋；使用渦流設(shè)備檢查槳轂，因?yàn)榱鸭y通常都不明顯。二、槳葉損壞、腐蝕、疲勞裂紋檢查2.9.7螺旋槳的檢查和維護(hù)螺旋槳超轉(zhuǎn)是指螺旋槳轉(zhuǎn)速超過(guò)最大轉(zhuǎn)速限制。螺旋槳超轉(zhuǎn)時(shí)，槳葉根部承受很大的離心力，而且若是槳葉尖部的速度超過(guò)或接近音速時(shí)，會(huì)產(chǎn)生激波阻力，使螺旋槳的效率急劇下降。此外，螺旋槳超轉(zhuǎn)還會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸超轉(zhuǎn)，使發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞、連桿和曲軸等機(jī)件受力增加,極易損壞。三、超轉(zhuǎn)和沖擊損壞評(píng)估引起螺旋槳超轉(zhuǎn)的原因，一是調(diào)速器沒有調(diào)整好，二是調(diào)速器的分油活門卡阻在下位，使螺旋槳始終處于最小距的工作狀態(tài)。在這種情況下，隨著飛行速度的增加,槳葉迎角迅速減小,而螺旋槳又不能變大距,因而造成超轉(zhuǎn)。冬季飛行時(shí)，特別是在長(zhǎng)時(shí)間下降的過(guò)程中，如果螺旋槳長(zhǎng)期未變距，變距缸筒內(nèi)的滑油凍結(jié)，也可能造成超轉(zhuǎn)2.9.7螺旋槳的檢查和維護(hù)將螺旋槳連接到發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸上的方法因曲軸的類型不同而不盡相同?，F(xiàn)代有3種類型飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸：帶安裝邊的軸、錐形軸和花鍵軸。安裝螺旋槳應(yīng)考慮定心、傳扭和固定，以使螺旋槳工作可靠和不產(chǎn)生振動(dòng)四、螺旋槳的安裝和槳葉角檢查1、螺旋槳的安裝帶安裝邊的軸有定位銷孔，用螺栓和螺帽將螺旋槳固定在軸上。安裝螺旋槳前,，先要檢查凸緣有無(wú)銹蝕、缺口、毛刺和其它表面缺陷，帶螺栓的孔和帶螺紋的圈必須清潔并出于良好的狀態(tài)；將螺旋槳安裝到已準(zhǔn)備好的發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸上,定位銷應(yīng)準(zhǔn)確地落入定位孔內(nèi)；安裝螺栓、墊圈和螺帽,先輕輕地上緊所有的螺帽；安裝整流罩；進(jìn)行軌跡調(diào)整；加上保險(xiǎn)裝置。2.9.7螺旋槳的檢查和維護(hù)將螺旋槳安裝到已準(zhǔn)備好的發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸上，定位銷應(yīng)準(zhǔn)確地落入定位孔內(nèi)；安裝螺栓、墊圈和螺帽，先輕輕地上緊所有的螺帽；用工具按規(guī)定的的交錯(cuò)次序扭轉(zhuǎn)螺帽到所要求的扭矩值；安裝整流罩；進(jìn)行軌跡調(diào)整；加上保險(xiǎn)裝置。安裝螺旋槳時(shí)，遵守螺旋槳制造廠建議的緊周次序是重要的，以避免在螺旋槳槳轂中導(dǎo)致應(yīng)力，多輪次按照規(guī)定順序，交叉按力矩要求值擰緊螺栓后必須再依次檢驗(yàn)各螺栓力矩值。2.9.7螺旋槳的檢查和維護(hù)在某些低馬力發(fā)動(dòng)機(jī)上，曲軸是錐形的，螺旋槳安裝端帶螺紋。為防止螺旋槳在軸上轉(zhuǎn)動(dòng)，在軸上裝有一個(gè)大鍵槽，鍵保持螺旋槳在位。在安裝螺旋槳之前，注意檢查錐形軸上有無(wú)銹蝕、裂紋和磨損等缺陷。要特別注意對(duì)鍵槽的檢查大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)采用套尺軸，其中一個(gè)兩倍寬度的主鍵保證槳轂僅裝在一個(gè)位置上2.9.7螺旋槳的檢查和維護(hù)用過(guò)規(guī)/不過(guò)規(guī)檢查花鍵磨損，它的尺寸比花鍵間允許最大尺寸大0.002in（英寸）。量規(guī)在兩個(gè)鍵槽之間測(cè)量，如有超過(guò)20%的鍵槽插不進(jìn)去，則說(shuō)明軸和鍵均可使用，如有20%以上鍵槽能插進(jìn)去，說(shuō)明曲軸已有過(guò)量磨損，必須更換。為確保螺旋槳槳轂在曲軸的中心，前錐和后錐應(yīng)裝在螺旋槳轂的每一側(cè)。另外，可使用普魯士藍(lán)檢查前、后錐的安裝是否正確。方法是初裝扭緊后拆下，前、后錐轉(zhuǎn)移到轂上的普魯士藍(lán)面積不小于70%。2.9.7螺旋槳的檢查和維護(hù)一旦螺旋槳正確地扭緊，還必須打保險(xiǎn)。由于安裝的方法不同，保險(xiǎn)的方法也不同。例如，如果用螺栓將螺旋槳固定在帶安裝邊的輪轂上，每對(duì)螺栓的保險(xiǎn)絲必須在拉緊的方向。如果安裝螺旋槳使用的是槽頂螺母，則用開口銷保險(xiǎn)2.9.7螺旋槳的檢查和維護(hù)檢測(cè)指定的槳葉站位檢查槳葉角需要使用螺旋槳通用分度儀。通用的基準(zhǔn)是螺旋槳槳轂。測(cè)量槳葉角時(shí)，將分度儀靠住葉面，轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤調(diào)節(jié)器直到氣泡位于水準(zhǔn)儀中心；轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋槳,直到要檢查的第一片槳葉,使槳葉的前緣處于水平位置；找出槳葉葉面的基準(zhǔn)標(biāo)記位置,將分度儀的邊放在槳葉面的基準(zhǔn)位置上；轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤調(diào)整鈕,直到中心酒精水平儀水平為止；以圓上的零線為標(biāo)志,從游標(biāo)尺上零刻度所對(duì)應(yīng)的數(shù)值便是槳葉角的度數(shù)。2、槳葉角的檢測(cè)2.9.7螺旋槳的檢查和維護(hù)通用的基準(zhǔn)是螺旋槳槳轂測(cè)量槳葉角時(shí)，將分度儀靠住葉面，轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤調(diào)節(jié)器直到氣泡位于水準(zhǔn)儀中心；轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋槳,直到要檢查的第一片槳葉,使槳葉的前緣處于水平位置；找出槳葉葉面的基準(zhǔn)標(biāo)記位置,將分度儀的邊放在槳葉面的基準(zhǔn)位置上；轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤調(diào)整鈕,直到中心酒精水平儀水平為止；以圓上的零線為標(biāo)志,從游標(biāo)尺上零刻度所對(duì)應(yīng)的數(shù)值便是槳葉角的度數(shù)。2.9.7螺旋槳的檢查和維護(hù)1、木質(zhì)螺旋槳的存放和檢查要求木制螺旋槳通常發(fā)現(xiàn)的缺陷包括分層、表面上壓坑和傷痕。其他可能的損傷包括葉背或葉面裂紋或傷疤、斷裂、扭曲、中心孔和螺栓孔磨損或尺寸過(guò)大。當(dāng)對(duì)木制螺旋槳修理之后，必須再施加保護(hù)涂層。然而，保護(hù)涂層的恢復(fù)改變了槳葉的平衡。因此，槳葉檢修后必須檢查螺旋槳的平衡。木制螺旋槳存放時(shí)應(yīng)水平放置，保持濕氣均勻分布。此外，存放處應(yīng)該保持冷、暗、干燥和通風(fēng)良好。五、不同類型螺旋槳存放和檢查要求2.9.7螺旋槳的檢查和維護(hù)2、鋁合金螺旋槳的存放和檢查要求鋁合金螺旋槳耐用和維護(hù)相對(duì)便宜，但是抗擊外來(lái)物損傷能力一般，外形損傷就會(huì)引起槳葉失效和振動(dòng)，因此，鋁合金螺旋槳必須定期仔細(xì)檢查。年檢和100h（小時(shí)）檢查要求包括：是否有裂紋、壓坑，螺栓扭矩是否正確。一旦清洗之后，檢查鋁合金槳葉上是否有點(diǎn)蝕、壓坑、刻痕、裂紋和腐蝕。損壞敏感的區(qū)域包括前緣和葉面。為幫助檢查，可用4倍的放大鏡。懷疑有裂紋應(yīng)做著色滲透檢查。鋁合金槳葉表面缺陷的修理必須在平行于長(zhǎng)度進(jìn)行。螺旋槳邊緣典型修理最大允許的尺寸深度為1/8in（英寸），長(zhǎng)度不大于1.5in（英寸）（右圖）。如果一個(gè)槳葉葉尖修短，則其余槳葉必須修短到一樣尺寸。葉背和葉面修理后用非常細(xì)的砂紙拋光，表面施加阿羅丁、漆和其他批準(zhǔn)的保護(hù)涂層。2.9.7螺旋槳的檢查和維護(hù)3、

復(fù)合材料螺旋槳的存放和檢查要求隨著科學(xué)技術(shù)水平的進(jìn)步，由于復(fù)合材料螺旋槳在重量、結(jié)構(gòu)阻尼性、破損安全和維修性上具有一定的優(yōu)勢(shì)，目前已經(jīng)出現(xiàn)了許多的基于復(fù)合材料的螺旋槳。由于復(fù)合材料螺旋槳使用多種類型材料并且加工工藝也有一定的差別，檢查、修理和存放要求可能會(huì)有比較大的差別，具體要求應(yīng)參考原始部件廠家的有效維修資料。2.9.7螺旋槳的檢查和維護(hù)螺旋槳的分類與結(jié)構(gòu)一、木質(zhì)、鋁合金、復(fù)合材料螺旋槳1、木質(zhì)螺旋槳由許多經(jīng)過(guò)精心挑選的硬木薄片疊加起來(lái)的，通常使用5～9層單獨(dú)薄片，每層厚度大約3/4英寸，并用防水樹脂膠粘合在一起。槳葉材料干燥之后進(jìn)行加工，使用型板和臺(tái)式分度器，以獲得所有站位上正確的外形和槳葉角度。加工成型的槳葉外表面還要包上用蒙布做成的保護(hù)層。為了提高槳葉的抗擊打能力，還在槳葉前緣和尖部包上金屬蒙皮。金屬蒙皮通常是鍍鉛錫鋼板、錳鈦合金等，靠埋頭木螺釘或鉚釘固定到槳葉上。2.9.3螺旋槳分類與結(jié)構(gòu)2、金屬螺旋槳外形和木質(zhì)的定距螺旋槳相似，只是其截面比較薄。早期的許多金屬螺旋槳是由硬鋁的鍛件制造的，目前通常用鋁合金鑄造成型，并在表面進(jìn)行陽(yáng)極化處理。和木質(zhì)定距螺旋槳比較，金屬定距螺旋槳具有重量輕，維修費(fèi)用低的特點(diǎn)，并且很容易做成槳葉安裝角可在地面調(diào)整的形式2.9.3螺旋槳分類與結(jié)構(gòu)3、復(fù)合材料螺旋槳復(fù)合材料結(jié)構(gòu)因重量輕、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、剛度大、穩(wěn)定性好、抗疲勞、減振、可設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn)，在螺旋槳制造中逐漸普及。復(fù)合材料主要有樹脂基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料、金屬間化合物基復(fù)合材料和陶瓷基復(fù)合材料等四大類，螺旋槳主要采用樹脂基復(fù)合材料。復(fù)合材料螺旋槳槳葉多采用蒙皮＋芯材＋縱梁”的剖面結(jié)構(gòu)形式，梁的存在能夠提高槳葉的彎曲、扭轉(zhuǎn)剛度2.9.3螺旋槳分類與結(jié)構(gòu)按照槳距可分為固定槳距螺旋槳、地面可調(diào)槳距螺旋槳、恒速螺旋槳、反槳螺旋槳及順槳螺旋槳二、定距螺旋槳、變距螺旋槳固定槳距螺旋槳有低槳葉角的固定槳距螺旋槳常常稱為爬升螺旋槳，為起飛和爬升提供最好的性能；有高槳葉角的固定槳距螺旋槳常常稱為巡航螺旋槳，更適宜高速巡航和高空飛行。這種類型螺旋槳，最佳轉(zhuǎn)速或空速的任何改變都會(huì)減少螺旋槳的效率。地面可調(diào)槳距螺旋槳地面可調(diào)槳距螺旋槳在飛行中槳葉角不能改變，在地面槳葉角可以改變。恒速螺旋槳恒速螺旋槳有時(shí)稱為自動(dòng)螺旋槳，一旦駕駛員選擇工作轉(zhuǎn)速后，螺旋槳自動(dòng)調(diào)節(jié)槳葉角以保持選擇的轉(zhuǎn)速。這種螺旋槳槳距改變是由螺旋槳調(diào)速器控制的。典型的調(diào)速器利用滑油壓力控制槳距。恒速螺旋槳提供最佳的效率。2.9.3螺旋槳分類與結(jié)構(gòu)螺旋槳概述

螺旋槳安裝在活塞發(fā)動(dòng)機(jī)或者渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)上。

螺旋槳由槳轂、槳葉和整流罩組成。

槳葉機(jī)械能轉(zhuǎn)化成飛機(jī)向前飛行的推力或者拉力。

槳葉反槳產(chǎn)生較大的負(fù)拉力,起到制動(dòng)的作用,以縮短飛機(jī)著陸后的滑跑距離。2.9.1螺旋槳概述螺旋槳至少包括2個(gè)槳葉，槳葉通過(guò)葉根安裝到槳轂上。葉根又叫槳葉軸,安裝于槳轂內(nèi)。槳葉的終端最接近槳轂的比較厚的部分稱為葉柄。離槳轂最遠(yuǎn)的部分稱為葉尖，一般定義為最外側(cè)6英寸槳葉。槳葉旋轉(zhuǎn)迎風(fēng)面叫做前緣，旋轉(zhuǎn)背風(fēng)面叫做后緣。槳轂組件將螺旋槳安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)減速器輸出軸上。2.9.1螺旋槳概述螺旋槳旋轉(zhuǎn)平面和任一槳葉剖面弦線構(gòu)成的夾角稱為槳葉角φ。槳葉角隨半徑增大逐漸減小，在葉尖處最小，其變化規(guī)律是影響槳工作性能最主要的因素，通常以特定站位槳葉角值代表該槳槳葉角變距螺旋槳由一組夾環(huán)固定到槳轂組件，每個(gè)葉柄安裝有粗端或凸肩，同槳轂組件的槽配合。在某些情況下，葉柄可能延長(zhǎng)超過(guò)槳轂組件進(jìn)入氣流，在這種情況下，可安裝根套以改善葉柄周圍空氣的流動(dòng)2.9.1螺旋槳概述為識(shí)別沿螺旋槳槳葉長(zhǎng)度方向特定的部位，螺旋槳以槳轂中心作為參照點(diǎn)（0站位）、以英寸為單位定義槳葉站位，作為離槳轂中心的指定距離的參考位置螺旋槳站位2.9.1螺旋槳概述

2.9.1螺旋槳概述螺旋槳產(chǎn)生拉力或者推力的原理類似于機(jī)翼產(chǎn)生升力原理，主要是氣動(dòng)拉力和葉型拉力。螺旋槳產(chǎn)生拉力的大小取決于幾個(gè)因素：槳葉攻角，螺旋槳轉(zhuǎn)速和螺旋槳槳葉翼型的形狀。2.9.1螺旋槳概述軸功率、推進(jìn)功率、效率1.軸功率軸功率(SHP)是指輸送到螺旋槳的功率。當(dāng)量軸功率(ESHP)僅適用于渦槳飛機(jī)，是在計(jì)算總的功率輸出時(shí)，軸功率加上噴氣推力的影響。由于渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸輸出功率，在試車臺(tái)上依據(jù)軸的轉(zhuǎn)速和扭矩測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的功率(馬力)。在靜態(tài)條件下，輸送到螺旋槳上1軸馬力假定產(chǎn)生2.5磅推力。則此時(shí):2.9.1螺旋槳概述2.推進(jìn)功率螺旋槳的推進(jìn)功率是拉力和速度的乘積。它由發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率轉(zhuǎn)變而來(lái)，但是由于渦流、摩擦、滑流等因素的存在，必然要損失部分功率，影響推進(jìn)效率。3.效率螺旋槳的效率是螺旋槳的推進(jìn)功率和提供給螺旋槳的軸功率之比。因此，螺旋槳在原地工作時(shí)，速度為零，螺旋槳的效率等于零。如其它條件不變，使螺旋槳效率最佳的攻角是在2～4之間。攻角過(guò)大，槳葉將發(fā)生失速，使其推進(jìn)效率急劇下降。2.9.1螺旋槳概述螺旋槳效率與攻角的關(guān)系2.9.1螺旋槳概述螺旋槳原理一、作用在螺旋槳上的力1、離心力

作用在螺旋槳的力中，離心力引起最大的應(yīng)力。離心力可以描述為拉槳葉離開槳轂的力2、拉力彎曲力

拉力試圖將槳葉葉尖向前彎。螺旋槳槳葉產(chǎn)生的軸向拉力沿槳葉分布，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)彎曲力，使得槳葉在旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生拉力時(shí)會(huì)略微向前彎曲3.阻力彎曲力

螺旋槳旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生與旋轉(zhuǎn)方向相反的空氣阻力，這個(gè)力試圖使螺旋槳沿旋轉(zhuǎn)相反方向彎曲2.9.2螺旋槳原理4.氣動(dòng)扭轉(zhuǎn)力

當(dāng)螺旋槳槳葉產(chǎn)生拉力時(shí)，當(dāng)氣動(dòng)合力位于螺旋槳轉(zhuǎn)軸前部時(shí)氣動(dòng)力將產(chǎn)生變大距的力矩。因此，氣動(dòng)扭轉(zhuǎn)力矩可被設(shè)計(jì)用于增加或減小螺旋槳的槳葉角。5、槳葉離心扭轉(zhuǎn)力

螺旋槳前緣微元體產(chǎn)生的離心力N在水平方向會(huì)有一個(gè)指向左側(cè)的分力，該力有使槳葉向旋轉(zhuǎn)平面轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)（減小槳距），而垂直方向分力因與螺旋槳旋轉(zhuǎn)軸線垂直，無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)2.9.2螺旋槳原理6、配重離心扭轉(zhuǎn)力

有的變距螺旋槳在槳葉根部固定有配重，當(dāng)螺旋槳旋轉(zhuǎn)時(shí)，類比于槳葉離心力的分析方法，配重產(chǎn)生的離心力將使螺旋槳變大距。配重離心力大于槳葉離心力，所以裝有配重的旋轉(zhuǎn)槳葉有變大距的趨勢(shì)。7、振動(dòng)力

當(dāng)螺旋槳產(chǎn)生拉力時(shí)，由于存在氣動(dòng)和機(jī)械力，葉片發(fā)生振動(dòng)。某些發(fā)動(dòng)機(jī)螺旋槳組合有能夠發(fā)生嚴(yán)重的螺旋槳振動(dòng)的臨界范圍。在這種情況下，臨界范圍在轉(zhuǎn)速表上用紅色的弧指示。螺旋槳設(shè)計(jì)允許一定程度的振動(dòng)力。2.9.2螺旋槳原理二、槳葉迎角及其影響因素

槳葉攻角α

(又稱槳葉迎角)是槳葉弦線和相對(duì)氣流的夾角，通常以特定站位槳葉攻角角值代表該槳葉攻角

當(dāng)螺旋槳在靜止的飛機(jī)上旋轉(zhuǎn)，相對(duì)氣流的方向與螺旋槳的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相反，槳葉攻角和槳葉角是一樣的

當(dāng)飛機(jī)開始向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)的組合產(chǎn)生相對(duì)氣流。在這種情況下，槳葉攻角總是低于槳葉角2.9.2螺旋槳原理當(dāng)螺旋槳的重心同它的轉(zhuǎn)軸一致時(shí)，螺旋槳是靜平衡的。檢查螺旋槳靜平衡用刀刃法或懸掛法。兩種靜平衡方法中刀刃法較簡(jiǎn)單和更精確。檢查螺旋槳平衡前首先保證槳葉角全一樣。螺旋槳應(yīng)做水平和垂直平衡檢查。對(duì)于兩個(gè)槳葉的螺旋槳組件，1號(hào)槳葉在垂直位置，然后重復(fù)另一槳葉在垂直位置。如果螺旋槳是垂直平衡的，它將保持在垂直位置。如果存在垂直不平衡，螺旋槳將有靜止在水平位置的趨勢(shì)三、螺旋槳的靜平衡、動(dòng)平衡、氣動(dòng)平衡1、靜平衡2.9.2螺旋槳原理對(duì)兩個(gè)槳葉的螺旋槳組件進(jìn)行水平平衡檢查時(shí)，如果是平衡的，它將保持在水平位置。如果存在水平不平衡，一個(gè)槳葉將趨于向下移動(dòng)，引起螺旋槳靜止在垂直位置2.9.2螺旋槳原理靜平衡：三葉螺旋槳的表平衡要求放置螺旋槳在3個(gè)基本的試驗(yàn)位置。正確平衡的三槳葉螺旋槳應(yīng)當(dāng)是每個(gè)槳葉在6點(diǎn)鐘位置時(shí)都沒有轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)。如果發(fā)現(xiàn)槳葉靜不平衡，需要根據(jù)螺旋槳廠家規(guī)定的步驟在規(guī)定的位置增加配重。2.9.2螺旋槳原理2、動(dòng)平衡當(dāng)槳葉重心不在同一平面旋轉(zhuǎn)時(shí)，螺旋槳是動(dòng)不平衡的。換句話說(shuō)，當(dāng)轉(zhuǎn)子部件的質(zhì)量分布在較長(zhǎng)軸上時(shí)，雖然靜平衡保障了總體質(zhì)量中心在旋轉(zhuǎn)軸上，但旋轉(zhuǎn)軸線很可有不與慣性主軸重合，即垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的各個(gè)截面質(zhì)量中心不都在旋轉(zhuǎn)軸上，這時(shí)會(huì)有振動(dòng)力矩產(chǎn)生，這時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)動(dòng)不平衡，超過(guò)一定的限度，也就會(huì)出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)的現(xiàn)象。當(dāng)槳葉的槳葉角不一致時(shí)，各槳葉所產(chǎn)生的拉力不一致，也會(huì)產(chǎn)生動(dòng)不平衡。2.9.2螺旋槳原理3、氣動(dòng)平衡螺旋槳旋轉(zhuǎn)軸線與槳葉拉力合力重合即為氣動(dòng)平衡。螺旋槳的拉力合力取決于每一個(gè)槳葉的槳葉角、槳葉旋轉(zhuǎn)軌跡和氣動(dòng)外形。如果每一個(gè)槳葉的槳葉角、槳葉旋轉(zhuǎn)軌跡和氣動(dòng)外形都一樣，槳葉拉力合力與旋轉(zhuǎn)軸線重合。當(dāng)槳葉的槳葉角不一致時(shí)，各槳葉所產(chǎn)生的拉力不一致，會(huì)產(chǎn)生動(dòng)不平衡。槳葉旋轉(zhuǎn)軌跡不在一個(gè)平面時(shí)，各槳葉所產(chǎn)生的拉力不一致，會(huì)產(chǎn)生氣動(dòng)不平衡。槳葉氣動(dòng)外形不一樣時(shí)，各槳葉所產(chǎn)生的拉力不一致，也會(huì)產(chǎn)生氣動(dòng)不平衡。2.9.2螺旋槳原理無(wú)論是對(duì)渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)還是活塞螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)，螺旋槳振動(dòng)都將會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)的主要承力部件產(chǎn)生疲勞裂紋的可能性加大。雖然發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)允許一定程度的振動(dòng)，但是基于安全性考慮，螺旋槳振動(dòng)一直是發(fā)動(dòng)機(jī)使用和維護(hù)過(guò)程中的重點(diǎn)關(guān)注的項(xiàng)目之一四、螺旋槳的振動(dòng)及測(cè)試2.9.2螺旋槳原理螺旋槳同步系統(tǒng)及防冰系統(tǒng)螺旋槳輔助系統(tǒng)能改進(jìn)螺旋槳性能和增強(qiáng)飛機(jī)全天候飛行能力。例如飛機(jī)降低螺旋槳同步系統(tǒng)用于減小噪音與振動(dòng)，防冰系統(tǒng)可用于螺旋槳槳葉除冰，同步系統(tǒng)和防冰系統(tǒng)保障安全性以及提高螺旋槳性能。2.9.6同步系統(tǒng)及防冰系統(tǒng)多發(fā)螺旋槳飛機(jī)上可能存在過(guò)大的振動(dòng)和噪聲。造成這個(gè)問題的原因是由于各個(gè)螺旋槳之間轉(zhuǎn)速不一致，噪聲相互干擾與疊加?；谶@點(diǎn)，減少產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)值的方法是匹配或同步發(fā)動(dòng)機(jī)給定轉(zhuǎn)速?，F(xiàn)在通常的有三種同步系統(tǒng)用在多發(fā)飛機(jī)上：主馬達(dá)同步系統(tǒng)；一發(fā)主控制系統(tǒng)；相位同步系統(tǒng)。同步系統(tǒng)通過(guò)將所有螺旋槳精確控制在同一轉(zhuǎn)速工作，減少振動(dòng)。一、同步系統(tǒng)功能、構(gòu)成和工作原理2.9.6同步系統(tǒng)及防冰系統(tǒng)它用在早期型號(hào)飛機(jī)上。主同步器裝置包括馬達(dá)，它機(jī)械地驅(qū)動(dòng)4個(gè)接觸器裝置，接觸器裝置電連接到發(fā)電機(jī)上。發(fā)電機(jī)由發(fā)動(dòng)機(jī)的附件傳動(dòng)。因此，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電壓的頻率直接同發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速成正比。當(dāng)系統(tǒng)工作時(shí)，要求的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速由手動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速控制桿進(jìn)行