1樓：Aeroergy
我看了一下高讚有的說法是很有問題的。這個問題實在是有太多的相似問題了。
螺旋槳飛機無法接近音速，部分原因是槳尖速度難以超過音速，超音速噴氣機的壓氣機扇葉尖端就不會超音速嗎？
螺旋槳飛機如果動力足夠，能否超音速？
其相似問題的高讚說法也有問題，不是很正確。
似乎根本就沒有乙個人同時學過透平機械原理和螺旋槳原理。
看了一下都是一些沒有學過螺旋槳原理的飛動本科或研究生，強行按照透平機械原理回答問題。
因此在放假最後幾天來詳細說明一下這個問題。答完這幾個問題，我基本就可以回去拼命加班了
首先需要端正乙個認識：
1螺旋槳是螺旋槳，發動機是發動機。
2螺旋槳不是什麼壓氣機、渦輪之類的透平機械。（雖然很多透平機械原理課程上PPT把螺旋槳、電風扇、風力機放進課件裡面，嚴格來說那是不對的）
對於第一問題的理解：
螺旋槳飛機的一般原理：往復式或其他內燃機將燃料化學能轉化為軸功，螺旋槳將轉矩轉化為拉力。當然內燃機的排氣也會像噴氣式飛機那樣提供一部分前進的動力，但是比較少。
噴氣飛機原理：燃氣輪機將化學能轉化為流體的機械能和內能。最後動能高速噴出提供動力。
這樣來看螺旋槳是發動機之外的部件，壓氣機是發動機的一部分。一開始這樣比較就有問題。
這麼來說兩者要是比較效率，完全就是關公戰秦瓊，根本就不是一碼事。
螺旋槳效率定義
壓氣機效率定義
對於第二問題的理解：
螺旋槳起到的作用是增大流體軸向的動量，軸向動量的變化是飛機前進的動力的關鍵。目的就是要增大流體螺旋槳後的軸向動量。
螺旋槳前後速度變化
壓氣機是將軸功用來提高流體壓氣機的壓力的裝置。這裡的目的就是提高流體壓力，因此出口速度低一些更好。這樣有利於提高布雷頓迴圈效率。
壓氣機前後的軸向速度變化是比較小的，而且一般出口還要小於進口。
壓氣機前後軸向速度變化
螺旋槳飛機是否可以超音速？答案是可以，但是超音速飛行並不是它的強項。
首先明確激波到底是什麼鬼
其實就是超音速氣流（考慮旋轉牽連速度的相對座標系下）撞擊到了障礙物，氣流速度會減小，壓力公升高，出現這樣乙個突然的轉變
這裡就說了激波後的氣流速度會減小，顯然這不利於增大提高經過螺旋槳後氣流速度的原則，此外激波出現往往意味著激波阻力。
但是如果我們採用超臨界翼型，馬刀形，後掠技術可以減小激波強度
因此還是可以實現螺旋槳葉尖區域性超音速的，至於全葉片都超音速那是很困難的。
壓氣機就是為了提高流體壓力，顯然激波出現之後流體壓力得到了提高，對其來說是一件好事啊
雖然有激波損失，但是增壓能力更強了啊
以上就是兩者的根本區別，很多答主的答案看得我莫名其妙，結果知乎收錄
關於螺旋槳和壓氣機的差別科普：
1葉片數對效率的影響
螺旋槳按道理說是葉片數越少效率越高（所以家用電風扇葉片只有3）。因為設計時葉片數取得少，螺旋槳直徑就設計得越大，螺旋槳面積越大效率就越高。
螺旋槳效率影響因素
壓氣機一般是葉片越多越好。這樣越不容易發生邊界層分離
風扇有幾片扇葉怎麼設計的，家電風扇三片，排風扇 5-8 片，抽油煙機十幾片，渦扇幾十片？ - Aeroergy的回答 - 知乎
風扇有幾片扇葉怎麼設計的，家電風扇三片，排風扇 5-8 片，抽油煙機十幾片，渦扇幾十片？
2控制方程和設計方法
螺旋槳一般是採用軸向動量理論+葉素理論或者是渦流理論設計
壓氣機一般是角動量方程+落後角經驗公式。葉片之間相互作用更強，所以經驗性強一些
2樓：
壓氣機槳葉直徑大，但是旋轉速度慢，進氣被進氣道減速為亞音速，所以實際尖端速度不算高。
渦輪轉速快，但是直徑小，且高溫高壓氣體的音速會提高，尖端速度也不會大幅超過音速。
二戰螺旋槳飛機達不到亞音速是因為材料強度堪憂，後來的渦漿飛機就更接近音速了。但是再往上還是會出現葉尖失速的問題，這就不是材料強度能解決得了。
3樓：巴甫洛維奇
不用數倍於音速，高亞音速時就可以產生激波
你沒見過那個螺旋槳的槳葉是特別薄的吧(也包括渦槳發動機和渦輪軸發動機)，這樣它在臨近音速時產生的激波阻力要遠遠大於尖銳物體產生的斜激波，你想想飛機跨音速時的顫振吧，螺旋槳是受不住的
至於渦噴發動機中的壓氣機，乙個是它比較尖銳，激波阻力較小，另外乙個就是，激波也能起到一定的提高空氣密度的作用，是不是主要作用我忘了，但肯定是有用的
渦輪就是燃燒後的氣體驅動的，好像談不上什麼超音速的問題
4樓：法式油炸薯條
這個的關鍵在於，渦輪發動機可以使用進氣道將超音速氣流降低到亞音速。通過進氣道，就可以保證渦輪發動機的入口依然是亞音速，可以正常工作。而如果螺旋槳飛機要想使用超音速進氣道，進氣道必須把整個螺旋槳包住，而要包住巨大的螺旋槳，進氣道的質量必然會非常重。
很不划算。
傳統的外壓式進氣道可以通過乙個尖錐將超音速氣流減速到亞音速，從而讓發動機可以正常工作。（航空發動機原理，北京航空航天大學出版社）。
世界上最快的飛機SR71，我們可以很明顯的看到外壓式進氣道的進氣錐。
中國的殲7戰鬥機。
法國的Phantom2000飛機把乙個圓錐形外壓式進氣道剖成了兩瓣，左右各一瓣。
現有先進的DSI進氣道則使用了乙個形狀複雜的三維鼓包達到了效果。
總而言之，渦輪發動機一樣無法在超音速氣流中工作，但可以通過進氣道將超音速氣流降低到亞音速。
而如果要給螺旋槳飛機的螺旋槳套乙個進氣道，畫面太美我不敢看。
5樓：宋普選
先問是不是，再問為什麼。
壓氣機和渦輪設計也同樣面臨這個問題。
當地音速與溫度相關，渦輪溫度比壓氣機溫度高很多，所以當地音速高，而壓氣機和渦輪是剛性聯軸器，轉速相同，所以壓氣機葉尖線速度=壓氣機進口音速限制了轉子的轉速和最大半徑（這兩個引數決定了壓氣機效率和流量）。
6樓：藍莓子小姐
瀉藥。其實不單是噴氣發動機，發電站用的蒸氣渦輪也有類似的問題。不過，因為這些葉片體積較小，而且於密封空間中操作，超音速壓力波對於結構上的影響相對較小（雖然仍需考慮由此帶來的效率問題）。再加上近年，渦輪機葉片普遍使用單晶成型，強度較高，因此也較能抵抗運作時的各種應力。
返回螺旋槳與風扇葉片，這些結構體積大，如果旋轉速度過高，確實有末梢超出音速太多而帶來的結構與效率問題。以往，由於風扇製程的問題，葉片無法做成複雜的形狀，因此需要用補強結構，在離開旋轉軸一段距離的地方，將所有葉片連線以確保強度，抵抗運作時的應力（包括超音速壓力波的應力）。
不過目前，由於材料科學與製作工藝的進步，對應這個問題的方法，一般就是採用後掠葉片設計，令葉片以某乙個角度對向氣流，情形就如現代民航飛機的後掠翼一樣，這樣會使氣流的速度「分解」為兩個向量，乙個是與葉片前緣垂直，另乙個與葉片方向平行，兩者均低於原氣流的速度，因此就可以在葉片的超音速壓力波難以控制以前，讓飛機與發動機以接近音速的速度飛行。
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就拿通用的GE90-115B作例子吧。這款發動機的風扇直徑為3.3公尺，100% N1（低壓轉子速度的表達方式）是2,355rpm，風扇葉片尖端的切線速度是1,465km/h，以海平面音速1,223km/h計算，相當於1.
2馬赫（當然高空時的馬赫數會增加，但也不會增加得太多）。至於高壓轉子，100% N2時為9,332rpm；高壓壓氣機直徑就沒有資料，但從發動機實物目測，應該只是80cm左右，這樣算出來的尖端切線速度為1,407km/h。
屈指一算，這些速度並不太高，基本上是屬於跨音速至低超音速的水平。
當然了，超音速壓力波的問題仍然存在，這個不單單是結構問題，也關乎發動機效率的問題，不過以上程度的速度，要處理的難度就沒有如此誇張。。。
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看來部分知友應該沒有讀過高中的物理。這裡解釋一下切線速度是如何計算的。
乙個旋轉物體的旋轉速度，或是角速度，是以每秒多少個「弧度」計算的。乙個「弧度」，就是旋轉圓周上的距離，與旋轉半徑一樣。乙個圓就相等於2pi個弧度（pi約等於3.14）。
所以，轉速與角速度的換算就是：
至於切線速度，就是旋轉物體的某點，離開圓心的半徑r，乘以角速度而得出的：
以GE90的風扇尖端為例，r=3.30/2，100% N1 為2,355，切線速度則為：
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