为帮助沿螺旋桨桨叶长度方向识别特定的点,大多数螺旋桨有几个规定的桨叶站位,作为离桨毂中心的指定距离的参考位置(见图9-4)。

轴功率(sHP)是指输送到螺旋桨的功率。当量轴功率(EsHP)是在计算总的功率输出时,轴功率加上喷气推力的影响。

由于涡轴和涡桨发动机通过旋转轴输出功率,在试车台上依据轴的转速和扭矩测量发动机产生的功率(马力)。在静态条件下,输送到螺旋桨上1轴马力假定产生2.51b推力。所以:

              EsHP静态=sHP螺旋桨+Fn(喷气)/2.5

螺旋桨理论,当螺旋桨旋转通过空气时,在桨叶的前面产生低压区。这个低压区同桨叶后面恒压区或高压区使螺旋桨产生拉力。产生拉力的大小取决于几个因素:桨叶攻角,螺旋桨转速和翼型的形状。桨叶攻角(又称迎角)是桨叶弦线和相对风的夹角。相对风的方向由飞机通过空气运动的速度和螺旋桨的旋转运动决定。例如,当螺旋桨在静止的飞机上旋转,相对风的方向精确地对着螺旋桨的旋转运动,桨叶攻角和桨叶角是一样的(见图9-5)。

当飞机开始向前运动时,相对风改变方向。理由是除旋转运动外,螺旋桨也向前运动。

旋转和向前运动的组合产生相对风不直接对着螺旋桨桨叶运动。在这种情况下,攻角总是低于桨叶角(见图9-6)。

对于一定的螺旋桨转速,飞机运动得越快,螺旋桨桨叶上的攻角就越小。然而,如果螺旋桨转速增加,桨叶攻角增加。螺旋桨最有效的攻角是在2°~4°之间。攻角超过15°,由于桨叶失速的可能是低效的。

螺旋桨和以同一速率通过空气的飞机机翼不一样,接近桨叶叶尖部分比靠近桨毂部分旋转的速度大(见图9-7)。例如,决定在离桨毂18in(英寸)的点以1800r/min(转/分钟)旋转的叶片速度为:

       v=2πr×rpm

         =2×π×18×1800

         =203575

即,叶片速度为203575in/min(英寸/分钟),相当于192.7mi1e/h(英里/小时)。

为补偿沿螺旋桨桨叶的速度差,桨叶每小段给定不同的角度。桨叶角从桨毂到叶尖逐渐减小称为桨距分配,这给出一个螺旋桨桨叶扭转的样子。桨叶的扭转沿桨叶长度的大部分提供刚好不变的攻角。除叶片扭转外,大多数螺旋桨接近桨毂用较厚的低速翼型,接近翼尖用较薄的高速翼型。这样,同叶片扭转组合,允许螺旋桨沿着桨叶整个长度产生相对不变的拉力。

螺旋桨的推进功率是拉力和速度的乘积。螺旋桨的推进功率和提供给螺旋桨的轴功率之比称为螺旋桨的效率。螺旋桨在原地工作时,速度为零,螺旋桨的效率等于零。

作用在螺旋桨上的力,离心力,旋转的螺旋桨承受很多力,在螺旋桨内引起拉伸、扭转和弯曲应力。作用在螺旋桨的力中,离心力引起最大的应力。离心力可以描述为拉桨叶离开桨毂的力(见图9-8)。离心力产生的应力大于桨叶重量的7500倍。

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