程鈺鋒，鄭小梅，脫 偉，董立偉，何秀然

(北京航空工程技術(shù)研究中心，北京 100076)

0 引言

涵道螺旋槳是指被涵道包圍的螺旋槳，與普通螺旋槳相比，具有氣動(dòng)效率高、安全性能好的特點(diǎn)。涵道螺旋槳出現(xiàn)于20世紀(jì)50年代，主要應(yīng)用于地效飛行器、氣墊船、直升機(jī)尾槳、無人機(jī)動(dòng)力裝置等。涵道螺旋槳?dú)鈩?dòng)性能的研究是涵道螺旋槳?jiǎng)恿ο到y(tǒng)研制工作的關(guān)鍵，國(guó)內(nèi)外許多專家學(xué)者都采用計(jì)算流體力學(xué)(CFD)技術(shù)研究了螺旋槳的氣動(dòng)性能，取得了很多有意義的成果。

20世紀(jì)80年代開始，許多研究以歐拉方程和N-S方程來求解旋翼流場(chǎng)。我國(guó)的研究工作始于90年代。近年來，西工大宋文萍團(tuán)隊(duì)采用雷諾平均N-S方程和嵌套網(wǎng)格技術(shù)對(duì)螺旋槳旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了比較多的研究。由于螺旋槳和旋翼流場(chǎng)的復(fù)雜性，螺旋槳、旋翼CFD技術(shù)總體落后于固定翼CFD技術(shù)，對(duì)涵道螺旋槳的研究相對(duì)更少。王曉峰建立了涵道螺旋槳強(qiáng)度分布計(jì)算模型，用強(qiáng)度分布計(jì)算模型代替最小能量損失設(shè)計(jì)方法中的Prandtl動(dòng)量損失因子，建立了一套涵道螺旋槳工廠設(shè)計(jì)方法。劉沛清詳細(xì)推導(dǎo)了涵道螺旋槳的片條理論計(jì)算公式，并以某型直升機(jī)尾槳為例計(jì)算了螺旋槳拉力和功率變化曲線。許和勇基于非結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)嵌套網(wǎng)格方法，對(duì)涵道螺旋槳與普通螺旋槳的氣動(dòng)特性進(jìn)行了非定常數(shù)值模擬。

目前文獻(xiàn)資料對(duì)涵道作用結(jié)果的闡述比較多，對(duì)涵道螺旋槳三維旋轉(zhuǎn)流場(chǎng)細(xì)節(jié)的研究比較少。本文基于滑移網(wǎng)格模型，通過求解三維非定常N-S方程，詳細(xì)分析了普通螺旋槳與涵道螺旋槳的推力、壓力、流線等分布規(guī)律，研究了涵道氣動(dòng)機(jī)理，結(jié)果合理，可以用于涵道螺旋槳的設(shè)計(jì)和研究。

1 數(shù)學(xué)模型

1.1 控制方程

對(duì)于N-S方程，連續(xù)方程、動(dòng)力方程和能量方程的通用形式可以寫成如下形式。

(1)

其中：

ρ

是氣體密度，

U

是速度矢量，

φ

是通用變量，

Γ

是廣義擴(kuò)散系數(shù)，

S

是廣義源項(xiàng)。對(duì)于連續(xù)方程、動(dòng)力方程和能量方程，

φ

分別為1、

u

和

T

；

Γ

分別為0、

μ

和

k/c

；

S

分別為0、-?

p/

?

x

和

S

。

u

是速度分量，

T

是溫度，

μ

是粘性，

k

是流體的傳熱系數(shù)，

c

是比熱容，

S

是粘性耗散項(xiàng)，即流體的內(nèi)熱源及由于粘性作用流體機(jī)械能轉(zhuǎn)換為熱能的部分。

理想氣體狀態(tài)方程為：

p

=

ρRT

(2)

式中

R

是氣體常數(shù)。

1.2 湍流模型

Realizable

k

-

ε

湍流模型是基于

k

-

ε

標(biāo)準(zhǔn)兩方程的湍流模型，采用一種叫做重正規(guī)化群的數(shù)學(xué)方法對(duì)N-S方程進(jìn)行暫態(tài)推理得到的改進(jìn)型

k

-

ε

兩方程湍流模型。它是由V.Yakhot和S.A.Orszag于1986年提出并逐步完善的。其基本思想是認(rèn)為，在流場(chǎng)中小渦是各項(xiàng)同性的，處于統(tǒng)計(jì)定常的和統(tǒng)計(jì)平衡的狀態(tài)。忽略了浮力湍動(dòng)能的Realizable

k

-

ε

湍流模型的輸運(yùn)方程如下：

G

-

Y

-

ρε

(3)

(4)

其中：

k

是湍流動(dòng)能，

ε

是湍流耗散率；

u

是速度分量，

x

是坐標(biāo)分量；

α

=

α

=1.393分別是Prandtl數(shù)對(duì)

k

和

ε

的反饋?zhàn)饔孟禂?shù)；

u

是有效粘性系數(shù)，

G

是由平均速度梯度引起的湍動(dòng)能；

Y

是由于可壓縮湍流脈動(dòng)膨脹對(duì)總的耗散率的影響；

C

1=1.42、

C

2=1.68是經(jīng)驗(yàn)常數(shù)；

R

是湍流模型中數(shù)的解析項(xiàng)。

μ

=

μ

+

μ

=

μ

+

ρC

k

/ε

(5)

(6)

式中：

C

=0.0845；

η

=4.38；

β

=0.012；

η

=

Sk/ε

，

S

是漩渦大小。由上可知，Realizable

k

-

ε

湍流模型考慮了低雷諾數(shù)流動(dòng)粘性，改進(jìn)了標(biāo)準(zhǔn)

k

-

ε

模型的高雷諾數(shù)性質(zhì)，并且提供了Prandtl數(shù)的解析公式，考慮了湍流漩渦，因此更加適合于雷諾數(shù)不是很高和帶有強(qiáng)漩渦運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的數(shù)值仿真。

1.3 計(jì)算方法

采用耦合求解器，首先同時(shí)求解連續(xù)方程、動(dòng)力方程和能量方程，然后求解湍流方程。耦合算法的流場(chǎng)比較簡(jiǎn)單，如圖1所示。在耦合算法中使用隱式格式，即通過求解方程組的形式求解流場(chǎng)變量，它是使用塊Gauss-Seidel法與AMG法(Algebraic Multi-Grid，代數(shù)多重網(wǎng)格法)聯(lián)合完成的。

圖1 耦合算法流程圖

采用二階精度的有限體積AUSM(Advection Upstream Splitting Method)離散格式對(duì)粘性流體的控制方程和湍流方程進(jìn)行空間離散。AUSM格式是20世紀(jì)90年代Liou和Stefen提出并完善的高分辨率迎風(fēng)格式，融合了FVS穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)和FDS高分辨率的優(yōu)點(diǎn)，具有良好的數(shù)值穩(wěn)定性和較高的間斷分辨率。其基本思想是認(rèn)為對(duì)流波的傳播與聲波的傳播是物理上不同的過程，前者與特征速度呈線性關(guān)系，后者與特征速度+和-有非線性關(guān)系，將無粘通量分解為對(duì)流通量和壓力通量。詳見文獻(xiàn)[12]。

1.4 滑移網(wǎng)格模型

滑移網(wǎng)格是在動(dòng)參考系模型和混合面法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，常用于風(fēng)車、轉(zhuǎn)子、螺旋槳等運(yùn)動(dòng)的仿真研究。在滑動(dòng)網(wǎng)格模型計(jì)算中，流場(chǎng)中至少存在兩個(gè)網(wǎng)格區(qū)域，每一個(gè)區(qū)域都必須有一個(gè)網(wǎng)格界面與其他區(qū)域連接在一起。網(wǎng)格區(qū)域之間沿界面做相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在選取網(wǎng)格界面時(shí)，必須保證界面兩側(cè)都是流體區(qū)域。

滑動(dòng)網(wǎng)格模型允許相鄰網(wǎng)格間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而且網(wǎng)格界面上的節(jié)點(diǎn)無需對(duì)齊，即網(wǎng)格交界面是非正則的。在使用滑動(dòng)網(wǎng)格模型時(shí)，計(jì)算網(wǎng)格界面上的通量需要考慮到相鄰網(wǎng)格間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，以及由運(yùn)動(dòng)形成的重疊區(qū)域的變化過程。

兩個(gè)網(wǎng)格界面相互重合部分形成的區(qū)域被稱為內(nèi)部區(qū)域，即兩側(cè)均為流體的區(qū)域；而不重合的部分則被稱為“壁面”區(qū)域(如果流場(chǎng)是周期性流場(chǎng)，則不重合的部分被稱為周期區(qū)域)。在實(shí)際的計(jì)算過程中，每迭代一次就需要重新確定一次網(wǎng)格界面的重疊區(qū)域。流場(chǎng)變量穿過界面的通量是用內(nèi)部區(qū)域計(jì)算的，而不是用交界面上網(wǎng)格計(jì)算。

下面，通過一個(gè)簡(jiǎn)單的例子說明滑移網(wǎng)格是如何計(jì)算界面信息的。圖4是二維網(wǎng)格分界面示意圖，界面區(qū)域由面A-B、B-C、D-E和面E-F 構(gòu)成。交界區(qū)域可以分為a-d、d-b、b-e等。處于兩個(gè)區(qū)域重合部分的面為d-b、b-e和e-c，構(gòu)成內(nèi)部區(qū)域，其他的面(a-d、c-f)則為成對(duì)的壁面區(qū)域。如果要計(jì)算穿過區(qū)域IV的流量，用面d-b和面b-e面代替面D-E，并分別計(jì)算從I和III流入IV的流量。

圖2 二維網(wǎng)格分界面示意圖

本文所用計(jì)算模型，在文獻(xiàn)[13,14]中已經(jīng)得到驗(yàn)證，這里不再驗(yàn)證。

2 螺旋槳模型及網(wǎng)格

本文以某涵道螺旋槳為例，槳葉數(shù)為6，槳轂簡(jiǎn)化為一個(gè)長(zhǎng)0.3 m、直徑0.682 m的圓柱體。為了更好地比較涵道螺旋槳與普通螺旋槳之間的氣動(dòng)差別，選用的普通螺旋槳即為涵道螺旋槳除去涵道之后的螺旋槳。

滑移網(wǎng)格模型允許相鄰網(wǎng)格之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而且網(wǎng)格界面上的點(diǎn)無需對(duì)齊，即網(wǎng)格是非正則的。利用這一特點(diǎn)，可以更好地分布網(wǎng)格的疏密度，既保證了計(jì)算流場(chǎng)所需要網(wǎng)格數(shù)又使網(wǎng)格總數(shù)減小，從而節(jié)約計(jì)算資源。

基于此，本文將計(jì)算區(qū)域分為旋轉(zhuǎn)區(qū)域和非旋轉(zhuǎn)區(qū)域兩個(gè)部分：旋轉(zhuǎn)區(qū)域包含螺旋槳，螺旋槳表面網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)間距離為1 mm，網(wǎng)格總數(shù)約為200萬；非旋轉(zhuǎn)區(qū)域采用結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，并加密靠近螺旋槳部分，網(wǎng)格總數(shù)約為60萬。

計(jì)算區(qū)域是一個(gè)長(zhǎng)8

D

、直徑5

D

的圓柱體，

D

為涵道直徑。速度入口距槳盤3

D

，給定氣流速度及總溫；壓力出口距槳盤5

D

，給定總溫和總壓；遠(yuǎn)場(chǎng)距螺旋槳轉(zhuǎn)軸2.5

D

，給定氣流速度、總壓及總溫；螺旋槳在海平面運(yùn)轉(zhuǎn)。圖3是螺旋槳表面網(wǎng)格和計(jì)算區(qū)域網(wǎng)格。

圖3 螺旋槳和計(jì)算區(qū)域

3 仿真結(jié)果及分析

通過比較普通螺旋槳流場(chǎng)與涵道螺旋槳流場(chǎng)之間的差別，分析涵道螺旋槳?dú)鈩?dòng)特性。螺旋槳運(yùn)動(dòng)環(huán)境是地面狀態(tài)，環(huán)境壓力為101325 Pa，螺旋槳轉(zhuǎn)速為19.45rpm，前進(jìn)速度為50kn船速。

表2是普通螺旋槳和涵道螺旋槳拉力系數(shù)的比較。拉力系數(shù)計(jì)算公式為

C

=

T/ρn

D

。涵道螺旋槳拉力等于螺旋槳拉力和涵道推力之和。由表1可見，在涵道螺旋槳總拉力系數(shù)中，涵道推力所占比例為29.48

%

，可見涵道產(chǎn)生了相當(dāng)大的附加推力。比較普通螺旋槳與涵道螺旋槳拉力系數(shù)可見，涵道螺旋槳總拉力系數(shù)大于普通螺旋槳，但螺旋槳產(chǎn)生的拉力小于普通螺旋槳。

表1 拉力系數(shù)的比較

計(jì)算拉力和扭矩，得到普通螺旋槳拉力和扭矩分別為52600 N和44549 N·m，涵道螺旋槳總拉力和總扭矩分別為58305 N和42320 N·m?？梢?，涵道螺旋槳總拉力大于普通螺旋槳，并且涵道螺旋槳總扭矩小于普通螺旋槳，因此涵道螺旋槳的氣動(dòng)效率大于普通螺旋槳。

圖4是普通螺旋槳與涵道螺旋槳壓力分布云圖的比較。由壓力分布云圖可見，槳葉背風(fēng)面(槳葉下表面，下同)槳根部位壓力小，槳尖部位壓力大，葉素前緣有高壓區(qū)域；迎風(fēng)面(槳葉上表面，下同)壓力分布規(guī)律與迎風(fēng)面壓力分布規(guī)律相反，槳根部位壓力較大，槳尖部位壓力較小，葉素前緣有低壓區(qū)域。普通螺旋槳背風(fēng)面壓力大于涵道螺旋槳，迎風(fēng)面壓力小于涵道螺旋槳。由于螺旋槳拉力為背風(fēng)面壓力與迎風(fēng)面壓力之差，所以普通螺旋槳產(chǎn)生的拉力大于涵道螺旋槳。計(jì)算結(jié)果是拉力分別為52600 N和41116 N。

圖4 普通螺旋槳與涵道螺旋槳壓力分布云圖

圖5是

z

=0截面即對(duì)稱面上壓力分布云圖的比較，其中黑線為螺旋槳槳盤位置。由圖可見，與普通螺旋槳相比，涵道螺旋槳的特點(diǎn)主要在于：①螺旋槳槳盤前面會(huì)產(chǎn)生一個(gè)負(fù)壓區(qū)，涵道螺旋槳產(chǎn)生的負(fù)壓區(qū)大于普通螺旋槳；②螺旋槳槳盤后壓力大于槳盤前壓力，所以會(huì)產(chǎn)生壓差推力，分布規(guī)律是槳根部位壓力小，沿槳徑方向逐漸增大，槳尖部位壓力大，涵道螺旋槳槳盤后槳根部位低壓區(qū)大于普通螺旋槳，槳尖部位高壓區(qū)小于普通螺旋槳，所以涵道螺旋槳產(chǎn)生的拉力小于普通螺旋槳；③涵道前緣入口區(qū)域產(chǎn)生了較大的負(fù)壓區(qū)，涵道外壁和內(nèi)壁后半段壓力大于前緣負(fù)壓區(qū)壓力值，所以涵道會(huì)產(chǎn)生一定量的附加推力；④涵道出口截面以后流場(chǎng)分布規(guī)律是越靠近槳軸壓力越小，涵道螺旋槳壓力小的區(qū)域迅速減小，所以壓力大的區(qū)域大于普通螺旋槳，因此從氣體動(dòng)力學(xué)推力與反推力上可以看出，涵道螺旋槳產(chǎn)生的總推力大于普通螺旋槳，其原因?qū)⒃趫D8的分析中詳細(xì)闡述。

圖5 普通螺旋槳與涵道螺旋槳壓力分布云圖的比較

圖6是

x

=0的截面即螺旋槳槳盤所在截面的壓力分布云圖和流線分布比較圖，速度流線由速度在

xyz

三個(gè)坐標(biāo)下的分量決定。由壓力分布云圖可見，螺旋槳迎風(fēng)面壓力小，背風(fēng)面壓力大。正是這種壓差的存在，使得螺旋槳能夠產(chǎn)生向前的推力。普通螺旋槳背風(fēng)面高壓區(qū)域大于涵道螺旋槳，而涵道螺旋槳迎風(fēng)面低壓區(qū)域大于普通螺旋槳，所以普通螺旋槳能夠產(chǎn)生更大的壓力。在螺旋槳槳盤所在截面，速度流線與旋轉(zhuǎn)方向一致。由圖6(a)可見，普通螺旋槳槳盤截面流線起于槳葉背風(fēng)面，終于下一個(gè)槳葉迎風(fēng)面。由圖6(b)可見，涵道螺旋槳槳盤截面流線比較復(fù)雜，同樣起于槳葉背風(fēng)面，在槳根部位約為

r

<0.5

R

的區(qū)域同樣終于下一個(gè)槳葉迎風(fēng)面。由于迎風(fēng)面槳尖附件存在一個(gè)低壓區(qū)域，所以速度方向發(fā)生變化而向槳根流去，在約為

r

=0.5

R

處終止于下一個(gè)槳葉迎風(fēng)面。

將圖6(a)、(b)黑色圓圈部位放大得到圖6(c)、(d)，分析槳尖部位流線分布規(guī)律。由圖6(c)可見，在普通螺旋槳槳尖部位，發(fā)生了繞流現(xiàn)象，由槳葉背風(fēng)面起的流線沒有流向下一個(gè)槳葉迎風(fēng)面，而是繞過槳尖流向本槳葉迎風(fēng)面，形成了一個(gè)非常明顯的槳尖渦。由圖6(d)可見，在涵道螺旋槳槳尖部位沒有發(fā)生繞流現(xiàn)象，與普通螺旋槳不同，沒有槳尖渦。螺旋槳槳尖渦的存在與機(jī)翼中翼尖渦相同，其本質(zhì)是消耗能量。槳尖渦引氣的三維效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致槳尖附件葉素的有效攻角減小，從而降低升阻比。而螺旋槳效率主要取決于葉素升力方向，如果升力方向更多地偏向于推力方向，則螺旋槳效率高，所以升阻比減小會(huì)使得推力減小，螺旋槳?dú)鈩?dòng)效率降低?？梢?，涵道改變了螺旋槳槳尖繞流特性，消除了槳尖分離渦，使得螺旋槳的氣動(dòng)載荷減小，增大槳尖部位葉素升阻比，提高槳尖部位氣動(dòng)效率。

圖6 壓力分布云圖與流線比較圖

圖7是不同截面葉素壓力分布與流線分布比較圖。由于本文所取仿真結(jié)果為2000個(gè)時(shí)間步，所以此時(shí)

z

等于1 m、1.5 m、1.8 m的截面不等于螺旋槳半徑為1 m、1.5 m、1.8 m的截面。這里所取的是該狀態(tài)下螺旋槳槳尖部位，葉素弦長(zhǎng)越小表明越靠近槳尖。由圖可見，普通螺旋槳葉素表面產(chǎn)生了分離渦，而且越靠近槳尖分離渦越大；涵道螺旋槳葉素沒有發(fā)生分離現(xiàn)象。說明涵道有效抑制了葉素背風(fēng)面氣流分離現(xiàn)象，同樣會(huì)減小阻力，提高葉素升阻比，提高葉素氣動(dòng)性能，從而提高螺旋槳?dú)鈩?dòng)效率。

圖7 不同截面壓力分布與流線分布比較圖

圖8是不同截面速度分布與流線分布比較圖。由圖可見，由于螺旋槳的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，槳盤前進(jìn)速度比螺旋槳前進(jìn)速度大，涵道螺旋槳的影響范圍大于普通螺旋槳。在槳盤后面形成了滑流區(qū)域，涵道螺旋槳的滑流速度略小于普通螺旋槳，表明涵道改變了螺旋槳下游的滑流狀態(tài)，減小了滑流速度，這與文獻(xiàn)[15]的觀點(diǎn)一致。

圖8 不同截面速度分布與流線分布比較圖

由螺旋槳?jiǎng)恿慷ɡ砜芍菪龢屏τ?jì)算公式為

T

= 0.5

AρV

(

b

+2

b

)，其中

A

是槳盤面積，

ρ

是氣體密度，

V

是軸向速度，

b

是滑流區(qū)速度與來流速度增量，即滑流區(qū)速度

V

=(1+

b

)

V

?？梢姡鲄^(qū)速度減小，螺旋槳產(chǎn)生的推力減小。螺旋槳理想效率由滑流損失決定?；鲹p失就是螺旋槳滑流區(qū)氣流所帶走的機(jī)械能。由螺旋槳?jiǎng)恿慷ɡ砜芍鲹p失Δ

E

=0.5

TV

b

，聯(lián)系推力公式可知，滑流速度增大，滑流損失相應(yīng)增大，即螺旋槳?dú)鈩?dòng)效率降低。

綜上，涵道的存在使得螺旋槳滑流速度減小，使得螺旋槳產(chǎn)生的推力減小，同時(shí)降低了滑流損失，即涵道減小了螺旋槳推力，提高了螺旋槳?dú)鈩?dòng)效率?？梢姡赖拇嬖趯?duì)螺旋槳產(chǎn)生的推力和效率是矛盾的。但涵道減小的滑流動(dòng)能損失被涵道吸收轉(zhuǎn)化為涵道壓力能，產(chǎn)生涵道附加推力，因此涵道螺旋槳產(chǎn)生的總推力和總氣動(dòng)效率大于普通螺旋槳。

由流線分布圖可見，在非對(duì)稱面上流線發(fā)生了扭轉(zhuǎn)，這是由于滑流區(qū)域存在環(huán)向誘導(dǎo)速度。比較普通螺旋槳和涵道螺旋槳流線扭轉(zhuǎn)情況可知，在相同位置的截面上，普通螺旋槳流線扭轉(zhuǎn)更大。在x為1.8 m的截面上，普通螺旋槳中心點(diǎn)起始的流線發(fā)生扭轉(zhuǎn)，且與滑流邊界交接點(diǎn)在1 m左右。同樣兩個(gè)位置的截面上涵道螺旋槳中心點(diǎn)起始的流線發(fā)生扭轉(zhuǎn)，且與滑流邊界交接點(diǎn)在4 m左右。說明，涵道減小了螺旋槳滑流區(qū)的環(huán)向誘導(dǎo)速度。

在螺旋槳滑流區(qū)域，因氣流存在環(huán)向誘導(dǎo)速度即存在旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象，所以必須要有相應(yīng)的離心力對(duì)氣體發(fā)生作用，這會(huì)使得滑流區(qū)靜壓力減小，增大滑流損失，使得螺旋槳機(jī)械能轉(zhuǎn)化的壓力能減小，從而使得螺旋槳?dú)鈩?dòng)效率降低。誘導(dǎo)速度越大，所需要的離心力越大，引起的滑流區(qū)域靜壓減小越大，滑流損失越大，螺旋槳?dú)鈩?dòng)效率越低。

綜上，涵道螺旋槳減小了螺旋槳滑流區(qū)的環(huán)形誘導(dǎo)速度，從而減小了滑流區(qū)靜壓損失。這就是圖5所示普通螺旋槳滑流區(qū)域靜壓小于涵道螺旋槳滑流區(qū)域靜壓的原因。由于能量損失減小了，所以提高了螺旋槳?dú)鈩?dòng)效率。

4 結(jié)論

本文基于滑移網(wǎng)格模型，考慮Realizable

k

-

ε

湍流模型，求解三維非定常N-S方程。通過比較普通螺旋槳?dú)鈩?dòng)特性與涵道螺旋槳推力、壓力、流線等分布規(guī)律，分析了涵道螺旋槳的氣動(dòng)特性。主要結(jié)論如下：

1)涵道使得螺旋槳迎風(fēng)面壓力變小，背風(fēng)面壓力變大，所以由螺旋槳產(chǎn)生的拉力減?。坏狼熬壢肟趨^(qū)域產(chǎn)生了較大的負(fù)壓區(qū)，涵道外壁和內(nèi)壁后半段壓力大于前緣負(fù)壓區(qū)壓力值，涵道會(huì)產(chǎn)生一定量的附加推力；所以涵道螺旋槳總拉力大于普通螺旋槳，且涵道螺旋槳總扭矩小于普通螺旋槳，因此涵道螺旋槳?dú)鈩?dòng)效率大于普通螺旋槳。

2)涵道提高螺旋槳?dú)鈩?dòng)效率的氣動(dòng)機(jī)理主要有以下三點(diǎn)：①減小了滑流速度，降低了滑流損失，同時(shí)使得螺旋槳產(chǎn)生的推力減小，但涵道本身產(chǎn)生的推力使得涵道螺旋槳總推力大于普通螺旋槳總推力；②涵道減小了滑流區(qū)域環(huán)向誘導(dǎo)速度，從而減小了滑流區(qū)靜壓損失；③涵道改變了螺旋槳槳尖繞流特性，消除了槳尖分離渦，且消除了槳尖區(qū)域葉素表面分離渦，增大槳尖部位葉素升阻比。