從1904年萊特兄弟發明飛機以來,飛機性能取得了長足的進步,螺旋槳飛機上的葉片也越來越多。那麼是不是在同樣發動機的情況下,螺旋槳的葉片越多越好呢?

索普威斯「駱駝」戰鬥機 兩片葉片

梅塞施密特bf-109e 三片槳葉

共和p-47d 四片槳葉

超級馬林「噴火」mk14戰鬥機 五片

洛克希德·馬丁c-130j「大力士」運輸機 六片

諾斯羅普·格魯曼e-2d"先進鷹眼"預警機 8片


從工作效率上來講,槳葉數越少越好。因為後一片槳葉會需要經過前一片槳葉的尾流。尾流會導致工作流場改變,偏離設計狀態。

但隨著發動機功率的增加,顯然需要配套更大的槳葉面積才能對更多的空氣做工。簡單的增加面積無非就是加大槳葉長度(直徑),或者增加單片槳葉寬度。

直徑直接涉及到槳葉的離地距離,飛機設計好後這個距離也就一定了,太高的離地高度會導致起落架過長,造成強度低,死重大。不想增加起落架長度?那就只有學一些奇淫技巧,比如F4U這種變態,連機翼都要為更大的槳葉長度,設計成了倒海鷗型。再增加的話。。。。這條路顯然走不下去。

機翼彎彎的F4u

增大寬度倒是可以一試。比如ME109,E型和G型都是三葉,但G型的槳葉寬度就明顯要比E型寬很多。可這條路顯然也是有限度的,再增加寬度,材料上的限制,以及變距機構的設計上都會有難度。

Me109的槳葉變寬大法

於是,增加槳葉數量就成了大家都共識了。這方面典型的就是噴火戰鬥機。原型是兩葉槳,然後隨著不斷的改進,發動機功率不斷加大,槳葉數量從三葉到四葉,五葉,到最後的海火,搞出個對轉三葉(六葉)。

簡而言之,槳葉的增加是為了應對發動機功率加大的一種方法。你所看到的現代渦槳飛機槳葉數增加也是因同樣的需求。

=~~-=~~-=~被人批評的分割線~-=~~-=~~-

評論區被人指出沒有回答到點子上。於是在這裡補充,總結一下:

從氣動效率上來講,是槳葉數越少效率越高。但為了滿足發動機輸出功率不斷提高的要求,只能把槳葉數增加。都是被逼的。


這種屬於純瞎編,胡扯。

【在轉速無上限的前提下】,

2葉效率最高,其次3葉。因為阻力最小,葉片渦流產品相互干擾最小。

能讓螺旋槳以更快的速度旋轉,從而提高軸功率,進而提高動力。

水中的螺旋槳同理(叫做趟水效率,2葉效率最高但是會共振,3葉居多,葉片越多噪音越低但是效率越低)。

但是實際絕大多數情況中,發動機轉速是有限的……因為軸承技術限制。

100馬力發動機最大轉速5000,

2000馬力發動機最大轉速……還是5000。

目前軍用小涵道比渦輪也大約在6000轉~8000轉左右。

正因為軸上輸出轉速是一樣的,無法提高,

所以功率的提高,體現的僅僅是軸上扭矩的放大。

扭矩(扭力)被放大以後,葉片相互產生的干擾阻力則變得無足輕重了。

這樣的條件下,

要將增大的扭矩轉化為動力。增加葉片數量和直徑,收益就非常明顯了。


槳葉的尺寸等參數要和發動機匹配啊,給樓下那輛小高爾夫整個海火的共軸對轉那是根本帶不動,給海火整個塞斯納172的小螺旋槳又嚴重浪費發動機功率。

隨著活塞發動機功率從早期的百馬力向R-2800這種2000馬力級別怪物的進化過程中,槳葉的變化趨勢就是更寬,更多,更長。過長也不好——一來起落架就那麼點長度,二來工作在跨音速的槳葉尖端會產生過大的噪音和抖動。


飛機的螺旋槳,如果考慮理想情況,最好是一點縫隙都沒有,這樣可以做到最大的效率。

但是考慮到氣流遮擋問題,所以,需要留下縫隙。

考慮到螺旋槳重量問題,所以,葉片不能太厚太重。

考慮到葉片螺距問題,所以,葉片不能是等寬的。

考慮到發動機扭力問題,還有葉片強度,還有槳尖過音速問題,還有發動機安裝問題,所以,葉片不能更大。

這就是一個不斷妥協的過程。


不是越多越好,除了樓上幾位說的,還有幾個原因。槳葉越多,升力越大的同時阻力也越大,要維持轉速不變,那發動機功率就得跟著變大。槳葉越多,就越容易受到前一個葉片產生的尾流影響,也就是說,前一個葉片的尾流還沒來及向後流走,就進入下一個葉片的流場當中,螺旋槳效率會嚴重下降的哦。為了解決這個問題,就得降低轉速,轉速都下降了,你多加幾個葉片又何必呢?


是的,你看,我給 @Gyro 大佬的答案補個圖

ge90發動機

~~~~更新線~~~

渦輪噴氣風扇發動機的3d透視圖,可以看到內部的壓氣機上面的葉片也是十分密集的


先說個錯誤,你說的這些飛機里,C130和E2也就是渦槳不是活塞發動機了,和其他飛機不是一個類型。

其次,槳葉的作用是產生拉力,或者說是推動空氣,葉片數量和產生的力並不是單純的正相關。同樣的數量,葉片構型不一樣產生的力也是不一樣的。不同構型必然無法橫向對比。

同時隨著葉片增加,本身也就導致推重比的下降。

簡單地說葉片數量只是決定拉力的一個因素,但並不是必然正相關的那個因素。


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