螺旋槳是航模動力系統中的重要部件。按照功能不同,可分為電動槳和油動槳;按照槳葉數量,可分為二葉槳、三葉槳和多葉槳;按照製作材質,可分為木槳、尼龍/塑料槳、樹脂纖維槳等。
初學者通常用到的是木質或尼龍/塑料材質的二葉槳。因為這類螺旋槳的製造工藝相對簡單,在市面上規格較全、價格便宜、容易買到。三葉槳和多葉槳一般用在特殊航模上,如螺旋槳槳葉直徑受限的模型,原型機使用了三葉槳或多葉槳的像真模型飛機等。而以玻璃纖維或碳纖維為主要原料的樹脂纖維槳由於製作成本比較高,一般用在專業級航模上,如發燒友DIY的高端航模、國際級競賽機等。
螺旋槳的主要參數有直徑、槳距和槳型。其中直徑指的是槳盤的直徑。槳距是指螺旋槳旋轉一周,槳平面上升的高度或前進的距離。可以把它簡單理解成代表槳葉扭轉程度的參數:槳距越大,槳葉扭轉越大。一般來說,螺旋槳上標示的數字都以英寸(1in=25.4mm)為單位,少數小型槳上標示的數字也會以釐米為單位。如一隻標有「16×8」字樣的螺旋槳,其中的「16」表明其直徑為16in(英寸),「8」表明其槳距為8in。
不同用途的螺旋槳,形狀也有差異。一般來說,電動槳比油動槳,最大寬度位置更靠近軸心,槳葉更薄。出現這些差異的原因,一是油動發動機必須依靠螺旋槳旋轉慣性來完成壓縮衝程,所以要求負載有足夠的慣量,而槳葉厚一些利於增加慣性;二是油動發動機工作時震動大,厚度大能保證槳葉有足夠的強度。電動飛機就不存在這些問題了,因此槳葉較薄較輕,且螺旋槳的最大寬度位置更靠近軸心,以減小其慣量和阻尼,提高電機的加速性能。
螺旋槳的各項參數對它的性能都有影響,有一個簡單好記的大致規律:螺旋槳產生的拉力,與它直徑的三次方、轉速的二次方和槳距成正比。所以,各項參數對螺旋槳拉力的影響:直徑最大、轉速居中、槳距較小,其餘參數就更小了。
螺旋槳的規格和發動機或電動機的級別要匹配,過大或過小都不好。對於油動模型飛機來說,一臺發動機的性能再好,如選擇的螺旋槳規格不對,不僅達不到預期的飛行效果,還會損壞發動機,出現飛行事故。那麼,怎樣給一臺發動機配上合適的螺旋槳呢?
(1)每臺發動機都有一個固定的螺旋槳的使用範圍,有幾種不同規格的螺旋槳能選擇,這就需要仔細閱讀它的說明書進行了解。但它們的工作效果會不一樣。不同品牌的發動機性能也各不相同,即使是同一級別也可能使用不同規格的螺旋槳。
在初次為發動機選擇螺旋槳的時候,可在螺旋槳規格的範圍內選擇適中的一種先試試看。例如,46級發動機可以使用10×7、11×6、11×7等幾種規格,那麼我們可以先試試11×6規格的螺旋槳,之後再用其他幾種規格的螺旋槳進行比較,最終確定性能、效果最好的一種。
(2)由於飛行要求不同,所選擇螺旋槳的規格也可能是不同的,所以需要根據飛行任務,來選擇不同規格的螺旋槳。首先,要了解不同種類模型飛機的飛行特點和風格。比如,教練機有著極好的安定性和中低速性能,特技機要有大扭矩和不同姿態的勻速飛行性能,像真戰鬥機模型平飛速度較快等。
速度較慢的教練機
(3)選用適當螺旋架可以改良模型飛機性能,如果一架裝有46級發動機的模型飛機由於飛行重量較大,原本應該使用11×6的螺旋槳。但現在卻感覺爬升吃力,那麼換用11×5或12×5的螺旋槳可能情況有所改善。
需要高速飛行的競速機螺旋槳
(4)選擇螺旋槳時不要超出使用範圍,如果選擇了超出使用範圍的螺旋槳,不僅達不到使用要求,甚至會損壞發動機。例如,一架特技模型飛機,如果為了降低飛行速度而使用更大的螺旋槳,平飛速度雖然降低了、但卻導致垂直爬升無力,而且由於螺旋槳的規格超出合理範圍,發動機載荷增大,發動機的曲軸銷孔很快就會被磨出間隙,繼而影響使發動機的功率和穩定性下降。
科學的做法是用油門控制飛行速度,但不要把油門當成開關。
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