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2023-07-30
航空发动机工程通论：螺旋桨与调速系统
【摘要】：飞机的动力装置由涡桨发动机与空气螺旋桨共同组成。因为螺旋桨是可变矩的，所以是发动机转速调节系统的一部分。此时螺旋桨和发动机可能发生飞转。上述三种螺旋桨工作状态可由作用于桨叶型剖面上的力和速度来表示，参见相关书籍。为了飞行安全和保持螺旋桨沿飞行方向的阻力最小，设置了扭矩自动顺桨、负拉力自动顺桨、人工顺桨、紧急液压顺桨及人工回桨等系统。
涡桨发动机的工作系统几乎与其他燃气涡轮发动机相同，其具有的特点是，在相关的系统中，要实施对自由涡轮及传动系统至螺旋桨工作的诸多控制。
飞机的动力装置由涡桨发动机与空气螺旋桨共同组成。因此螺旋桨是飞机的主要推进器，其作用是将从发动机得到的能量转变为使飞机前进的拉力。
因为螺旋桨是可变矩的，所以是发动机转速调节系统的一部分。它与调速器协同工作，在发动机的所有工作状态和飞行状态下，保持发动机转子的工作转速为某恒定速度。通过调速器中的离心机构（由发动机带动），感受发动机的转速偏离，输给螺旋桨变距机构液压信号，改变桨叶角，维持螺旋桨的需用扭矩的发动机输出扭矩之间的平衡，从而使发动机转速维持在给定值。
飞行中，发动机工作状态、飞行状态（飞行高度和速度）以及螺旋桨桨叶角的不同组合，将导致螺旋桨有以下三种不同工作状态：
1）推进状态：螺旋桨的主要工作状态。在此状态下，螺旋桨旋转所需的扭矩来自发动机，并在飞行方向上产生正拉力。
2）制动状态：在此状态下，螺旋桨旋转所需的扭矩来自发动机，但在飞行方向上产生阻碍飞机向前的负拉力。
3）风车状态：在此状态下，螺旋桨借助迎面气流的能力旋转，并带动发动机转子转动，同时产生负拉力。此时螺旋桨和发动机可能发生飞转。
上述三种螺旋桨工作状态可由作用于桨叶型剖面上的力和速度来表示，参见相关书籍。
在飞行中，当发动机的工作状态和飞行状态出现不协调或发动机或附件有故障时，桨叶便处于负攻角的位置上，产生负拉力或飞转。除在飞机着陆滑跑和应急下降时，螺旋桨产生的负拉力才起到良好的制动作用外，在其他任何情况下，过大的负拉力均会给飞机的操纵带来很大的困难，而飞转将造成发动机和螺旋桨发动机部分的损坏，故在螺旋桨毂中设置了中距限动、机械定距、液压定距和离心定距等安全保险装置。为了飞行安全和保持螺旋桨沿飞行方向的阻力最小，设置了扭矩自动顺桨、负拉力自动顺桨、人工顺桨、紧急液压顺桨及人工回桨等系统。
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2023-07-30
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