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[原创] 有的放前面,有的放后面,飞机的螺旋桨到底应该放在哪?#金猫榜#

这个是认证

科学信仰

2021-11-25 11:26

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自从飞机问世以来,螺旋桨飞机就始终占有重要的地位,在第二次世界大战结束之前,几乎所有的飞机都是螺旋桨飞机,即便是在当今世界,螺旋桨飞机良好的低速和起降性能仍旧是其它飞机所不能比拟的。

螺旋桨飞机顾名思义,就是通过螺旋桨将发动机的功率转化为推力的飞机,而现代螺旋桨飞机的外观形态也是五花八门,有的螺旋桨放在前面,有的螺旋桨放在后面,这其中有什么门道呢?飞机的螺旋桨到底应该放在哪呢?其实螺旋桨还真是螺旋桨飞机的一个大难题,因为无论放在前面,还是放在后面,似乎都不是最优的选择。我们所见的大多数螺旋桨飞机的螺旋桨都是放在前面的,但这并不意味着放在前面就是最佳的选择。


为什么要将螺旋桨放在飞机的前面呢?

螺旋桨飞机是通过螺旋桨将发动机的功率转化为动力的飞机,所以螺旋桨从来都不是一个孤立的个体,它总是和发动机呆在一起,所以把螺旋桨放在飞机的前面,就等于把发动机放在了飞机的前面。发动机是很重的,所发动机放在前面就意味着飞机的重心将会靠前。为了保证飞机的平衡和稳定,飞机的机翼必须设计在重心的附近,既然飞机的重心在前,那么机翼自然也就靠前。而这就是将螺旋桨放置在飞机前方的根本原因,也就是说是为了让飞机的机翼靠近机身的前端,所以才将螺旋桨放置在飞机前方的。


飞机的机翼为什么要靠近机身的前端?

是为了和尾翼拉开距离,距离长,操纵力臂就长,所以飞机的可操控性就高。将螺旋桨放置在飞机前端确实能够保证飞机的可操控性,但是却带来了一系列的问题和隐患。首先一个问题就是飞行效率低。螺旋桨飞机是通过螺旋桨将发动机的功率转化为动力的飞机,那么怎么转化呢?当然是通过转动来向后推动气流,从而产生反作用力,可问题是在螺旋桨的后方有着一大堆障碍物,飞机的机身、机翼、尾翼,等等,这就大大减弱了螺旋桨的推力,所以我们会发现,但凡螺旋桨放置在前面的飞机,它的螺旋桨个头都很大,就是为了通过增大体积来弥补动力上的损失。


飞机的机身会阻挡以致减弱螺旋桨所产生的推力,反过来,螺旋桨所产生的气流也会影响飞机的稳定性,所以螺旋桨飞机对于飞行员的要求是很高的,飞行员必须在飞行过程中根据气流的变化来进行调整,从而是飞机保持稳定。

所以你所见到的螺旋桨放在前面的飞机,驾驶舱里都坐着一名飞行员。还有驾驶舱里没有飞行员的飞机吗?有的,比如无人侦察机。现在可以回想一下你在电视里见过的所有无人侦察机,你会发现,无人侦察机的前面都没有螺旋桨,螺旋桨全部放在了后面。电脑毕竟是电脑,程序毕竟是程序,它不可能像人一样根据气流的微小变化来调整飞机的飞行,所以无人机无法应对前置螺旋桨所产生的湍流扰动。


将螺旋桨放置在飞机的后面,一切问题便都迎刃而解了。

螺旋桨的后面不再有任何东西,所以动力转化效率极高,在飞行速度相同的情况下,后置螺旋桨所需要的螺旋桨和发动机规模都要小得多,而且螺旋桨吹出的气流再也不会干扰到飞机机身的稳定了。既然后置螺旋桨这么好,为什么不把所有的螺旋桨飞机都设计成后置的?因为后置的缺点其实更多。螺旋桨放在后面,机翼就要放在后面,这样一来机翼与尾翼的距离就短了,所以飞机的可操纵性能就降低了。


将螺旋桨放置在飞机的后面,虽然螺旋桨所产生的气流不会再干扰到机身了,但机身所导致的气流扰动却会反过来影响螺旋桨。

飞机在向前高速飞行的过程中,气流会先撞在机身上,然后再进入螺旋桨,而这种振动的气流会给螺旋桨带来较大的冲击,所以螺旋桨极易损坏和发生故障,因此,将螺旋桨放置在飞机后面的技术难度其实要远高于将它放在前面。由此可见,螺旋桨无论放在前面,还是后面,都不完美,关键还得看飞机的用途来择优选择,所以战斗机多为螺旋桨前置,而无人侦察机则是螺旋桨后置。那么有没有什么方法可以鱼与熊掌兼得呢?有,就是前后都安装上螺旋桨,如此便能够取长补短,而这种设计又会产生一个新问题,那就是贵。

# 科学
# 科普
# 螺旋桨飞机
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天涯共比邻
飞机的螺旋桨!!!
2021-11-25 12:20
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