螺旋桨敞水效率

螺旋桨分为定(桨)距和变距螺旋桨两大类。

木制螺旋桨一般都是定距的。它的桨距(或桨叶安装角)是固定的。 适合低速的桨叶安装角在高速飞行时就显得过小;同样，适合高速飞行的安装角在低速时又嫌大。所以定距螺旋桨只在选定的速度范围内效率较高，在其他状态下效率较低。定距螺旋桨构造简单，重量轻，在功率很小的轻型飞机和超轻型飞机上得到广泛应用。

为了解决定距螺旋桨高、低速性能的矛盾，遂出现了飞行中可变桨距的螺旋桨。螺旋桨变距机构(图2a)由液压或电力驱动(图2b)。最初使用的是双距螺旋桨。高速时用高距，低速(如起飞、爬升状态)时用低距，以后又逐步增加桨距的数目，以适应更多的飞行状态。最完善的变距螺旋桨是带有转速调节器的恒速螺旋桨。转速调节器实际上是一个能自动调节桨距、保持恒定转速的装置。驾驶员可以通过控制调节器和油门的方法改变发动机和螺旋桨的转速，一方面调节螺旋桨的拉力，同时使螺旋桨处于最佳工作状态。在多发动机飞机上，当一台发动机发生故障停车时，螺旋桨在迎面气流作用下像风车一样转动,一方面增加飞行阻力，造成很大的不平衡力矩，另外也可能进一步损坏发动机。为此变距螺旋桨还可自动顺桨， 即桨叶转到基本顺气流方向而使螺旋桨静止不动，以减小阻力。变距螺旋桨还能减小桨距，产生负拉力，以增加阻力，缩短着陆滑跑距离。这个状态称为反桨。

为了提高亚音速民用机的经济性和降低飞机的油耗，70年代后期美国开始研究一种多桨叶螺旋桨，称为风扇螺旋桨(图3)。它有8~10片弯刀状桨叶，叶片薄，直径小。弯刀形状能起相当于后掠翼(见后掠翼飞机)的作用，薄叶片有利于提高螺旋桨的转速。它适用于更高的飞行马赫数(M=0.8)。由于叶片较多,螺旋桨单位推进面积吸收的功率可提高到300千瓦/米2(一般螺旋桨为80~120千瓦/米2)。

从空气力学知道，采用变距螺旋桨显著地提高了螺旋桨的效率，因而改进了发动机功率的利用程度和飞机的飞行性能(速度、航程、升限、起飞滑跑、爬升攀等等)。变距即改变桨叶剖面的安装角，其目的在于使截面具有最有利的攻角。

同时，由于螺旋桨的桨转阻力因剖面攻角的减小而减小，螺旋桨的桨数就增加:当速度增加时，螺旋桨变"轻"而发动机就产生不良的"飞桨"。相似的推理可以表明，在速度减低时为了防止桨数下降，必须减小桨叶剖面的安装角。在现代变距螺旋桨的自动机构中，安装角是这样改变的:使螺旋桨的桨数保持一定。