直升机螺旋桨原理

螺旋桨旋转时，桨叶不断把大量空气(推进介质)向后推去，在桨叶上产生一向前的力，即推进力。一般情况下，螺旋桨除旋转外还有前进速度。如截取一小段桨叶来看，恰像一小段机翼，其相对气流速度由前进速度和旋转速度合成。

桨叶上的气动力在前进方向的分力构成拉力。在旋转面内的分量形成阻止螺旋桨旋转的力矩，由发动机的力矩来平衡。桨叶剖面弦(相当于翼弦)与旋转平面夹角称桨叶安装角。

螺旋桨旋转一圈，以桨叶安装角为导引向前推进的距离称为桨距。实际上桨叶上每一剖面的前进速度都是相同的，但圆周速度则与该剖面距转轴的距离(半径)成正比，所以各剖面相对气流与旋转平面的夹角随着离转轴的距离增大而逐步减小，为了使桨叶每个剖面与相对气流都保持在有利的迎角范围内，各剖面的安装角也随着与转轴的距离增大而减小。这就是每个桨叶都有扭转的原因。

直升机螺旋桨：

(1)螺旋桨旋转时，桨叶不断把大量空气(推进介质)向后推去，在桨叶上产生一向前的力，即推进力。桨叶上的气动力在前进方向的分力构成拉力。在旋转面内的分量形成阻止螺旋桨旋转的力矩，由发动机的力矩来平衡，桨叶剖面弦(相当于翼弦)与旋转平面夹角称桨叶安装角。

(2)螺旋桨旋转一圈，以桨叶安装角为导引向前推进的距离称为桨距。为了使桨叶每个剖面与相对气流都保持在有利的迎角范围内，各剖面的安装角也随着与转轴的距离增大而减小。这就是每个桨叶都有扭转的原因。

(3)螺旋桨效率以螺旋桨的输出功率与输入功率之比表示。随着前进速度的增加，螺旋桨效率不断增大，速度在200～700公里/时范围内效率较高,飞行速度再增大，由于压缩效应桨尖出现波阻，效率急剧下降。

其实通过发动机带动直升机螺旋桨的动力(跟风扇的原理一样)，把直升机托举在空中，同时发动机带动两个螺旋桨，通过调整小螺旋桨的螺距来抵消大螺旋桨在产生不同的转速下带来的反作用力。通过倾斜盘的控制来改变直升机的桨叶角，来实现旋翼变距，以此来控制改变直升机的飞行姿态，在用升力来控制改变飞行的方向，在发动机是保持在一个稳定的转速下，通过控制直升机旋翼的总距来得到不同的升力，因此直升机才能实现垂直起飞和降落。

因为人们对直升机的稳定性、易用性、操控性的要求不同，旋翼的构型也发生不小的变化，目前主要使用的四种旋翼形式有：全铰接式桨叶、半铰接式/半刚性桨叶、无铰式刚性桨叶以及无轴承桨叶。

在20世纪50年代中期以前，第一代直升机螺旋桨一般是由管式钢架，木质骨架和蒙布组成的混合式结构。50年代末到60年代初的第二代直升机广泛使用的是铝合金压制梁的金属桨。60年代末到70年代初第三代直升机是以复合材料(玻璃钢为主)为主。而第四代则是选择使用更先进的符合材料来制造直升机的螺旋桨。

随着科技的不断发展和进步，复合材料在航空航天事业里会逐渐能运用到更多更广泛的领域之中去，也会慢慢取代一些金属材料不能实现的性能和要求。