航空模型的空气动力学--基础理论 - 图文

速机GeeBee，得过很多次世界冠军，也有不少模型像真机，请读者注意其螺旋桨与机身的比例，它螺旋桨向后的气流三分之二以上被引擎及机身偏折，根本没往正后方吹，使人不禁怀疑它怎么飞，可是它还是世界竞速冠军呢，所以记得螺旋桨的风大不大与推力毫无关系。

螺旋桨可依不同方式分类，我们真正有兴趣的是直径与螺距，将于下节讨论，其余分类如下： 依桨叶数：

单桨：竞速机常用，可避免吃到前叶的尾流，效率最佳，但另一端要配平。 双桨：最常见的型式，合理的效率，容易平衡。 三桨以上：像真机或桨叶长度受限时使用，效率稍差。 依推力方向：

拉力桨：即正桨，从飞机前面产生拉力使飞机向前。

推力桨：即反桨，从飞机后面产生推力使飞机向前，少数引擎可逆转，双引擎飞

机其中一个引擎逆转用反桨以抵销反扭力。 依材值：

木桨：刚性好，重量轻，但易损坏。 塑料桨：便宜，选择性多，较不易损坏。 碳纤桨：最好，最贵。

第二节螺旋桨的选择

我们仔细看一支螺旋桨﹝如图5-1﹞，

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上面除了公司的标志外[APC]，另外还有一组数字12x9，这是选择螺旋桨最重要的一组数字，12代表这支螺旋桨直径是12英寸，9代表螺距是9英寸，另一组数字305x227是公制，单位是mm，代表意义完全一样，直径的意思大家都了解，螺距的意思是螺旋桨旋转一圈，依螺旋桨的角度，理论上螺旋桨前进的距离﹝如图5-2﹞，当螺旋桨旋转时桨上的点因距离轴心的不同，行走的距离也不同﹝=2 x 3.1416 x r﹞，现在的螺旋桨都是定螺距桨，就是旋转一圈桨上每一点的螺距都一样，所以越靠近轴心，桨叶角越大，桨尖部分角度就比较小，当然还有一种定螺角桨，这种桨桨上每一点角度都一样，当旋转一圈桨上每一点的螺距都不一样，越靠桨尖越大，最常见的就是竹蜻蜓，相信大家都玩过，另外也常见于初级橡皮筋动力飞机，因为制作非常简单。

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P螺距3.1416 直徑(螺旋槳行走一圈的距離)圖5-2 你买一个新引擎，引擎的说明书会建议你，试车时用多大的桨，像真机用多大的桨，特技机又用多大的桨，弄得你迷迷糊糊，在这里说明一下，试车时用的桨一般都比较大，是防止万一不小心转数过高，使新引擎烧毁，没其它意思，像真机及特技机用的桨不同，最主要是因为飞机速度不同的关系，特技机一般飞行速度比较快，希望螺旋桨在高速飞行时比较有效率，像真机一般来说翼面负载大，希望螺旋桨在低速时比较有效率，起飞、降落时才不会出差错，没人会管它极速快不快，我们假设引擎输出的最大功率是一定值，输出功率在螺旋桨到达恒定转速时要克服的是螺旋桨的阻力，我们前面说过应该把桨叶看成一片小型的机翼，螺距越大就是桨叶角越大，相当于机翼攻角越大，当然阻力就越大，螺旋桨越长，面积及桨端切线速度也越大，阻力也越大，既然最大功率是一定值，我们只好在直径与螺距上作妥协。

特技机希望螺旋桨在高速飞行时比较有效率，像真机希望螺旋桨在低速时比较有效率，我们再提醒一次应该把桨叶看成一片小型的机翼，既然是机翼，同样就会有攻角、失速问题，甚至诱导阻力情形也一样，为了找出最佳攻角，请参看﹝图5-3﹞，合成的气流速度等于螺旋桨的切线速度加上飞机前进的速度﹝假如你对向量不熟悉的话，因为是相对运动，你可以假设你是一只蚂蚁趴在螺旋桨前缘，你不动，让气流来吹你，想象一下因螺旋桨旋转加上飞机前进，你脸上吹的是那方向来的风﹞，螺距太大而飞行速度不够快，则攻角太大而失速，这种情形在这里叫螺旋桨打滑，螺距太小而飞行速度太快，则攻角太小，效率则很差，所以结论是高速飞机用小桨大螺距，低速飞机用大桨小螺距。以前在莱特兄弟时代，飞机做好以后要拉一个绑在树上磅秤来测拉力，现在飞行场上偶而也有人这么做，现在我们知道这是多余的，测得的拉力因没有飞机前进的速度，所以只有在飞机静止时有效，飞机有了速度后就不准了。

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適合的攻角度合成速螺旋槳切線速度飛機速度 攻角過大飛機速度螺旋槳切線速度 44