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遙控飛機/螺旋槳

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大多數動力模型飛機,包括電動、內燃機和橡皮筋動力模型,透過旋轉螺旋槳來產生推力。螺旋槳是一種螺旋槳,也是最常用的裝置。旋轉的螺旋槳葉片推動空氣,根據牛頓第三定律,空氣的反作用力推動飛機。

與全尺寸飛機一樣,螺旋槳的尺寸和位置(沿著機身或機翼)是設計中的重要因素。通常,較大的直徑和較低的螺距在低空速時提供更大的推力,而較小的直徑和較高的螺距則以犧牲推力為代價獲得更高的最大空速。在遙控飛機中,製造商可以選擇各種螺旋槳,以定製飛機的空中特性。不匹配的螺旋槳會影響飛機的適航性,如果太重,還會對動力裝置造成不必要的機械磨損。比例遙控飛機螺旋槳通常用直徑 × 螺距表示,單位為英寸。例如,一個 5x3 螺旋槳的直徑為 5 英寸,螺距為 3 英寸。螺距是螺旋槳在固體介質中旋轉一圈時前進的距離。其他引數是葉片數量(2 和 3 是最常見的)。

從動力裝置到螺旋槳,有兩種不同的方法來傳遞旋轉能量。

  • 直驅方法中,螺旋槳直接連線到發動機的旋轉曲軸(或電機轉子)上。當螺旋槳和動力裝置的最佳效率區域(以 RPM 衡量)重疊時,這種佈置是最佳的。
  • 減速方法中,曲軸驅動一個簡單的變速箱,通常是一個簡單的變速箱,包含一個小齒輪和一個齒輪。變速箱透過齒輪比降低輸出 RPM(從而也使輸出扭矩增加大約相同的比例)。減速驅動在大型飛機和螺旋槳尺寸不成比例的大型飛機上很常見。在這種動力裝置佈置中,變速箱的作用是匹配動力裝置和螺旋槳的最佳執行 RPM。齒輪螺旋槳曾經在電動機上非常普遍,但隨著無刷電機的出現,現在很少見。

在一些飛機設計中,螺旋槳被管道風扇裝置所取代。在噴氣動力或管道風扇比例模型飛機中,發動機是一個沒有使用者可更換部件的單件元件。渦輪葉輪以極高的速度旋轉(>150,000 RPM),將大多數調整限制在原始工廠設定範圍內。

鳥翼飛機是可能與飛機具有相似物理形狀,但根本不使用螺旋槳的飛機。在鳥翼飛機中,機翼結構的往復運動模擬活鳥的拍打翅膀,產生推力和升力。

螺旋槳選擇

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不同的螺旋槳會對飛機特性產生重大影響,即使是在一種風格中,簡單的尺寸差異也會對飛機效能產生重大影響。

螺旋槳的差異會極大地改變飛行特性,即使飛機的其他部分沒有變化。螺距或長度的變化可以調整推力,但也會調整對動力裝置的負荷。如果螺旋槳以相同的速度旋轉,具有更多葉片的螺旋槳會產生更大的推力。

螺旋槳選擇的一些提示

  • 如果飛機在起飛或降落時機罩靠近地面(短或沒有起落架),可以使用更短的、更多葉片的螺旋槳替換更長的螺旋槳,並提供相同的推力。
  • 螺旋槳移動的空氣越多,產生的推力就越大。具有更陡的螺距和/或更寬的葉片的螺旋槳在相同速度下會排開更多的空氣。每次旋轉排開更多的空氣,飛機對其相對重量的響應就越快。3D飛行器需要更多的空氣排量來支撐飛機的重量。用於競速的窄螺旋槳,具有高螺距,可以在高 RPM 下排開大量的空氣,但每次旋轉的排量可能不足以用於具有相同翼展的更高阻力的雙翼機。
  • 如果螺旋槳太長和/或太重,它會產生陀螺效應,抵消偏航和俯仰,使飛機反應性降低。少量的陀螺效應有利於穩定性,因此需要根據具體飛機進行確定。
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