模型飞机螺旋桨原理与拉力计算.doc
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螺旋桨推力计算模型根据船舶原理知: T K T n2 D 4( K T为螺旋桨的淌水特性)通过资料查得: K T为进速系数J的二次多项式,但无具体的公式表示,只能通过图谱查得,同时 K T K T0( K T0为淌水桨在相同的转速情况下以速度为V A运动时的推力、进速系数1 tJ p V A U(1 W P))nD nD估算推力减额分数的近似公式:1.汉克歇尔公式:对于单螺旋桨标准型商船(C B=0.54~0.84 )t=0.50Cp-0.12对于单螺旋桨渔船:t=0.77Cp-0.30对于双螺旋桨标准型商船(C B=0.54~0.84 )t=0.50Cp-0.182.商赫公式对于单桨船t=KW式中: K 为系数K=0.50~0.70适用于装有流线型舵或反映舵者K=0.70~0.90适用于装有方形舵柱之双板舵者K=0.90~1.5适用于装单板舵者对于双螺旋桨船采用轴包架者:t=0.25w+0.14对于双螺旋桨船采用轴支架者:t=0.7w+0.063.哥铁保公式对于单螺旋桨标准型商船(C B=0.6~0.85 )对于双螺旋桨标准型商船(C B=0.6~0.85 )4.霍尔特洛泼公式对于单螺旋桨船C Bt 1.57 2.3 1.5C B C PCWPC Bt 1.67 2.3 1.5C BCWPt 0.001979L /( B BC P1 ) 1.0585C100.000524 0.1418D 2 /( BT )0.0015C stern 式中: C10的定义如下:当 L/B>5.2C10 B / L当 L/B<5.2C100.250.003328402/(B / L 0.134615385)对于双螺旋桨船:t C D/BT0.325B0.1885估算伴流分数的近似公式1.泰洛公式(适用于海上运输船舶)对于单螺旋桨船0.5C B0.05对于双螺旋桨船0.550.20C B式中 C B为船舶的方形系数。
螺旋桨推力计算模型根据船舶原理知:42D n K T T ρ=(T K 为螺旋桨的淌水特性)通过资料查得:T K 为进速系数J 的二次多项式,但无具体的公式表示,只能通过图谱查得,同时tK K T T -=10(0T K 为淌水桨在相同的转速情况下以速度为V A 运动时的推力、进速系数nDW U nD V J P A p )1(-==) 估算推力减额分数的近似公式:1. 汉克歇尔公式:对于单螺旋桨标准型商船(C B =0.54~0.84) t=0.50Cp-0.12 对于单螺旋桨渔船: t=0.77Cp-0.30 对于双螺旋桨标准型商船(C B =0.54~0.84) t=0.50Cp-0.18 2. 商赫公式对于单桨船 t=KW 式中:K 为系数K=0.50~0.70 适用于装有流线型舵或反映舵者 K=0.70~0.90 适用于装有方形舵柱之双板舵者 K=0.90~1.5 适用于装单板舵者 对于双螺旋桨船采用轴包架者:t=0.25w+0.14 对于双螺旋桨船采用轴支架者:t=0.7w+0.06 3. 哥铁保公式对于单螺旋桨标准型商船(C B =0.6~0.85) P B WPBC C C C t ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=5.13.257.1对于双螺旋桨标准型商船(C B =0.6~0.85) B WPBC C C t 5.13.267.1+-= 4. 霍尔特洛泼公式对于单螺旋桨船sternP C BT D C BC B L t 0015.0)/(1418.0000524.00585.1)/(001979.02101+--+-=式中:10C 的定义如下: 当L/B>5.2 L B C /10=当L/B<5.2 )134615385.0//(003328402.025.010--=L B C 对于双螺旋桨船: BT D C t B /1885.0325.0-=估算伴流分数的近似公式1. 泰洛公式(适用于海上运输船舶)对于单螺旋桨船 05.05.0-=B C ω 对于双螺旋桨船 20.055.0-=B C ω 式中C B 为船舶的方形系数。
螺旋桨公式一、工作原理可以把螺旋桨看成是一个一面旋转一面前进的机翼进行讨论。
流经桨叶各剖面的气流由沿旋转轴方向的前进速度和旋转产生的切线速度合成。
在螺旋桨半径r1和r2(r1<r2)两处各取极小一段,讨论桨叶上的气流情况。
V—轴向速度;n—螺旋桨转速;φ—气流角,即气流与螺旋桨旋转平面夹角;α—桨叶剖面迎角;β—桨叶角,即桨叶剖面弦线与旋转平面夹角。
显而易见β=α+φ。
空气流过桨叶各小段时产生气动力,阻力ΔD和升力ΔL,见图1—1—19,合成后总空气动力为ΔR。
ΔR沿飞行方向的分力为拉力ΔT,与旋螺桨旋转方向相反的力ΔP 阻止螺旋桨转动。
将整个桨叶上各小段的拉力和阻止旋转的力相加,形成该螺旋桨的拉力和阻止螺旋桨转动的力矩。
从以上两图还可以看到。
必须使螺旋桨各剖面在升阻比较大的迎角工作,才能获得较大的拉力,较小的阻力矩,也就是效率较高。
螺旋桨工作时。
轴向速度不随半径变化,而切线速度随半径变化。
因此在接近桨尖,半径较大处气流角较小,对应桨叶角也应较小。
而在接近桨根,半径较小处气流角较大,对应桨叶角也应较大。
螺旋桨的桨叶角从桨尖到桨根应按一定规律逐渐加大。
所以说螺旋桨是一个扭转了的机翼更为确切。
从图中还可以看到,气流角实际上反映前进速度和切线速度的比值。
对某个螺旋桨的某个剖面,剖面迎角随该比值变化而变化。
迎角变化,拉力和阻力矩也随之变化。
用进矩比“J”反映桨尖处气流角,J=V/nD。
式中D—螺旋桨直径。
理论和试验证明:螺旋桨的拉力(T),克服螺旋桨阻力矩所需的功率(P)和效率(η)可用下列公式计算:T=Ctρn2D4P=Cpρn3D5η=J·Ct/Cp式中:Ct—拉力系数;Cp—功率系数;ρ—空气密度;n—螺旋桨转速;D—螺旋桨直径。
其中Ct和Cp取决于螺旋桨的几何参数,对每个螺旋桨其值随J变化。
图1—1—21称为螺旋桨的特性曲线,它可通过理论计算或试验获得。
特性曲线给出该螺旋桨拉力系数、功率系数和效率随前进比变化关系。
螺旋桨升力的计算
1.螺旋桨
靠桨叶在空气中旋转将发动机转动功率转化为推进力或升力的装置,简称螺旋桨。
它由多个桨叶和中央的桨毂组成,桨叶好像一扭转的细长机翼安装在桨毂上,发动机轴与桨毂相连接并带动它旋转。
2.直升飞机
直升飞机是一种以动力装置驱动的旋翼作为主要升力和推进力来源,能垂直起落及前后、左右飞行的旋翼航空器。
本次计算升力的直升飞机的一些参数:
3.升力计算
为计算方便,假定直升飞机的螺旋桨的一半的有效长度为如图所示的三棱柱:
图中:
x1为螺旋桨中心到有效长度的距离,x1=
h为螺旋桨高,h=
d为螺旋桨宽,d=
l为螺旋桨的有效长度,l=
w为螺旋桨的转速,w=
此外,空气密度为(温度为20°C时的空气密度)
由伯努利方程:得
于是:
参考文献
【1】. 郭祥龙董慎行晏世雷.《基础物理学(第二版)》.苏州大学出版社,2003(4). 【2】.百度百科
【3】.淘宝网。
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别人装处,我只好装经验丰富。
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飞机螺旋桨转自:/thread-7777-1-8.html 航空航天技术科普知识讲座之三齐寿祥:齐寿祥:高级工程师北京航空航天学会科普与教育委员会副主任,中国科学院科普宣教团成员。
科普作家。
员会副主任,中国科学院科普宣教团成员。
科普作家。
飞机螺旋桨在发动机驱动下高速旋转,从而产生拉力,牵拉飞机向前飞行。
这是人们的常识。
可是,有人认为螺旋桨的拉力是由于螺旋桨旋转时桨叶把前面的空气吸入并向后排,用气流的反作用力拉动飞机向前飞行的,这种认识是不对的。
那么,飞机的螺旋桨是怎样产生拉力的呢?如果大家仔细观察,会看到飞机的螺旋桨结构很特殊,如图 1 所示,单支桨叶为细长而又带有扭角的翼形叶片,桨叶的扭角(桨叶角)相当于飞机机翼的迎角,但桨叶角为桨尖与旋转平面呈平行逐步向桨根变化的扭角。
中国旋翼机网站(/)国内最大的旋翼机论坛,免费图纸下载。
1图1双桨叶螺旋桨桨叶的剖面形状与机翼的剖面形状很相似,前桨面相当于机翼的上翼面,曲率较大,后桨面则相当于下翼面,曲率近乎平直,每支桨叶的前缘与发动机输出轴旋转方向一致,所以,飞机螺旋桨相当于一对竖直安装的机翼。
图2螺旋桨的工作示意图中国旋翼机网站(/)国内最大的旋翼机论坛,免费图纸下载。
2桨叶在高速旋转时,同时产生两个力,一个是牵拉桨叶向前的空气动力,一个是由桨叶扭角向后推动空气产生的反作用力。
图3桨叶剖面图从桨叶剖面图中可以看出桨叶的空气动力是如何产生的,由于前桨面与后桨面的曲率不一样,在桨叶旋转时,气流对曲率大的前桨面压力小,而对曲线近于平直的后桨面压力大,因此形成了前后桨面的压力差,从而产生一个向前拉桨叶的空气动力,这个力就是牵拉飞机向前飞行的动力。
飞机螺旋桨原理飞机螺旋桨是飞机的重要组成部分之一,它的作用是将发动机产生的动力转化为推力,推动飞机前进。
螺旋桨的设计和制造需要考虑多种因素,如飞机的速度、高度、气压、温度等,以及螺旋桨的材料、结构、重量等。
本文将介绍飞机螺旋桨的原理、结构和应用。
一、飞机螺旋桨的原理飞机螺旋桨的原理是利用旋转的螺旋桨叶片产生推力,推动飞机前进。
螺旋桨叶片的角度和形状会影响推力的大小和方向。
螺旋桨的工作原理可以用以下公式表示:F = P × A其中,F表示推力,P表示螺旋桨叶片所受的气动力,A表示螺旋桨叶片的面积。
推力的大小和方向取决于气动力和叶片面积的大小和方向。
气动力是指空气对螺旋桨叶片产生的力,它由以下几个因素决定: 1. 螺旋桨叶片的角度和形状:螺旋桨叶片的角度和形状会决定叶片所受气动力的大小和方向。
当叶片的角度和形状改变时,气动力也会随之改变。
2. 空气密度:空气密度是指单位体积空气所包含的质量。
空气密度越大,螺旋桨所受的气动力越大。
3. 螺旋桨的旋转速度:螺旋桨的旋转速度越快,所受的气动力越大。
4. 螺旋桨的直径:螺旋桨的直径越大,所受的气动力越大。
螺旋桨叶片的面积也会影响推力的大小和方向。
面积越大,推力越大。
面积的方向也会影响推力的方向。
当螺旋桨叶片的面积垂直于飞机的运动方向时,推力的方向与飞机的运动方向相同。
二、飞机螺旋桨的结构飞机螺旋桨由以下几个部分组成:1. 螺旋桨叶片:螺旋桨叶片是螺旋桨的主要工作部件,它负责将动力转化为推力。
螺旋桨叶片的形状和角度会影响推力的大小和方向。
2. 螺旋桨轴:螺旋桨轴是将发动机动力传输到螺旋桨叶片的主要部件。
3. 螺旋桨齿轮箱:螺旋桨齿轮箱是将发动机的转速转换为螺旋桨的旋转速度的重要部件。
4. 螺旋桨马达:螺旋桨马达是用来控制螺旋桨叶片角度的部件。
它可以使螺旋桨叶片的角度改变,从而控制推力的大小和方向。
5. 螺旋桨传动系统:螺旋桨传动系统是将发动机动力传输到螺旋桨轴的重要部件。
螺旋桨的定义及其效率计算一、工作原理可以把螺旋桨看成是一个一面旋转一面前进的机翼进行讨论。
流经桨叶各剖面的气流由沿旋转轴方向的前进速度和旋转产生的切线速度合成。
在螺旋桨半径r1和r2(r1<r2)两处各取极小一段,讨论桨叶上的气流情况。
V—轴向速度;n—螺旋桨转速;φ—气流角,即气流与螺旋桨旋转平面夹角;α—桨叶剖面迎角;β—桨叶角,即桨叶剖面弦线与旋转平面夹角。
显而易见β=α+φ。
空气流过桨叶各小段时产生气动力,阻力ΔD和升力ΔL,见图1—1—19,合成后总空气动力为ΔR。
ΔR沿飞行方向的分力为拉力ΔT,与旋螺桨旋转方向相反的力ΔP 阻止螺旋桨转动。
将整个桨叶上各小段的拉力和阻止旋转的力相加,形成该螺旋桨的拉力和阻止螺旋桨转动的力矩。
从以上两图还可以看到。
必须使螺旋桨各剖面在升阻比较大的迎角工作,才能获得较大的拉力,较小的阻力矩,也就是效率较高。
螺旋桨工作时。
轴向速度不随半径变化,而切线速度随半径变化。
因此在接近桨尖,半径较大处气流角较小,对应桨叶角也应较小。
而在接近桨根,半径较小处气流角较大,对应桨叶角也应较大。
螺旋桨的桨叶角从桨尖到桨根应按一定规律逐渐加大。
所以说螺旋桨是一个扭转了的机翼更为确切。
从图中还可以看到,气流角实际上反映前进速度和切线速度的比值。
对某个螺旋桨的某个剖面,剖面迎角随该比值变化而变化。
迎角变化,拉力和阻力矩也随之变化。
用进矩比“J”反映桨尖处气流角,J=V/nD。
式中D—螺旋桨直径。
理论和试验证明:螺旋桨的拉力(T),克服螺旋桨阻力矩所需的功率(P)和效率(η)可用下列公式计算:T=Ctρn2D4P=Cpρn3D5η=J·Ct/Cp式中:Ct—拉力系数;Cp—功率系数;ρ—空气密度;n—螺旋桨转速;D—螺旋桨直径。
其中Ct和Cp取决于螺旋桨的几何参数,对每个螺旋桨其值随J变化。
图1—1—21称为螺旋桨的特性曲线,它可通过理论计算或试验获得。
特性曲线给出该螺旋桨拉力系数、功率系数和效率随前进比变化关系。
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1. 飞机螺旋桨推力计算公式飞机螺旋桨推力是飞机发动机产生的推力,它足以克服飞机的阻力并使其飞行。
根据牛顿定律,推力可以通过以下公式进行计算:推力 = 飞机速度 * 飞机阻力其中,飞机速度是指飞机在空气中前进的速度,飞机阻力是指在飞行过程中飞机所受到的阻力。
推力的计算公式需要考虑到多个因素,包括飞机的质量、空气密度、飞机速度、螺旋桨叶片的旋转速度等。
2. 飞机速度和螺旋桨推力飞机速度是计算推力时的重要参数,它直接影响飞机的动力性能。
在飞机设计中,工程师通常会根据飞机的使用需求和性能要求来确定最佳的飞行速度。
螺旋桨推力与飞机速度之间存在一定的关系,一般来说,飞机速度越大,螺旋桨产生的推力也会相应增加。
3. 飞机阻力与推力平衡飞机在飞行过程中受到的阻力包括气动阻力、重力阻力、推力和升力等因素的影响。
飞机螺旋桨推力的计算需要考虑到这些阻力因素,并通过合理的设计和调整来实现推力与阻力的平衡。
只有在推力和阻力平衡的情况下,飞机才能保持稳定的飞行状态。
4. 个人观点和理解在我看来,飞机螺旋桨推力计算公式是飞机设计和航空工程中的重要内容,它涉及到飞机的动力性能与运行安全。
理解和掌握这个公式对于航空专业人士来说是至关重要的,因为它直接关系到飞机的飞行稳定性和安全性。
通过深入学习和研究这个公式,我们可以更好地理解飞机的动力学原理,为飞机设计和飞行操作提供有力的支持。
在飞机设计和运行过程中,我们需要综合考虑飞机速度、阻力、推力等因素,通过合理的计算和调整来实现飞机的优化性能。
用螺距规制作螺旋桨如图(H——螺距,r——螺旋桨半径,α——桨叶角,h——木料厚度,b——木料宽度)桨叶角、螺距和螺旋桨半径的关系:tanα=H/(2π*r);桨叶角、木料厚度和木料厚度的关系:tanα=h/b;根据上面关系得:b=2π*h*r/H。
当选定了木料厚度h和螺旋桨螺距H后,则木料宽度b 与螺旋桨半径r 成正比关系。
根据螺旋桨半径r 的取值,就可以确定距离转轴r 处的宽度b。
由此作得下图,锉削螺旋桨时,保持OA边的高度为h,OB边的高度为零,锉出的斜面角就等于螺旋桨的桨叶角α。
螺距大则浆叶角就大, 高速飞机用小浆大浆叶角低速飞机用大浆小浆叶角螺距比(螺距/直径)在0.8以下注意,在此公式中:G的单位为克力,如模型飞机质量为700克,则G为700克力;S的单位为分米2,比如机翼面积为30dm2;那么 G/S 就是翼载荷了,各位模友可以根据自己的飞机计算出来;Cy在0.2—1.2之间大概选择一下;此时的V就是要这架模型飞机离地起飞必须达到的最低速度(相对气流的速度)了,单位仍为米/秒。
螺旋桨拉力计算公式:直径(米)×螺距(米)×浆宽度(米)×转速²(转/秒)×1大气压力(1标准大气压)×经验系数(0.25)=拉力(公斤)或者直径(厘米)×螺距(厘米)×浆宽度(厘米)×转速²(转/秒)×1大气压力(1标准大气压)×经验系数(0.00025)=拉力(克)前提是通用比例的浆,精度较好,大气压为1标准大气压,如果高原地区,要考虑大气压力的降低,如西藏,压力在0.6-0.7。
1000米以下基本可以取1。
例如:100×50的浆,最大宽度10左右,动力伞使用的,转速3000转/分,合50转/秒,计算可得:100×50×10×50²×1×0.00025=31.25公斤。
模型飞机螺旋桨原理与拉力计算模型飞机螺旋桨原理与拉力计算模型飞机, 拉力, 原理, 螺旋桨一、工作原理可以把螺旋桨看成是一个一面旋转一面前进的机翼进行讨论。
流经桨叶各剖面的气流由沿旋转轴方向的前进速度和旋转产生的切线速度合成。
在螺旋桨半径r1和r2(r1<r2)两处各取极小一段,讨论桨叶上的气流情况。
V—轴向速度;n —螺旋桨转速;φ—气流角,即气流与螺旋桨旋转平面夹角;α—桨叶剖面迎角;β—桨叶角,即桨叶剖面弦线与旋转平面夹角。
显而易见β=α+φ。
空气流过桨叶各小段时产生气动力,阻力ΔD和升力ΔL,见图1—1—19,合成后总空气动力为ΔR。
ΔR沿飞行方向的分力为拉力ΔT,与旋螺桨旋转方向相反的力ΔP 阻止螺旋桨转动。
将整个桨叶上各小段的拉力和阻止旋转的力相加,形成该螺旋桨的拉力和阻止螺旋桨转动的力矩。
从以上两图还可以看到。
必须使螺旋桨各剖面在升阻比较大的迎角工作,才能获得较大的拉力,较小的阻力矩,也就是效率较高。
螺旋桨工作时。
轴向速度不随半径变化,而切线速度随半径变化。
因此在接近桨尖,半径较大处气流角较小,对应桨叶角也应较小。
而在接近桨根,半径较小处气流角较大,对应桨叶角也应较大。
螺旋桨的桨叶角从桨尖到桨根应按一定规律逐渐加大。
所以说螺旋桨是一个扭转了的机翼更为确切。
从图中还可以看到,气流角实际上反映前进速度和切线速度的比值。
对某个螺旋桨的某个剖面,剖面迎角随该比值变化而变化。
迎角变化,拉力和阻力矩也随之变化。
用进矩比“J”反映桨尖处气流角,J=V/nD。
式中D—螺旋桨直径。
理论和试验证明:螺旋桨的拉力(T),克服螺旋桨阻力矩所需的功率(P)和效率(η)可用下列公式计算:T=Ctρn2D4P=Cpρn3D5η=J·Ct/Cp式中:Ct—拉力系数;Cp—功率系数;ρ—空气密度;n—螺旋桨转速;D—螺旋桨直径。
其中Ct和Cp取决于螺旋桨的几何参数,对每个螺旋桨其值随 J变化。
图1—1—21称为螺旋桨的特性曲线,它可通过理论计算或试验获得。