船用可調(diào)螺距側(cè)向推進(jìn)器起草單位

《船用可調(diào)螺距螺旋槳技術(shù)條件(GB/T 13411-1992)》由中國標(biāo)準(zhǔn)出版社出版。

在一些科幻節(jié)目也可見，比如有氮氣加速推進(jìn)器

用于推動船艇運(yùn)動的裝置。陸軍船艇推進(jìn)器主要有螺旋槳推進(jìn)器和噴水推進(jìn)器兩種。

螺旋槳推進(jìn)器 簡稱螺旋槳。螺旋槳安裝在船艇尾部水線以下的推進(jìn)軸上，由主機(jī)帶動推進(jìn)軸一起轉(zhuǎn)動，將水從槳葉的吸入面吸入，從排出面排出，利用水的反作用力推動船艇前進(jìn)。螺旋槳分為固定螺距螺旋槳和可調(diào)螺距螺旋槳。①固定螺距螺旋槳。由槳轂和槳葉組成。槳葉一般為3~4片(見圖1)。槳葉臨近槳轂部分稱葉根，外端稱葉梢，正車運(yùn)轉(zhuǎn)時在前的一邊稱導(dǎo)邊，在后的一邊稱隨邊，螺旋槳盤面向船尾一面稱排出面，向船首一面稱吸入面。在固定螺距螺旋槳外緣加裝一圓形導(dǎo)管，即為導(dǎo)管螺旋槳。導(dǎo)管可提高螺旋槳的推進(jìn)效率，但倒車性能較差。導(dǎo)管螺旋槳又可分為固定式和可轉(zhuǎn)式。固定式導(dǎo)管螺旋槳使船艇回轉(zhuǎn)直徑增大，可轉(zhuǎn)式導(dǎo)管螺旋槳能改善船艇回轉(zhuǎn)性能。②可調(diào)螺距螺旋槳。通過槳轂內(nèi)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)帶動槳葉轉(zhuǎn)動，在不改變推進(jìn)軸的轉(zhuǎn)速和運(yùn)轉(zhuǎn)方向的情況下，改變槳葉的角度，即可改變推進(jìn)器的推進(jìn)功率和推進(jìn)方向。螺旋槳構(gòu)造簡單，工作可靠，效率較高，是船艇的主要推進(jìn)器?，F(xiàn)代船艇的螺旋槳多采用大盤面比、適度側(cè)斜、徑向不等螺距和較多槳葉等結(jié)構(gòu)形式，以減小在船尾不均勻伴流場中工作時，可能產(chǎn)生的空泡、剝蝕、噪聲和過大的激振力。在一些高速船艇上則采用超空泡翼型螺旋槳。用于全墊升氣墊交通艇的空氣螺旋槳與固定螺距螺旋槳相似，是利用空氣的反作用力推動船艇前進(jìn)。

噴水推進(jìn)器 由水泵、吸水管道和噴水管道組成(見圖2)。前進(jìn)時，水泵自船底吸水管道吸進(jìn)水流，從噴水管道高速噴出，獲得水流的反作用力，推動船艇前進(jìn)。倒航時，將裝置在噴水管道口上方的倒車斗放入水中，高速水流進(jìn)入倒車斗后，將向后方噴射的水流反射成向前的水流，在不改變主機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的情況下使船艇倒航。噴水推進(jìn)器具有良好的淺水推進(jìn)效率和操縱性能，較低的噪聲和振動，是淺水船艇采用較多的推進(jìn)裝置。

圖1 固定螺距螺旋槳示意圖

圖2 噴水推進(jìn)器示意圖

矢量推進(jìn)器

廣義上可以指所有采用推力矢量技術(shù)的推進(jìn)器，狹義上一般指飛行器上采用推力矢量技術(shù)的推進(jìn)器。簡而言之，推力矢量技術(shù)就是通過偏轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)噴流的方向,從而獲得額外操縱力矩的技術(shù)。我們知道，作用在飛機(jī)上的推力是一個有大小、有方向的量，這種量被稱為矢量。然而，一般的飛機(jī)上，推力都順飛機(jī)軸線朝前，方向并不能改變，所以我們?yōu)榱藦?qiáng)調(diào)這一技術(shù)中推力方向可變的特點，就將它稱為推力矢量技術(shù)。

不采用推力矢量技術(shù)的飛機(jī)，發(fā)動機(jī)的噴流都是與飛機(jī)的軸線重合的，產(chǎn)生的推力也沿軸線向前，這種情況下發(fā)動機(jī)的推力只是用于克服飛機(jī)所受到的阻力，提供飛機(jī)加速的動力。

采用推力矢量技術(shù)的飛機(jī)，則是通過噴管偏轉(zhuǎn)，利用發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的推力，獲得多余的控制力矩，實現(xiàn)飛機(jī)的姿態(tài)控制。其突出特點是控制力矩與發(fā)動機(jī)緊密相關(guān)，而不受飛機(jī)本身姿態(tài)的影響。因此，可以保證在飛機(jī)作低速、大攻角機(jī)動飛行而操縱舵面幾近失效時利用推力矢量提供的額外操縱力矩來控制飛機(jī)機(jī)動。第四代戰(zhàn)斗機(jī)要求飛機(jī)要具有過失速機(jī)動能力，即大迎角下的機(jī)動能力。推力矢量技術(shù)恰恰能提供這一能力，是實現(xiàn)第四代戰(zhàn)斗機(jī)戰(zhàn)術(shù)、技術(shù)要求的必然選擇。

普通飛機(jī)的飛行迎角是比較小的，在這種狀態(tài)下飛機(jī)的機(jī)翼和尾翼都能夠產(chǎn)生足夠的升力，保證飛機(jī)的正常飛行。當(dāng)飛機(jī)攻角逐漸增大，飛機(jī)的尾翼將陷入機(jī)翼的低能尾流中，造成尾翼失速，飛機(jī)進(jìn)入尾旋而導(dǎo)致墜毀。這個時候，縱然發(fā)動機(jī)工作正常，也無法使飛機(jī)保持平衡停留在空中。

然而當(dāng)飛機(jī)采用了推力矢量之后，發(fā)動機(jī)噴管上下偏轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的推力不再通過飛機(jī)的重心，產(chǎn)生了繞飛機(jī)重心的俯仰力距，這時推力就發(fā)揮了和飛機(jī)操縱面一樣的作用。由于推力的產(chǎn)生只與發(fā)動機(jī)有關(guān)系，這樣就算飛機(jī)的迎角超過了失速迎角，推力仍然能夠提供力矩使飛機(jī)配平，只要機(jī)翼還能產(chǎn)生足夠大的升力，飛機(jī)就能繼續(xù)在空中飛行了。而且，通過實驗還發(fā)現(xiàn)推力偏轉(zhuǎn)之后，不僅推力能產(chǎn)生直接的投影升力，還能通過超環(huán)量效應(yīng)令機(jī)翼產(chǎn)生誘導(dǎo)升力，使總的升力提高。

裝備了推力矢量技術(shù)的戰(zhàn)斗機(jī)由于具有了過失速機(jī)動能力，擁有極大的空中優(yōu)勢，美國用裝備了推力矢量技術(shù)的X-31驗證機(jī)與F-18做過模擬空戰(zhàn)，結(jié)果X-31以1:32的戰(zhàn)績遙遙領(lǐng)先于F-18。

使用推力矢量技術(shù)的飛機(jī)不僅其機(jī)動性大大提高，而且還具有前所未有的短距起落能力，這是因為使用推力矢量技術(shù)的飛機(jī)的超環(huán)量升力和推力在升力方向的分量都有利于減小飛機(jī)的離地和接地速度，縮短飛機(jī)的滑跑距離。另外，由于推力矢量噴管很容易實現(xiàn)推力反向，飛機(jī)在降落之后的制動力也大幅提高，因此著陸滑跑距離更加縮短了。

如果發(fā)動機(jī)的噴管不僅可以上下偏轉(zhuǎn)，還能夠左右偏轉(zhuǎn)，那么推力不僅能夠提供飛機(jī)的俯仰力矩，還能夠提供偏航力矩，這就是全矢量飛機(jī)。

推力矢量技術(shù)的運(yùn)用提高了飛機(jī)的控制效率，使飛機(jī)的氣動控制面，例如垂尾和立尾可以大大縮小，從而飛機(jī)的重量可以減輕。另外，垂尾和立尾形成的角反射器也因此縮小，飛機(jī)的隱身性能也得到了改善。

推力矢量技術(shù)是一項綜合性很強(qiáng)的技術(shù)，它包括推力轉(zhuǎn)向噴管技術(shù)和飛機(jī)機(jī)體/推進(jìn)/控制系統(tǒng)一體化技術(shù)。推力矢量技術(shù)的開發(fā)和研究需要尖端的航空科技，反映了一個國家的綜合國力，目前世界上只有美國和俄羅斯掌握了這一技術(shù)，F(xiàn)-22和Su-37就是兩國裝備了這一先進(jìn)技術(shù)的各自代表機(jī)種。