一,、為提高螺旋槳傳動效率應(yīng)采用多線矩形螺紋,?提高螺槳効率,可用變距螺旋槳,。 二,、雙螺旋槳工作原理?一般螺旋槳轉(zhuǎn)動時,,根據(jù)反作用力原理,,它自然會對發(fā)動機(jī)產(chǎn)生一個反方向的力矩,這個力會造成發(fā)動機(jī)反向轉(zhuǎn)動,,同時也就使飛機(jī)反向側(cè)翻,。 雙對轉(zhuǎn)螺旋槳也可以解決這種問題,但代價是令傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更復(fù)雜,,故障率升高,,重量又增加。 三,、螺旋槳用途材質(zhì)及特點,?和大多數(shù)人猜想的不一樣,螺旋槳其實基本不使用鋼鐵材料打造,,因為這玩意兒不耐腐蝕,,而且不易加工切割,因此在二戰(zhàn)之前,,不管是軍用還是民用螺旋槳大多采用的是高強(qiáng)度黃銅(銅鋅錫合金)鑄造而成,。這種材料強(qiáng)度較高,又比鋼材更好加工塑型,,特別是在海水的高鹽環(huán)境下有很好的耐腐蝕作用,,在造船業(yè)曾經(jīng)得到了長時間的青睞。 (1911年泰坦尼克號黃銅螺旋槳安裝) 但是隨著船舶特別是軍艦的快速發(fā)展,,噸位越來越大,,速度越來越快,黃銅逐漸顯露出自己的劣勢,。首先萬噸級海輪要求使用與自己體型相符的米級以上大葉片螺旋槳,,而黃銅材質(zhì)的抗拉強(qiáng)度和耐腐蝕疲勞性較弱,,因此必須保持一定的厚度和體積才能滿足要求,而這就造成了螺旋槳重量過大,,不僅增加了船舶動力負(fù)擔(dān),,而且對傳動軸承的磨損也更加劇烈。 (脾斯麥號戰(zhàn)列艦) 另一方面,,船只速度的加快促使螺旋槳的旋轉(zhuǎn)速度不斷提高,,附加在葉片上的空泡腐蝕量(旋轉(zhuǎn)過程中氣泡快速生成與爆裂造成的腐蝕)也成倍增加,而這就導(dǎo)致黃銅發(fā)生了不可逆轉(zhuǎn)的脫鋅現(xiàn)象,,結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)一步降低,。隨著黃銅螺旋槳經(jīng)常性的開縫破損斷裂,迫切地要求人們找到一種更適用于大型船只的新型螺旋槳材料,。 (螺旋槳邊緣空泡腐蝕) 這樣的尷尬最終被英國海軍所打破,,在二戰(zhàn)中,,英國海軍為了提高魚雷艇的速度,,給它們加裝了飛機(jī)發(fā)動機(jī),這使得螺旋槳的速度成倍增加,,結(jié)果在使用黃銅螺旋槳的試驗過程中發(fā)生了非常嚴(yán)重的空泡腐蝕現(xiàn)象,,有時候甚至沒到100海里就直接龜裂折斷。英國海軍在經(jīng)過多次試驗對比后,,最終選擇了一種新型的鎳鋁青銅材料制造螺旋槳,,并最終獲得了成功。 (英國1935年級高速魚雷艇) 鎳鋁青銅材料是具有跨時代意義的,,它的密度比黃銅小10%,,但是耐空泡腐蝕性能是黃銅的3倍,腐蝕疲勞強(qiáng)度是黃銅的2倍,,在海水特別是高污染海水中的脫材料現(xiàn)象也比黃銅要小50%以上,,難能可貴的是鎳鋁青銅還繼承了黃銅材料易鑄造,好切割的優(yōu)點,。經(jīng)過實際應(yīng)用統(tǒng)計,,使用鎳鋁青銅材料制成的螺旋槳厚度減少了8%,重量減輕15%,,螺旋槳的壽命提高兩倍以上,,效率提高20%。正因為它如此優(yōu)良的特性,,在二戰(zhàn)后迅速普及,,成為了大型船舶,特別是大型潛艇和軍艦(包括航母)螺旋槳材料的不二選擇,! 在鎳鋁青銅材料的基礎(chǔ)上,,西方各國還通過調(diào)整鎳鋁成分配比以及使用新的急冷鑄造法,,進(jìn)一步提高了軍艦螺旋槳的耐腐蝕性能和抗拉強(qiáng)度。而為了減少船只噪音,,又通過增加螺旋槳葉片和使用大傾斜的外形,,取得了不錯的靜音效果,在泵推技術(shù)沒有誕生之時,,七葉大傾斜螺旋槳是各國核潛艇的標(biāo)配,,航母因為對噪音的要求沒有核潛艇高,因此使用的多是維護(hù)性和成本更低一些的五葉大傾斜螺旋槳,。 (潛艇七葉大傾斜螺旋槳) 而即使有了鎳鋁青銅材料和急冷加工技術(shù),,想要鑄造打磨出合格的航母螺旋槳依舊不是那么容易。美軍尼米茲和福特級航母上總共有4個五葉螺旋槳(便于轉(zhuǎn)向機(jī)動),,每一個直徑大約6.4米,,重量約為30噸。 (尼米茲級航母螺旋槳) 然而這么大的航母螺旋槳卻對精度的要求極其嚴(yán)苛,,表面要求絕對平整光滑,,曲面角度要求絲毫無差,加工鑄造難度極大,。以幾個工人輪班打磨數(shù)十天才能完成,,現(xiàn)在多采用7軸五聯(lián)動大型數(shù)控機(jī)床加工,效率提高了十倍以上,,但是這種機(jī)器目前全世界能制造的不超過五個,!你說難度大不大? 四,、皮筋傳動的原理,?橡筋動力飛機(jī)的物理原理是因為反向旋轉(zhuǎn)絞動橡筋(對橡筋作功)時逐漸被拉伸,橡筋積蓄了收縮的回彈力,,這個力帶動螺旋槳旋轉(zhuǎn)(橡筋對螺旋槳作功),,使飛機(jī)得以飛行。 先讓橡皮筋變形具有了彈性勢能,然后橡皮筋的彈性勢能再轉(zhuǎn)化為飛機(jī)的動能. 五,、船舶動力傳動方式,?船舶的電動機(jī)帶動螺旋槳轉(zhuǎn)動,螺旋槳給水一個向后的推力,,水給螺旋槳向前的推力,,帶動船舶前行 六、底軸船和掛槳船區(qū)別,?底軸船是靠機(jī)艙內(nèi)傳動軸連帶螺旋槳的,,從外看后底部只有螺旋槳。而掛槳船一般無機(jī)艙,,發(fā)動機(jī)和螺旋槳連同傳動軸都裸露在外,。 七,、燃?xì)廨啓C(jī)怎么驅(qū)動螺旋槳?第一種是純機(jī)械傳動方式,,就是4臺燃?xì)廨啓C(jī)并在一套減速齒輪箱上,,可單臺或者多臺同時運轉(zhuǎn),然后將動力分配給兩根傳動軸同時驅(qū)動兩個螺旋槳,。 第二種是輕混傳動方式,,4臺燃?xì)廨啓C(jī)中每兩臺共用一個減速齒輪箱,每個齒輪箱驅(qū)動一個螺旋槳,,另外每個齒輪箱還內(nèi)嵌一個永磁電動機(jī)/發(fā)電機(jī),,兩套齒輪箱中的電動機(jī)/發(fā)電機(jī)通過配電系統(tǒng)連接。當(dāng)單臺燃?xì)廨啓C(jī)運轉(zhuǎn)時經(jīng)減速齒輪箱驅(qū)動螺旋槳,,同時通過發(fā)電機(jī)和配電系統(tǒng),,同時也能為另一臺減速齒輪箱內(nèi)的電動機(jī)供電驅(qū)動另一個螺旋槳。 第三種是重混傳動方式,,4臺燃?xì)廨啓C(jī)各帶一臺發(fā)電機(jī),,通過配電系統(tǒng)為兩臺電動機(jī)供電,分別帶動兩個螺旋槳,。這樣也能讓一臺燃?xì)廨啓C(jī)同時驅(qū)動兩個螺旋槳,。 八、為什么直升機(jī)的螺旋槳都是在上面,?那屬于同軸雙翼共轉(zhuǎn)直升機(jī) 包括卡25卡27在內(nèi)的卡式直升機(jī),都采用這種方式,同軸螺旋槳有很大優(yōu)點,兩個螺旋槳自己就可以相互抵消掉產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩,所以卡式直升機(jī)都沒有尾部的小螺旋槳,可以省去一部分復(fù)雜的傳動結(jié)構(gòu). 同時對于武裝直升機(jī)而言這種結(jié)構(gòu)可以提高生存能力,一般直升機(jī)只要尾槳或主槳被擊毀一處,就無法正常飛行,進(jìn)而墜毀.但是同軸式直升機(jī)沒有尾槳,不會產(chǎn)生失去尾槳時的事故. 另外,由于有雙漿葉提供升力,又不用分動力給尾槳,同軸式的直升機(jī)可以提供較大的升力,又可以用直徑較小的主槳. 所以占用的停\飛空間小了很多,低空時受障礙物影響也小了很多,無論對戰(zhàn)斗還是艦載都是有好處的. 但是這種螺旋槳的反向傳動機(jī)構(gòu)也很復(fù)雜,制造難度也大,所以大部分直升機(jī)都不使用這種結(jié)構(gòu). 另外,卡式直升機(jī)發(fā)生過嚴(yán)重的事故,即飛行中兩層螺旋槳碰撞導(dǎo)致墜毀.因為槳葉的剛度不足,下層的槳葉在特殊的飛行情況下向上彎曲過大,導(dǎo)致碰撞,這是同軸機(jī)最大的缺點. |
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