科學奇問:同是扇葉,為什麼直升機上產生是拉力,而風扇卻是風?

2020-11-15 相信科學的力量

在你用電風扇吹涼風時,有想過同樣是扇葉,為什麼直升機上螺旋槳能讓飛機飛起來,而風扇只能讓人們涼快呢?


一個產生拉力,另一個產生風力。 電風扇不需要牽引力,但是需要吹風力。 如果電風扇葉片呈螺旋槳飛機葉片的形狀,則電風扇會洩漏並減少風量。 風扇葉片不需要考慮葉片兩側的不同形狀,而僅需要解決葉片的扭轉角,因此風量大。

風扇葉片的製造相對簡單,並且不必在兩側具有不同的結構, 只使用一塊鐵或塑料就可以了,但是不允許使用螺旋槳上的,因為其前葉片和後葉片的結構必須不同,一側靠近平面且前部有彎曲。 目標是不同的。 電風扇需要風,飛機螺旋槳需要拉力,這必須拉飛機才能飛行。


為了澄清這個問題,我們可以解剖飛機的機翼。其次,飛機機翼的上下兩側是不同的,這樣,空氣循環緩慢,這也可以視為正常氣流。上翼的表面是凸形的,即有曲率,因此,當空氣流動時,氣流會分散並且流速很快。空氣通過機翼分為上升流和下降流。

較低的氣流速度較慢,壓力較高。較高的氣流發散,壓強迅速降低。這樣下機翼的力將向上移動,這是飛機升起的原因。我們需要了解的是,由於螺旋槳葉片的輪廓形狀實際上與機翼非常相似,因此前機翼的曲率較大,而後機翼則相對平坦,並且每個葉片的前緣與電機輸出軸的旋轉方向一致,兩者在本質上是完全一樣的。

回到問題的本身,飛機螺旋槳旋轉時產生的是拉力,電風扇旋轉時產生的是風力。必須明確指出,力量從何而來? 風是如何形成的?

這是因為葉片的旋轉與空氣相互作用,並且兩者之間的力是螺旋槳的力,空氣被螺旋槳推回以形成風。

還有一個重要的因素,那就是葉片的設計結構以及材料有關。


葉片的具體結構與需求相關。 對於電風扇而言,僅需要適量的空氣,其速度較低,並且葉片的結構也應力較小,因此塑料的圓形可以滿足使用要求。 但是,對於螺旋槳來說,轉速比較大,其葉片必須經過嚴格的計算和分析,不僅要滿足使用要求並實現其相應的功能,而且還要保證強度和耐用性。 葉片本身的剛度。

實際上,這種分析甚至更加複雜,這與空氣的普通結構不同。 葉片的結構與空氣密切相關,其中涉及固體和流體兩種形式。 在僅一種分析中,必須說這相對容易。 但是固體和流體一起使分析更加複雜。 因此,能夠生產螺旋槳的公司必須擁有自己的技術儲備,並且不可能由一個人來分析和解釋得清楚的。


最後

無論是螺旋槳還是電風扇,旋轉時,葉片都會與空氣相互作用,產生推動空氣並形成風的力。 葉片的具體形狀與使用要求(設計指標)有關,必須經過嚴格的計算和分析以確保其功能和自身足夠堅固的結構。

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