螺旋槳式私人飛機(jī)的工作原理是什么?飛機(jī)螺旋槳在發(fā)動機(jī)驅(qū)動下高速旋轉(zhuǎn),從而產(chǎn)生拉力,牽拉飛機(jī)向前飛行。這是人們的常識。可是,有人認(rèn)為螺旋槳的拉力是由于螺旋槳旋轉(zhuǎn)時槳葉把前面的空氣吸入并向后排,用氣流的反作用力拉動飛機(jī)向前飛行的,這種認(rèn)識是不對的。
那么,飛機(jī)的螺旋槳是怎樣產(chǎn)生拉力的呢?如果大家仔細(xì)觀察,會看到飛機(jī)的螺旋槳結(jié)構(gòu)很特殊,如圖所示,單支槳葉為細(xì)長而又帶有扭角的翼形葉片,槳葉的扭角(槳葉角)相當(dāng)于飛機(jī)機(jī)翼的迎角,但槳葉角為槳尖與旋轉(zhuǎn)平面呈平行逐步向槳根變化的扭角。
螺旋槳式飛機(jī)槳葉的剖面形狀與機(jī)翼的剖面形狀很相似,前槳面相當(dāng)于機(jī)翼的上翼面,曲率較大,后槳面則相當(dāng)于下翼面,曲率近乎平直,每支槳葉的前緣與發(fā)動機(jī)輸出軸旋轉(zhuǎn)方向一致,所以,飛機(jī)螺旋槳相當(dāng)于一對豎直安裝的機(jī)翼。
槳葉在高速旋轉(zhuǎn)時,同時產(chǎn)生兩個力,一個是牽拉槳葉向前的空氣動力,一個是由槳葉扭角向后推動空氣產(chǎn)生的反作用力。
從槳葉剖面圖中可以看出槳葉的空氣動力是如何產(chǎn)生的,由于前槳面與后槳面的曲率不一樣,在槳葉旋轉(zhuǎn)時,氣流對曲率大的前槳面壓力小,而對曲線近于平直的后槳面壓力大,因此形成了前后槳面的壓力差,從而產(chǎn)生一個向前拉槳葉的空氣動力,這個力就是牽拉飛機(jī)向前飛行的動力。
另一個牽拉飛機(jī)的力,是由槳葉扭角向后推空氣時產(chǎn)生的反作用力而得來的。槳葉與發(fā)動機(jī)軸呈直角安裝,并有扭角,在槳葉旋轉(zhuǎn)時靠槳葉扭角把前方的空氣吸入,并給吸入的空氣加一個向后推的力。與此同時,氣流也給槳葉一個反作用力,這個反作用力也是牽拉飛機(jī)向前飛行的動力。
由槳葉異型曲面產(chǎn)生的空氣動力與槳葉扭角向后推空氣產(chǎn)生的反作用力是同時發(fā)生的,這兩個力的合力就是牽拉飛機(jī)向前飛行的總空氣動力。