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飛機(jī)螺旋槳(圖1)在發(fā)動機(jī)驅(qū)動下高速旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生拉力，牽拉飛機(jī)向前飛行，這是人們的常識。但有人認(rèn)為螺旋槳的拉力是由于螺旋槳旋轉(zhuǎn)時槳葉把前面的空氣吸入并向后排，用氣流的反作用力拉動飛機(jī)向前飛行的，這種認(rèn)識是不對的。

飛機(jī)的螺旋槳結(jié)構(gòu)很特殊，如圖2所示，單支槳葉為細(xì)長而又帶有扭角的翼形葉片，槳葉的扭角(槳葉角)相當(dāng)于飛機(jī)機(jī)翼的迎角，但槳葉角為槳尖與旋轉(zhuǎn)平面呈平行逐步向槳根變化的扭角。

槳葉的剖面形狀與機(jī)翼的剖面形狀很相似，前槳面相當(dāng)于機(jī)翼的上翼面，曲率較大，后槳面則相當(dāng)于下翼面，曲率近乎平直，每支槳葉的前緣與發(fā)動機(jī)輸出軸旋轉(zhuǎn)方向一致，所以，飛機(jī)螺旋槳相當(dāng)于一對豎直安裝的機(jī)翼，如圖3所示。

槳葉在高速旋轉(zhuǎn)時，同時產(chǎn)生兩個力：一個是牽拉槳葉向前的空氣動力；一個是由槳葉扭角向后推動空氣產(chǎn)生的反作用力。

從槳葉剖面圖(圖4)中可以看出槳葉的空氣動力是如何產(chǎn)生的，由于前槳面與后槳面的曲率不一樣，在槳葉旋轉(zhuǎn)時，氣流對曲率大的前槳面壓力小，而對曲線近于平直的后槳面壓力大，因此形成了前后槳面的壓力差，從而產(chǎn)生一個向前拉槳葉的空氣動力，這個力就是牽拉飛機(jī)向前飛行的動力。

另一個牽拉飛機(jī)的力，是由槳葉扭角向后推空氣時產(chǎn)生的反作用力而得來的。槳葉與發(fā)動機(jī)軸呈直角安裝，并有扭角，在槳葉旋轉(zhuǎn)時靠槳葉扭角把前方的空氣吸入，并給吸入的空氣加一個向后推的力。與此同時，氣流也給槳葉一個反作用力，這個反作用力也是牽拉飛機(jī)向前飛行的動力。

由槳葉異型曲面產(chǎn)生的空氣動力與槳葉扭角向后推空氣產(chǎn)生的反作用力是同時發(fā)生的，這兩個力的合力就是牽拉飛機(jī)向前飛行的總空氣動力。

早期飛機(jī)大多使用槳葉角固定不變的螺旋槳，它的結(jié)構(gòu)簡單，但不能適應(yīng)飛行速度變化?，F(xiàn)代的螺旋槳飛機(jī)多采用槳葉角可調(diào)的變距螺旋槳，如圖5所示，這種螺旋槳可根據(jù)飛行需要調(diào)整槳葉角，提高螺旋槳的工作效率。

由于螺旋槳在旋轉(zhuǎn)時，槳根和槳尖的圓周速度不同，為了保持槳葉各部分都處于最佳氣動力狀態(tài)，所以把槳根的槳葉角設(shè)計成最大，依次遞減，槳尖的槳葉角最小。

工作狀態(tài)的槳葉是一根處于受力狀態(tài)的懸臂梁，為了增加槳根的強(qiáng)度，槳根的截面積設(shè)計為最大。

幾何參數(shù)有以下幾個。

（1）直徑(D)。是影響螺旋槳性能的重要參數(shù)之一。一般情況下，直徑增大拉力隨之增大，效率隨之提高。所以在結(jié)構(gòu)允許的情況下盡量選直徑較大的螺旋槳。此外還要考慮螺旋槳槳尖氣流速度不應(yīng)過大(0.7倍音速)，否則可能出現(xiàn)激波(音爆)，導(dǎo)致效率降低。

（2）槳葉數(shù)目(B)?？梢哉J(rèn)為螺旋槳的拉力系數(shù)和功率系數(shù)與槳葉數(shù)目成正比。超輕型飛機(jī)一般采用結(jié)構(gòu)簡單的雙葉槳。只是在螺旋槳直徑受到限制時，采用增加槳葉數(shù)目的方法使螺旋槳與發(fā)動機(jī)獲得良好的配合。

（3）實度(σ)。槳葉面積與螺旋槳旋轉(zhuǎn)面積(πR²)的比值。它的影響與槳葉數(shù)目的影響相似，隨實度增加拉力系數(shù)和功率系數(shù)增大。

（4）槳葉角(β)。槳葉角隨半徑變化，其變化規(guī)律是影響槳工作性能最主要的因素。習(xí)慣上以70%直徑處槳葉角值為該槳槳葉角的名稱值。

（5）螺距。它是槳葉角的另一種表示方法。

（6）幾何螺距(H)。槳葉剖面迎角為零時，槳葉旋轉(zhuǎn)一周所前進(jìn)的距離。它反映了槳葉角的大小，更直接指出螺旋槳的工作特性。槳葉各剖面的幾何螺距可能是不相等的。習(xí)慣上以70%直徑處的幾何螺距做名稱值。國外可按照直徑和螺距訂購螺旋槳。如64/34，表示該槳直徑為60in，幾何螺距為34in。

（7）實際螺距(H_g)。槳葉旋轉(zhuǎn)一周飛機(jī)所前進(jìn)的距離。可用H_g=v/n計算螺旋槳的實際螺距值。可按H=(1.1～1.3)H_g粗略估計該機(jī)所用螺旋槳幾何螺距的數(shù)值。

（8）理論螺距(H_T)。設(shè)計螺旋槳時必須考慮空氣流過螺旋槳時速度增加，流過螺旋槳旋轉(zhuǎn)平面的氣流速度大于飛行速度。因而螺旋槳相對空氣而言所前進(jìn)的距離u2014u2014理論螺距將大于實際螺距。

此前動態(tài)水密試驗多采用飛機(jī)發(fā)動機(jī)直接驅(qū)動，操作人員在駕駛室內(nèi)調(diào)節(jié)螺旋槳轉(zhuǎn)速。如圖7所示。

這種方式由于人為調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)速很難穩(wěn)定，造成風(fēng)速波動；駕駛室會對風(fēng)流形成遮擋，導(dǎo)致風(fēng)速下降；航空燃料較難購買并且價格昂貴。

鑒于采用航空發(fā)動機(jī)的一系列弊端，可采用變頻電機(jī)作為動力源。采用變頻器調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，可以將轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在任意設(shè)定值，也可以改變頻率形成波動變化值；電機(jī)裝在迎風(fēng)側(cè)且截面積較小，不會對風(fēng)流形成很大遮擋；電力清潔無污染，價格便宜，螺旋槳安裝見圖8。