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同轴双螺旋桨的飞机发动机有什么优缺点?拜托各位大神

发布时间:2019-08-28 14:30 来源:未知 编辑:admin

  优点:增大飞机航程 缺点:噪音大 这是因为单组桨叶的设计会使飞机因螺旋桨旋转产生的反向扭转力矩而发生偏航。采用两组反向螺旋桨同轴串列的设计就可以使这两组螺旋桨产生的扭转力矩互相平衡,从而有助于飞机飞行的稳定性。别看它们的转向相反,可是产生的空气对它们的反作用推力是同向的。 当螺旋桨转动时,比如顺时针转动时,根据反作用力原理,它自然会对发动机产生一个逆时针方向的力(扭矩),这个力会造成发动机逆时针转动,同时也就使飞机逆时针侧翻。对于单发(单发动机)螺旋桨飞机(二战的很多战斗机都是)来说,这种力尤其明显,工程师通常是通过调节副翼来“配平”这种翻转力的。也就是让飞机左右副翼俯仰角不同,产生一个克服翻转的力,最终使飞机保持水平。但这个翻转力的大小是随着飞行速度、飞行方向甚至风向的变化而变化的,所以副翼必须跟着调节,这就加大了副翼设计的技术难度。要绕开这个麻烦,就是用对转螺旋桨技术:两个同轴螺旋桨紧靠着,反方向转动,扭矩相互抵消,飞机就不会受到侧翻的力。当然,两个螺旋桨的桨叶扭转方向是不同的,这样两个对转的螺旋桨产生的才都是向同一个方向的推力。 此外,因两螺旋桨转向相反,其周向诱导速度在空气尾流中可部分或全部抵消,故可使尾流损失减小,从而提高螺旋桨的效率。 =========== 上面是对转螺旋桨的优点 他的缺点是结构复杂 重量增加 为什么不是全世界都用此设计呢?这就要综合考虑得失了 当发动机功率增大时 为了发挥增加的动力 配用螺旋桨有三种方式: 1、加大桨叶直径 2、增加叶片数量 3、提高叶片转速 其中加大桨叶直径和提高叶片转速会造成同样后果 就是叶片尖端线速度大大增加 当线速度接近和超过音速时 叶尖气流就会造成音障 导致叶尖的推进效率大大下降 所以增加叶片数量是主要办法 随着涡浆发动机的发展 功率越来越大 桨叶由以前最常见的4叶发展到现在流行的6叶、8叶 ======= 在二战末期还是活塞式发动机的时代 由于动力的增加 很多末代的活塞式飞机都开始采用对转桨 特别是在单桨的飞机上 因为多发动机的飞机可用一半左转、一半右转的方法抵消反向扭转力矩 所以对转桨在多发飞机上很少见 Tu95之所以用对转桨 是因为这个发动机功率太大了 他的发动机是世界上功率最大的涡浆发动机 在桨叶直径和转速无法继续增加的情况下 就只能增加叶片数量了 所以就用了两副4叶的对转桨 由于tu95发动机功率大 因此他的飞行速度接近于喷气式轰炸机 在这种速度下 两副4叶的对转桨的效率要比单一8叶桨效率高 所以现在很多速度慢的涡浆飞机(预警机、运输机)只装了8叶桨 却没用对转 就是这个原因 而二战之后的一段时间 那些单涡浆的高速飞机比如美国的A2D、 英国的塘鹅等 绝大部分都用对转桨

  共轴反转的螺旋桨是一种特殊的螺旋桨,一般只用在大功率的发动机上,由于需要功率的增大,螺旋桨为了跟发动机的输出功率匹配,就要加大螺旋桨的直径,当直径增大到一定程度之后,螺旋桨因为末端的线速度就会增加,到了一定值之后,它的驱动效率就会大大下降,所以单凭增加螺旋桨的直径与大功率发动机匹配,就会产生其它的负面影响,反而造成效率降低,为了达到匹配,人们就设计出了这种共轴反转螺旋桨,它实际上是由两组螺旋桨安装在同一个轴心上的布置,为什么要采用旋转方向相反,是要跟气动关系配合,当一个螺旋桨转动时,流过螺旋桨的空气也会跟着桨叶的方向运动,如果量外一个螺旋桨也是同样的方向转动,这个时候,流经第一个螺旋桨的空气流所产生的附带速度也就跟第二个螺旋桨的转动速度通向,这样空气流与桨叶的的相对速度就会大大下降,造成气动拉力急剧下降,第二个螺旋桨的效率就很低很低了,因此,就不能采取通向转动的模式,只能是反向旋转,这样就不会因为相对速度而影响螺旋桨驱动的效率,相反这样的反转模式,还能增加第二个螺旋桨的效率,这样一来,跟大功率发动机就能达到很好的匹配关系。另外对于对称配置的发动机模式,螺旋桨所产生的反向扭转力矩是不存在的。共轴反转螺旋桨并不是为了抵消反向扭转力矩的。

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