螺旋槳飛機(jī)（螺旋槳 airplane），是指用空氣螺旋槳將發(fā)動(dòng)機(jī)的功率轉(zhuǎn)化為推進(jìn)力的飛機(jī)。從第一架飛機(jī)誕生直到第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束，幾乎所有的飛機(jī)都是螺旋槳飛機(jī)。在現(xiàn)代飛機(jī)中除超音速飛機(jī)和高亞音速干線客機(jī)外，螺旋槳飛機(jī)仍占有重要地位。支線客機(jī)和大部分通用航空中使用的飛機(jī)的共同特點(diǎn)是飛機(jī)重量和尺寸不大、飛行速度較小和高度較低，要求有良好的低速和起降性能。螺旋槳飛機(jī)能夠較好地適應(yīng)這些要求。
螺旋槳飛機(jī)按發(fā)動(dòng)機(jī)類型分為活塞式飛機(jī)和渦輪螺旋槳飛機(jī)。人力飛機(jī)和太陽(yáng)能飛機(jī)通常都用螺旋槳推進(jìn)，也屬于螺旋槳飛機(jī)的范圍。。按螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)位置的不同，又分為拉進(jìn)式螺旋槳飛機(jī)和推進(jìn)式螺旋槳飛機(jī)。前者的螺旋槳裝在發(fā)動(dòng)機(jī)前面，“拉”著發(fā)動(dòng)機(jī)前進(jìn)。后者螺旋槳裝在發(fā)動(dòng)機(jī)之后，“推”著發(fā)動(dòng)機(jī)前進(jìn)。早期的飛機(jī)中曾有不少是推進(jìn)式的，這種型式的缺點(diǎn)較多，螺旋槳效率不如拉進(jìn)式高，因拉進(jìn)式螺旋槳前沒(méi)有發(fā)動(dòng)機(jī)短艙的阻擋。此外在推進(jìn)式螺旋槳飛機(jī)上難于找到發(fā)動(dòng)機(jī)和螺旋槳的恰當(dāng)位置，特別是裝在機(jī)身上更困難。相反，在拉進(jìn)式螺旋槳飛機(jī)上，發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)論是裝在機(jī)身頭部或是裝在機(jī)翼短艙前面都很方便。當(dāng)裝在機(jī)翼上時(shí)，螺旋槳后面的高速氣流還可用來(lái)增加機(jī)翼升力，改善飛機(jī)起飛性能，因此拉進(jìn)式飛機(jī)遂占據(jù)了統(tǒng)治地位。在少數(shù)大型飛機(jī)和水上飛機(jī)上，發(fā)動(dòng)機(jī)多至8～12臺(tái)以上，將發(fā)動(dòng)機(jī)前后串置在短艙上，形成拉進(jìn)和推進(jìn)的混合型式。
飛機(jī)螺旋槳與機(jī)翼橫切面相似，機(jī)翼穿過(guò)空氣向前運(yùn)動(dòng)時(shí)能產(chǎn)生升力，同理旋槳在與飛機(jī)前進(jìn)方向垂直的平面上旋轉(zhuǎn)，它也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)力，也就是向前的推力，以此來(lái)推動(dòng)螺旋槳飛機(jī)飛行。要想使螺旋槳產(chǎn)生更大的推力，最簡(jiǎn)單的辦法就是加長(zhǎng)槳葉。可是槳葉越大，尖端運(yùn)動(dòng)的速度也越大，槳的尖端部分受的力也越大，從而帶來(lái)強(qiáng)烈的噪聲。載人航天實(shí)踐證明，上升和返回時(shí)的噪聲僅引起航天員出現(xiàn)輕微的暫時(shí)性聽(tīng)力損失，心率、呼吸、血壓等均在正常范圍內(nèi)波動(dòng)，未引起任何不良的反應(yīng)和噪聲性損傷。美國(guó)著名飛機(jī)設(shè)計(jì)專家卡圖按照空氣的浮力和氣流推動(dòng)原理，設(shè)計(jì)出世界上第一架頭尾倒換的飛機(jī)。新設(shè)計(jì)的飛機(jī)，有尖端懸浮系統(tǒng)，更趨合理化的流線型機(jī)體，這不僅增加了飛行速度，而且排除了失速和旋沖的可能性，提高了安全性。
歷史沿革
起源
人類第一次成功飛上藍(lán)天并安全返回的記錄，誕生于1783年的法國(guó)。當(dāng)時(shí)，法國(guó)人蒙戈菲耶兄弟制作出了最原始的熱氣球，并嘗試把動(dòng)物載運(yùn)空中。1783年10月，兄弟二人冒著生命危險(xiǎn)乘坐熱氣球升空，并飛越巴黎上空，最后安全著陸，從而完成了人類有據(jù)可循的第一次飛天壯舉。自此之后，“比空氣輕”的熱氣球以及由此衍生出的充氣飛艇，便被看作是人類征服天際的法寶。19世紀(jì)末20世紀(jì)初，萊特兄弟花費(fèi)了將近五年時(shí)間，制造出了著名的“飛行者一號(hào)”飛機(jī)。這標(biāo)志著萊特兄弟成功地飛起了一臺(tái)比空氣重的動(dòng)力機(jī)器，而且是可自由控制的穩(wěn)定飛行。時(shí)至今日，人類的航空工業(yè)在某種程度上仍舊是沿著萊特兄弟開(kāi)拓的道路在前進(jìn)。而那架見(jiàn)證了人類第一次成功的動(dòng)力飛行的“飛行者一號(hào)”，也可謂命運(yùn)多，曾一度流落歐洲，被英國(guó)科學(xué)博物館所收藏，直到第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后的1948年12月17日，這架飛機(jī)才終于返回了美國(guó)。萊特兄弟的成功讓他的歐洲同行艷羨不已，同時(shí)也令一度陷于低谷的歐洲飛機(jī)業(yè)得以復(fù)興。1906年，法國(guó)人列昂·拉瓦瓦索歐研制的著名“安東尼特式”螺旋槳航空發(fā)動(dòng)機(jī)問(wèn)世，從而為歐洲本土動(dòng)力飛機(jī)的出現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。此后，歐洲的航空業(yè)迅速縮短了他們與美國(guó)同行之間的差距，甚至實(shí)現(xiàn)了趕超。這自然跟當(dāng)時(shí)歐洲國(guó)家在世界范圍內(nèi)所擁有的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)密切相關(guān)。從1903年到1913年間，各種各樣的飛行競(jìng)賽、空中表演、收費(fèi)空中游覽、各種飛行試驗(yàn)等活動(dòng)，促進(jìn)了螺旋槳飛機(jī)的發(fā)展，并促進(jìn)了飛機(jī)制造與飛行技術(shù)的改進(jìn)與提高。
一戰(zhàn)時(shí)期
一戰(zhàn)時(shí)期螺旋槳飛機(jī)在雙座偵察機(jī)的后座上安裝了機(jī)關(guān)槍，由原本負(fù)責(zé)航空照相的軍官操作射擊敵機(jī)。但由于飛行與射擊之間難以協(xié)調(diào)，實(shí)際效果并不好。最好的辦法乃是在機(jī)頭安裝機(jī)槍，并由飛行員直接操縱射擊。但問(wèn)題是當(dāng)時(shí)的飛機(jī)大都使用木質(zhì)螺旋槳，子彈在射擊過(guò)程中幾乎不可避免地要擊中螺旋槳，導(dǎo)致飛機(jī)損壞甚至墜毀。當(dāng)然，如果使用螺旋槳在后的推進(jìn)式螺旋槳飛機(jī)，也就不存在這個(gè)問(wèn)題了，但必須以犧牲飛行性能為代價(jià)。法國(guó)人最先想出了解決辦法，就是木質(zhì)槳葉上包上金屬片。雖然這樣一來(lái)機(jī)關(guān)槍子彈不會(huì)打斷槳葉，但會(huì)引起旋翼的振動(dòng)。后來(lái)德國(guó)福克公司研制出“射擊同步協(xié)調(diào)器”，當(dāng)旋翼葉正好轉(zhuǎn)到子彈射擊的正前方時(shí)，一個(gè)控制機(jī)構(gòu)讓機(jī)槍停止射擊。在此基礎(chǔ)上研制的福克E系列戰(zhàn)斗機(jī)，一度給協(xié)約國(guó)聯(lián)軍的空中力量造成了重大損失，被稱為“福克災(zāi)難”。
二戰(zhàn)時(shí)期
第二次世界大戰(zhàn)，翱翔在天際的戰(zhàn)鷹幾乎都是螺旋槳飛機(jī)。只不過(guò)隨著全金屬單翼結(jié)構(gòu)布局、可收放起落架、封閉式座艙、變矩旋翼、承力蒙皮結(jié)構(gòu)技術(shù)、發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓技術(shù)、大功率發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)、航空無(wú)線電及儀表等技術(shù)的發(fā)展，這時(shí)的螺旋槳飛機(jī)已經(jīng)能比它們的前輩飛得更高更遠(yuǎn)。除了在軍事領(lǐng)域，螺旋槳飛機(jī)帶給人類的另一大福音就是遠(yuǎn)距離空中旅行成為可能。以波音公司、麥道公司、休斯為代表的飛機(jī)公司，設(shè)計(jì)了形態(tài)各異的客機(jī)用以滿足人們多樣化的空中旅行需求。其中令人印象最為深刻的就是休斯H-4大力神大型水上客機(jī)。這架飛機(jī)長(zhǎng)66.8米，翼展97.5米，裝備8臺(tái)大功率螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)。最令人瞠目結(jié)舌的是，這架飛機(jī)居然是全木制的，堪稱人類歷史上的工程杰作。不過(guò)，人類對(duì)于速度的追求是永無(wú)止境的，到第二次世界大戰(zhàn)末期，螺旋槳飛機(jī)的設(shè)計(jì)已經(jīng)達(dá)到了極限，無(wú)論人們?nèi)绾翁岣?a href="/hebeideji/7202805507471032324.html">發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力和機(jī)體強(qiáng)度，螺旋槳飛機(jī)的速度也無(wú)法得到本質(zhì)提升。美國(guó)軍隊(duì)的F-82雙體螺旋槳戰(zhàn)斗機(jī)在極限狀態(tài)下，飛行速度達(dá)到了音速，這已經(jīng)是螺旋槳飛機(jī)的物理極限。
現(xiàn)代
現(xiàn)代客機(jī)沒(méi)有采用螺旋槳飛機(jī)根本原因是速度不夠。因?yàn)槁菪龢臉馑俣纫蕊w行速度大很多，所以槳尖就會(huì)更早地達(dá)到音障，槳尖速度越接近音速，阻力也就越大，這是迄今為止仍然無(wú)法控制的現(xiàn)象。當(dāng)然在現(xiàn)代飛機(jī)中除超音速飛機(jī)和高亞音速干線客機(jī)外，螺旋槳飛機(jī)仍占有重要地位。比如，支線客機(jī)和大部分通用航空中使用的飛機(jī)共同特點(diǎn)是：飛機(jī)重量和尺寸不大、飛行速度較小和高度較低，要求有良好的低速和起降性能。螺旋槳飛機(jī)就能夠很好地適應(yīng)這些要求。
基本簡(jiǎn)介
基本分類
螺旋槳飛機(jī)按照發(fā)動(dòng)機(jī)類型的不同，可以分為活塞式螺旋槳飛機(jī)和渦輪螺旋槳飛機(jī)。活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)與汽車發(fā)動(dòng)機(jī)相似，只是功率更大、更加輕巧了。渦輪式發(fā)動(dòng)機(jī)采用的是與噴氣式飛機(jī)相似的原理，只是它將產(chǎn)生的動(dòng)力先傳給螺旋槳，再由螺旋槳帶動(dòng)飛機(jī)運(yùn)行。
渦輪螺旋槳飛機(jī)
渦輪螺旋槳飛機(jī)的總體布局自從20世紀(jì)40年代晚期渦輪螺旋槳飛機(jī)問(wèn)世以來(lái)，螺旋槳公務(wù)機(jī)保持不變的總體布局 低或高的機(jī)翼位置、機(jī)身頭部裝有一個(gè)螺旋槳的發(fā)動(dòng)機(jī)或者機(jī)翼前緣裝有兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)。雖然人們嘗試和認(rèn)證了許多不同結(jié)構(gòu)的尾翼，但現(xiàn)代渦輪螺旋槳飛機(jī)通常在垂尾上裝有水平安定面，這就是T形尾翼。
渦輪螺旋槳飛機(jī)以渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的飛機(jī)。適于中速(800--900公里／小時(shí)以下)長(zhǎng)距離飛行，具有較好的經(jīng)濟(jì)性。渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)的功率重量比比活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)大2～3倍，在相同的質(zhì)量下可提供更大的功率，而且發(fā)動(dòng)機(jī)橫截面積較小，燃油消耗率在速度相對(duì)較高時(shí)比活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)小，使用價(jià)格較低的煤油，故在600～800公里/時(shí)速度范圍內(nèi)的旅客機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、海岸巡邏機(jī)和反潛機(jī)大多為渦輪螺旋槳飛機(jī)。為了進(jìn)一步增大速度，降低燃油消耗率，美國(guó)于70年代提出一種先進(jìn)的渦輪螺旋槳系統(tǒng)，采用8～10片具有后掠的薄剖面槳葉，從空氣動(dòng)力學(xué)角度對(duì)槳轂和發(fā)動(dòng)機(jī)短艙進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，使阻力和噪聲達(dá)到最小。這種推進(jìn)裝置可使飛機(jī)速度達(dá)到馬赫為0.8，比一般裝有渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī)省油30%～40%。
活塞式螺旋槳飛機(jī)
航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)是一種四行程（或二行程）、電嘴點(diǎn)火、往復(fù)式汽油內(nèi)燃機(jī)。從1903年第一架飛機(jī)升空到第二次世界大戰(zhàn)末期，所有飛機(jī)都用活塞發(fā)動(dòng)機(jī)。作為動(dòng)力裝置。航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，氣缸內(nèi)燃料釋放出的熱能通過(guò)曲軸輸出扭矩，帶動(dòng)螺旋獎(jiǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生推進(jìn)力。所以，航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)必須依賴螺旋漿作為推進(jìn)器。航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)具有低速經(jīng)濟(jì)性好，工作穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)。但也存在重量功率比大，高空性能、速度性能差的缺點(diǎn)，故航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)常用在輕型低速飛機(jī)上。目前航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)主要以航空汽油為燃料，某些特殊型號(hào)的航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)也使用航空煤油作為燃料。
航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)（如渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)）是將燃料在燃燒室內(nèi)連續(xù)燃燒釋放出的熱能轉(zhuǎn)換成氣體動(dòng)能，從發(fā)動(dòng)機(jī)高速噴出，產(chǎn)生推進(jìn)力的動(dòng)力裝置，以航空煤油為燃料。它可不依賴螺旋漿直接產(chǎn)生推力。噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)在第二次世界大戰(zhàn)以后，得到迅速發(fā)展。目前在航空領(lǐng)域，各種類型的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)占據(jù)著統(tǒng)治地位。噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)種類較多，性能也各有千秋，較航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)而言具有強(qiáng)大的動(dòng)力、優(yōu)異的高速性能，且重量輕，推力大，高空性能好的優(yōu)點(diǎn)，并因此很快取代了老式活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，成為戰(zhàn)斗機(jī)的首選動(dòng)力裝置，并開(kāi)始在其他飛機(jī)中得到應(yīng)用。但也存在經(jīng)濟(jì)性較差的缺點(diǎn)。
按螺旋槳與發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)位置的不同，又分為拉進(jìn)式螺旋槳飛機(jī)和推進(jìn)式螺旋槳飛機(jī)。前者的螺旋槳裝在發(fā)動(dòng)機(jī)前面，“拉”著發(fā)動(dòng)機(jī)前進(jìn)。后者螺旋槳裝在發(fā)動(dòng)機(jī)之后，“推”著發(fā)動(dòng)機(jī)前進(jìn)。早期的飛機(jī)中曾有不少是推進(jìn)式的，這種型式的缺點(diǎn)較多，螺旋槳效率不如拉進(jìn)式高，因拉進(jìn)式螺旋槳前沒(méi)有發(fā)動(dòng)機(jī)短艙的阻擋。此外在推進(jìn)式螺旋槳飛機(jī)上難于找到發(fā)動(dòng)機(jī)和螺旋槳的恰當(dāng)位置，特別是裝在機(jī)身上更困難。相反，在拉進(jìn)式螺旋槳飛機(jī)上，發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)論是裝在機(jī)身頭部或是裝在機(jī)翼短艙前面都很方便。當(dāng)裝在機(jī)翼上時(shí)，螺旋槳后面的高速氣流還可用來(lái)增加機(jī)翼升力，改善飛機(jī)起飛性能，因此拉進(jìn)式飛機(jī)遂占據(jù)了統(tǒng)治地位。在少數(shù)大型飛機(jī)和水上飛機(jī)上，發(fā)動(dòng)機(jī)多至8～12臺(tái)，將發(fā)動(dòng)機(jī)前后串置在短艙上，形成拉進(jìn)和推進(jìn)的混合型式。
性能特點(diǎn)
動(dòng)力系統(tǒng)
螺旋槳作為飛機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的重要組成部分，參與飛機(jī)大多數(shù)工作過(guò)程。其產(chǎn)生的牽引力是飛機(jī)運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵之一，包括飛機(jī)滑行、起飛、巡航和落地全程。現(xiàn)代大量通用航空器都配備一個(gè)或數(shù)個(gè)螺旋槳，其槳葉有2片、3片和4片不等。隨著航空器的發(fā)展，螺旋槳也從不可變距（定距）發(fā)展到可變距，現(xiàn)代的螺旋槳飛機(jī)多采用槳葉角可調(diào)的變距螺旋槳，這種螺旋槳可根據(jù)飛行需要調(diào)整槳葉角，提高螺旋槳的工作效率，解決了定距螺旋槳只能在選定的速度范圍內(nèi)效率較高，在其他狀態(tài)下效率較低的矛盾。DA42NG飛機(jī)螺旋槳就是可變距螺旋槳，其變距依靠螺旋槳自身配重、彈簧、活塞、槳缸、調(diào)速器、回槳儲(chǔ)壓氣共同作用，進(jìn)行變距，以解決定距螺旋槳高、低速性能的矛盾，同時(shí)穩(wěn)定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
螺旋槳電路系統(tǒng)及工作原理
螺旋槳槳葉在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，同時(shí)產(chǎn)生兩個(gè)力：一個(gè)是牽拉槳葉向前的空氣動(dòng)力學(xué)，另一個(gè)是由槳葉扭角向后推動(dòng)空氣產(chǎn)生的反作用力。由于前槳面與后槳面的曲率不一樣，在槳葉旋轉(zhuǎn)時(shí)，氣流對(duì)曲率大的前槳面壓力小，而對(duì)曲線近與平直的后槳面壓力大，因此形成了前后槳面的壓力差，這個(gè)壓力差產(chǎn)生一個(gè)向前拉槳葉的空氣動(dòng)力。另一個(gè)牽拉飛機(jī)的力，是由槳葉扭角向后推空氣時(shí)產(chǎn)生的反作用力而得來(lái)的。槳葉與發(fā)動(dòng)機(jī)軸呈直角安裝，并有扭角。在槳葉旋轉(zhuǎn)時(shí)靠槳葉扭角把前方的空氣吸入，并給吸入的空氣加一個(gè)向后推的力，這個(gè)推力的反作用力也是牽拉飛機(jī)向前的動(dòng)力之一。這兩個(gè)的合力就是牽引飛機(jī)向前的總空氣動(dòng)力學(xué)。為了在不同轉(zhuǎn)速下螺旋槳都保持較高效率，因此螺旋槳需要變距。
當(dāng)L H ECU BUS（左ECU匯流條）上電后，電流經(jīng)過(guò)ECU A斷路器和24360A20線進(jìn)入ENGINE MASTER LH（左發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)關(guān)），當(dāng)開(kāi)關(guān)在OFF位時(shí)，F(xiàn)EATHER RELAY LH（左順槳電磁閥繼電器）線圈通電，繼電器吸合。雖然繼電器吸合，但ECU A和ECU B沒(méi)有為順槳電磁閥供電，順槳電磁閥沒(méi)有打開(kāi)。ECU A與ECU B不會(huì)同時(shí)給順槳電容通電，在EECU的控制下，ECU A和ECU B其中只有一個(gè)在工作，另一個(gè)處于熱備份狀態(tài)（熱備份狀態(tài)即監(jiān)控傳感器來(lái)的各種信號(hào)，但不控制相關(guān)作動(dòng)器作動(dòng)，當(dāng)正在工作的ECU因故障停止工作時(shí)，處于熱備份的ECU可以立即參與工作，不至于空中停車），EECU監(jiān)控兩個(gè)ECU工作時(shí)長(zhǎng)，使兩個(gè)ECU的工作時(shí)間趨于相同。此時(shí)螺旋槳電磁因上次通電和啟動(dòng)鎖閉鎖緣故，沒(méi)有完成順槳，但此時(shí)槳葉角略大于回槳槳葉角。圖1到圖5分別是發(fā)動(dòng)機(jī)主開(kāi)關(guān)、順槳繼電器、順槳電容、順槳電磁閥和回槳電磁閥。
當(dāng)左發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)關(guān)在ON位時(shí)，螺旋槳的回槳電磁閥打開(kāi)，順槳電磁閥關(guān)閉，ECU給47 000UF/40 V電容充電，此時(shí)螺旋槳可以回槳。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)關(guān)再次搬動(dòng)至OFF位時(shí)，ECU斷電，但電容放電使順槳電磁閥打開(kāi)。右發(fā)動(dòng)機(jī)與左發(fā)動(dòng)機(jī)電路圖相同。
螺旋槳變距油路系統(tǒng)及工作原理
以左螺旋槳為例，當(dāng)飛機(jī)正常斷電，且左發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)關(guān)正常關(guān)閉時(shí)，因螺旋槳槳缸彈簧的力量，螺旋槳趨于順槳狀態(tài)。但由于螺旋槳上啟動(dòng)鎖未開(kāi)啟，啟動(dòng)鎖抑制螺旋槳順槳，強(qiáng)制使其保持在接近回槳的位置。當(dāng)飛機(jī)正常通電，左發(fā)動(dòng)機(jī)電門打開(kāi)時(shí)，回槳電磁閥打開(kāi)，回槳儲(chǔ)壓存儲(chǔ)的滑油壓力經(jīng)回槳電磁閥傳遞到螺旋槳槳缸，其壓力抵消槳缸彈簧的彈力使螺旋槳從接近回槳轉(zhuǎn)動(dòng)到回槳狀態(tài)，此時(shí)螺旋槳沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)，螺旋槳配重?zé)o法配合槳缸彈簧工作。此時(shí)螺旋槳的狀態(tài)有利于發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)螺旋槳啟動(dòng)。啟動(dòng)成功后，當(dāng)螺旋槳轉(zhuǎn)速達(dá)到1 300 r/min，螺旋槳啟動(dòng)鎖打開(kāi)，螺旋槳配重在離心力作用下和槳缸彈簧共同作用使螺旋槳順槳，但順槳電磁閥關(guān)閉，回槳電磁閥打開(kāi)，ECU控制由調(diào)速器將齒輪箱中滑油以一定壓力傳遞到螺旋槳槳缸，當(dāng)滑油壓力和螺旋槳配重與槳缸彈簧形成的最終合力為0時(shí)[5]，螺旋槳槳葉角保持恒定。不同的螺旋槳轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)不同螺旋槳槳缸滑油壓力，螺旋槳槳缸活塞前后運(yùn)動(dòng)，因此槳葉角隨著活塞位置的改變而改變。特殊情況下，槳葉角會(huì)調(diào)整，如大風(fēng)時(shí)，螺旋槳轉(zhuǎn)速因大風(fēng)速度增加，此時(shí)配重在高轉(zhuǎn)速下離心力增大，使槳缸彈簧力量增大，螺旋槳槳葉角變大，使螺旋槳“重槳”，螺旋槳轉(zhuǎn)速降低。從而降低了由風(fēng)速造成的螺旋槳轉(zhuǎn)速的增大，使螺旋槳轉(zhuǎn)速保持恒定。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)慢車時(shí)，關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)關(guān)，回槳電磁閥關(guān)閉，順槳電磁閥打開(kāi)，在螺旋槳槳缸彈簧的作用下，螺旋槳槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)至順槳位。此時(shí)再將發(fā)動(dòng)機(jī)電門打開(kāi)，順槳電磁閥關(guān)閉，回槳電磁閥打開(kāi)，螺旋槳槳葉角在回槳儲(chǔ)壓器壓力作用變小，螺旋槳回槳。螺旋槳達(dá)到回槳狀態(tài)后，啟動(dòng)鎖再次閉鎖，即使此時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)關(guān)，螺旋槳槳葉在啟動(dòng)鎖限制下依舊無(wú)法順槳，其表現(xiàn)為在回槳槳葉角往順槳方向稍稍變動(dòng)后停止。
螺旋槳變距系統(tǒng)故障及解決方案
在定檢維護(hù)過(guò)程中，出現(xiàn)當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)關(guān)扳至關(guān)閉位，發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)車，螺旋槳無(wú)法順槳的故障情況時(shí)，機(jī)務(wù)人員首先考慮螺旋槳本身存在故障，導(dǎo)致無(wú)法順槳，拆下螺旋槳，人工打開(kāi)啟動(dòng)鎖后螺旋槳順暢順槳，排除螺旋槳本身故障；后判斷調(diào)速器故障，螺旋槳槳缸中的滑油無(wú)法回流至減速齒輪箱，更換調(diào)速器，故障依舊。重新分析電路圖，認(rèn)為與順槳電磁閥并聯(lián)的電容存在故障可能，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)是電容故障。電容故障會(huì)導(dǎo)致在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間ECU無(wú)法為順槳電容充電，電容沒(méi)有電和積累。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)停車后，因順槳電磁閥沒(méi)有電能，順槳電磁閥無(wú)法打開(kāi)，螺旋槳不能順槳。更換此電容后，恢復(fù)順槳功能。
現(xiàn)代民用飛行器設(shè)計(jì)愈加復(fù)雜，集成性越來(lái)越高。螺旋槳變距系統(tǒng)也由人為控制逐步轉(zhuǎn)變?yōu)楦泳_、響應(yīng)更加迅速的電腦控制。為了滿足高強(qiáng)度維護(hù)工作的需要，對(duì)螺旋槳及其控制原理的深入理解十分必要。除了以上故障，日常維護(hù)還應(yīng)注意系統(tǒng)內(nèi)漏與外漏導(dǎo)致的故障現(xiàn)象，相比內(nèi)漏，外漏更加容易發(fā)現(xiàn)，故障痕跡更加明顯，全面理解螺旋槳變距系統(tǒng)工作原理是保證飛行安全的基礎(chǔ)之一。
操作系統(tǒng)
螺旋槳飛機(jī)的結(jié)構(gòu)一般是機(jī)首安裝螺旋槳，機(jī)尾有穩(wěn)定翼。美國(guó)卡里格·卡圖按空氣浮力和氣推動(dòng)原理進(jìn)行重新組合，將螺旋槳置手機(jī)尾，穩(wěn)定翼放在機(jī)頭，使飛機(jī)具有尖端懸浮系統(tǒng)與更合理的流線型機(jī)體形狀等特點(diǎn)，增加了飛行速度，排除了失速和旋沖的可能性，提高了安全性。
螺旋槳飛機(jī)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。為了降低轉(zhuǎn)速和提高螺旋槳效率，絕大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)裝有減速器。這類飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)裝有滑油散熱器。液冷活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)還裝有冷卻液散熱器。槳轂和發(fā)動(dòng)機(jī)均有流線型外罩，以減小阻力。機(jī)身前部的發(fā)動(dòng)機(jī)和螺旋槳往往影響飛行員的視線，個(gè)別飛機(jī)將發(fā)動(dòng)機(jī)安排在座艙下方，用一長(zhǎng)軸與機(jī)頭的螺旋槳相連，如美國(guó)的P-39戰(zhàn)斗機(jī)。有的飛機(jī)將座艙偏置在機(jī)翼一側(cè)來(lái)改進(jìn)前方視線，成為特殊的不對(duì)稱飛機(jī)，如德國(guó)的BV-141飛機(jī)。頭部裝有機(jī)關(guān)槍的拉進(jìn)式戰(zhàn)斗機(jī)需要采用協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)，以保證子彈從旋轉(zhuǎn)著的螺旋槳槳葉中間發(fā)射出去。有的飛機(jī)將航空機(jī)炮炮管裝在螺旋槳軸內(nèi)，炮彈由槳軸內(nèi)的炮管射出。螺旋槳旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生一個(gè)反作用扭矩，大功率發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī)常用較大的垂直尾翼或偏置垂直尾翼產(chǎn)生的力矩來(lái)加以平衡，也可以采用反向旋轉(zhuǎn)的同軸螺旋槳來(lái)抵消反作用扭矩，如蘇聯(lián)的安22飛機(jī)。早期的飛機(jī)都采用固定槳距螺旋槳，飛行速度大于200千米/時(shí)則需要用變槳距螺旋槳，才能提高螺旋槳的效率。但這種螺旋槳構(gòu)造復(fù)雜，成本較高，只用于一些速度較高、功率較大的飛機(jī)。在第二次世界大戰(zhàn)中，為了進(jìn)一步提高飛機(jī)的高空性能，有些飛機(jī)上還裝有廢氣渦輪增壓器，利用廢氣來(lái)增加進(jìn)氣的壓力，如美國(guó)的B-24轟炸機(jī)、P-47戰(zhàn)斗機(jī)等飛機(jī)。20世紀(jì)70年代后期，一些通用航空的飛機(jī)也采用廢氣渦輪增壓器來(lái)提高飛行性能。
從20世紀(jì)70年代開(kāi)始，雙引擎的公務(wù)機(jī)都使用渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)代替活塞發(fā)動(dòng)機(jī)。渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)的革新使得公務(wù)機(jī)受益頗多。但是20世紀(jì)70年代不斷上漲的燃油價(jià)格促使美國(guó)航空航天局和一些飛機(jī)制造商研究不同概念型飛機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。Lear Fan的研究開(kāi)始于1979年，它具有全復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和一個(gè)由雙渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)變速箱驅(qū)動(dòng)的推式螺旋槳。樣機(jī)數(shù)百次的飛行和靜態(tài)試驗(yàn)證明了此概念的可行性，但是傳動(dòng)齒輪沒(méi)能通過(guò)FAA的認(rèn)證規(guī)則。這個(gè)概念顯然遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了那個(gè)時(shí)代。
20世紀(jì)80年代.Beecraft公司推出了非常規(guī)設(shè)計(jì)的概念型飛機(jī)。全復(fù)合材料的Starship計(jì)劃用于代替King Air，它是鴨式布局，即有一縱傾平面飛行控制在機(jī)身頭部，機(jī)翼后緣有兩個(gè)推式螺旋槳。雖然Starship已經(jīng)通過(guò)認(rèn)證.但它不受消費(fèi)者的歡迎，僅生產(chǎn)了45架。它的主要競(jìng)爭(zhēng)者Piaggi。Avanti成為“創(chuàng)意豐富的20世紀(jì)90年代”中的唯一幸存者。然而，Avanti 10年的研制及認(rèn)證給公司帶來(lái)了極大財(cái)政問(wèn)題.直到汽車生產(chǎn)商法拉利施予援手才得以解決。
三個(gè)效應(yīng)
螺旋槳飛機(jī)的三個(gè)效應(yīng)包括:進(jìn)動(dòng)、滑流扭轉(zhuǎn)、螺旋槳反作用。若是多發(fā)螺旋槳飛機(jī)，還可能出現(xiàn)拉力不對(duì)稱。固定翼飛機(jī)平衡在地面主要是受螺旋槳的滑流扭轉(zhuǎn)作用，飛行中，當(dāng)螺旋槳的扭轉(zhuǎn)氣流打在飛機(jī)垂直尾翼的一側(cè)時(shí)，則會(huì)引起飛機(jī)的方向偏轉(zhuǎn)。由于螺旋槳的滑流是一種非管道控制的流動(dòng),流動(dòng)特性比較復(fù)雜。滑流不僅軸向速度較遠(yuǎn)方的來(lái)流速度大，而且還有一定的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，流線是螺旋狀的，當(dāng)裝在機(jī)翼的螺旋槳高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，槳盤后面的高速氣流一方面可以增加機(jī)翼升力，改善飛機(jī)起飛性能。
工作原理
航空發(fā)動(dòng)機(jī)按其組成和工作原理可分為兩大類：直接反作用推進(jìn)和間接反作用推進(jìn)。直接反作用推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)是指直接將工質(zhì)加速產(chǎn)生反作用推力，發(fā)動(dòng)機(jī)本身也是推進(jìn)器。這一類航空發(fā)動(dòng)機(jī)包括：帶壓縮機(jī)的渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)、無(wú)壓縮機(jī)的沖壓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、渦噴-沖壓組合發(fā)動(dòng)機(jī)和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。間接反作用推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)是將能量轉(zhuǎn)化為軸功率輸出，通過(guò)專門的推進(jìn)器(如螺旋槳和旋翼)產(chǎn)生推力或拉力。這一類航空發(fā)動(dòng)機(jī)包括：活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)、渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)、渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)、槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)等。
受輪船依靠螺旋槳的轉(zhuǎn)動(dòng)在水中航行的機(jī)理的啟發(fā)，飛機(jī)是否也可以依靠螺旋槳在空氣中前進(jìn)呢，從道理上來(lái)講，在空氣中或水中，螺旋槳所起的作用應(yīng)該是相同的。但實(shí)際上空氣的密度僅為水密度的1／8000，因此如要產(chǎn)生足夠的推力，在空氣中使用的螺旋槳必須被制作成具有很大長(zhǎng)度，很大面積，很高轉(zhuǎn)速才行。這又是一個(gè)難題。
觀察螺旋槳的橫切面，發(fā)現(xiàn)它和機(jī)翼是相似的，完全可以用分析機(jī)翼如何產(chǎn)生升力的方法去分析一下螺旋槳。機(jī)翼穿過(guò)空氣向前運(yùn)動(dòng)時(shí)能產(chǎn)生升力，一旦螺旋槳在與飛機(jī)前進(jìn)方向垂直的平面上運(yùn)動(dòng)，它也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)力，只不過(guò)運(yùn)動(dòng)的方向差了90度，因此這個(gè)力的方向也差90度，機(jī)翼產(chǎn)生的是向上的升力，那么螺旋槳產(chǎn)生的力就是向前的推力了。螺旋槳和機(jī)翼一樣也有迎角，當(dāng)把空氣壓向后方時(shí)就能增加推力，迎角越大，產(chǎn)生的推力也就越大。與機(jī)翼不同的是，機(jī)翼上各點(diǎn)在飛機(jī)飛行時(shí)做平行運(yùn)動(dòng)，它們的速度是一樣的，迎角也是相同的。而螺旋槳是在做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其根部圓周速度慢，頂部圓周速度快。由于工作狀態(tài)的槳葉是一根懸臂梁受力態(tài)勢(shì)，根部作為固定端實(shí)際承受更大的彎矩和剪力，頂部作為自由端受力相對(duì)較小，但頂部因速度快更易產(chǎn)生較大推力，這種現(xiàn)象很容易使螺旋槳的頂部受到損壞甚至折斷。為了保持槳葉各部分都處于最佳氣動(dòng)力狀態(tài)，設(shè)計(jì)師們把螺旋槳根部的槳葉角設(shè)計(jì)成最大，依次遞減，槳尖的槳葉角最小，同時(shí)為了增加槳根的強(qiáng)度，將槳根的截面積設(shè)計(jì)為最大，這樣就能使螺旋槳整體在長(zhǎng)度方向上所產(chǎn)生的推力大致各點(diǎn)相等，螺旋槳就結(jié)實(shí)耐用了。螺旋槳在形狀上也就必須變成麻花狀，這就是大家現(xiàn)在所看到的螺旋槳。
要想使螺旋槳產(chǎn)生更大的推力，最簡(jiǎn)單的辦法就是加長(zhǎng)槳葉。可是槳葉越大，尖端運(yùn)動(dòng)的速度也越大，槳的尖端部分受的力也越大，從而帶來(lái)強(qiáng)烈的噪聲。受材料強(qiáng)度及控制噪聲要求的限制，飛機(jī)使用了長(zhǎng)度較短而葉片較多的螺旋槳以便盡可能的增加推力減少噪聲。小型飛機(jī)通常使用兩個(gè)葉片的單個(gè)螺旋槳，大型飛機(jī)上使用多臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，每臺(tái)裝有三個(gè)葉片以上的多葉片螺旋槳。
國(guó)產(chǎn)螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)
1968年12月30日，中國(guó)首臺(tái)渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)在中國(guó)航發(fā)東安誕生，標(biāo)志著老式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)將被取代，新式渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)登上了航空發(fā)動(dòng)機(jī)的舞臺(tái)。渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展于上世紀(jì)五十年代，具有活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)耗油低、壽命長(zhǎng)和噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)功率大、重量輕的綜合優(yōu)點(diǎn)。渦槳五發(fā)動(dòng)機(jī)從首臺(tái)樣機(jī)的研制到設(shè)計(jì)定型，經(jīng)歷了八年艱苦卓絕的奮斗，終于研制成功，中國(guó)第一臺(tái)渦輪螺旋槳航空發(fā)動(dòng)機(jī)誕生。
在這漫長(zhǎng)的八年中，東安先后研制了40多臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，全廠職工付出了艱辛的努力。1976年5月6日至6月4日，東安對(duì)渦槳五發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了設(shè)計(jì)定型鑒定長(zhǎng)期試車。在整個(gè)試車過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)工作穩(wěn)定、可靠，主要性能指標(biāo)符合設(shè)計(jì)定型標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。試車后，經(jīng)過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)分解檢查，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)危及使用安全的故障。1977年1月24日，國(guó)務(wù)院、中央軍委常規(guī)裝備發(fā)展領(lǐng)導(dǎo)小組批準(zhǔn)了渦槳五發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)定型，同意其小批生產(chǎn)，并與運(yùn)-7飛機(jī)配套。
渦槳五發(fā)動(dòng)機(jī)的研制成功，填補(bǔ)了中航集團(tuán)發(fā)動(dòng)機(jī)的空白，為國(guó)產(chǎn)第一架中型客機(jī)提供了動(dòng)力，結(jié)束了中國(guó)人無(wú)法自己生產(chǎn)客機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的歷史。
典型型號(hào)
由于高速渦輪螺槳只是近幾年來(lái)才出現(xiàn)的新的推進(jìn)裝置，因此，只是在研制中的飛機(jī)上才被采用，而且我們還看到這些新研制的支線客機(jī)幾乎全部采用高速渦槳作為推進(jìn)裝置 。具體介紹如下：
瑞典薩伯—— 斯堪尼亞公司于1988年發(fā)起研制的一種第三代5O座級(jí)高速渦槳式支線客機(jī) 。原計(jì)劃1993年取證 ，后延遲到1994年取得了適航證。它是一種典型的高速渦槳式支線客機(jī)，最大飛行馬赫達(dá)0.62。 7620m高度上最大巡航速度達(dá)678km／h。這種新一代的渦槳式支線客機(jī)需要高達(dá)約 3310kW的渦槳式發(fā)動(dòng)機(jī) 。世界上只有美國(guó)愛(ài)利遜 GMA2100和通用電氣公司的GLC38兩種發(fā)動(dòng)機(jī)可提供這樣大的功率 。薩伯公司最后選擇了愛(ài)利遜GMA2100發(fā)動(dòng)機(jī)。螺旋槳?jiǎng)t選用了英國(guó)道蒂 -羅托爾公司的 R381— 6葉片后掠式槳葉恒速低轉(zhuǎn)速?gòu)?fù)合材料螺旋槳。螺旋槳具有自動(dòng)順槳和逆槳功能 。巡航時(shí)轉(zhuǎn)速為950r／ min。截止 到 1993年，共收到 了46架飛機(jī)的訂單，此外還收到了148架意向訂貨 。
由德國(guó)航宇公司道尼爾分公司研制的30~33座渦槳式支線客機(jī)。最大巡航速度為639km／h，使用2臺(tái)普 ·惠公司的PW 119A 渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)和 2個(gè)哈米爾頓公司的 6 槳葉復(fù)合材料螺旋槳。該機(jī)于1988年8月 13日重新開(kāi)始研制，1991年l2月6日首次飛行。截止到1993年，共獲37架訂單，交付3架 。
印度尼西亞飛機(jī)工業(yè)公司自行研制的一種50／54座支線客機(jī)。1989年 6月上馬，首架原型機(jī)計(jì)劃于1994年11月出 廠，1996年取得歐洲聯(lián)合適航局和美國(guó)聯(lián)邦航空局型號(hào)合格證，最大巡航速度 61lkm／h(6100m 高度上 )。已決定采用 2臺(tái)愛(ài)利遜 GMA2100渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)和英國(guó)道蒂 ·羅托爾公司的 110FRAD／AR381- 6槳葉螺旋槳。發(fā)動(dòng)機(jī)將裝有全權(quán)數(shù)字式控制裝置 。
關(guān)于噪音
渦輪螺旋槳飛機(jī)
這種飛機(jī)的主要噪音源是螺旋槳。螺旋槳噪音和由渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)及其排氣產(chǎn)生的混合音調(diào)和散布的噪音相結(jié)合起來(lái)，使渦輪螺旋槳飛機(jī)的噪昔呈咆哮聲。這種飛機(jī)乘員艙的內(nèi)噪聲場(chǎng)比活塞式飛機(jī)的內(nèi)噪聲場(chǎng)強(qiáng)度高。由于發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)速度很高和四葉螺旋槳的特點(diǎn)，外噪聲場(chǎng)是特別響的，給周圍的人造成麻煩。
活塞式飛機(jī)
活塞式飛機(jī)以活塞式航空發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力，通過(guò)螺旋槳產(chǎn)生推進(jìn)力的飛機(jī)。由于活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)功率的限制及螺旋槳在高速飛行時(shí)效率下降，只適用于低速飛行(飛行速度低于750公里／時(shí))，目前大量應(yīng)用于輕型飛機(jī)及超輕型飛機(jī)等。活塞式飛機(jī)的噪音源是發(fā)動(dòng)機(jī)、排氣裝置、螺旋槳和空氣流過(guò)飛機(jī)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的噪音(附面層渦流噪音)。由于活門產(chǎn)生的有節(jié)律的卡扣聲，發(fā)動(dòng)機(jī)噪音包含有與飛機(jī)速度有關(guān)的諧振成分，排氣噪音由廣譜分布頻率的一連串迅速小爆炸組成的。螺旋槳的噪音主要是諧振性的，其基頻決定于轉(zhuǎn)速和槳葉的數(shù)目。排氣裝置和螺旋槳所致的噪音大部分決定于油門桿的位置、槳葉的槳距和排氣管的形狀。這些噪音源產(chǎn)生內(nèi)部噪聲場(chǎng)，并通過(guò)振動(dòng)座艙壁及各表面而傳播到飛機(jī)內(nèi)部。大而平的表面起著聲板的作用。在飛機(jī)座艙的周邊部分噪音常常最大。在多發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī)上，在螺旋槳的平面(即靠近飛機(jī)的前方)噪音最厲害。在高速飛行時(shí)，空氣流過(guò)飛機(jī)外表和飛機(jī)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的空氣動(dòng)力學(xué)噪音，又增強(qiáng)了發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的噪音。活塞式飛機(jī)產(chǎn)生的外部聲場(chǎng)表現(xiàn)出一些方向性，在螺旋槳平面的附近有聲輻射，活塞式飛機(jī)在地面試車時(shí)產(chǎn)生的噪音最強(qiáng)烈。
長(zhǎng)期在噪聲環(huán)境中工作的空、地勤人員，永久性聽(tīng)力損傷的發(fā)生率較高，且隨工作年限延長(zhǎng)而加重。活塞式尾旋漿飛機(jī)及直升機(jī)飛行員受噪聲影響致聽(tīng)力損失的比例比噴氣式飛機(jī)要高。非密閉座艙的直升機(jī)飛行員，飛行5年后，聽(tīng)力正常者約占75%飛行11～15年，聽(tīng)力正常者降到50%。飛行20年以上，聽(tīng)力正常者已很少了。據(jù)調(diào)查，166名殲擊機(jī)飛行員高頻段聽(tīng)力損失人數(shù)達(dá)53.6%，與同齡人對(duì)照組相比有顯著性差異。
航天員在上升、返回段的飛行中，雖然遭到高強(qiáng)度低頻噪聲作用，但由于作用時(shí)間短，而且對(duì)航天員采取了良好的個(gè)人防護(hù)，使到達(dá)胃部、耳邊的噪聲級(jí)保持在人體耐受范圍之內(nèi)，不會(huì)造成航天員內(nèi)臟及聽(tīng)覺(jué)器官的損害。載人航天實(shí)踐證明，上升和返回時(shí)的噪聲僅引起航天員出現(xiàn)輕微的暫時(shí)性聽(tīng)力損失，心率、呼吸、血壓等均在正常范圍內(nèi)波動(dòng)，未引起任何不良的反應(yīng)和噪聲性損傷。
螺旋槳局限性
第一代動(dòng)力飛機(jī)使用活塞發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)使螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)中汽油的燃燒帶動(dòng)活塞轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸，曲軸帶動(dòng)與螺旋槳相連的軸轉(zhuǎn)動(dòng)。萊特兄弟在1903年駕駛使用這種發(fā)動(dòng)機(jī)的第一架比空氣重的飛機(jī)，完成了穩(wěn)定的水平飛行。由于活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)功率的限制及螺旋槳在高速飛行時(shí)效率下降，只適用于低速飛行(飛行速度低于750公里／時(shí))，目前大量應(yīng)用于輕型飛機(jī)及超輕型飛機(jī)等。
到了20世紀(jì)30年代，工程師們發(fā)現(xiàn)螺旋槳航空技術(shù)也是有局限性的，螺旋槳的旋轉(zhuǎn)速度快于其推動(dòng)飛機(jī)前進(jìn)的速度。實(shí)驗(yàn)表明，隨著螺旋槳的旋轉(zhuǎn)速度接近音速，機(jī)頭的空氣阻力急劇上升。因此，螺旋槳驅(qū)動(dòng)飛機(jī)可以達(dá)到的最高速度為350—450英里/小時(shí)。螺旋槳驅(qū)動(dòng)的飛機(jī)的飛行高度受到限制。1936年引入的客機(jī)DC-3的巡航高度為11000英尺，時(shí)速為192英里/小時(shí)，飛行高度最高為23000英尺。
20世紀(jì)初，工程師在飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)中應(yīng)用了空氣壓縮技術(shù)。“一戰(zhàn)”期間，飛機(jī)制造商設(shè)計(jì)了帶有進(jìn)氣口的活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，進(jìn)氣口的功能是限制進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流，從而壓縮空氣。這種壓縮被稱為增壓，空氣與燃料混合時(shí)氣流更加均勻，使燃燒更為充分，而增加的氧氣提高了飛機(jī)燃燒燃料的效率和飛行的高度。然而，采用活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的戰(zhàn)機(jī)無(wú)法保持高于40000英尺的巡航高度。
1926年，英國(guó)政府實(shí)驗(yàn)室皇家飛機(jī)研究所（Royal AircraftEstablishment，RAE）的研究員艾倫·格里菲斯（Alan A.Griffith）提出使用壓縮空氣推進(jìn)渦輪機(jī)。他的想法是先壓縮空氣，然后再與液體燃料混合，燃燒產(chǎn)生的廢氣使葉片軸（渦輪）旋轉(zhuǎn)，同時(shí)帶動(dòng)前面的螺旋槳旋轉(zhuǎn)。格里菲斯的想法仍然依托于螺旋槳。
到了20世紀(jì)20年代和30年代，美國(guó)蘭利航空實(shí)驗(yàn)室（RAE的對(duì)應(yīng)機(jī)構(gòu)）選擇了用活塞發(fā)動(dòng)機(jī)改進(jìn)螺旋槳飛機(jī)，世界范圍內(nèi)的私營(yíng)飛機(jī)工業(yè)也是如此。專家意見(jiàn)也不鼓勵(lì)開(kāi)發(fā)真正的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，在這種發(fā)動(dòng)機(jī)中，壓縮空氣與液體燃料混合、點(diǎn)燃，并通過(guò)噴嘴排出的氣體，使飛機(jī)在排氣射流的推力下向前移動(dòng)。
1924年，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化所的一位物理學(xué)家埃德加·白金漢（Edgar Buckingham）撰寫了一份報(bào)告，得出的結(jié)論是這種發(fā)動(dòng)機(jī)要達(dá)到250英里/小時(shí)的推力，所需燃料是常規(guī)螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)的4倍。然而，在計(jì)算時(shí)，他把一個(gè)用于壓縮空氣的活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的重量計(jì)算在內(nèi)，沒(méi)有考慮噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)在更快的速度和更高的海拔下效率可能提升，直到1940年，美國(guó)的專家仍對(duì)噴氣推進(jìn)器持懷疑態(tài)度，同年，由美國(guó)國(guó)家科學(xué)院任命的一個(gè)專家委員會(huì)得出結(jié)論，認(rèn)為由噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力的飛機(jī)是不現(xiàn)實(shí)的愿景。
新型設(shè)計(jì)
螺旋槳飛機(jī)誕生以來(lái)，螺旋漿都是設(shè)計(jì)在機(jī)首，兩翼從機(jī)體伸出，尾部安裝著穩(wěn)定翼。美國(guó)著名飛機(jī)設(shè)計(jì)專家卡圖按照空氣的浮力和氣流推動(dòng)原理，對(duì)螺旋飛機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分離重組，將螺旋放在機(jī)尾，仿佛如輪船一樣推動(dòng)飛機(jī)前進(jìn)，穩(wěn)定翼放在機(jī)頭處，設(shè)計(jì)出世界上第一架頭尾倒換的飛機(jī)。新設(shè)計(jì)的飛機(jī)，有尖端懸浮系統(tǒng)，更趨合理化的流線型機(jī)體，這不僅增加了飛行速度，而且排除了失速和旋沖的可能性，提高了安全性。
參考資料 >
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科普:走進(jìn)螺旋槳飛機(jī).搜狐網(wǎng).2023-12-12
螺旋槳是怎么把飛機(jī)帶起來(lái)的?.微信公眾平臺(tái).2025-08-13
航發(fā)印跡:1968年我國(guó)首臺(tái)渦輪螺旋槳航空發(fā)動(dòng)機(jī)誕生.中國(guó)航空新聞網(wǎng).2023-12-09