飛機(jī)螺旋槳變距的工作原理

飛機(jī)螺旋槳變距的工作原理展開全文在嚴(yán)格的意義上，螺旋槳槳距是指螺旋槳轉(zhuǎn)一圈縱向前進(jìn)的理論距離。槳距和槳葉角描述兩個(gè)不同的概念，然而它們是密切相關(guān)的。如說一個(gè)螺旋槳有固定的槳距，實(shí)際上意味螺旋槳槳葉給定在固定的梁葉角上。槳距和槳葉角存在下述關(guān)系，即H-2Tr/?tg（p式中—槳距；R—螺旋槳特征截面半徑；幾何槳距定義為螺旋槳通過不可壓縮介質(zhì)轉(zhuǎn)一圈前進(jìn)的距離，沒有任何效率損失。所以，槳葉角大，則幾何槳距大。幾何槳距是從距離槳轂槳葉長(zhǎng)度75%點(diǎn)測(cè)量的。有效槳距是指螺旋槳轉(zhuǎn)一圈實(shí)際前進(jìn)的距離。有效槳距從飛機(jī)在地面靜止時(shí)的零到最有效的飛行狀態(tài)幾何槳距的90%變化。幾何槳距和有效槳距之間的差稱為滑流（滑距）。螺旋槳滑流代表由于低效引起的總損失。滑流的大小影響拉力的大小。飛行速度的大小則取決于螺旋槳的有效槳距和轉(zhuǎn)速?？烧{(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。可控槳距螺旋槳在螺旋槳旋轉(zhuǎn)時(shí)槳葉角可被改變。這使槳葉角為特定的飛行狀態(tài)提供最好的性能。槳里位置的數(shù)目可被限制，如雙位可控螺旋槳，或槳距在最小和最大給定之間任何角度調(diào)節(jié)。下面則將重點(diǎn)介紹雙位螺旋槳調(diào)節(jié)槳距的工作原理：雙位螺旋槳雙位螺旋槳利用控制活門引導(dǎo)發(fā)動(dòng)機(jī)滑油進(jìn)入螺旋槳以減小槳葉角；泄放滑油返回發(fā)動(dòng)機(jī)，使槳葉進(jìn)入高槳葉角。兩種力用于引起槳葉角改變：在螺旋槳油缸里的滑油壓力和作用在配重上的離心力。其他的力對(duì)系統(tǒng)工作影響很小。當(dāng)螺旋槳控制桿向前移時(shí)減小槳葉角，選擇活門轉(zhuǎn)動(dòng)引導(dǎo)發(fā)動(dòng)機(jī)滑油進(jìn)入螺旋槳油缸，滑油壓力克服配重的離心力，槳葉角轉(zhuǎn)到低槳葉角（見圖一）。從控制活門或調(diào)建器來的涓前通道為增大槳葉角，駕駛艙控制桿后移，選擇活門轉(zhuǎn)動(dòng)從螺旋槳釋放滑油，現(xiàn)在配重的離心力大于螺旋槳油缸中滑油產(chǎn)生的力?；土鞒鲇透追祷匕l(fā)動(dòng)機(jī)集油槽，螺旋槳由配重的離心力保持在高槳葉角（見圖二）。圖二：槳葉角增大螺旋槳調(diào)速器恒速螺旋槳系統(tǒng)中螺旋槳槳葉角由調(diào)速器作用改變而保持螺旋槳轉(zhuǎn)速不變。幾乎所有現(xiàn)代中、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，響應(yīng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速的變化通過引導(dǎo)滑油進(jìn)出螺旋槳來改變槳葉角，使系統(tǒng)轉(zhuǎn)速回到初始值。,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。調(diào)速器本體包含螺旋槳滑油流動(dòng)控制機(jī)構(gòu)：分油活門、滑油油路、釋壓活門?；鰤罕茫诎l(fā)動(dòng)機(jī)上的安裝面，引導(dǎo)發(fā)動(dòng)機(jī)滑油到泵和滑油從螺旋槳返回發(fā)動(dòng)機(jī)集油槽的油路（見圖三）。圖三：調(diào)速器結(jié)構(gòu)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；當(dāng)轉(zhuǎn)速減少時(shí)，飛重向內(nèi)收，分油活門降低（見下面圖示）。分油活門的移動(dòng)響應(yīng)轉(zhuǎn)速的改變，引導(dǎo)滑油流動(dòng)調(diào)節(jié)槳葉角保持選擇的轉(zhuǎn)速。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控制機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)。當(dāng)希望高轉(zhuǎn)速時(shí)，駕駛艙控制桿向前移壓縮轉(zhuǎn)速計(jì)彈簧。增加的彈簧力使飛重向內(nèi)收,分油活門降低，引起槳葉角減小，轉(zhuǎn)速增加，直到飛重離心方克服轉(zhuǎn)速計(jì)彈簧力分油活門回到中立位置。無論何時(shí)飛重向外張開，分油活門抬高，調(diào)速器總是處于超速狀態(tài)（見圖四）。當(dāng)飛重向內(nèi)收，調(diào)速器處于低速狀態(tài)（見圖五）。當(dāng)轉(zhuǎn)速同調(diào)速器給定值一樣時(shí)，調(diào)速器處于在轉(zhuǎn)速狀態(tài)（見圖六）圖四：調(diào)速器在超速狀態(tài)

圖五：調(diào)速器在低速狀態(tài)轉(zhuǎn)速計(jì)那賈圖六：調(diào)速器在勻轉(zhuǎn)速狀態(tài)wwmwK圖五：調(diào)速器在低速狀態(tài)轉(zhuǎn)速計(jì)那賈圖六：調(diào)速器在勻轉(zhuǎn)速狀態(tài)wwmwK變距螺旋槳調(diào)速器變距又可分為雙向變距、正向變距和反向變距三種形式。槳葉角增大叫變大距，槳葉角減小叫變小距。螺旋槳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（見圖七）。調(diào)節(jié)齒輪 變距桿圖七：雙向變距駕駛艙內(nèi)的變距桿固定在某一位置，即調(diào)速器彈簣力一定時(shí)，調(diào)速器自動(dòng)保持某一相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。這時(shí)離心力與彈簧力平衡，分油活門處于中立位置，螺旋槳槳葉角不發(fā)生變化。如果由于某種原因引起發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增大，則離心飛重抬起分油活門的力量増大，分油活門上移。從滑油泵來的滑油進(jìn)入大距油路，流入變距活塞左邊的A室，變距活塞右移，蠟旋槳變大距。同時(shí)，變距活塞右邊B室的滑油順著小距油路回油。隨著螺旋槳槳葉角的增大，螺旋槳的阻力力矩增加，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速減小。隨著轉(zhuǎn)速的減小，離心飛重抬起分油活門的力量也隨之減小，分油活門又向下移，宜到轉(zhuǎn)速減小到原來的數(shù)值，分油活門回到中立位量，堵住變距油路，螺旋槳槳葉角不再變大，轉(zhuǎn)速不再減小，調(diào)速器保持原來的轉(zhuǎn)速不變（見圖八）。

圖八：轉(zhuǎn)速增大時(shí)變大距工作情形轉(zhuǎn)速減小時(shí)調(diào)速器的工作與轉(zhuǎn)速増大時(shí)的相反（見圖九）圖九：轉(zhuǎn)速減小時(shí)變小距工作情形有的螺旋槳不是完全依靠液體壓力來變大距和變小距。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（見圖十）。

圖十：反向變距工作原訂圖十：反向變距工作原訂這種形式的變距，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)。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（見圖十一）。圖十一：正向變距工作原理力變大距叫正向變距（見圖十一）。圖十一：正向變距工作原理如果需要改變裝有以上兩種調(diào)速器的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，同雙向變距的情況一樣，應(yīng)通過操縱變距桿來實(shí)現(xiàn)。前推變距桿，調(diào)速器彈簧力增大，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增大；后拉變距桿，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速減小。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（見圖十二）。駕駛艙變距桿固定在某一位置時(shí)，調(diào)速器彈簧力不變，自動(dòng)保證發(fā)動(dòng)機(jī)在某一轉(zhuǎn)速工作。接觸裝置的中間接觸點(diǎn)恰好停留在中間位置，與上、下接觸點(diǎn)均不接觸。電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)，螺旋槳槳葉角不發(fā)生變化。如果由于某種原因引起發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增大，則離心飛重向上抬起中間觸點(diǎn)的力量也增大，中間觸點(diǎn)上移，與上面的接觸點(diǎn)接觸，電動(dòng)機(jī)隨即轉(zhuǎn)動(dòng)，使螺旋槳變大距，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速減小，直到轉(zhuǎn)速回到原來的數(shù)值為止。中間接觸點(diǎn)又回到中間位置，電路斷開，電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，槳葉角不再增大，發(fā)動(dòng)機(jī)又回到原來的轉(zhuǎn)速。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速減小，調(diào)速器的工作情形與上面所述完全相反。如果需要改變發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，應(yīng)通過操縱變距桿來實(shí)現(xiàn)。如上所述，改變螺旋槳的槳葉角叫變距；增大槳葉角叫變大距；減小槳葉角叫變小距。螺旋槳從高槳葉角返回低槳葉角叫回槳。飛行速度、高度改變引起發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化，適當(dāng)?shù)馗淖儤~角，使阻力力矩始