涡轮螺旋桨飞机、支撑风扇和非导管风扇发动机

涡轮螺旋桨飞机在飞行频谱中占据下一个飞行速度波段的动力装置,是从马赫数介于0.2到0.7之间。推进器是螺旋桨稍微高一点放电,或射流速度,比直升机旋翼与飞行速度相匹配,并且对于同样大小的飞机,它的面积比后者按比例小。原动机是一个涡轴发动机(非常类似于一个驱动直升机旋翼,除了不同的变速箱;看到图3)设计的目的是为螺旋桨提供更高的旋转速度,它比直径大得多的直升机旋翼旋转得更快。涡轮螺旋桨的控制方式也与直升机的涡轴发动机有所不同。在直升飞机上,飞行员呼叫加油操纵转子叶片的俯仰(更大的俯仰需要更大的空气“咬”,因此需要更多的动力来保持转速)。发动机的控制响应增加燃料到发动机,以保持输出轴的速度。在涡轮螺旋桨飞机中,飞行员通过选择流向原动机的燃料来呼叫动力。螺旋桨控制通过改变螺旋桨螺距来获得更大的“拉力”,同时保持预选的螺旋桨转速。

最近涡轮螺旋桨设计的一个趋势是螺旋桨在跨音速飞行速度(接近音速的飞行速度)下的高效运行,比以前的飞行速度高得多,达到了0.85马赫数。这通常涉及较高的圆盘载荷(即较高的螺旋桨排出速度),以允许使用较小直径的螺旋桨。这一趋势伴随着螺旋桨叶片数量的增加(从6个增加到12个,而不是更常见的低速螺旋桨的2到4个叶片)。叶片是弯刀形,在叶片尖端具有后掠前缘,以适应螺旋桨尖端在高旋转和飞行速度时遇到的大马赫数。这种高速推进器被称为propfans

螺旋桨的另一种变化是在同一中心线上应用两个同心螺旋桨,由同一个原动机通过齿轮箱驱动,使每个螺旋桨以相反的方向旋转。这样的反向旋转的螺旋桨能有明显更高的推进力吗效率比传统的螺旋桨有更高的圆盘负荷。

在大多数涡轮螺旋桨装置中,原动机安装在机翼上,螺旋桨的平面在原动机的前面(所谓的牵引机布局)。现代高速飞机可能会发现,将发动机安装在飞机后部更有利,螺旋桨的平面在发动机的尾部。这些布局被称为“推手”布局。一个最近开发的引擎布局,确定为无导管风机(或UDF;商标),提供了一套非常高效的反向旋转螺旋桨叶片,每个叶片安装在两组反向旋转的低压中的一组上涡轮在不使用变速箱的情况下,实现了所有阶段和优点的安排。