作者globalhawk (Cory)
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标题Re: [问题] 高油价时代 飞机通通改成螺旋桨省油
时间Mon Jun 2 18:59:25 2008
其实航空业通通都知道油价会一直涨下去的
(所以应该是没有航空公司天真的认为油价只会高一段时间
而且即使油价不高 航空公司还是会尽量压低成本来增加获利)
耗油的问题大家都有注意到 所以可以看到的现象就是
中长程航机的部份波音跟空中巴士都争相强调自己的新产品有多省油
比如说使用较轻的复合材料 改善机翼设计
跟发动机厂商合作研发燃油效率更高更环保的发动机
甚至是从控制软体下手来达到省油的效果
但是所推出的产品仍然是使用涡轮风扇发动机
而在短程区间客机的市场上
的确可以见到螺旋桨客机翻身了
卖得很好的应该就是很多人熟悉的ATR-72、Dash-8等
涡轮螺旋桨的确比较省油 (而且所需跑道长度通常也较短)
但是螺旋桨本身的一些限制造成螺旋桨没办法输出很大的推进力量
因为螺旋桨本身奖叶的截面积比涡轮风扇小(叶片数少很多嘛)
所以旋转一圈时产生的气流也较小
如果加快螺旋桨的转速来提升气流量 又要考量到桨叶材料所能承受的极限
所以螺旋桨多用在小型而且速度不快的飞机上
前面也有人推文提到了速度问题
螺旋桨因为产生的推力较小，所以通常要搭配升力较大的机翼(不然很难飞起来)
而升力大的机翼在高速下阻力也就较大 所以飞不快
除非是使用可变机翼或是更复杂的襟翼系统来克服 但是这样重量会大增(油耗也会)
如果将来可以自己变形的聪明材料研发成功 也许会改观 不过还很早吧
另一方面 旅客能忍受待在机舱里的时间通常是有限的
会交由航空运输的货物 通常也都是讲求时效性的
所以答案就很明显了 中长程民航机还是不能飞太慢
飞行时间长了 会拖延货物的时效性 对客机乘客的服务成本跟着提高
(多准备餐点 组员人数增加 ... 之类的) <=载重增加 油耗也是增加的
因此才会造成中长程客机仍然使用涡轮风扇发动机
而短程区间客机则因为航程短 飞较慢只会增加一点点的飞行时间
不会因为飞行时间拉长而增加额外成本
所以现在市场上几款设计好受欢迎的螺旋桨区间客机销售都不错
国内的航线的部份 有螺旋桨客机的业者也多用螺旋桨客机飞航了
另外对於螺旋桨飞机目前都使用涡轮螺旋桨的原因部份
除了往复式引擎体积大、重量重、维护成本高外
还有一个原因就是在输出功率大过一定程度的场合下
燃气涡轮的效率会大於往复式内燃机
(turbo-prop.使用的涡轮较接近燃气涡轮 讲求的是把燃烧产生的气体转换成转动的力量
而不是像turbo-jet讲求气体喷出去的速度)
而飞机就是需要很大引擎率输出功率的东西之一
这点对於一些较新建造的轮船(或是军舰)会采用燃气涡轮取代往复式内燃机也是样的道理
此外 喷射机的部份
从最早的turbo-jet、low bypass ratio turbo-fan
到目前广为使用的high bypass ratio turbo-fan
涡轮风扇的旁通比不断提高为了就是要提升燃油效率减少油耗
(bypass的部份其实就跟螺旋桨差不多 空气吸进来 压缩後吹出去)
甚至已经有开始发展ultra-high bypass ratio turbo-fan
所以对於涡轮风扇耗油量的减少 还是可以期待的
感谢读完 ^^" 如果有错请指正
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◆ From: 218.167.161.247
※ 编辑: globalhawk 来自: 218.167.161.247 (06/02 19:31)
1F：推 ewings:若用旁通比来看,螺桨的理论旁通比可是破百的 06/02 20:06
2F：→ ewings:大飞机用螺桨也不是没有,苏联人就推出螺桨板IL-76 06/02 20:07
3F：→ ewings:熊式轰炸机的大小不输B-52，速度也和B-52差不多 06/02 20:08
4F：推 Chiardy:低高度涡轮螺旋桨胜，高高度纯喷射胜，中高度和操作高度的 06/02 21:05
5F：→ Chiardy:弹性则是涡轮扇叶胜，所以....就决定是你了，涡轮扇叶～～ 06/02 21:07
6F：推 MichaelHsin:propfan 总是让我感觉有当血滴子的潜力 XD 06/02 21:09
7F：推 ronkil:推血滴子，另外prob飞机的速度限制有一说法是在於prob本身 06/02 23:58
8F：→ ronkil:当飞机到某一速度时，相对气流会呈负攻角，而这也是螺旋桨 06/03 00:01
9F：推 ronkil:为什麽会有twist扭转的原因..(上面是说对於prob的相对气流) 06/03 00:04
10F：推 ronkil:用CL大的机翼而Cd增加所以飞不快，感觉不是主因 06/03 00:10
11F：→ ronkil:为何prob有这限制而turbo-fan却不受限....(但是turbo-fan 06/03 00:18
12F：→ ronkil:的风扇也是有twist)有看过书上是说因为fan比较密集的原故 06/03 00:19
13F：→ ronkil:这可能要请对流力有研究的大大来解答了 06/03 00:20
14F：推 soonga:螺桨有如小型的机翼，以正攻角划过空气，产生升力，对机体 06/03 22:56
15F：→ soonga:而言就是所谓的推力。当空速增加时，螺桨攻角会逐渐减少， 06/03 22:58
16F：→ soonga:造成（升）推力损失。常见补救的办法是提高转速、可变螺距 06/03 23:01
17F：推 soonga:。但提高转速会有supersonic local flow，螺距也不可能无限 06/03 23:06
18F：→ soonga:改变。以致於先天上螺桨有空速的限制。Turbofan将空气後加 06/03 23:08
19F：→ soonga:速排出，没有螺桨依赖升力的缺点。 06/03 23:10
20F：推 ronkil:感谢s大解答，但我想问的正是为何turbo-fan的fan不会有 06/05 04:46
21F：→ ronkil:AOA随飞机空速增加而减少，也不会有提高转速後产生局部超音 06/05 04:49
22F：→ ronkil:速流产生的状况?? 难道是inlet-duct扩散管的减速增压效果? 06/05 04:51
23F：→ ronkil:又或是turbo fan的转速不及prob那麽快? 06/05 04:56
24F：→ ronkil:但我这两种想法又不可能，inlet duct扩散效果不大 06/05 04:58
25F：→ ronkil:而fan(N1)的转速应该是大於prob(N1经过减速齿轮) 06/05 05:00
26F：推 soonga:根据GE ENGINE 101的说法，FAN的功用是将空气加速後推来产 06/05 11:15
27F：→ soonga:生推力。因为这是FAN和PROP根本上不同之处，因此AOA不是推 06/05 11:18
28F：→ soonga:力的成因。至於FAN是如何将空气往後推，还有请其他的大大解 06/05 11:19
29F：→ soonga:惑。 06/05 11:19
30F：推 Chiardy:不就是大型多片的电风扇吗？ 06/05 19:17
31F：推 soonga:哈哈哈～一语惊醒梦中人 06/06 02:06