【簡介:】飛機螺旋漿制作 20:55 空氣螺旋槳把發(fā)動機旋轉(zhuǎn)作功形式轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€作功形式;把發(fā)動機的功率轉(zhuǎn)變?yōu)槔瓌语w機前進的有效功率。它的工作效率及與發(fā)動機有配合程度,直接影響模型
飛機螺旋漿制作 20:55 空氣螺旋槳把發(fā)動機旋轉(zhuǎn)作功形式轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€作功形式;把發(fā)動機的功率轉(zhuǎn)變?yōu)槔瓌语w機前進的有效功率。它的工作效率及與發(fā)動機有配合程度,直接影響模型飛機的性能。在航模競技比賽中,出于追求動力組極限水平的需要,對螺旋槳的要求更為“苛刻”;因此以“量體裁衣”手工方式制作螺旋槳的好處顯而易見。航模初學(xué)者能夠扎實地掌握這一手藝很有必要。 一個直徑(D)200mm、幾何槳距(H)<?xml:namespace prefix = st1 /><?xml:namespace prefix = st1 />120mm的兩葉等距螺旋槳(適用于裝有1.5cc壓燃式發(fā)動機或2.5cc電熱式發(fā)動機的特技模型飛機)為例,介紹削制螺旋槳的方法。一、螺旋槳的一些基礎(chǔ)概念當(dāng)我們把螺旋槳看成是一個一面旋轉(zhuǎn)一面前進的機翼時,就能借助已知的空氣動力學(xué)常識,直觀地理解螺旋槳的基本工作原理。1.槳距、動力槳距和幾何槳距槳距:從廣義而言,可以理解為螺旋槳旋轉(zhuǎn)一周沿槳軸方向所通過的直線距離。習(xí)慣上螺旋槳70%半徑處的槳距值為“稱呼值”,它具有標(biāo)示意義。 動力漿距(Hg):槳葉旋轉(zhuǎn)一周模型飛機所通過的距離(見圖1)。設(shè)計螺旋槳時首先要確定動力槳距值。幾何槳距:(H):槳葉弦線迎角為零時,螺旋槳旋轉(zhuǎn)一周所前進的距離(也見圖1)。它體現(xiàn)了槳葉角的實際大小,是“看得見、摸得著”的實際參數(shù)。航模圖紙上一般都標(biāo)出幾何槳距,是消制螺旋槳的主要依據(jù)。2.動力槳距和幾何槳距的關(guān)系由于螺旋槳工作在接近于有利迎角下,與零度迎角之間的角差的存在,因此動力槳距值必然小于幾何槳距值。幾何槳距和動力槳距的關(guān)系是:幾何槳距(H)= 1.1 ~ 1.3倍動力槳距(Hg)。也就是說,設(shè)計模型飛機時,動力槳距確定后,可以通過上述公式概略估算出螺旋槳的幾何槳距。3.通常使用的螺旋槳是各段幾何槳距值相等的所謂等距槳。它的優(yōu)點是設(shè)計、制作比較容易;缺點是工作效率劣于不等距槳。由于不等距槳各段的幾何槳距值和槳角均不一樣,盡管其效率高,但制作的難度大。故初學(xué)者從削等距槳起步較為穩(wěn)妥。4.槳葉角(β):槳葉角是指槳葉剖面弦線與旋轉(zhuǎn)平面之間的夾角。5.幾何槳距和槳葉角的關(guān)系幾何槳距和槳葉角直接關(guān)聯(lián),是同一個問題的兩種表達方式。幾何槳距強調(diào)的是總體,槳葉角強調(diào)的是局部。就等距螺旋槳而言,槳葉角隨其在螺旋槳半徑方向上所處位置的不同而異;隨著由槳根到槳尖方向的逐漸位移,槳葉角漸漸有規(guī)律地減小。(圖2)二.螺旋槳的外形特征 螺旋槳外形特征的形成,是基本原理、使用要求和材料三個因素相統(tǒng)一的結(jié)果。信托這些特征在腦子里建立起螺旋槳的“思維模型”,會使實際操作有的放矢。 1.槳葉的剖面 由于槳葉弦長很小,剖面很薄,航模愛好者以往對螺旋槳剖面形狀的研究較少,大多根據(jù)粗略感覺和“兩個槳葉對稱”原則一帶而過。但為了追求高效率,有必要對螺旋槳剖面進行探討。 螺旋槳工作效率最高和一段在60% ~ 80%半徑處。這一段一般為槳葉的最寬處,槳葉厚度約為弦長的12%。槳尖的弦長比較小,厚度約為10%。故靠近槳尖部分應(yīng)注重減小阻力。槳根部分的線速度小,工作效率低,這部分槳葉剖面主要應(yīng)服從保持強度和剛度的需要。圖3為螺旋槳的幾個典型剖面。圖4為槳葉最寬處我槳尖的剖面(筆者設(shè)計;坐標(biāo)見表1、表2)。其最高點在35%弦長處。從理論上考慮,最高點應(yīng)在25%左右為佳;而從工藝上看,最高點太靠前可能使槳葉中段的最大垂直厚度超過槳根厚度,形成凸起,使槳的外形不合理。35%是綜合權(quán)衡的結(jié)果?! ?.槳葉角的變化規(guī)律決定了槳葉呈一扭曲的片狀:下弧表面大部分為一次曲面;上弧大部分為二次曲面。槳轂上下弧和槳尖端面為平面(圖5)。3.為了結(jié)構(gòu)強度的合理化,槳根處的剖面最厚,隨著向槳尖處位移而逐漸減薄。把握住槳根處上弧最高點線和下弧靠近槳根處后緣線的位置和走向(見圖5)是關(guān)鍵。上弧最高點線太靠前會使槳根截面積減少,削弱強度;下弧后緣線靠后,不但降低了槳根強度,還使槳根處的槳距不能達到(小于)設(shè)計值。這兩條線如劃得合理,就基本能肖槳進出現(xiàn)“思圓行方”式的紕漏。三.削制螺旋槳的主要步驟 制作螺旋槳的木材用樺木、櫸木、色木或柞木等;其中最常用的是樺木?! ?.通過作圖法(圖6)求出前緣最大高度后加上約2毫米即為槳木厚度。這個螺旋槳的槳木是8×22×200(毫米)樺木。木材的紋理要順直,把較平整的一面作為下弧,并在平整的工作臺上鋪一細(xì)砂紙進一步磨平作為基準(zhǔn)面?! ?.在鉆臺上用直徑Φ5的鉆頭在槳木上弧中心點打孔(圖7 - 1)。做一劃中心線的輔助工具(圖8),把它穿在已穿過槳木中心孔的5mm鉆頭柄上,緊貼槳木上弧。用大頭釘穿過兩端的小孔在槳木上扎兩個小記號(圖7 – 2);再借助記號劃出中心線(圖7 – 3)?! ?.依照正面樣板,在槳木上弧畫出槳的正面(俯視)投影(圖7 – 4)。為了做到螺旋槳完成后兩個槳葉長度完全相等,最好在槳在之外另延長5毫米;待槳削好,涂敷涂料前重新用正面樣板在下弧劃上端面線,用手工鋸沿線截斷;再仔細(xì)把截面磨齊(插圖中未畫出這一步驟)?! ?.把劃好線的槳木夾在臺鉗上,用手工鋸沿線的外沿(距離盡量?。└怕凿彸鰳母┮曂队拜喞?;再用細(xì)木銼和鋼銼進一步加工修整;最后用覆上細(xì)沙紙的砂紙板打磨到位,槳的正投影即完成(圖7 – 5)。應(yīng)仔細(xì)檢查、切實做到兩個槳葉投影面積完全一致,且所有邊緣面和基準(zhǔn)面垂直?! ?.在下弧劃出靠近槳根部分的后緣線;在側(cè)面概略劃出前緣線(圖7 – 6)?! ?.用手工鋸在下弧面上鋸出開口,用扁鏟粗略地鏟去就去除的部分;用細(xì)木銼修整后,用槳距規(guī)對槳葉角進行測量、修正(圖9);待接近設(shè)計值時,改用鋼銼和砂紙板對槳葉角進行細(xì)加工,直到符合設(shè)計值。槳距規(guī)可以參照圖10用有機玻璃自制。圖7 – 7為槳葉下弧的保留部分和去除部分。 7.畫出上弧靠近槳根處的最高點線?! ?.切削上?。合扔每痰肚邢鳎蛔詈蟮募?xì)加工過程與加工下弧的辦法相同。(圖7 – 7) 隨著加工進程形成新外形的同時,木材的內(nèi)應(yīng)力會隨之發(fā)生一些變化,應(yīng)注意檢查和細(xì)修槳葉角?! ∽詈笮蕹銮熬壨庑巍幍那熬壉容^肥厚,具體處理辦法是把這一處的下弧向上修圓滑,以減少阻力(參考圖3、圖5)。槳的后緣不能尖利,應(yīng)保留0.2毫米厚度,以防撥螺旋槳啟動發(fā)動機時劃傷手指?! ∩鲜?個步驟僅是按部就班的過程,還須對具體環(huán)節(jié)細(xì)化思考,周到處理。例如,有些加工程序可在兩個槳葉上交替同步進行,既可防備萬一失誤而使前期更多工作量付之東流,也可減少已完成部分出現(xiàn)一些后期變化等。削好螺旋槳的關(guān)鍵在細(xì)節(jié)。“細(xì)節(jié)決定成敗”;“細(xì)節(jié)之處見真章”。這兩句話可作為完成上述8個步驟后的總結(jié)。