幻灯二

无人机螺旋桨的作用(你知道旋翼无人机的螺旋桨有什么特点吗?)

你知道旋翼无人机的螺旋桨有什么特点吗?斑斓航空

螺旋桨是旋转翼面,适用于任何机翼的诱导阻力。失速和其他空气动力学原理也适用于螺旋桨。它提供必要的拉力或推力使飞机在空中飞行。螺旋桨产生推力的方式与机翼产生升力的方式非常相似。产生的升力取决于叶片的形状、螺旋桨叶片的攻角和发动机转速。螺旋桨叶片本身是扭曲的,所以叶片角度从轮毂轴到叶尖是变化的。最大安装角度位于轮毂轴,最小安装角度位于叶片尖端。

螺旋桨剖面安装角度的改变

螺旋桨叶片扭曲的原因是为了产生从轮毂轴到叶尖的均匀升力。当叶片旋转时,叶片的不同部分具有不同的实际速度。叶尖的线速度比轮毂轴附近的线速度快,因为叶尖同时要比轮毂轴附近旋转更长的距离。从轮毂轴到叶尖的安装角度的变化和线速度的相应变化可以对叶片长度产生一致的升力。如果螺旋桨桨叶设计成整个长度的安装角度相同,效率会很低,因为随着空速的增加,靠近轴的部分会出现负攻角,叶尖失速。

相同角速度下螺旋桨剖面的不同线速度

轻型和微型无人机一般都装有俯仰螺旋桨,而大型和小型无人机可以根据需要安装俯仰螺旋桨来提高动力性能。

1.定距螺旋桨

固定音高不能改变音高。这种螺旋桨只有在一定的空速和速度组合下才能获得最佳效率。另外,定距螺旋桨又可分为爬升螺旋桨和巡航螺旋桨两种。飞机是配备爬升螺旋桨还是巡航螺旋桨取决于它的预期用途。

(1)爬升螺旋桨螺距小,所以旋转阻力较小。更低的阻力导致更高的速度和更大的功率容量,这提高了起飞和爬升期间的性能,但降低了巡航飞行期间的性能。

(2)巡航螺旋桨螺距大,所以旋转阻力大。阻力越大导致速度越低,动力能力越低,降低了起飞和爬升性能,但增加了高速巡航飞行效率。

螺旋桨通常安装在轴上,轴可能是发动机曲轴的延伸。在这种情况下,螺旋桨速度与曲轴速度相同。在其他一些发动机中,螺旋桨安装在与发动机曲轴相啮合的轴上。这时候曲轴的转速和螺旋桨的转速是不一样的。

轻型和微型无人机一般采用2叶桨,少数采用3叶桨或4叶桨。按照无人机行业的习惯,右旋螺旋桨通常定义为正转螺旋桨,左旋螺旋桨为反转螺旋桨。直径小于20英寸的螺旋桨,材质有木质、工程塑料或碳纤维,需要根据实际需要选择。部分螺旋桨叶片设计成马刀形状,叶尖后掠,可以在一定程度上提高效率。

2.可变螺距螺旋桨

一些较老的可调螺距螺旋桨只能在地面上调节,大多数现代可调螺距螺旋桨都是为了在飞行中调节螺旋桨的螺距。第一代可调螺距螺旋桨只提供两种螺距设定——低螺距设定和高螺距设定。然而,今天,几乎所有的可调螺距螺旋桨系统都可以在一个范围内调节螺距。恒速螺旋桨是最常见的可调螺距螺旋桨。恒速螺旋桨的主要优点是可以在较大的空速和速度组合范围内将发动机的大部分功率转化为推进马力。恒速螺旋桨比其他螺旋桨效率更高,因为它可以在一定条件下选择最有效的发动机转速。

装有恒速螺旋桨的无人机有油门控制和螺旋桨控制两种控制,油门控制动力输出和螺旋桨控制调节发动机转速。

一旦选择了特定的速度,调节器将自动调整必要的螺旋桨叶片角度。以保持选定的转速。比如巡航飞行时设定好所需速度后,空速的增加或螺旋桨载荷的减小都会导致螺旋桨增加桨叶角度以维持选定的速度。空速的减小或螺旋桨载荷的增加都会导致螺旋桨桨叶角度的减小。

恒速螺旋桨的桨叶角范围由螺旋桨的恒速范围和高低螺距的停止位置决定。只要螺旋桨桨叶角度在恒定速度范围内,并且不超过任何螺距停止,发动机速度就可以保持恒定。但一旦螺旋桨叶片到达停止位置,发动机转速会随着空速和螺旋桨载荷的变化而适当增减。例如,如果选择特定的速度,飞机速度降低到足以旋转螺旋桨叶片,直到达到低螺距停止,如果空速需要再次降低,则必须降低发动机速度,就像安装固定螺距螺旋桨一样。当装有恒速螺旋桨的飞机加速到更快的速度时,也会发生同样的情况。随着飞机加速,螺旋桨桨叶角度增加,以保持选定的速度,直到达到高螺距停止。一旦到达停止位置,叶片角度不能再增加。如果需要再次加速,发动机必须提高速度。

在装有恒速螺旋桨的飞机上,功率输出由油门控制,由进气压力表指示。该仪器测量进气歧管中空气-燃料混合物的绝对压力,或者更准确地说,它测量歧管绝对压力(MAP)。在速度和高度不变的情况下,产生的功率与流入燃烧室的油气混合流量直接相关。当您增加油门设置时,流向发动机的油气将增加,因此歧管的绝对压力将增加。当发动机不运转时,歧管压力表指示环境空气压力。当发动机是气动的时,歧管压力指示器将降低到低于环境空气压力的值。

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