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螺旋桨飞机 螺旋桨用途材质及特点?

2023-08-26 13:55

螺旋桨用途材质及特点?

螺旋桨是指靠桨叶的转动,推动船艇前进的水力推进器具。材质常为塑料、铝合金和不锈钢。不同材质的螺旋桨各有特点。

塑料螺旋桨:多为小型船舶,价格便宜,不会生锈,但不耐腐蚀,使用寿命相对较短。

铝合金螺旋桨:多用于中小型船舶,价格适中,且耐腐蚀,使用寿命相对较长。

不锈钢螺旋桨:多用于大型船舶,价格较高,但强度高、使用寿命长,且耐腐蚀性很好。

此外,螺旋桨的桨叶数量越少,水下阻力越小,有利于高速航行;而桨叶数量越多,就越容易拨水,有利于提高低中速的性能。同时,每次使用船外机前,需检查螺旋桨及开口销的状态。

螺旋桨是一种船舶或飞机的推进装置,用于产生推力以推动船舶或飞机前进。
常见的螺旋桨材质有铝合金、不锈钢和铜合金等。
不同材质的螺旋桨具有不同的特点,比如铝合金螺旋桨轻便、不易生锈,但强度较低,不适合用于大型船舶或飞机;不锈钢螺旋桨耐腐蚀性好,但价格较高;铜合金螺旋桨强度高、耐磨损,但价格也较高。
除了材质不同,螺旋桨的形状、叶片数目、叶片角度等也会影响其性能特点。
例如,叶片数目越多,螺旋桨的推进效率越高,但也会增加阻力和噪音。
总之,选择合适的螺旋桨材质和形状,可以提高船舶或飞机的性能表现。

木桨:木制桨是航空器发明问世以来一直使用的制桨材料,不管是无人机还是载人飞机,其使用一直未曾间断过,木制螺旋桨的的优点是重量轻,易加工,成本低,其缺点则是制作工艺繁琐,成品精度低。木桨在飞行过程中的震动程度比较适中。

 

塑料桨:塑料螺旋桨优点是易于加工,成本低,模具加工加工精度高,重量轻,其缺点有强度低,易断桨。

碳桨(复合材料):随着科技的发展,无人机螺旋桨飞行的需求,玻纤和碳纤维制作螺旋桨进入市场,玻纤其特点是机械强度和弹性系数高,价格便宜,但其却有着性脆和耐磨性差等缺点。碳纤其优点则是重量轻,抗张强度高,耐摩擦,其缺点则是材性属于性脆材料无法修复,加工困难,制作成本高。碳桨由于它本身材质强度高所以在飞行过程产生的震动也要比以上几种高一些。

大部分都采用请铜合金。航母的螺旋桨材料就是定制铜合金,之所以不使用钢制,就是因为航母经常泡在水里,而钢制不耐腐蚀。之所以不采用黄铜,则主要是为了增强它的刚性,使之不易变形。

当前采用的铜合金为增加了其他的金属成分,并按照特殊的比例炼制而成的铜合金。

和大多数人猜想的不一样,螺旋桨其实基本不使用钢铁材料打造,因为这玩意儿不耐腐蚀,而且不易加工切割,因此在二战之前,不管是军用还是民用螺旋桨大多采用的是高强度黄铜(铜锌锡合金)铸造而成。这种材料强度较高,又比钢材更好加工塑型,特别是在海水的高盐环境下有很好的耐腐蚀作用,在造船业曾经得到了长时间的青睐。

(1911年泰坦尼克号黄铜螺旋桨安装)

但是随着船舶特别是军舰的快速发展,吨位越来越大,速度越来越快,黄铜逐渐显露出自己的劣势。首先万吨级海轮要求使用与自己体型相符的米级以上大叶片螺旋桨,而黄铜材质的抗拉强度和耐腐蚀疲劳性较弱,因此必须保持一定的厚度和体积才能满足要求,而这就造成了螺旋桨重量过大,不仅增加了船舶动力负担,而且对传动轴承的磨损也更加剧烈。

(脾斯麦号战列舰)

另一方面,船只速度的加快促使螺旋桨的旋转速度不断提高,附加在叶片上的空泡腐蚀量(旋转过程中气泡快速生成与爆裂造成的腐蚀)也成倍增加,而这就导致黄铜发生了不可逆转的脱锌现象,结构强度进一步降低。随着黄铜螺旋桨经常性的开缝破损断裂,迫切地要求人们找到一种更适用于大型船只的新型螺旋桨材料。

(螺旋桨边缘空泡腐蚀)

这样的尴尬最终被英国海军所打破,在二战中,英国海军为了提高鱼雷艇的速度,给它们加装了飞机发动机,这使得螺旋桨的速度成倍增加,结果在使用黄铜螺旋桨的试验过程中发生了非常严重的空泡腐蚀现象,有时候甚至没到100海里就直接龟裂折断。英国海军在经过多次试验对比后,最终选择了一种新型的镍铝青铜材料制造螺旋桨,并最终获得了成功。

(英国1935年级高速鱼雷艇)

镍铝青铜材料是具有跨时代意义的,它的密度比黄铜小10%,但是耐空泡腐蚀性能是黄铜的3倍,腐蚀疲劳强度是黄铜的2倍,在海水特别是高污染海水中的脱材料现象也比黄铜要小50%以上,难能可贵的是镍铝青铜还继承了黄铜材料易铸造,好切割的优点。经过实际应用统计,使用镍铝青铜材料制成的螺旋桨厚度减少了8%,重量减轻15%,螺旋桨的寿命提高两倍以上,效率提高20%。正因为它如此优良的特性,在二战后迅速普及,成为了大型船舶,特别是大型潜艇和军舰(包括航母)螺旋桨材料的不二选择!

在镍铝青铜材料的基础上,西方各国还通过调整镍铝成分配比以及使用新的急冷铸造法,进一步提高了军舰螺旋桨的耐腐蚀性能和抗拉强度。而为了减少船只噪音,又通过增加螺旋桨叶片和使用大倾斜的外形,取得了不错的静音效果,在泵推技术没有诞生之时,七叶大倾斜螺旋桨是各国核潜艇的标配,航母因为对噪音的要求没有核潜艇高,因此使用的多是维护性和成本更低一些的五叶大倾斜螺旋桨。

(潜艇七叶大倾斜螺旋桨)

而即使有了镍铝青铜材料和急冷加工技术,想要铸造打磨出合格的航母螺旋桨依旧不是那么容易。美军尼米兹和福特级航母上总共有4个五叶螺旋桨(便于转向机动),每一个直径大约6.4米,重量约为30吨。

(尼米兹级航母螺旋桨)

然而这么大的航母螺旋桨却对精度的要求极其严苛,表面要求绝对平整光滑,曲面角度要求丝毫无差,加工铸造难度极大。以几个工人轮班打磨数十天才能完成,现在多采用7轴五联动大型数控机床加工,效率提高了十倍以上,但是这种机器目前全世界能制造的不超过五个!你说难度大不大?

塑料螺旋桨一般用于普通的航模,对于汽油、甲醇一类的大型航模、无人机用活塞发动机,螺旋桨材料一般为碳纤维、木头或铝合金。

螺旋桨读音是什么?

1. 螺旋桨读音是“luó xuán jiǎng”。
2. “luó xuán jiǎng”是汉语拼音标注的正确读音,其中“luó”指的是螺旋状的形态,“xuán”表示转动的意思,“jiǎng”是指舵的位置,这三个字合在一起就组成了“螺旋桨”这个词汇。
3. 螺旋桨是航空、船舶和汽车等运输工具上常用的动力部件,通过它们的旋转运动推进空气、水流和空气等的移动。
在航空、船舶和汽车等方面,螺旋桨作为关键的动力部件扮演着至关重要的作用。

螺旋桨:luó xuán jiǎng

一种装置在船上或飞机上的推进器,是由动力推动的叶片所构成。

例句

螺旋桨带动一个小型直流发电机。

螺旋桨_词语解释 【拼音】:luó xuán jiǎng 【解释】:1.产生动力使飞机或船只航行的一种装置,由螺旋形的桨叶构成,旋转时桨叶的斜面拨动流体,靠反作用而产生动力。

也称螺旋推进器。

涡桨和螺旋桨的区别?

1、飞行原理不同

涡桨飞机使用的是涡轮螺旋桨发动机,这种发动机主要是靠螺旋桨提供拉力,喷气反作用提供推力,本质上来说,它是一种喷气式发动机。但是实际上,它是以螺旋桨推力为主、喷气推力为辅的混合型发动机。涡桨飞机能够起飞是这两种推力共同作用的结果。

螺旋桨飞机使用的是活塞式发动机,这种发动机与汽车内燃机额工作原理一致,主要分为吸气、压缩、膨胀和排气4个过程,在发动机动作的同时带动活塞曲柄转动,从而带动螺旋桨旋转。螺旋桨飞机能够起飞,只靠螺旋桨转动所产生的的升力。

2、使用燃料不同

涡桨飞机使用的事航空煤油,而且其要求非常严格,几乎不能使用其他种类的燃料。螺旋桨飞机主要使用的是汽油,也可以使用柴油,其对燃料的要求没有涡桨飞机那么严格。

3、使用的发动机及排气通道的外观布置不同

涡桨飞机使用的涡轮螺旋桨发动机一般较长,其排气孔一般向后布置。螺旋桨飞机的发动机比较短小,其排气孔的位置无特殊要求,因此我们可以看到螺旋桨飞机的排气孔是任意布置的。

螺旋桨原理?

螺旋桨由两个或者多个桨叶以及一个中轴组成,桨叶安装在中轴上。飞机螺旋桨的每一个桨叶基本上是一个旋转翼。由于他们的结构,螺旋桨叶类似机翼产生拉动或者推动飞机的力。 旋转螺旋桨叶的动力来自引擎。引擎使得螺旋桨叶在空气中高速转动,螺旋桨把引擎的旋转动力转换成前向推力。

        空气中飞机的移动产生和它的运动方向相反的阻力。所以,飞机要飞行的话,就必须由力作用于飞机且等于阻力,而方向向前。这个力称为推力。

        典型螺旋桨叶。桨叶的横界面可以和机翼的横截面对比。一种桨叶的表面是拱形的或者弯曲的,类似于飞机机翼的上表面,而其他表面类似机翼的下表面是平的。弦线是一条划过前缘到后缘的假想线。类似机翼,前缘是桨叶的厚的一侧,当螺旋桨旋转时前缘面对气流。

        桨叶角一般用度来度量单位,是桨叶弦线和旋转平面的夹角,在沿桨叶特定长度的的特定点测量。因为大多数螺旋桨有一个平的桨叶面,弦线通常从螺旋桨桨叶面开始划。螺旋角和桨叶角不同,但是螺旋角很大程度上由桨叶角确定,这两个术语长交替使用。一个角的变大或者减小也让另一个随之增加或者减小。

当为新飞机选定固定节距螺旋桨时,制造商通常会选择一个螺旋距使得能够有效的工作在预期的巡航速度。然而,不幸运的是,每一个固定距螺旋桨必须妥协,因为他只能在给定的空速和转速组合才高效。飞行时,飞行员是没这个能力去改变这个组合的。

        当飞机在地面静止而引擎工作时,或者在起飞的开始阶段缓慢的移动时,螺旋桨效率是很低的,因为螺旋桨受阻止不能全速前进以达到它的最大效率。这时,每一个螺旋桨叶以一定的迎角在空气中旋转,相对于旋转它所需要的功率大小来说产生的推力较少。

螺旋桨是靠桨叶在螺旋轴上的快速旋转产生动力推动。螺旋桨又分定距浆和调距浆,其原理都是靠螺旋桨的旋转来使船舶或飞机获得一个反冲力。源动力可以是柴油机、汽轮机、燃气轮机、核动力,也可以是混合动力。

涡轮和螺旋桨哪个更好?

螺旋桨更好。

涡轮转动速度很快,这一转速无法直接驱动螺旋桨,使得涡轮与螺旋桨之间必须要有变速齿轮,来降低螺旋桨转速使其叶端不要超过音速。所以使用涡桨发动机的飞机会多个变速齿轮的重量。从而导功率下降。

而螺旋桨飞机一般都是使用的活塞式发动机,这一方面就比较好理解了

螺旋桨还有什么名称?

螺旋桨又叫推进器。螺旋桨是指靠桨叶在空气或水中旋转,将发动机转动功率转化为推进力的装置,可有两个或较多的叶与毂相连,叶的向后一面为螺旋面或近似于螺旋面的一种推进器。螺旋桨分为很多种,应用也十分广泛,如飞机、轮船的推进器等。

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