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二戰(zhàn)時戰(zhàn)機(jī)頭上那么小的螺旋槳怎么能讓飛機(jī)飛的呢?也沒看到飛機(jī)后邊有噴氣式的口?

這個問題涉及到飛機(jī)總體氣動性能和渦槳/活塞動力兩個方面的專業(yè)背景知識,老鷹航空為了回到好這個問題,就從下面三個方面來解釋一下吧:

1、飛機(jī)的升力產(chǎn)生機(jī)理;

飛機(jī)的升力本質(zhì)上并不是來自于發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的推力,而是由飛機(jī)機(jī)翼上下表面的壓力差所產(chǎn)生的,這就是伯努利原理在起作用。飛機(jī)升力公式就是L=1/2ρV2SCL,L是升力,ρ是空氣密度,V是速度(相對于空氣的速度),S是機(jī)翼面積,CL是機(jī)翼升力系數(shù)。因此,要想讓流經(jīng)飛機(jī)機(jī)翼產(chǎn)生的升力超過重力,除了加大飛機(jī)機(jī)翼面積和提高機(jī)翼空氣動力學(xué)性能之外,提高飛機(jī)的速度就是非常關(guān)鍵的。而發(fā)動機(jī),無論是噴氣式還是活塞式+螺旋槳這樣的布局,其本質(zhì)都是不斷推動飛機(jī)向前加速,從而產(chǎn)生足夠的速度,這樣才可以保障飛機(jī)機(jī)翼產(chǎn)生足夠的升力,使飛機(jī)離開重力束縛飛向天空。

2、飛機(jī)的推力需求量;

在航空工程界一般會使用一個專業(yè)參數(shù)來核算推力的需求,這就是所謂的“升阻比”,通俗的說就是升力和阻力的比值,對于二戰(zhàn)時期大多數(shù)飛機(jī)而言,一般在8倍左右,以B-29這樣的四發(fā)轟炸機(jī)為例,其最大起飛重量在60噸左右,那么起飛升力應(yīng)該是在60噸,那么飛行阻力實際上只有7.5噸;再加上由四臺發(fā)動機(jī)來均攤,也就是說每臺發(fā)動機(jī)配合螺旋槳只需要輸出1.875噸的推力就可以把60噸滿載的B-29轟炸機(jī)推向天空了。

3、渦槳/活塞發(fā)動機(jī)+螺旋槳推力輸出量;

二戰(zhàn)時期飛機(jī)使用的動力裝置基本上都是大功率活塞發(fā)動機(jī)+螺旋槳形式,極少數(shù)是早期的噴氣式動力裝置。但凡是采用螺旋槳形式的動力系統(tǒng),發(fā)動機(jī)只是負(fù)責(zé)輸出足夠旋轉(zhuǎn)力矩以便于讓螺旋槳進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn),真正產(chǎn)生推力的其實還是螺旋槳。而螺旋槳產(chǎn)生推力的機(jī)理,本質(zhì)上和機(jī)翼是一樣的。影響螺旋槳產(chǎn)生推力大小的因素主要有:槳葉翼型、幾何形狀、槳葉扭轉(zhuǎn)角、槳葉數(shù)量等。以上面提高的B29轟炸機(jī)為例,每個發(fā)動機(jī)需要輸出1.875噸的推力,其螺旋槳采用的是四葉全金屬大直徑槳葉,平均到一個槳葉上只需要輸出470kg的推力即可,這樣的輸出要求就很小了。

所以,通過上面三個方面的解釋就可以看出,相比于升力要求,螺旋槳發(fā)動機(jī)動力配置模式其實需要承擔(dān)的推力要求并不是很高。



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