船用可調(diào)螺距側(cè)向推進器起草單位

《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器

用于推動船艇運動的裝置。陸軍船艇推進器主要有螺旋槳推進器和噴水推進器兩種。

螺旋槳推進器 簡稱螺旋槳。螺旋槳安裝在船艇尾部水線以下的推進軸上，由主機帶動推進軸一起轉(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。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)的曲柄連桿機構(gòu)帶動槳葉轉(zhuǎn)動，在不改變推進軸的轉(zhuǎn)速和運轉(zhuǎn)方向的情況下，改變槳葉的角度，即可改變推進器的推進功率和推進方向。螺旋槳構(gòu)造簡單，工作可靠，效率較高，是船艇的主要推進器。現(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。

噴水推進器 由水泵、吸水管道和噴水管道組成(見圖2)。前進時，水泵自船底吸水管道吸進水流，從噴水管道高速噴出，獲得水流的反作用力，推動船艇前進。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，在不改變主機旋轉(zhuǎn)方向的情況下使船艇倒航。噴水推進器具有良好的淺水推進效率和操縱性能，較低的噪聲和振動，是淺水船艇采用較多的推進裝置。

圖1 固定螺距螺旋槳示意圖

圖2 噴水推進器示意圖

矢量推進器

廣義上可以指所有采用推力矢量技術(shù)的推進器，狹義上一般指飛行器上采用推力矢量技術(shù)的推進器。簡而言之，推力矢量技術(shù)就是通過偏轉(zhuǎn)發(fā)動機噴流的方向,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，一般的飛機上，推力都順飛機軸線朝前，方向并不能改變，所以我們?yōu)榱藦娬{(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，發(fā)動機的噴流都是與飛機的軸線重合的，產(chǎn)生的推力也沿軸線向前，這種情況下發(fā)動機的推力只是用于克服飛機所受到的阻力，提供飛機加速的動力。

采用推力矢量技術(shù)的飛機，則是通過噴管偏轉(zhuǎn)，利用發(fā)動機產(chǎn)生的推力，獲得多余的控制力矩，實現(xiàn)飛機的姿態(tài)控制。其突出特點是控制力矩與發(fā)動機緊密相關(guān)，而不受飛機本身姿態(tài)的影響。因此，可以保證在飛機作低速、大攻角機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機動。第四代戰(zhàn)斗機要求飛機要具有過失速機動能力，即大迎角下的機動能力。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)斗機戰(zhàn)術(shù)、技術(shù)要求的必然選擇。

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

然而當(dāng)飛機采用了推力矢量之后，發(fā)動機噴管上下偏轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的推力不再通過飛機的重心，產(chǎn)生了繞飛機重心的俯仰力距，這時推力就發(fā)揮了和飛機操縱面一樣的作用。由于推力的產(chǎn)生只與發(fā)動機有關(guān)系，這樣就算飛機的迎角超過了失速迎角，推力仍然能夠提供力矩使飛機配平，只要機翼還能產(chǎn)生足夠大的升力，飛機就能繼續(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)斗機由于具有了過失速機動能力，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)的飛機不僅其機動性大大提高，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的離地和接地速度，縮短飛機的滑跑距離。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的俯仰力矩，還能夠提供偏航力矩，這就是全矢量飛機。

推力矢量技術(shù)的運用提高了飛機的控制效率，使飛機的氣動控制面，例如垂尾和立尾可以大大縮小，從而飛機的重量可以減輕。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)是一項綜合性很強的技術(shù)，它包括推力轉(zhuǎn)向噴管技術(shù)和飛機機體/推進/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技術(shù)的各自代表機種。