螺旋桨飞机

将发动机功率转为推进力的飞机
螺旋桨飞机螺旋桨飞机(propeller airplane),是指用空气螺旋桨将发动机的功率转化为推进力的飞机。 从第一架飞机诞生直到第二次世界大战结束,几乎所有的飞机都是螺旋桨飞机。在现代飞机中除超音速飞机和高亚音速干线客机外,螺旋桨飞机仍占有重要地位。支线客机和大部分通用航空中使用的飞机的共同特点是飞机重量和尺寸不大、飞行速度较小和高度较低,要求有良好的低速和起降性能。螺旋桨飞机能够较好地适应这些要求。[3]
螺旋桨飞机按发动机类型分为活塞式螺旋桨飞机涡轮螺旋桨飞机[1]。按螺旋桨发动机相对位置的不同,又分为拉进式螺旋桨飞机和推进式螺旋桨飞机。前者的螺旋桨装在发动机前面,“拉”着发动机前进。后者螺旋桨装在发动机之后,“推”着发动机前进。早期的飞机中曾有不少是推进式的,这种型式的缺点较多,螺旋桨效率不如拉进式高,因拉进式螺旋桨前没有发动机短舱的阻挡。此外在推进式螺旋桨飞机上难于找到发动机和螺旋桨的恰当位置,特别是装在机身上更困难。相反,在拉进式螺旋桨飞机上,发动机无论是装在机身头部或是装在机翼短舱前面都很方便。当装在机翼上时,螺旋桨后面的高速气流还可用来增加机翼升力,改善飞机起飞性能,因此拉进式飞机遂占据了统治地位。在少数大型飞机和水上飞机上,发动机多至8~12台以上,将发动机前后串置在短舱上,形成拉进和推进的混合型式。[4]
飞机螺旋桨与机翼横切面相似,机翼穿过空气向前运动时能产生升力,同理旋桨在与飞机前进方向垂直的平面上旋转,它也会产生一个力,也就是向前的推力,以此来推动螺旋桨飞机飞行。要想使螺旋桨产生更大的推力,最简单的办法就是加长桨叶。可是桨叶越大,尖端运动的速度也越大,桨的尖端部分受的力也越大,从而带来强烈的噪声。[5]载人航天实践证明,上升和返回时的噪声仅引起航天员出现轻微的暂时性听力损失,心率、呼吸、血压等均在正常范围内波动,未引起任何不良的反应和噪声性损伤。[6]美国著名飞机设计专家卡图按照空气的浮力气流推动原理,设计出世界上第一架头尾倒换的飞机。新设计的飞机,有尖端悬浮系统,更趋合理化的流线型机体,这不仅增加了飞行速度,而且排除了失速和旋冲的可能性,提高了安全性。[7]

历史沿革

起源