概述

  靠槳葉在空氣中旋轉將發動機轉動功率轉化為推進力或升力的裝置，簡稱螺旋槳。它由多個槳葉和槳轂組成，槳葉好像一扭轉的細長機翼安裝在槳轂上,發動機軸與槳轂相連接并帶動它旋轉。噴氣發動機出現以前，所有帶動力的航空器無不以螺旋槳作為產生推動力的裝置。螺旋槳仍用于裝活塞式和渦輪螺旋槳發動機的亞音速飛機。直升機旋翼和尾槳也是一種螺旋槳。

  原理

  螺旋槳旋轉時，槳葉不斷把大量空氣(推進介質)向后推去，在槳葉上產生一向前的力，即推進力。一般情況下，螺旋槳除旋轉外還有前進速度。如截取一小段槳葉來看，恰像一小段機翼，其相對氣流速度由前進速度和旋轉速度合成。槳葉上的氣動力在前進方向的分力構成拉力。在旋轉面內的分量形成阻止螺旋槳旋轉的力矩，由發動機的力矩來平衡。槳葉剖面弦(相當于翼弦)與旋轉平面夾角稱槳葉安裝角。螺旋槳旋轉一圈，以槳葉安裝角為導引向前推進的距離稱為槳距。實際上槳葉上每一剖面的前進速度都是相同的，但圓周速度則與該剖面距轉軸的距離(半徑)成正比，所以各剖面相對氣流與旋轉平面的夾角隨著離轉軸的距離增大而逐步減小，為了使槳葉每個剖面與相對氣流都保持在有利的迎角范圍內，各剖面的安裝角也隨著與轉軸的距離增大而減小。這就是每個槳葉都有扭轉的原因。

  螺旋槳效率以螺旋槳的輸出功率與輸入功率之比表示。輸出功率為螺旋槳的拉力與飛行速度的乘積。輸入功率為發動機帶動螺旋槳旋轉的功率。在飛機起飛滑跑前，由于前進速度為零，所以螺旋槳效率也是零，發動機的功率全部用于增加空氣的動能。隨著前進速度的增加，螺旋槳效率不斷增大，速度在200～700公里/時范圍內效率較高,飛行速度再增大，由于壓縮效應槳尖出現波阻，效率急劇下降。螺旋槳在飛行中的效率可達85%～90%。螺旋槳的直徑比噴氣發動機的大得多，作為推進介質的空氣流量較大，在發動機功率相同時，螺旋槳后面的空氣速度低,產生的推力較大，這對起飛(需要大推力)非常有利。

  構造特點

  螺旋槳有2、3或4個槳葉,一般槳葉數目越多吸收功率越大。有時在大功率渦輪螺旋槳飛機上還采用一種套軸式螺旋槳，它實際上是兩個反向旋轉的螺旋槳，可以抵消反作用扭矩。在發動機功率低于100千瓦的輕型飛機上，常用雙葉木制螺旋槳。它是用一根拼接的木材兩邊修成扭轉的槳葉，中間開孔與發動機軸相連接。螺旋槳要承受高速旋轉時槳葉自身的離心慣性力和氣動載荷。大功率螺旋槳在槳葉根部受到的離心力可達200千牛(20噸力)。此外還有發動機和氣動力引起的振動。大功率發動機一般采用3葉和4葉螺旋槳，并多用鋁合金和鋼來制造槳葉。鋁和鋼制槳葉因材料堅固可以做得薄一些，有利于提高螺旋槳在高速時的效率。70年代以后還用復合材料制造槳葉以減輕重量。

  自轉

  當發動機空中停車后，螺旋槳會象風車一樣繼續沿著原來的方向旋轉，這種現象，叫螺旋槳自轉。螺旋槳自轉，不是發動機帶動的，而是被槳葉的迎面氣流“推著”轉的。它不但不能產生拉力，反而增加了飛機的阻力。螺旋槳發生自轉時，由于形成了較大的負迎角。槳葉的總空氣動力方向及作用發生了質的變化。它的一個分力(Q)與切向速度(U)的方向相同，成為推動槳葉自動旋轉的動力，迫使槳葉沿原來方向續繼旋轉：另一個分力(-P)與速度方向相反，對飛行起著阻力作用。一些輕型飛機的發動機空中停車后由于飛行速度較小，產生自旋力矩不能克服螺旋槳的阻旋力矩時螺旋槳不會出現自轉。此時，槳葉阻力較大，飛機的升阻比(或稱滑翔比)將降低。