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蠃旋槳飛機（propeller airplane），是指用空氣蠃旋槳將發動機的功率轉化為推進力的飛機。
從第一架飛機誕生直到第二次世界大戰結束，幾乎所有的飛機都是蠃旋槳飛機。在現代飛機中除超音速飛機和高亞音速幹綫客機外，蠃旋槳飛機仍占有重要地位。支綫客機和大部分通用航空中使用的飛機的共同特點是飛機重量和尺寸不大、飛行速度較小和高度較低，要求有良好的低速和起降性能。蠃旋槳飛機能夠較好地適應這些要求。 |
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蠃旋槳飛機按發動機類型不同分為活塞式蠃旋槳飛機和渦輪蠃旋槳飛機。人力飛機和太陽能飛機通常都用蠃旋槳推進， 也屬於蠃旋槳飛機的範圍。渦輪蠃旋槳發動機的功率重量比，比活塞式發動機大2～3倍，在相同的重量下可提供更大的功率，燃油消耗率在速度較高時比活塞式發動機小，且可使用價格較低的煤油，故在600～800千米／時速度範圍內的旅客機、運輸機等大多為蠃旋槳飛機。
按蠃旋槳與發動機相對位置的不同，又分為拉進式蠃旋槳飛機和推進式蠃旋槳飛機。前者的蠃旋槳裝在發動機前面，“拉”着發動機前進；後者蠃旋槳裝在發動機之後，“推”着發動機前進。早期的飛機中曾有不少是推進式的，這種型式的缺點較多，蠃旋槳效率不如拉進式高，因拉進式蠃旋槳前沒有發動機短艙的阻擋。此外在推進式蠃旋槳飛機上難於找到發動機和蠃旋槳的恰當位置，特別是裝在機身上更睏難。相反,在拉進式蠃旋槳飛機上,發動機無論是裝在機身頭部或是裝在機翼短艙前面都很方便。當裝在機翼上時，蠃旋槳後面的高速氣流還可用來增加機翼升力，改善飛機起飛性能，因此拉進式飛機遂占據了統治地位。在少數大型飛機和水上飛機上，發動機多至8～12臺以上，將發動機前後串置在短艙上,形成拉進和推進的混合型式。 |
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蠃旋槳飛機的結構比較復雜。為了降低轉速和提高蠃旋槳效率，絶大多數發動機裝有減速器。這類飛機的發動機裝有滑油散熱器。液冷活塞式發動機還裝有冷卻液散熱器。槳轂和發動機均有流綫型外罩，以減小阻力。機身前部的發動機和蠃旋槳往往影響飛行員的視綫，個別飛機將發動機安排在座艙下方，用一長軸與機頭的蠃旋槳相連，如美國的p-39戰鬥機。有的飛機將座艙偏置在機翼一側來改進前方視綫，成為特殊的不對稱飛機，如德國的bv-141飛機。頭部裝有機槍的拉進式戰鬥機需要采用協調機構，以保證子彈從旋轉着的蠃旋槳槳葉中間發射出去。有的飛機將機炮炮管裝在蠃旋槳軸內，炮彈由槳軸內的炮管射出。蠃旋槳旋轉時産生一個反作用扭矩，大功率發動機的飛機常用較大的垂直尾翼或偏置垂直尾翼産生的力矩來加以平衡，也可以采用反嚮旋轉的同軸蠃旋槳來抵消反作用扭矩，如蘇聯的安22飛機。
現代的蠃旋槳飛機多采用槳葉角可調的變距蠃旋槳，這種蠃旋槳可根據飛行需要調整槳葉角，提高蠃旋槳的工作效率。由於蠃旋槳在旋轉時，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懸壁梁受力態勢，為了增加槳根的強度，槳根的截面積設計為最大。
一架飛機上槳葉數目根據發動機的功率而定，有2葉、3葉和4葉的，也有5葉、6葉的。裝於飛機頭部的蠃旋槳為拉力式蠃旋槳，裝於飛機後部的蠃旋槳為推力式蠃旋槳，還有既裝有拉力式蠃旋槳又裝有推力式蠃旋槳的飛機。 |
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早期飛機大多使用槳葉角固定不變的蠃旋槳，它的結構簡單，但不能適應飛行速度變化。飛行速度大於200公裏/時則需要用變槳距蠃旋槳，才能提高蠃旋槳的效率。但這種蠃旋槳構造復雜，成本較高，衹用於一些速度較高、功率較大的飛機。
第二次世界大戰以前的飛機，基本上是使用活塞式發動機作動力裝置驅動蠃旋槳。近代在渦輪噴氣發動機的基礎上研製出了渦輪蠃旋槳發動機和渦輪槳扇發動機。用這兩種發動機驅動蠃旋槳使蠃旋槳的工作效率大大提高，同時也提高了飛機的性能。
在第二次世界大戰中，為了進一步提高飛機的高空性能，有些飛機上還裝有廢氣渦輪增壓器,利用廢氣來增加進氣的壓力,如美國的b-24、p-47等飛機。70年代後期，一些通用航空的飛機也采用廢氣渦輪增壓器來提高飛行性能。 |
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飛機蠃旋槳在發動機驅動下高速旋轉，從而産生拉力，牽拉飛機嚮前飛行。這是人們的常識。可是，有人認為蠃旋槳的拉力是由於蠃旋槳旋轉時槳葉把前面的空氣吸入並嚮後排，用氣流的反作用力拉動飛機嚮前飛行的，這種認識是不對的。
那麽，飛機的蠃旋槳是怎樣産生拉力的呢？如果大傢仔細觀察，會看到飛機的蠃旋槳結構很特殊，如圖所示，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）相當於飛機機翼的迎角，但槳葉角為槳尖與旋轉平面呈平行逐步嚮槳根變化的扭角。
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，麯率較大，後槳面則相當於下翼面，麯率近乎平直，每支槳葉的前緣與發動機輸出軸旋轉方向一致，所以，飛機蠃旋槳相當於一對竪直安裝的機翼。
槳葉在高速旋轉時，同時産生兩個力，一個是牽拉槳葉嚮前的空氣動力，一個是由槳葉扭角嚮後推動空氣産生的反作用力。
從槳葉剖面圖中可以看出槳葉的空氣動力是如何産生的，由於前槳面與後槳面的麯率不一樣，在槳葉旋轉時，氣流對麯率大的前槳面壓力小，而對麯綫近於平直的後槳面壓力大，因此形成了前後槳面的壓力差，從而産生一個嚮前拉槳葉的空氣動力，這個力就是牽拉飛機嚮前飛行的動力。
另一個牽拉飛機的力，是由槳葉扭角嚮後推空氣時産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嚮後推的力。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嚮前飛行的動力。
由槳葉異型麯面産生的空氣動力與槳葉扭角嚮後推空氣産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嚮前飛行的總空氣動力。 |
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進動、滑流扭轉、蠃旋槳反作用。若是多發蠃旋槳飛機，還可能出現有拉力不對稱。
固定翼飛機平衡在地面主要是受蠃旋槳的滑流扭轉作用，飛行中,當蠃旋槳的扭轉氣流打在飛機垂直尾翼的一側時,則會引起飛機的方向偏轉。
如果蠃旋槳是嚮右旋轉的,則扭轉氣流上層自左嚮右側扭轉,從左方向作用於垂直尾翼,使尾翼産生嚮右的空氣動力,對飛機重心形成左偏力矩,即機頭嚮左偏轉。蠃旋槳的轉速越大,扭轉氣流對飛機的方向偏轉影響越明顯。故地面起飛時抵右舵修正方向。空中由於飛機自身速度增大，滑流作用減弱，使用方向舵配平即可。 |
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| 在速度低於700公裏/時的情況下，空氣蠃旋槳推進效率較高。速度繼續增大，推進效率急劇下降。同時，飛機所需的功率隨速度的三次方成正比增加，活塞式發動機由於技術上的限製，無法提供體積小、重量輕和功率大的發動機。渦輪蠃旋槳發動機的功率重量比比活塞式發動機大2～3倍，在相同的重量下可提供更大的功率，而且發動機截面積較小，燃油消耗率在速度較高時比活塞式發動機小，使用價格較低的煤油，故在 600～800公裏/時速度範圍內的旅客機、運輸機、海岸巡邏機和反潛機大多為渦輪蠃旋槳飛機。為了進一步增大速度，降低燃油消耗率，美國於70年代提出一種先進的渦輪蠃旋槳係統,采用8～10片具有後掠的薄剖面槳葉，從空氣動力學角度對槳轂和發動機短艙進行一體化設計，使阻力和噪聲達到最小。這種推進裝置可使飛機速度達到馬赫數為0.8,比一般裝有渦輪風扇發動機的飛機省油30％～40％。高速蠃旋槳飛機比渦輪噴氣飛機省燃料，正處在研究試驗階段。 |
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蠃旋槳飛機，是指空氣通過蠃旋槳將發動機的功率轉化為推進力的飛機。而裝有渦輪式發動機的蠃旋槳飛機則被稱為渦輪蠃旋槳飛機(簡稱：渦槳飛機)。 1930年英國人惠特爾發明了第一臺渦輪噴氣發動機，靠噴管高速噴出的燃氣産生反作用推力。渦輪噴氣發動機很快便以其強大的動力、優異的高速性能取代了老式活塞式發動機，成為戰鬥機的首選動力裝置，並開始在其他飛機中得到應用。
隨着噴氣技術的發展，渦輪噴氣發動機的缺點也越來越突出，主要是在低速下耗油量大，效率較低，使飛機的航程變得很短。儘管這對於執行防空任務的高速戰鬥機並不十分嚴重，但用在對經濟性有嚴格要求的亞音速民用運輸機上卻是不可接受的。
隨着航空燃氣渦輪技術的進步，人們在渦輪噴氣發動機的基礎上，又發展了多種發動機，如根據能量輸出形式的不同，有渦輪蠃旋槳發動機、渦輪風扇發動機、渦輪軸發動機和蠃槳風扇發動機等。
在速度低於700公裏/時的情況下，空氣蠃旋槳推進效率較高。速度繼續增大，推進效率急劇下降。同時，飛機所需的功率隨速度的三次方成正比增加，活塞式發動機由於技術上的限製，無法提供體積小、重量輕和功率大的發動機。渦輪蠃旋槳發動機的功率重量比比活塞式發動機大2～3倍，在相同的重量下可提供更大的功率，而且發動機截面積較小，燃油消耗率在速度較高時比活塞式發動機小，使用價格較低的煤油，故在 600～800公裏/時速度範圍內的旅客機、運輸機、海岸巡邏機和反潛機大多為渦輪蠃旋槳飛機。為了進一步增大速度，降低燃油消耗率，美國於70年代提出一種先進的渦輪蠃旋槳係統,采用8～10片具有後掠的薄剖面槳葉，從空氣動力學角度對槳轂和發動機短艙進行一體化設計，使阻力和噪聲達到最小。這種推進裝置可使飛機速度達到馬赫數為0.8,比一般裝有渦輪風扇發動機的飛機省油30％～40％。高速蠃旋槳飛機比渦輪噴氣飛機省燃料，正處在研究試驗階段。 |
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luoxuanjiang feiji
蠃旋槳飛機
propeller airplane
用空氣蠃旋槳將發動機的功率轉化為推進力的飛機。從第一架飛機誕生直到第二次世界大戰結束，幾乎所有的飛機都是蠃旋槳飛機。在現代飛機中除超音速飛機和高亞音速幹綫客機外，蠃旋槳飛機仍占有重要地位。支綫客機和大部分通用航空中使用的飛機的共同特點是飛機重量和尺寸不大、飛行速度較小和高度較低，要求有良好的低速和起降性能。蠃旋槳飛機能夠較好地適應這些要求。
分類 蠃旋槳飛機按發動機類型不同分為活塞式蠃旋槳飛機和渦輪蠃旋槳飛機。人力飛機和太陽能飛機通常都用蠃旋槳推進， 也屬於蠃旋槳飛機的範圍 （見彩圖航空 早期的蠃旋槳飛機、 雙翼蠃旋槳飛機、 變距蠃旋槳飛機、 雙發蠃旋槳飛機、 四發蠃旋槳飛機、人力飛機、太陽能飛機）。按蠃旋槳與發動機相對位置的不同，又分為拉進式蠃旋槳飛機和推進式蠃旋槳飛機。前者的蠃旋槳裝在發動機前面，“拉”着發動機前進；後者蠃旋槳裝在發動機之後，“推”着發動機前進。早期的飛機中曾有不少是推進式的，這種型式的缺點較多，蠃旋槳效率不如拉進式高，因拉進式蠃旋槳前沒有發動機短艙的阻擋。此外在推進式蠃旋槳飛機上難於找到發動機和蠃旋槳的恰當位置，特別是裝在機身上更睏難。相反,在拉進式蠃旋槳飛機上,發動機無論是裝在機身頭部或是裝在機翼短艙前面都很方便。當裝在機翼上時，蠃旋槳後面的高速氣流還可用來增加機翼升力，改善飛機起飛性能，因此拉進式飛機遂占據了統治地位。在少數大型飛機和水上飛機上，發動機多至8～12臺以上，將發動機前後串置在短艙上,形成拉進和推進的混合型式（圖1 各種型式的蠃旋槳飛機）。
結構特點 蠃旋槳飛機的結構比較復雜。為了降低轉速和提高蠃旋槳效率，絶大多數發動機裝有減速器。這類飛機的發動機裝有滑油散熱器。液冷活塞式發動機還裝有冷卻液散熱器。槳轂和發動機均有流綫型外罩，以減小阻力。機身前部的發動機和蠃旋槳往往影響飛行員的視綫，個別飛機將發動機安排在座艙下方，用一長軸與機頭的蠃旋槳相連，如美國的P-39戰鬥機。有的飛機將座艙偏置在機翼一側來改進前方視綫，成為特殊的不對稱飛機，如德國的BV-141飛機。頭部裝有機槍的拉進式戰鬥機需要采用協調機構，以保證子彈從旋轉着的蠃旋槳槳葉中間發射出去。有的飛機將機炮炮管裝在蠃旋槳軸內，炮彈由槳軸內的炮管射出。蠃旋槳旋轉時産生一個反作用扭矩，大功率發動機的飛機常用較大的垂直尾翼或偏置垂直尾翼産生的力矩來加以平衡，也可以采用反嚮旋轉的同軸蠃旋槳來抵消反作用扭矩，如蘇聯的安22飛機（圖2 同軸蠃旋槳飛機）。
早期的飛機都采用固定槳距蠃旋槳。飛行速度大於200公裏/時則需要用變槳距蠃旋槳，才能提高蠃旋槳的效率。但這種蠃旋槳構造復雜，成本較高，衹用於一些速度較高、功率較大的飛機。在第二次世界大戰中，為了進一步提高飛機的高空性能，有些飛機上還裝有廢氣渦輪增壓器,利用廢氣來增加進氣的壓力,如美國的B-24、P-47等飛機。70年代後期，一些通用航空的飛機也采用廢氣渦輪增壓器來提高飛行性能。
渦輪蠃旋槳飛機 在速度低於700公裏/時的情況下，空氣蠃旋槳推進效率較高。速度繼續增大，推進效率急劇下降。同時，飛機所需的功率隨速度的三次方成正比增加，活塞式發動機由於技術上的限製，無法提供體積小、重量輕和功率大的發動機。渦輪蠃旋槳發動機的功率重量比比活塞式發動機大2～3倍，在相同的重量下可提供更大的功率，而且發動機截面積較小，燃油消耗率在速度較高時比活塞式發動機小，使用價格較低的煤油，故在 600～800公裏/時速度範圍內的旅客機、運輸機、海岸巡邏機和反潛機大多為渦輪蠃旋槳飛機。為了進一步增大速度，降低燃油消耗率，美國於70年代提出一種先進的渦輪蠃旋槳係統,采用8～10片具有後掠的薄剖面槳葉，從空氣動力學角度對槳轂和發動機短艙進行一體化設計，使阻力和噪聲達到最小。這種推進裝置可使飛機速度達到馬赫數為0.8,比一般裝有渦輪風扇發動機的飛機省油30％～40％。高速蠃旋槳飛機比渦輪噴氣飛機省燃料，正處在研究試驗階段。
（陳國鈞）
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- : propeller-driven airplane, propeller-driven aircraft
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