熟悉無(wú)人機(jī)、熟悉四旋翼的人可能知道，螺旋槳有正槳和反槳之分。一般螺旋槳正面光滑，同時(shí)刻有相應(yīng)的螺旋槳參數(shù)值。當(dāng)該面朝前時(shí)，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生拉力的為正槳，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生拉力的為反槳。對(duì)于普通的電動(dòng)航模，一般通過(guò)改變電機(jī)的轉(zhuǎn)向來(lái)改變前拉或者后推。但是不建議正槳反用，因?yàn)檫@樣效率較低。
常見(jiàn)航模馬刀槳（正槳）
一對(duì)航模用碳纖維正反槳
對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出方向一定的活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，當(dāng)前拉時(shí)，需要用到正槳，一般在輕型運(yùn)動(dòng)固定翼飛機(jī)上常見(jiàn)；當(dāng)后推時(shí)，需要用到反槳，一般在捕食者、翼龍一類(lèi)的攻擊型無(wú)人機(jī)，兩棲類(lèi)腰推式固定翼飛機(jī)上常見(jiàn)。
前拉式輕型運(yùn)動(dòng)固定翼飛機(jī)
腰推式螺旋槳固定翼飛機(jī)
后推三葉槳捕食者B型無(wú)人機(jī)
塑料螺旋槳一般用于普通的航模，對(duì)于汽油、甲醇一類(lèi)的大型航模、無(wú)人機(jī)用活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，螺旋槳材料一般為碳纖維、木頭或鋁合金。正反槳一般同時(shí)應(yīng)用在雙發(fā)、四發(fā)等四旋翼、無(wú)人機(jī)，甚至大型渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)飛機(jī)上。正槳逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)、反槳順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，同時(shí)抵消因旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的扭矩。還有一種是共軸反轉(zhuǎn)，正槳和反槳安裝于同一根軸上，按照相反的方向旋轉(zhuǎn)，抵消扭矩，常用于直升機(jī)、大型渦輪螺旋槳運(yùn)輸機(jī)上。
四旋翼飛行器
四旋翼結(jié)構(gòu)形式
大型四發(fā)螺旋槳運(yùn)輸機(jī)
大型雙發(fā)螺旋槳運(yùn)輸機(jī)
大型四發(fā)共軸反轉(zhuǎn)螺旋槳運(yùn)輸機(jī)
螺旋槳的工作原理
螺旋槳的截面和機(jī)翼的截面是相似的。根據(jù)伯努利原理，流速大的壓強(qiáng)小，流速小的壓強(qiáng)大。可以把螺旋槳看成是一個(gè)一面旋轉(zhuǎn)一面前進(jìn)的機(jī)翼進(jìn)行討論。流經(jīng)槳葉各剖面的氣流由沿旋轉(zhuǎn)軸方向的前進(jìn)速度和旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的切線速度合成。在螺旋槳半徑r1和r2(r1
螺旋槳結(jié)構(gòu)圖示
螺旋槳升力原理圖
螺旋槳的分類(lèi)
上文中說(shuō)道，螺旋槳有正槳和反槳之分。其實(shí)螺旋槳分類(lèi)有多種，按照槳距可分為定槳距和變槳距兩種。
1 定距螺旋槳
木制螺旋槳一般都是定距的。它的槳距（或槳葉安裝角）是固定的。適合低速的槳葉安裝角在高速飛行時(shí)就顯得過(guò)小；同樣，適合高速飛行的安裝角在低速時(shí)又嫌大。所以定距螺旋槳只在選定的速度范圍內(nèi)效率較高，在其他狀態(tài)下效率較低。定距螺旋槳構(gòu)造簡(jiǎn)單，重量輕，在功率很小的輕型飛機(jī)和超輕型飛機(jī)上得到廣泛應(yīng)用。
螺旋槳工作原理
木質(zhì)定距螺旋槳
2 變距螺旋槳
為了解決定距螺旋槳高、低速性能的矛盾，出現(xiàn)了飛行中可變槳距的螺旋槳。螺旋槳變距機(jī)構(gòu)由液壓或電力驅(qū)動(dòng)。最初使用的是雙距螺旋槳。高速時(shí)用高距，低速（如起飛、爬升狀態(tài)）時(shí)用低距，以后又逐步增加槳距的數(shù)目，以適應(yīng)更多的飛行狀態(tài)。最完善的變距螺旋槳是帶有轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的恒速螺旋槳。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器實(shí)際上是一個(gè)能自動(dòng)調(diào)節(jié)槳距、保持恒定轉(zhuǎn)速的裝置。駕駛員可以通過(guò)控制調(diào)節(jié)器和油門(mén)的方法改變發(fā)動(dòng)機(jī)和螺旋槳的轉(zhuǎn)速，一方面調(diào)節(jié)螺旋槳的拉力，同時(shí)使螺旋槳處于最佳工作狀態(tài)。在多發(fā)動(dòng)機(jī)飛機(jī)上，當(dāng)一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生故障停車(chē)時(shí)，螺旋槳在迎面氣流作用下像風(fēng)車(chē)一樣轉(zhuǎn)動(dòng),一方面增加飛行阻力，造成很大的不平衡力矩，另外也可能進(jìn)一步損壞發(fā)動(dòng)機(jī)。為此變距螺旋槳還可自動(dòng)順槳，即槳葉轉(zhuǎn)到基本順氣流方向而使螺旋槳靜止不動(dòng)，以減小阻力。變距螺旋槳還能減小槳距，產(chǎn)生負(fù)拉力，以增加阻力，縮短著陸滑跑距離。這個(gè)狀態(tài)稱(chēng)為反槳。
螺旋槳變距示意圖
可調(diào)的三葉槳
螺旋槳有幾個(gè)槳葉合適
不管是看螺旋槳運(yùn)輸機(jī)，還是看無(wú)人機(jī)，甚至是最典型的直升機(jī)，我們看到，有的有兩葉槳，有的是三葉槳，有的是四葉槳，甚至更多。那么螺旋槳到底有幾葉合適呢？
其實(shí)螺旋槳的葉數(shù)并不是隨便指定的。用什么螺旋槳，用幾葉槳，還要考慮發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，飛行時(shí)的阻力等因素。最早由于發(fā)動(dòng)機(jī)馬力不大，螺旋槳的研究和加工也是出于初期，造成了一戰(zhàn)和二戰(zhàn)期間，飛機(jī)大量使用兩葉槳或者三葉槳。隨著加工水平的提高，螺旋槳開(kāi)始使用金屬材料，再加上流體力學(xué)和風(fēng)洞的試驗(yàn)，使得三葉槳開(kāi)始流行。后來(lái)，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)馬力的增大，4葉槳、6葉槳成為可能。但同時(shí)螺旋槳葉數(shù)的增加葉加大了空氣阻力。
同時(shí)如果通過(guò)增加螺旋槳的長(zhǎng)度和迎風(fēng)面積來(lái)增加效率是有限的，甚至?xí)l(fā)生螺旋槳觸地的后果。因此通過(guò)增加螺旋槳葉數(shù)量也是一個(gè)可行的辦法。
三葉槳風(fēng)洞試驗(yàn)
8葉槳的美軍預(yù)警機(jī)
螺旋槳最常用的發(fā)動(dòng)機(jī)
提到螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)，給人的感覺(jué)是上個(gè)世紀(jì)的事情。現(xiàn)在多為噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)。然而，對(duì)于直升機(jī)來(lái)說(shuō)，螺旋槳是其標(biāo)配。對(duì)于大型運(yùn)輸機(jī)、預(yù)警機(jī)，仍然需要螺旋槳。這同時(shí)也代表了兩個(gè)不同的發(fā)動(dòng)機(jī)——渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)。
渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)均由渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)變體而來(lái)。前者將風(fēng)扇換為旋翼，后者將風(fēng)扇換為螺旋槳。
渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)，常用于直升機(jī)
渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)
