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笔者几年前在设计模型螺旋桨时,用Excel软件将计算桨叶角的函数式一一输入其中,方便地计算出各个截面的桨叶角。在随后另几款桨叶设计时,不过将原先保存的那个Excel文件改了几个数字,添了几个数字,新桨叶的各个截面的桨叶角就瞬间算出了,甚觉方便。现将有关方法介绍如下,供各位参考。
下图是桨叶角的计算图解:θ—气流角,α—迎角,φ—桨叶角,Hθ—实际桨距,Hφ—几何桨距。
其中实际桨距和气流角为我们事先所设定(此例中我们设Hθ=200,α=4°),r表示为所求桨叶角的截面的半径。于是气流角θ=arctgHθ/(2πr),桨叶角φ=θ+α。
以下举例说明。先输入表头:在A1,B1,C1,D1空格里分别输入“截面(r值)”、“气流角θ(弧度)”、“气流角θ(角度)”和“桨叶角Φ”,并调整单元格的宽度到适当。截面不用序号而直接用半径值,一来半径值可作为随后计算的参数,二来今后中间要插入截面也不会让序列打乱。用Excel计算反三角函数,首先得出的是弧度值,所以还得转换成我们熟悉的角度值。顺便在A列表格下依次键入“20”、“40”、“60”、“80”。表明我们将求出半径在20、40、60、80处的桨叶角,见表1。
根据气流角θ=arctgHθ/(2πr),我们在B2单元格键入“=ATAN(200/(2*PI()*A2))”,这里提一下:按照通常四则运算输入大括号、中括号在此反而不能计算,全部用小括号倒可顺利算出,“PI()”在Excel里即指“π”值,回车,刚才的计算式就变成计算值了。见表2、表3。
要将弧度转换成角度于是在C2单元格里键入“=DEGREES(B2)”并回车,见表3、表4。
此文刊载于《航空模型》2008年第四期上 |

桨叶角φ=θ+α,于是我们在D2单元格里键入“=C2+4”再回车,见表4、表5。
至此r20处截面的桨叶角计算好了,我们将B2、C2、D2三格全部选中,把鼠标放到右下角,光标成“+”字形时,按住右键往下拖三行,瞬间各处截面的数值全出来了,见表5、表6。
此时只要在A列表格下键入一个数值(如100),回车。立刻其它各项值同时显出。设计人根据需要可方便计算各个截面的桨叶角,如r为10、30、50、70、90等处的,即使是r值带多位小数,计算一样方便。最后点一下工具栏里的按升序排列图标,表格就会自动整理。Excel还可按要求调整小数位数(工具栏里有图标),笔者将桨叶角的小位调整为两位,见表6。
如要改动实际桨距Hθ(如200改成220),只要双击表中B列最上的数字,该数字又回复到公式,如1.009814211→=ATAN(200/(2*PI()*A2)),将函数式中的200改成220,回车。第一行的所有数值全部改好。此时再选中B2格,将光标移到右下角,成“+”时,按住右键向下一拖,成了。改动迎角的方法相同。
有关相应的公式可在菜单的“插入”→“函数”里找,字母大小写都无碍。
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