关于螺旋桨的问题?

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导读:发现一个问题:在飞机发展史上,螺旋桨的叶片数量是越来越多。从一战时的两叶浆到二战时的三叶、四叶甚至五叶浆,再到战后的八叶浆,现在甚至有十六叶浆(安—70)。难道桨叶数量越多效率就越高?   再就是在二战中,除了德国一直在用三叶浆,其它国家的战机上桨叶数量都呈增加的趋势。   比如英国,喷火Ⅰ是用三叶浆,到了喷火Ⅸ变成了四叶浆,而到了喷火ⅩⅣ就成了五叶浆。   美国呢,P51A是三叶浆,到了P51C就成了四叶浆。   日本也一样,早期的零战是三叶,后来的“雷电”、“紫电”的四叶浆,而“震电


关于螺旋桨的问题?



发现一个问题:在飞机发展史上,螺旋桨的叶片数量是越来越多。从一战时的两叶浆到二战时的三叶、四叶甚至五叶浆,再到战后的八叶浆,现在甚至有十六叶浆(安—70)。难道桨叶数量越多效率就越高?

再就是在二战中,除了德国一直在用三叶浆,其它国家的战机上桨叶数量都呈增加的趋势。

比如英国,喷火Ⅰ是用三叶浆,到了喷火Ⅸ变成了四叶浆,而到了喷火ⅩⅣ就成了五叶浆。

美国呢,P51A是三叶浆,到了P51C就成了四叶浆。

日本也一样,早期的零战是三叶,后来的“雷电”、“紫电”的四叶浆,而“震电”甚至用六叶浆。似乎战机的性能越高,浆叶数量就越多(只是个趋势,并不是绝对的)。

但德国却没有这样做是为什么?

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2楼 shiky
螺旋桨很有学问,而且不是仅仅其自身的问题,用什么螺旋桨,还要考虑的就是发动机。螺旋桨不单单是产生拉力,其本身还会产生两种阻力,桨叶数,桨距,和桨片角度都要精确计算。

简单来说,最早由于发动机马力不大,螺旋桨的研究和加工也处于初期,造成了一战和二战期间,大量飞机使用2叶螺旋桨,二战初期螺旋桨的加工水平提高,开始用金属代替木料,还有些设计师利用风洞和流体力学开始辅助设计,三叶螺旋桨开始普及,到了二战后期,由于英国发动机马力到了新高度,才有可能使用四叶和五叶螺旋桨,但是不可能再高了,再多的话,又产生前向阻力,反而阻止战斗机速度提升,因此无论你发动机马力多高,战斗机螺旋桨五叶是最多了,最好还是四叶。

但运输机又不同,由于不需要追求速度,而是追求拉力,因此桨叶可以再多,桨根几乎都垂直于发动机轴了,楼主可以仔细看看。至于你说的安70十六桨,那是你不知道,最多是8叶,16叶是因为那是两台发动机,正反倒装在一个发动机舱内,这是老毛子独门喜欢的技术,著名的图98就是“正反轴向对置发动机”代表作,所以图95是8台发动机,曾有国内知名军事专家,在节目内说图95是四台发动机,真是让人吐血

图-95采用后掠机翼,翼上装4台NK-12涡桨发动机,每台图-95轰炸机后视图发动机驱动两个大直径反转四叶螺旋桨。这一布局相当独特,且NK-12型发动机的性能十分特殊——其涡轮部分只向螺旋桨输出发动机总功率的1/3,另外2/3的功率则以喷气形式产生推力,实际上图-95在750公里/小时以上速度巡航时,螺旋桨已经处于“顺桨”状态,否则桨尖会提前产生激波阻力。

图-95装4台强大的库兹涅佐夫设计局NK-12MB涡桨发动机,装在机翼上。每台额定功率高达11014千瓦(14975马力),推力为11.77千牛(1200千克),耗油率为0.326千克/千瓦·小时(0.24公斤/马力·小时)。每台发动机驱动两个AB-60H型反转可逆桨距螺旋桨,螺旋桨直径5.6米。此外还装有48千瓦(64.8马力)的涡轮起动机,转速36000转/分,这种发动机还装备在安-22运输机和图-114客机,创造了世界上飞的最快的螺旋桨飞机,世界上最大的螺旋桨推进运输机的记录。机翼油箱连同机身油箱一起共可带燃油74000千克。

对转螺旋桨不一定采用两台发动机串联,通过齿轮箱一样可以实现。回帖别想当然啊,误导很多人的。


2楼 shiky
螺旋桨很有学问,而且不是仅仅其自身的问题,用什么螺旋桨,还要考虑的就是发动机。螺旋桨不单单是产生拉力,其本身还会产生两种阻力,桨叶数,桨距,和桨片角度都要精确计算。

简单来说,最早由于发动机马力不大,螺旋桨的研究和加工也处于初期,造成了一战和二战期间,大量飞机使用2叶螺旋桨,二战初期螺旋桨的加工水平提高,开始用金属代替木料,还有些设计师利用风洞和流体力学开始辅助设计,三叶螺旋桨开始普及,到了二战后期,由于英国发动机马力到了新高度,才有可能使用四叶和五叶螺旋桨,但是不可能再高了,再多的话,又产生前向阻力,反而阻止战斗机速度提升,因此无论你发动机马力多高,战斗机螺旋桨五叶是最多了,最好还是四叶。

但运输机又不同,由于不需要追求速度,而是追求拉力,因此桨叶可以再多,桨根几乎都垂直于发动机轴了,楼主可以仔细看看。至于你说的安70十六桨,那是你不知道,最多是8叶,16叶是因为那是两台发动机,正反倒装在一个发动机舱内,这是老毛子独门喜欢的技术,著名的图98就是“正反轴向对置发动机”代表作,所以图95是8台发动机,曾有国内知名军事专家,在节目内说图95是四台发动机,真是让人吐血

楼主前半截是二战理论,早就被修改过了。

因为早期空气动力学限制,最多4片。否则就好产生互相干扰;导致效率降低。

21世纪,因为计算机模拟的结果,不论是新式战斗机、教练机还是运输机甚至直升机都有超过5片的桨叶。

究其原因是发动机马力提高,两片叶片不足以应付。基本上,同样转速情况下,4片桨叶相当于两个双叶片的螺旋桨,6片就相当于3付双叶片。

我们核实资料就发现,老飞机新改型时候,新发引擎马力加大,那么靠增加转速时不妥当的,因为有音速限制;靠增加直径也损失灵活性。通常都增加叶片。不信请看C130J 运八F800等。

螺旋桨战斗机因为没必要追求速度(也追不起,因为喷气战斗机随便就超音速)。500公里的超级巨嘴鸟就是典型了。图为巴西航空超级巨嘴鸟战斗机。

关于螺旋桨的问题?


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桨叶本身的面积,就是螺旋桨实际可以推动空气用于做功的面积,由于螺旋桨本身的桨叶长度是有限的,那么增加桨叶可以增加做功面积,可以提高螺旋桨的实际拉力。

但是,增加桨叶也就增加了发动机带动的质量,在技术水平相当的情况下,桨叶越多,意味着带动桨叶本身消耗的功率越多,废功越多,发动机的整体效率会下降。

因而使用多少桨叶,要权衡桨叶长度、面积和整体效率来确定。

一般来说,使用大型桨叶,在低空低速下有效率优势,但是大型桨叶旋转形成的大面积浆盘,在高速下阻力变大,因而效率大幅度下降,且高速飞行时,大型浆盘的桨叶末端速度更快,将导致桨叶末梢超音速,产生极大的激波阻力。因而对于强调高速性的螺旋桨飞机来说,桨叶长度不宜过大,但是为保证做功效率,就需要增加桨叶面积,权衡之下,可以使用的方法就包括增加桨叶数量或提高桨叶宽度。而桨叶宽度本身又受到空气动力学和结构强度限制,不可能无限增加,因而实际使用的时候,调整叶片数量反而是唯一可行的途径。

楼主所提到,螺旋桨发动机似乎是越发展到后期,叶片数量越多,其原因就是螺旋桨飞机为了和喷气飞机比较速度,更加强调高速性,因而必须控制浆盘面积也就是桨叶的长度,但是发动机功率又在不断提升,为了充分发挥功率,只能采用提高桨叶数量的方法。


5楼mgw168

这是因为效率的问题,你应该知道空气阻力吧。相对速度越大,螺旋桨推开空气时产生的阻力也就随之成几何立方倍数提高,自然能量浪费就多了。所以,在保证性能的前提下尽可能降低螺旋桨的转速是提高推进效率的唯一方法。航空发动机输出动力不断增加,螺旋桨却不能扩大尺寸,不然就可能打到地面上,自然只能通过增加桨叶数量解决这问题了。

2楼shiky

螺旋桨很有学问,而且不是仅仅其自身的问题,用什么螺旋桨,还要考虑的就是发动机。螺旋桨不单单是产生拉力,其本身还会产生两种阻力,桨叶数,桨距,和桨片角度都要精确计算。

简单来说,最早由于发动机马力不大,螺旋桨的研究和加工也处于初期,造成了一战和二战期间,大量飞机使用2叶螺旋桨,二战初期螺旋桨的加工水平提高,开始用金属代替木料,还有些设计师利用风洞和流体力学开始辅助设计,三叶螺旋桨开始普及,到了二战后期,由于英国发动机马力到了新高度,才有可能使用四叶和五叶螺旋桨,但是不可能再高了,再多的话,又产生前向阻力,反而阻止战斗机速度提升,因此无论你发动机马力多高,战斗机螺旋桨五叶是最多了,最好还是四叶。

但运输机又不同,由于不需要追求速度,而是追求拉力,因此桨叶可以再多,桨根几乎都垂直于发动机轴了,楼主可以仔细看看。至于你说的安70十六桨,那是你不知道,最多是8叶,16叶是因为那是两台发动机,正反倒装在一个发动机舱内,这是老毛子独门喜欢的技术,著名的图98就是“正反轴向对置发动机”代表作,所以图95是8台发动机,曾有国内知名军事专家,在节目内说图95是四台发动机,真是让人吐血

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