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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
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