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文檔簡(jiǎn)介
1、<p><b> 目 錄</b></p><p> 摘 要- 1 - </p><p> Abstract- 1 -- 1 -</p><p> 第一章 引 言1</p><p> 第二章 螺旋槳的組成結(jié)構(gòu)及工作原理3</p><p> 2.1 螺旋槳結(jié)構(gòu)
2、簡(jiǎn)介 3</p><p> 2.2 螺旋槳的工作原理3</p><p> 2.3 螺旋槳的有效功率5</p><p> 第三章 螺旋槳副作用7</p><p> 3.1 反作用力矩7</p><p> 3.2 滑流扭轉(zhuǎn)作用7</p><p> 3.3 進(jìn)動(dòng)效應(yīng)7<
3、;/p><p> 3.4 不對(duì)稱載荷8</p><p> 第四章 修正措施和Diamond 42 訓(xùn)練經(jīng)驗(yàn)11</p><p> 4.1 修正措施11</p><p> 4.2 Diamond 42 訓(xùn)練經(jīng)驗(yàn)11</p><p> 第五章 結(jié)論13</p><p><b
4、> 參考文獻(xiàn)13</b></p><p><b> 致謝14</b></p><p><b> 螺旋槳及其副作用</b></p><p><b> 摘 要</b></p><p> 從第一架飛機(jī)誕生直到第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束,幾乎所有的飛機(jī)都是
5、螺旋槳飛機(jī)。飛行學(xué)員的飛行生涯也都是從螺旋槳飛機(jī)開始的,螺旋槳是為飛機(jī)提供動(dòng)力的主要組成部分,但其在提供動(dòng)力的同時(shí)也給飛行帶來(lái)一些副作用。在飛行過(guò)程中,飛行員應(yīng)該根據(jù)各種飛行需要,克服螺旋槳所帶來(lái)的副作用,保證飛機(jī)的正常飛行。本文先簡(jiǎn)單的介紹了螺旋槳的結(jié)構(gòu)和工作原理,然后是螺旋槳的主要四種副作用:反作用力矩、滑流效應(yīng)、進(jìn)動(dòng)效應(yīng)和不對(duì)稱載荷,從根本上講述了各個(gè)副作用的形成原因以及作用結(jié)果,最后談?wù)摿烁恼胧┖蛡€(gè)人DA42雙發(fā)螺旋槳飛機(jī)的訓(xùn)
6、練經(jīng)驗(yàn)。希望本篇文章會(huì)為以后飛行學(xué)員訓(xùn)練提供很大的幫助。</p><p> 關(guān)鍵詞:螺旋槳,工作原理,副作用</p><p> Propeller and the Side Effect </p><p><b> Abstract</b></p><p> From the birth of the first
7、 aircraft until the end of World War II, almost all of the aircraft are propeller aircraft. All the pilot students start by propeller aircraft. Propeller is the main component to provide power to the flight, but at the s
8、ame time it brings some side effects. In flight, the pilot should overcome the side effects caused by the propeller basing on a variety of operational needs, in order to ensure the aircraft has normal flight. In this pap
9、er, firstly there is a brief intr</p><p> Key Words: Propeller; Principles of work; Side effect</p><p><b> 第一章 引 言</b></p><p> 螺旋槳飛機(jī)(Propeller Airplane),是指用空氣螺旋槳將發(fā)動(dòng)
10、機(jī)的功率轉(zhuǎn)化為推進(jìn)力的飛機(jī)。在現(xiàn)代飛機(jī)中除超音速飛機(jī)和高亞音速干線客機(jī)外,螺旋槳飛機(jī)仍占有重要地位。支線客機(jī)和大部分通用航空中使用的飛機(jī)的共同特點(diǎn)是飛機(jī)重量和尺寸不大、飛行速度較小和高度較低,要求有良好的低速和起降性能。螺旋槳飛機(jī)能夠較好地適應(yīng)這些要求。同時(shí)現(xiàn)在培訓(xùn)飛行學(xué)員訓(xùn)練所用的全部為螺旋槳飛機(jī)。</p><p> 對(duì)飛行學(xué)員來(lái)說(shuō)如何的學(xué)好飛行技術(shù),扎實(shí)的理論是必要的,同時(shí)在訓(xùn)練飛行中遇到飛機(jī)本身的設(shè)計(jì)問(wèn)題
11、,這種問(wèn)題是不可避免的,例如螺旋槳的副作用問(wèn)題,如何熟練的修正副作用,是飛行學(xué)員在訓(xùn)練期間所應(yīng)該掌握的。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外通常使用的飛行訓(xùn)練機(jī)為單引擎和雙引擎的螺旋槳飛機(jī),因此熟練掌握螺旋槳的特點(diǎn)及飛行中其副作用的影響對(duì)每一個(gè)飛行學(xué)員至關(guān)重要。通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料及總結(jié)飛行經(jīng)歷,得出螺旋槳運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的副作用主要有:來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)或者螺旋槳的反作用力矩、氣流的滑流效應(yīng)、進(jìn)動(dòng)效應(yīng)、非對(duì)稱負(fù)載。學(xué)員在飛行訓(xùn)練期間應(yīng)能充分理解上述副作用及危害,熟練掌握相應(yīng)
12、的修正策略,并在飛行過(guò)程中正確使用,以有效促進(jìn)飛行技術(shù)的快速提高。</p><p> 本文主要分為四大部分,分別是螺旋槳的組成結(jié)構(gòu)、工作原理、螺旋槳副作用、DA42訓(xùn)練經(jīng)驗(yàn),圖1.1和1.2為DA42飛機(jī)。</p><p> 圖1.1 DA42 機(jī)型a</p><p> 圖 1.2 DA42機(jī)型 b</p><p> 第二章 螺旋槳
13、的組成結(jié)構(gòu)及工作原理</p><p> 2.1 螺旋槳結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介</p><p> 螺旋槳一般分為定距螺旋槳和變距螺旋槳。早期飛機(jī)大多使用槳葉角固定不變的螺旋槳,即定距螺旋槳,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但不能適應(yīng)飛行速度變化。飛行速度大于200公里/時(shí)則需用變槳距螺旋槳,可有效提高螺旋槳的效率。但變距螺旋槳構(gòu)造復(fù)雜,成本較高,適用于一些速度較高、功率較大的飛機(jī)。</p><p>
14、; 螺旋槳主要由槳葉和槳轂組成,槳葉是產(chǎn)生拉力的構(gòu)件,槳轂用于安裝槳葉,并將螺旋槳固定在發(fā)動(dòng)機(jī)軸上,如圖2.1。槳葉包括葉根、葉尖、前緣和后緣幾個(gè)部分。早期的螺旋槳多為兩個(gè)槳葉,隨著大功率發(fā)動(dòng)機(jī)的出現(xiàn)和發(fā)展,先后出現(xiàn)了三葉、四葉和五葉等多葉螺旋槳[1]。</p><p> 圖2.1 螺旋槳的組成</p><p> 2.2 螺旋槳的工作原理</p><p>
15、對(duì)于定距螺旋槳,只有一個(gè)前進(jìn)速度和轉(zhuǎn)速比,即只有在某一攻角時(shí),螺旋槳效率最高,此攻角叫做最有利攻角。設(shè)計(jì)者根據(jù)飛機(jī)的主要用途選用最有利攻角。</p><p> 當(dāng)飛機(jī)在地面靜止而發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),或者在起飛開始階段緩慢的移動(dòng)時(shí),螺旋槳效率是較低,因?yàn)槁菪龢茏枇Σ荒苋偾斑M(jìn)以達(dá)到它的最大效率。這時(shí),每一個(gè)螺旋槳葉以一定的迎角在空氣中旋轉(zhuǎn),相對(duì)于旋轉(zhuǎn)它所需要的功率大小來(lái)說(shuō)產(chǎn)生的推力較小。</p><
16、;p> 為理解螺旋槳的運(yùn)動(dòng),首先考慮它的運(yùn)動(dòng),它是既旋轉(zhuǎn)又向前。因此,螺旋槳葉的每一部分向下和向前運(yùn)動(dòng)??諝鉀_擊螺旋槳葉的角度就是迎角。這個(gè)角度導(dǎo)致了在螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)的氣動(dòng)壓力比大氣壓力大,所以產(chǎn)生了拉力。</p><p> 葉剖面工作原理與飛機(jī)機(jī)翼的翼型產(chǎn)生升力的道理相似。當(dāng)螺旋槳旋轉(zhuǎn)時(shí),氣流流過(guò)凸起的葉背,根據(jù)伯努利原理,流速增大,靜壓力減小,產(chǎn)生結(jié)果產(chǎn)生向前進(jìn)方向的升力,亦即飛機(jī)向前飛行的拉力???/p>
17、氣密度越大,螺旋槳扇后方向的空氣質(zhì)量越大,螺旋槳產(chǎn)生的拉力越大;相反,空氣密度越小,螺旋槳產(chǎn)生的拉力越小。因此,在高空或高溫大氣中飛行時(shí),螺旋槳產(chǎn)生的拉力要比在低空或低溫大氣中飛行時(shí)的小。</p><p> 考慮拉力的另外一個(gè)方法是螺旋槳所處理的空氣質(zhì)量問(wèn)題。這方面,推力等于它的空氣質(zhì)量,螺旋槳引起的滑流速度越大,飛機(jī)速度就越小。產(chǎn)生推力的功率取決于空氣團(tuán)的運(yùn)動(dòng)速度。一般來(lái)說(shuō),推力大約是扭矩的80%,其它20%
18、消耗在摩擦阻力和滑流上。對(duì)于任何旋轉(zhuǎn)速度,螺旋槳吸收的馬力與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的馬力平衡。對(duì)螺旋槳的任意一周,螺旋槳處理的空氣總量依賴于槳葉角,其確定了螺旋槳推動(dòng)空氣的質(zhì)量。所以,槳葉角是一個(gè)很好的控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整螺旋槳負(fù)荷的方法。</p><p> 為了使螺旋槳旋轉(zhuǎn)一周和前進(jìn)速度的效率最好而設(shè)計(jì)了定距和變距螺旋槳。這些螺旋槳設(shè)計(jì)用于特定的飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)配合。這樣可以在飛機(jī)起飛、爬升和巡航或高速巡航時(shí)提供最大螺旋槳效率
19、。變距螺旋槳會(huì)在飛行中遇到的大多數(shù)情況下自動(dòng)調(diào)節(jié)它的槳葉角保持在最大效率。在起飛時(shí),此時(shí)要求最大的功率和推力,恒速螺旋槳處于小槳葉角或小槳距。小槳葉角時(shí)迎角相對(duì)較小,以保持良好的空氣動(dòng)力特性。同時(shí),它使得螺旋槳旋轉(zhuǎn)一周推動(dòng)的空氣質(zhì)量更小。這樣的輕載荷讓發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速更高,能夠在一定時(shí)間內(nèi)把大量的燃油轉(zhuǎn)化成熱能。高轉(zhuǎn)速也產(chǎn)生了最大的推力,因?yàn)?,盡管每旋轉(zhuǎn)一周推動(dòng)的空氣質(zhì)量變小,但是每分鐘的旋轉(zhuǎn)次數(shù)大大增加,推動(dòng)的氣流運(yùn)動(dòng)速度增加,飛機(jī)低速時(shí),
20、所產(chǎn)生的拉力最大。</p><p> 升空后,隨著飛機(jī)速度的增加,恒速螺旋槳自動(dòng)改變到大槳葉角。槳葉角變大會(huì)使得迎角變小,以保證良好的空氣動(dòng)力特性。大槳葉角增加了每周旋轉(zhuǎn)推動(dòng)的空氣質(zhì)量,降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,減少了燃油消耗和發(fā)動(dòng)機(jī)磨損,并能夠保持最大推力。</p><p> 在巡航高度,當(dāng)飛機(jī)處于水平飛行時(shí),所需功率低于起飛和爬升狀態(tài),飛行員應(yīng)通過(guò)減小進(jìn)氣壓力、降低發(fā)動(dòng)機(jī)功率和增加槳葉角
21、來(lái)降低轉(zhuǎn)速。然而,這就對(duì)扭矩的要求必須與發(fā)動(dòng)機(jī)功率的降低相匹配。因?yàn)?,盡管螺旋槳每轉(zhuǎn)處理的空氣質(zhì)量增加,更多的是通過(guò)降低氣流速度和增加空速來(lái)彌補(bǔ)[2]。</p><p> 2.3 螺旋槳的有效功率</p><p> 定義:螺旋槳產(chǎn)生拉力,拉著飛機(jī)前進(jìn),對(duì)飛機(jī)作功,螺旋槳單位時(shí)間所作功,即為螺旋槳的有效功率。公式為:</p><p><b> N槳=P
22、V</b></p><p> 式中:N槳—螺旋槳的有效功率,P—螺旋槳的拉力,V—飛行速度</p><p> 螺旋槳有效功率隨飛行速度的變化:</p><p> A.地面試車時(shí),飛機(jī)沒有前進(jìn)速度(V=0),拉力沒有對(duì)飛機(jī)作功,故螺旋槳的有效功率為“零”。</p><p> B.飛行速度增大時(shí),從實(shí)際測(cè)得的螺旋槳有效功率曲線
23、:圖2.2。</p><p> 圖2.2螺旋槳有效功率曲線</p><p> 0-VN范圍內(nèi),螺旋槳的效功率隨飛行速度的增大而增大;在大于該速度范圍后螺旋槳有效功率則隨飛行速度的增大而減小。</p><p> 0-VN范圍內(nèi),當(dāng)飛行速度增大時(shí),拉力減小較慢,隨速度的增大,螺旋槳有效功率逐漸提高。</p><p> 當(dāng)飛行速度增大到VN
24、時(shí),螺旋槳的有效功率最大。</p><p> 當(dāng)飛行速度再增大時(shí),由于拉力迅速減小,因此隨著飛行速度的增加而螺旋槳有效功率反會(huì)降低。</p><p> 螺旋槳是發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的,螺旋槳的作用是把發(fā)動(dòng)機(jī)的功率轉(zhuǎn)變?yōu)槔w機(jī)前進(jìn)的有效功率。</p><p> 螺旋槳有效功率(N槳)與發(fā)動(dòng)機(jī)有效輸出功率(N有效)之比,叫螺旋槳效率(η)。</p>&l
25、t;p><b> η=N槳/N有效</b></p><p> 第三章 螺旋槳副作用</p><p> 螺旋槳在其工作過(guò)程中,一方面產(chǎn)生拉力,拉著飛機(jī)前進(jìn);另一方面還會(huì)產(chǎn)生一些副作用,給正常飛行帶來(lái)不利的影響,這些副作用包括螺旋槳的反作用力矩、滑流扭轉(zhuǎn)作用、進(jìn)動(dòng)效應(yīng)、非對(duì)稱負(fù)載等。本章節(jié)將分析它們產(chǎn)生的原因和對(duì)飛行的影響。</p><p
26、><b> 3.1 反作用力矩</b></p><p> 大多數(shù)的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)推動(dòng)螺旋槳旋轉(zhuǎn)從飛行員座位上看是順時(shí)針的。內(nèi)部的發(fā)動(dòng)機(jī)部件或者螺旋槳朝一個(gè)方向旋轉(zhuǎn),那么另一個(gè)方向相反的大小相等的反作用力矩試圖把飛機(jī)朝相反方向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)飛機(jī)在空中飛行時(shí),這個(gè)力繞飛機(jī)縱軸作用,產(chǎn)生力矩,有讓飛機(jī)旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì),如圖3.1。為了補(bǔ)償這個(gè)力矩,現(xiàn)代飛機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)通常用發(fā)動(dòng)機(jī)偏移來(lái)抵消扭矩的效應(yīng)。<
27、/p><p> 圖3.1 螺旋槳的反作用力矩</p><p> 一般的為了補(bǔ)償這個(gè)力矩是永久設(shè)定好的,在巡航速度上補(bǔ)償這個(gè)力矩,因?yàn)榇蠖鄶?shù)飛機(jī)的工作升力就是在這個(gè)速度上。但是,副翼配平片可以在其他速度上進(jìn)一步調(diào)節(jié)。</p><p> 起飛旋轉(zhuǎn)期間飛機(jī)的輪子在地面上,扭矩反作用力矩引起一個(gè)額外的繞飛機(jī)垂直軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)飛機(jī)的左側(cè)因?yàn)榕ぞ胤醋饔昧囟粡?qiáng)制向下時(shí),左
28、側(cè)的主起落架承受更多的重量。這導(dǎo)致左側(cè)輪胎的地面摩擦力或者阻力比右側(cè)更多,這樣就一步導(dǎo)致了左轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)。這個(gè)運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度依賴于很多變量。一部分變量是:</p><p><b> 發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸和馬力</b></p><p><b> 螺旋槳尺寸和轉(zhuǎn)速</b></p><p> 飛機(jī)大?。ㄩL(zhǎng)度,高度,寬度)</p>
29、<p><b> 地面條件</b></p><p> 在起飛階段,飛行員必須正確地使用方向舵或者方向舵配平,從而進(jìn)行修正,以避免出現(xiàn)沖出跑道等危險(xiǎn)事故的發(fā)生[3]。</p><p> 3.2 滑流扭轉(zhuǎn)作用</p><p> 飛機(jī)螺旋槳的高速旋轉(zhuǎn)是螺旋槳引起的氣流做螺旋狀旋轉(zhuǎn)。在螺旋槳高速轉(zhuǎn)動(dòng)和低速前進(jìn)時(shí)(如起飛和進(jìn)近),這
30、個(gè)螺旋槳的氣流非常強(qiáng)勁,在飛機(jī)的垂直尾翼上施加一個(gè)強(qiáng)的側(cè)面力,如圖3.2。</p><p> 圖3.2 螺旋狀氣流效應(yīng)</p><p> 當(dāng)這個(gè)螺旋狀氣流沖擊垂直翼面的左側(cè)時(shí),它導(dǎo)致飛機(jī)繞垂直軸的左轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)。螺旋氣流越強(qiáng),這個(gè)理就越明顯。然而,隨前進(jìn)速度的增加,螺旋氣流變長(zhǎng),效應(yīng)變?nèi)酢?lt;/p><p> 螺旋槳引起的螺旋狀氣流也會(huì)導(dǎo)致繞縱軸的滾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。注意到這
31、個(gè)由于螺旋氣流引起的滾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是向右的,而扭轉(zhuǎn)反作用力引起的旋轉(zhuǎn)是向左的,效果上說(shuō)是互相抵消的。但是這些力變化非常大,此時(shí)應(yīng)由飛行員隨時(shí)使用飛行控制來(lái)適當(dāng)糾正。</p><p><b> 3.3 進(jìn)動(dòng)效應(yīng)</b></p><p> 陀螺儀的所有實(shí)際應(yīng)用都基于陀螺效應(yīng)的兩個(gè)基本屬性:在空間和進(jìn)動(dòng)上的剛度。這里要討論的就是進(jìn)動(dòng)。進(jìn)動(dòng)是一個(gè)自旋轉(zhuǎn)子受到作用于輪緣的擾動(dòng)力的
32、合成作用,或者擾動(dòng)。當(dāng)作用一個(gè)力之后,合成力在旋轉(zhuǎn)方向前面90度位置生效,對(duì)于這個(gè)力而產(chǎn)生影響。</p><p> 飛機(jī)旋轉(zhuǎn)地螺旋槳是一個(gè)很好的陀螺裝置,這樣它也有類似屬性。任何時(shí)刻施加一個(gè)擾動(dòng)螺旋槳旋轉(zhuǎn)面的力,合成力位于旋轉(zhuǎn)方向的前面90度位置,方向和施加的力是一樣的,將導(dǎo)致一個(gè)俯仰運(yùn)動(dòng)或者偏航運(yùn)動(dòng),或者兩種運(yùn)動(dòng)的合成,具體依賴于力的作用點(diǎn)。</p><p> 進(jìn)動(dòng)效應(yīng)的在后三點(diǎn)式飛
33、機(jī)上表現(xiàn)較為顯著,在尾輪抬起后的飛機(jī)起飛搖擺過(guò)程中最常發(fā)生,受力分析見圖3.3。</p><p> 圖3.3 飛機(jī)進(jìn)動(dòng)效應(yīng)</p><p> 俯仰角的變化和在螺旋槳飛機(jī)的旋轉(zhuǎn)頂部施加一個(gè)力有相同的效應(yīng)。合成力在垂直軸的90度位置發(fā)生作用,導(dǎo)致飛機(jī)向左偏航運(yùn)動(dòng)。這個(gè)運(yùn)動(dòng)的程度取決于很多變量,其中之一是尾輪抬升后的急轉(zhuǎn)。然而,當(dāng)一個(gè)力作用到轉(zhuǎn)動(dòng)的螺旋槳的邊緣的任何一點(diǎn),進(jìn)動(dòng)或者陀螺效應(yīng)總會(huì)
34、發(fā)生;合成力將依然是在旋轉(zhuǎn)方向上偏離作用點(diǎn)90度的位置。根據(jù)力的作用位置,會(huì)導(dǎo)致飛機(jī)左偏航或者右偏航,上仰或者俯沖,或者俯仰和偏航的結(jié)合。</p><p> 進(jìn)動(dòng)效應(yīng)的結(jié)果可以這樣說(shuō),任何繞垂直軸的偏航導(dǎo)致俯仰運(yùn)動(dòng),任何繞橫軸的俯仰導(dǎo)致偏航運(yùn)動(dòng),簡(jiǎn)單來(lái)講,機(jī)頭向上時(shí)會(huì)附帶右偏的趨勢(shì)(如果螺旋槳是順時(shí)針的),機(jī)頭向右轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)附帶向下的趨勢(shì)。為糾正進(jìn)動(dòng)效應(yīng)的影響,飛行員有必要適當(dāng)?shù)氖褂蒙刀婧头较蚨鎭?lái)防止不必要的俯仰
35、和偏航運(yùn)動(dòng)[4]。</p><p><b> 3.4 不對(duì)稱載荷</b></p><p> 當(dāng)飛機(jī)以大迎角飛行時(shí),向下運(yùn)動(dòng)的槳葉受力比向上運(yùn)動(dòng)的槳葉大;這樣推力中心就移動(dòng)到了螺旋槳旋轉(zhuǎn)面的右側(cè),導(dǎo)致繞垂直軸的向左偏航運(yùn)動(dòng)。然而,要證明這種現(xiàn)象,必須考慮每一個(gè)槳葉上的有效風(fēng)量問(wèn)題,再考慮飛機(jī)迎角和每個(gè)槳葉的迎角雙重因素。</p><p>
36、這個(gè)不對(duì)稱載荷是由合成速度引起的,合成速度是螺旋槳葉在它的旋轉(zhuǎn)面內(nèi)的速度和空氣水平的通過(guò)旋轉(zhuǎn)面的通過(guò)速度合成得來(lái)的。飛機(jī)以正迎角飛行時(shí),從后面看右側(cè)或者下降運(yùn)動(dòng)的槳葉通過(guò)區(qū)域的合成速度比左側(cè)向上運(yùn)動(dòng)的槳葉合成速度大。由于螺旋槳葉是一種翼面,增加的速度意味著升力增加。因此,向下運(yùn)動(dòng)的槳葉有更多的“升力”(相當(dāng)于機(jī)翼的升力,這里對(duì)于螺旋槳就是螺旋槳產(chǎn)生的推力)趨向于把飛機(jī)頭向左拉[5]。</p><p> 圖3.4
37、 不對(duì)稱載荷</p><p> 簡(jiǎn)而言之,當(dāng)飛機(jī)以大迎角飛行時(shí),向下運(yùn)動(dòng)的槳葉產(chǎn)生了更多的推力。如圖3.4所示。如果螺旋槳軸是垂直于地面安裝的話(就像直升機(jī))這會(huì)更容易看到。</p><p> 如果根本就沒有空氣運(yùn)動(dòng),除由螺旋槳本身產(chǎn)生的風(fēng)之外,每一個(gè)槳葉的相同部分應(yīng)該有相同部分的速度。但是,當(dāng)空氣水平通過(guò)這個(gè)垂直安裝的螺旋槳時(shí),朝氣流前進(jìn)的槳葉會(huì)比背離氣流運(yùn)動(dòng)的槳葉有更大的空速(槳葉
38、相對(duì)空氣的速度)。這樣,朝水平氣流旋轉(zhuǎn)地槳葉將產(chǎn)生更多的升力,或者推力,把推力中心朝那些槳葉方向移動(dòng)。設(shè)想旋轉(zhuǎn)垂直安裝軸的螺旋槳來(lái)使降低相對(duì)氣流的角度(就像在飛機(jī)上)。這個(gè)不平衡的推力然后成比例的變小,直到達(dá)零,這是螺旋槳軸恰好相對(duì)移動(dòng)的空氣是水平的。</p><p> 第四章 修正措施和Diamond 42 訓(xùn)練經(jīng)驗(yàn)</p><p><b> 4.1 修正措施</b&
39、gt;</p><p> 上述四個(gè)副作用中的每一個(gè)數(shù)值都隨飛行狀態(tài)變化而變化。在飛行的一個(gè)階段,這些作用中的一個(gè)可能比其他的更突出;反之,在另一個(gè)階段可能另外的作用更為主要,這些值之間的關(guān)系會(huì)隨不同飛機(jī)而變化,依賴于機(jī)身,發(fā)動(dòng)機(jī)和螺旋槳組合以及其它涉及特征。</p><p> 為在所有飛行條件下保持飛機(jī)的正確控制,飛行員必須應(yīng)用必要的飛行控制來(lái)補(bǔ)償這些變化的值,參照表3.1[6]。&l
40、t;/p><p> 表3.1 螺旋槳副作用的修正</p><p> 從上一章可歸納出,傳統(tǒng)螺旋槳的副作用包括反作用力矩、滑流扭轉(zhuǎn)作用、進(jìn)動(dòng)效應(yīng)以及不對(duì)稱載荷等。這些副作用在飛行過(guò)程中常常會(huì)影響到正常的飛行操作和飛行安全,飛行員應(yīng)該予以極高的重視。</p><p> 4.2 Diamond 42 訓(xùn)練經(jīng)驗(yàn)</p><p> 在法國(guó)sefa
41、航校訓(xùn)練中,半年時(shí)間是用DA42在飛行訓(xùn)練,用這機(jī)型考了商照和儀表照,個(gè)人覺得這飛機(jī)操作性能和儀表都很好,唯一缺點(diǎn)就是發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足。</p><p> 一開始接觸這飛機(jī)時(shí)是用目視飛行規(guī)則飛的,第一次在跑道上起飛時(shí),個(gè)人覺得螺旋槳的翻左營(yíng)效應(yīng)相對(duì)單發(fā)的飛機(jī)小一點(diǎn),上了天后,因?yàn)檫@飛機(jī)比單發(fā)的DA40重,所以操縱相對(duì)穩(wěn)一點(diǎn)。第三次飛這飛機(jī)時(shí),教官帶我們體驗(yàn)了一下空中一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)失效,圖4.1,。機(jī)頭偏的很大,這時(shí)需
42、要我們用方向舵改回航向,并配平,踩舵時(shí)工作發(fā)動(dòng)機(jī)一邊的腳用力。DA42的發(fā)動(dòng)機(jī)螺旋槳也是順時(shí)針轉(zhuǎn)的,所以當(dāng)左邊發(fā)動(dòng)機(jī)失效時(shí),機(jī)頭偏轉(zhuǎn)是最大,這時(shí)踩舵相對(duì)右發(fā)失效要多一點(diǎn),所以左發(fā)也叫臨界發(fā)動(dòng)機(jī),值得飛行學(xué)員注意。</p><p><b> 圖4.1 單發(fā)失效</b></p><p> 之后的訓(xùn)練中,基本上每次都有單發(fā)失效,不過(guò)是教官模擬的,教官會(huì)將油門拉倒10%左
43、右,因?yàn)?0%的油門推力正好克服了螺旋槳低速轉(zhuǎn)產(chǎn)生的阻力。DA42的發(fā)動(dòng)機(jī)是由engine master 控制的,就一個(gè)油門桿,槳葉的攻角是由engine master 控制,因此,當(dāng)單發(fā)失效時(shí),首先做的事是斷自動(dòng)駕駛儀,油門推到最大,然后就得收襟翼、起落架,關(guān)閉engine mater,這樣發(fā)動(dòng)機(jī)的槳葉就會(huì)feather,大大減小螺旋槳的阻力,不工作發(fā)動(dòng)機(jī)油門打到零,最后是踩舵回原來(lái)航向并配平。從個(gè)人經(jīng)驗(yàn)上來(lái)看,rudder trim
44、(方向舵配平)先轉(zhuǎn)個(gè)一般,然后逐漸增大到腳上感覺不需用力為止。</p><p> 在這里得聲明下,因?yàn)閟efa航校的規(guī)定,單發(fā)失效后飛機(jī)需保持水平,所以我們的單發(fā)失效訓(xùn)練的修正都是踩舵,而不用傾斜飛機(jī)。</p><p> 在單發(fā)失效的訓(xùn)練中,有兩個(gè)是關(guān)鍵,分別是臨界發(fā)動(dòng)機(jī)和最小控制速度Vmc 。所謂Vmc即是由制造商決定當(dāng)在雙發(fā)飛機(jī)中臨界發(fā)動(dòng)機(jī)失效時(shí),能夠保持飛機(jī)的航向,其范圍不能超過(guò)
45、20度,并且保持直線飛行在不超過(guò)5度傾斜角的最小速度。</p><p><b> 第五章 結(jié) 論</b></p><p> 本文闡述了訓(xùn)練飛機(jī)螺旋槳的組成結(jié)構(gòu)及工作原理,對(duì)螺旋槳的有效功率等問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹,然后對(duì)后文螺旋槳副作用的分析進(jìn)行,并提出了一些修正措施。飛行員在職業(yè)生涯中充滿了學(xué)習(xí)和挑戰(zhàn),但一切成功都要靠飛行員對(duì)飛機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)的了解來(lái)做基礎(chǔ)。全面深入
46、地了解飛機(jī)特性,是任何飛行員都應(yīng)該具備的基本素質(zhì)。</p><p> 文章還分析飛行過(guò)程中產(chǎn)生的各種副作用,以及如何消除一些不利的影響,旨在提高幫助飛行學(xué)員認(rèn)清各種狀況下螺旋槳所帶來(lái)的不利因素。即使現(xiàn)代的飛行訓(xùn)練機(jī)已經(jīng)比較先進(jìn),但飛行學(xué)員在飛行訓(xùn)練的時(shí)候一定不能麻痹大意,時(shí)刻注意飛機(jī)的狀態(tài)和安全,小錯(cuò)誤往往是在疏忽中發(fā)生的,而飛行中是不允許一點(diǎn)小錯(cuò)誤的,作為一名飛行員,時(shí)刻保持謹(jǐn)慎態(tài)度是責(zé)任更是義務(wù),熟練掌握飛
47、行知識(shí),在各個(gè)方面保證飛行的安全。</p><p><b> 參 考 文 獻(xiàn)</b></p><p> [1] 李汝輝,吳一黃.活塞式航空動(dòng)力裝置[M].北京航空航天大學(xué)出版社,2007,(10) . 86~95</p><p> [2] Pilot's Handbook of Aeronautical Knowledge [M]
48、.FAA 2009,(09) .102~112</p><p> [3] 倪章松,賀德馨.等效動(dòng)壓洞壁干擾修正方法的研究與應(yīng)用[J].空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào),2000,(01). 12~16</p><p> [4] 王鐘強(qiáng).讓輕型飛機(jī)自由飛翔──美國(guó)“小飛機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)”(SATS)計(jì)劃[J].國(guó)際航空,2001,(09). 51~58</p><p> [5] 周楊.
49、微小型發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪氣動(dòng)設(shè)計(jì)研究[J].四川兵工學(xué)報(bào),2010,(01). 35~41</p><p> [6] 高明泉.飛機(jī)與噪聲[J].航空知識(shí),1996,(04). 96~110</p><p><b> 致 謝</b></p><p> 這次畢業(yè)論文得以圓滿地完成,首先我要特別感謝我的論文導(dǎo)師蔡XX老師。這篇論文從開題、修改到最
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