螺旋桨推动船行驶原理，螺旋桨工作原理简单讲解 _原理

螺旋桨推动船行驶原理

文章插图
螺旋桨旋转时，桨叶不断把大量水向后推去，在桨叶上产生一向前的力，即推进力。一般情况下，螺旋桨除旋转外还有前进速度。如截取一小段桨叶来看，恰像一小段机翼，其相对水流速度由前进速度和旋转速度合成。桨叶上的水动力在前进方向的分力构成拉力。
转面内的分量形成阻止螺旋桨旋转的力矩，由发动机的力矩来平衡。桨叶剖面弦(相当于翼弦)与旋转平面夹角称桨叶安装角。螺旋桨旋转一圈，以桨叶安装角为导引向前推进的距离称为桨距。实际上桨叶上每一剖面的前进速度都是相同的，但圆周速度则与该剖面距转轴的距离（半径）成正比，所以各剖面相对水流与旋转平面的夹角随着离转轴的距离增大而逐步减小，为了使桨叶每个剖面与相对气流都保持在有利的迎角范围内，各剖面的安装角也随着与转轴的距离增大而减小。这就是每个桨叶都有扭转的原因。
螺旋桨工作原理简单讲解直升机螺旋桨工作原理如下：
（1）螺旋桨旋转时，桨叶不断把大量空气（推进介质）向后推去，在桨叶上产生一向前的力，即推进力。桨叶上的气动力在前进方向的分力构成拉力。在旋转面内的分量形成阻止螺旋桨旋转的力矩，由发动机的力矩来平衡，桨叶剖面弦(相当于翼弦)与旋转平面夹角称桨叶安装角。
（2）螺旋桨旋转一圈，以桨叶安装角为导引向前推进的距离称为桨距。为了使桨叶每个剖面与相对气流都保持在有利的迎角范围内，各剖面的安装角也随着与转轴的距离增大而减小。这就是每个桨叶都有扭转的原因。
（3）螺旋桨效率以螺旋桨的输出功率与输入功率之比表示。随着前进速度的增加，螺旋桨效率不断增大，速度在200～700公里/时范围内效率较高,飞行速度再增大，由于压缩效应桨尖出现波阻，效率急剧下降。
螺旋桨在飞行中的最高效率可达85%～90% 。螺旋桨的直径比喷气发动机的大得多，作为推进介质的空气流量较大，在发动机功率相同时，螺旋桨后面的空气速度低,产生的推力较大，这对起飞（需要大推力）非常有利。

文章插图
扩展资料：
历史起源
【螺旋桨推动船行驶原理，螺旋桨工作原理简单讲解】1、古代的车轮，即欧洲所谓“桨轮”，配合近代的蒸汽机，将原来桨轮的一列直叶板斜装于一个转毂上。构成了螺旋的雏型。
2．古代的风车，随风转动可以输出扭矩，反之，在水中，输入扭矩转动风车，水中风车就有可能推动船运动。
3．在当时，已经使用了十几个世纪的古希腊的阿基米德螺旋泵，[1] 它能在水平或垂直方向提水，螺旋式结构能打水这一事实，作为推进器是重要的启迪。
伟大的英国科学家虎克在1683年成功地采用了风力测速计的原理来计量水流量，于此同时，他提出了新的推进器——推进船舶，为船舶推进器作出了重大贡献。
参考资料：
参考资料：
轮船是用什么发动的螺旋桨。
螺旋桨在机械的驱动下高速旋转，以此来驱动轮船前进，向前航行。
螺旋桨的功用是将船舶主机发出的功率转变为船舶前进（或后退）的动力。推动船舶前进的各种机构统称为船舶推进器。船舶推进器有螺旋桨、喷水推进器、平旋推进器、明轮和Z形推进器等。其中，螺旋桨的结构简单，重量轻，效率高，工作可靠，是目前船舶应用最广泛的推进器。螺旋桨是一种反作用式推进装置，螺旋桨旋转时，桨向后（或向前）推水并受到水的反作用力而产生向前（或向后）的推力。
螺旋桨旋转的原理是什么可以把螺旋桨看成是一个一面旋转一面前进的机翼进行讨论。流经桨叶各剖面的气
流由沿旋
转轴方向的前进速度和旋转产生的切线速度合成。在螺旋桨半径r1和r2(r1＜r2)两处各取极小一段，讨论桨叶上的气流情况。v—轴向速度；n—螺旋桨转速；φ—气流角，即气流与螺旋桨旋转平面夹角；α—桨叶剖面迎角；β—桨叶角，即桨叶剖面弦线与旋转平面夹角。显而易见β＝α+φ 。
空气流过桨叶各小段时产生气动力，阻力δd和升力δl，合成后
总空气动力为δr 。δr沿飞行方向的分力为拉力δt，与旋螺桨旋转方向相反的力δp
阻止螺旋桨转动。将整个桨叶上各小段的拉力和阻止旋转的力相加，形成该螺旋桨的拉力和阻止螺旋桨转动的力矩。
从以上两图还可以看到。必须使螺旋桨各剖面在升阻比较大的迎角工作，才能获得较大的拉力，较小的阻力矩，也就是效率较高。螺旋桨工作时。轴向速度不随半径变化，而切线速度随半径变化。因此在接近桨尖，半径较大处气流角较小，对应桨叶角也应较小。而在接近桨根，半径较小处气流角较大，对应桨叶角也应较大。螺旋桨的桨叶角从桨尖到桨根应按一定规律逐渐加大。所以说螺旋桨是一个扭转了的机翼更为确切。
从图中还可以看到，气流角实际上反映前进速度和切线速度的比值。对某个螺旋桨的某个剖面，剖面迎角随该比值变化而变化。迎角变化，拉力和阻力矩也随之变化。用进矩比“j”反映桨尖处气流角，j＝v／nd 。式中d—螺旋桨直径。理论和
试验证明：螺旋桨的拉力(t)，克服螺旋桨阻力矩所需的功率(p)和效率(η)可用下列公式
计算：
t=ctρn2d4
p=cpρn3d5
η=j·ct/cp
式中：ct—拉力系数；cp—功率系数；ρ—空气密度；n—螺旋桨转速；d—螺旋桨直径。其
中ct和cp取决于螺旋桨的几何参数，对每个螺旋桨其值随j变化。图1—1—21称为螺
旋桨的特性曲线，它可通过理论计算或试验获得。特性曲线给出该螺旋桨拉力系数、功
率系数和效率随前进比变化关系。是设计选择螺旋桨和计算飞机性能的主要依据之一。
从图形和计算公式都可以看到，当前进比较小时，螺旋桨效率很低。对飞行速度较
低而发动机转速较高的轻型飞机极为不利。例如：飞行速度为72千米／小时，发动转
速为6500转／分时，η≈32％。因此超轻型飞机必须使用减速器，降低螺旋桨的转
速，提高进距比，提高螺旋桨的效率。