螺旋槳式通風機

簡介

螺旋槳式通風機在飛機上，一般搭配星形發動機，這種動力驅動往往套用於老式螺旋槳飛機。通風機由葉片和電機組成，能在低壓差下產生很大流量的氣流。

在民用領域，還有一種螺旋槳通風機，用於一般通風、熱加工中人工冷卻或鼓風冷卻和對有毒或有害氣體、臭味等的稀釋通風。其缺點是噪聲大，在有中等或嚴重腐蝕或空氣溫度超長的地方不宜使用，因其電機、傳動部位和軸承不能隔離保護。

飛機螺旋槳(圖1)在發動機驅動下高速旋轉，從而產生拉力，牽拉飛機向前飛行，這是人們的常識。但有人認為螺旋槳的拉力是由於螺旋槳旋轉時槳葉把前面的空氣吸入並向後排，用氣流的反作用力拉動飛機向前飛行的，這種認識是不對的。

飛機的螺旋槳結構很特殊，如圖2所示，單支槳葉為細長而又帶有扭角的翼形葉片，槳葉的扭角(槳葉角)相當于飛機機翼的迎角，但槳葉角為槳尖與旋轉平面呈平行逐步向槳根變化的扭角。

槳葉的剖面形狀與機翼的剖面形狀很相似，前槳面相當於機翼的上翼面，曲率較大，後槳面則相當於下翼面，曲率近乎平直，每支槳葉的前緣與發動機輸出軸旋轉方向一致，所以，飛機螺旋槳相當於一對豎直安裝的機翼，如圖3所示。

槳葉在高速旋轉時，同時產生兩個力：一個是牽拉槳葉向前的空氣動力；一個是由槳葉扭角向後推動空氣產生的反作用力。

從槳葉剖面圖(圖4)中可以看出槳葉的空氣動力是如何產生的，由於前槳面與後槳面的曲率不一樣，在槳葉旋轉時，氣流對曲率大的前槳面壓力小，而對曲線近於平直的後槳面壓力大，因此形成了前後槳面的壓力差，從而產生一個向前拉槳葉的空氣動力，這個力就是牽拉飛機向前飛行的動力。

另一個牽拉飛機的力，是由槳葉扭角向後推空氣時產生的反作用力而得來的。槳葉與發動機軸呈直角安裝，並有扭角，在槳葉旋轉時靠槳葉扭角把前方的空氣吸入，並給吸入的空氣加一個向後推的力。與此同時，氣流也給槳葉一個反作用力，這個反作用力也是牽拉飛機向前飛行的動力。

由槳葉異型曲面產生的空氣動力與槳葉扭角向後推空氣產生的反作用力是同時發生的，這兩個力的合力就是牽拉飛機向前飛行的總空氣動力。

早期飛機大多使用槳葉角固定不變的螺旋槳，它的結構簡單，但不能適應飛行速度變化。現代的螺旋槳飛機多採用槳葉角可調的變距螺旋槳，如圖5所示，這種螺旋槳可根據飛行需要調整槳葉角，提高螺旋槳的工作效率。

由於螺旋槳在旋轉時，槳根和槳尖的圓周速度不同，為了保持槳葉各部分都處於最佳氣動力狀態，所以把槳根的槳葉角設計成最大，依次遞減，槳尖的槳葉角最小。

工作狀態的槳葉是一根處於受力狀態的懸臂樑，為了增加槳根的強度，槳根的截面積設計為最大。

幾何參數有以下幾個。

（1）直徑(D)。是影響螺旋槳性能的重要參數之一。一般情況下，直徑增大拉力隨之增大，效率隨之提高。所以在結構允許的情況下儘量選直徑較大的螺旋槳。此外還要考慮螺旋槳槳尖氣流速度不應過大(<0.7倍音速)，否則可能出現激波(音爆)，導致效率降低。

（2）槳葉數目(B)。可以認為螺旋槳的拉力係數和功率係數與槳葉數目成正比。超輕型飛機一般採用結構簡單的雙葉槳。只是在螺旋槳直徑受到限制時，採用增加槳葉數目的方法使螺旋槳與發動機獲得良好的配合。