螺旋槳截面安裝角的變化
螺旋槳葉扭轉(zhuǎn)的原因是為了從轂軸到葉尖產(chǎn)生一致的升力。當(dāng)槳葉旋轉(zhuǎn)時(shí)，槳葉的不同部分有不同的部分有不同的實(shí)際速度。槳葉尖部線速度比靠近轂軸部位要快，因?yàn)橄嗤瑫r(shí)間內(nèi)葉尖要旋轉(zhuǎn)的距離比轂軸附近要長(zhǎng)。從轂軸到葉尖安裝角的變化和線速度的相應(yīng)變化就能夠在槳葉長(zhǎng)度上產(chǎn)生一致的升力。如果螺旋槳葉設(shè)計(jì)成整個(gè)長(zhǎng)度上它的安裝角相同，那么效率會(huì)非常低，因?yàn)殡S著空速的增加，靠近軸附近的部分將會(huì)有負(fù)迎角，而葉尖會(huì)失速。
螺旋槳各個(gè)截面同一角速度下不同的線速度
輕型、微型無人機(jī)一般安裝定距螺旋槳，大型、小型無人機(jī)根據(jù)需要可通過安裝變距螺旋槳提高動(dòng)力性能。
1.定距螺旋槳
定距槳不能改變槳距。這種螺旋槳，只有在一定的空速和轉(zhuǎn)速組合下才能獲得最好的效率。另外，還可以把定距槳分為兩種類型，爬升螺旋槳和巡航螺旋槳。飛機(jī)是安裝爬升螺旋槳還是巡航螺旋槳，依賴于它的預(yù)期用途。
(1)爬升螺旋槳有小的槳距，因此旋轉(zhuǎn)阻力更少。阻力較低導(dǎo)致轉(zhuǎn)速更高，和具有更多的功率能力，在起飛和爬升時(shí)這增加了性能，但是在巡航飛行時(shí)降低了性能。
(2)巡航螺旋槳有高槳距，因此旋轉(zhuǎn)阻力更多。更多阻力導(dǎo)致較低轉(zhuǎn)速，和較低的功率能力，它降低了起飛和爬升性能，但是增為了高速巡航飛行效率。
螺旋槳通常安裝在軸上，這個(gè)軸可能是發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的延伸。在這種情況下，螺旋槳轉(zhuǎn)速就和曲軸的轉(zhuǎn)速相同了。某些其他發(fā)動(dòng)機(jī)，螺旋槳是安裝在和發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸經(jīng)齒輪傳動(dòng)的軸上。這時(shí)，曲軸的轉(zhuǎn)速就和螺旋槳的轉(zhuǎn)速不同了。
輕型、微型無人機(jī)常用定距螺旋槳，尺寸通常用X×Y來表示，其中X代表螺旋槳直徑，單位為英寸(in)，Y代表螺距，即螺旋槳在空氣中旋轉(zhuǎn)一圈槳平面經(jīng)過的距離，單位為英寸(in)。例如，22× 10的螺旋槳尺寸為槳徑22in，約為55.88cm，螺距10in，約為25.4cm。
輕型、微型無人機(jī)一般使用2葉槳，少數(shù)使用3葉槳或4葉槳等。根據(jù)無人機(jī)行業(yè)習(xí)慣，通常定義右旋前進(jìn)的螺旋槳為正槳，左旋前進(jìn)的螺旋槳為反槳。槳徑20in以下的螺旋槳有木材、工程塑料或碳纖維等材質(zhì)，需要根據(jù)實(shí)際需要選用。部分螺旋槳槳葉設(shè)計(jì)成馬刀形狀，槳尖后掠，這樣可以在一定程度上提高效率。
2.變距螺旋槳
一些較舊的可調(diào)槳距螺旋槳只能在地面調(diào)節(jié)，大多數(shù)現(xiàn)代可調(diào)槳距螺旋槳被設(shè)計(jì)成可以在飛行中調(diào)節(jié)螺旋槳的槳距。第一代可調(diào)槳距螺旋槳只提供兩個(gè)槳距設(shè)定——低槳距設(shè)定和高槳距設(shè)定。然而，今天，幾乎所有可調(diào)槳距螺旋槳系統(tǒng)都可以在一個(gè)范圍內(nèi)調(diào)節(jié)槳距。恒速螺旋槳是最常見的可調(diào)槳距螺旋槳類型。恒速螺旋槳的主要優(yōu)點(diǎn)是它在大的空速和轉(zhuǎn)速組合范圍內(nèi)把發(fā)過機(jī)功率的大部分轉(zhuǎn)換成推進(jìn)馬力。恒速螺旋槳比其他螺旋槳更有效率是因?yàn)樗軌蛟谔囟l件下選擇最有效率的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
裝配恒速螺旋槳的無人機(jī)有兩項(xiàng)控制，油門控制和螺旋槳控制，油門控制功率輸出，螺旋槳控制調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
一旦選擇了一個(gè)特定的轉(zhuǎn)速，一個(gè)調(diào)節(jié)器會(huì)自動(dòng)地調(diào)節(jié)必要的螺旋槳槳葉角。以保持選擇的轉(zhuǎn)速。例如，巡航飛行期間設(shè)定了需要的轉(zhuǎn)速之后，空速的增加或者螺旋槳載荷的降低將會(huì)導(dǎo)致螺旋槳為維持選擇的轉(zhuǎn)速而增加槳葉角?？账俳档突蛘呗菪龢d荷增加會(huì)導(dǎo)致螺旋槳槳葉角降低。
恒速螺旋槳的槳葉角范圍由螺旋槳的恒速范圍和高低槳距止位來確定。只要螺旋槳槳葉角位于恒速范圍內(nèi)，而不超出任何一個(gè)槳距止位，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速就能維持恒定。然而，一旦螺旋槳槳葉到達(dá)止位，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速將隨空速和螺旋槳載荷的變化而適當(dāng)?shù)卦黾踊蛘呓档汀＠?，選擇了一個(gè)特定的轉(zhuǎn)速，飛機(jī)速度降低到足夠使螺旋槳槳葉旋轉(zhuǎn)直到到達(dá)低槳距止位，如果需要空速再次降低，必須減小發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，就像安裝了固定槳距螺旋槳一樣。當(dāng)恒速螺旋槳的飛機(jī)加速到較快的速度時(shí)還會(huì)發(fā)生相同的情況。隨著飛機(jī)加速，螺旋槳槳葉角增加，以維持選定的轉(zhuǎn)速直到到達(dá)高槳距止位。一旦達(dá)到止位，槳葉角就不能再增加，如果需要再加速，發(fā)動(dòng)機(jī)必須增加轉(zhuǎn)速。
在裝配恒速螺旋槳的飛機(jī)上，功率輸出由油門控制，用進(jìn)氣壓力表指示。這個(gè)儀表測(cè)量進(jìn)氣道歧管中油氣混合氣的絕對(duì)壓力，更準(zhǔn)確的說法是測(cè)量歧管絕對(duì)壓力(MAP)。在恒定轉(zhuǎn)速和高度條件下，產(chǎn)生功率的大小直接和流到燃燒室的油氣混合流有關(guān)。當(dāng)你增加油門設(shè)定時(shí)，流到發(fā)動(dòng)機(jī)的油氣就會(huì)增多，因此，歧管絕對(duì)壓力增加。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)不運(yùn)行時(shí)，歧管壓力表指示周圍空氣壓力。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)氣動(dòng)后，歧管壓力指示將會(huì)降低到一個(gè)低于周圍空氣壓力的值。（AOPA云：游杰）
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