电动航空器自动变距螺旋桨浅析

在21世纪,节能与减排一直是绿色航空业关注的重点,作为航空业温室气体减排的重要一分子,电动航空推进系统的发展在世界多国遍地开花。对比于内燃机,电机驱动的航空器推进系统有着低噪音,无排放等优点,而更少的运动部件让电机的可靠性、维修成本、易操控性均比内燃机更具优势。电动机与更高性能电池或燃料电池的结合也为航空界带来了航空器构型及运营模式上的创新与突破。

罗罗“创新精神”号电动飞机采用自动变距螺旋桨

一种螺旋桨变矩器结构

小鹏汇天公布的电动倾转旋翼机采用的自动变距螺旋桨

单个螺旋桨叶素的受力分析(升力与阻力d的矢量和在螺旋桨轴上的轴向分量及径向分量分别记作Fz与Fx。所有叶素的Fz之和构成了该螺旋桨叶片的拉力,而单叶素Fx与叶素半径r的乘积则构成了螺旋桨叶片的力矩)

定距螺旋桨运行拉力与效率

变距螺旋桨运行效率曲线

(V为螺旋桨轴向气流速度;n为螺旋桨转速;D为螺旋桨直径)

波音247采用了自动变距螺旋桨以提升飞行性能
参考文献:

 

  • https://hartzellprop.com/a-short-history-of-the-aircraft-propeller/
  • https://airandspace.si.edu/collection-objects/propeller-controllable-pitch-two-blade/nasm_A19350039000
  • https://www.federalregister.gov/documents/2022/11/08/2022-23962/airworthiness-criteria-special-class-airworthiness-criteria-for-the-joby-aero-inc-model-jas4-1
  • https://www.federalregister.gov/documents/2022/12/20/2022-27445/airworthiness-criteria-special-class-airworthiness-criteria-for-the-archer-aviation-inc-model-m001

来源:民机战略观察