更新时间：2022-08-25 12:32
桨叶面，常常称为桨叶剖面，是指螺旋桨桨叶的扁平部分，桨叶面呈翼型，和机翼末端部分类似。
直升机复合材料桨叶是一种细长的复杂结构，通常由蒙皮、 大梁、 肋、 后缘条、 配重以及填充物等多种组件构成。其中蒙皮是由多个铺层按桨叶剖面由外到内的顺序铺叠而成， 它主要承担并传递桨叶所受的扭矩以及挥舞、 摆振弯矩， 对桨叶剖面特性有重大影响， 并且能与肋构成单闭腔或多闭腔抗扭盒形结构， 提供桨叶扭转刚度； 大梁主要承受桨叶的离心力与挥舞和摆振弯矩， 并传递给旋翼桨毂， 它是提供桨叶拉伸和弯曲刚度的主要构件， 并为桨叶的扭转刚度做出一定贡献； 配重通常是起到调整桨叶动力学特性和调整弦向重心的作用； 后缘条能够有效地调整桨叶剖面摆振弯曲刚度； 填充物对蒙皮起支撑作用。 由此可以看出复合材料桨叶结构复杂， 各组件对桨叶特性都产生较大的影响， 因此如何精确地获得各组件的几何外形信息对桨叶结构分析计算十分重要。
复合材料桨叶结构设计的主要内容是在空气动力学设计确定的桨叶外形条件下，按桨叶总体设计要求及准则进行选材、 结构布局与构型设计，确定桨叶的整体结构尺寸参数和各组件的结构参数。 桨叶结构分析包含桨叶剖面特性分析和整体结构参数分析． 通过桨叶的结构特性分析、 动力学特性及其他学科分析， 确保设计出的桨叶结构满足刚度、 强度、 动力学和疲劳寿命等方面的要求。由桨叶面的设计流程可知， 在桨叶结构设计反复修改完善的过程中， 包括剖面扭转刚度在内的结构特性分析往往要重复多次进行， 而且其计算结果又是桨叶动力学分析的基础， 因此桨叶结构分析的精度和效率对桨叶设计至关重要。
高速旋转的螺桨动态模型流场显形实验，国内尚未见有报导。 据参考文献报导，Machen superstar 螺桨作流场显形时用荧光微丝法。 荧光微丝用粘合剂粘贴在需要流场显形的部位，它在强大紫外线光源的照射下，荧光微丝发出荧光 , 其亮光体积比原丝体积可放大10～ 20倍 [2 ]，然后用闪光测频仪和照相机拍摄 , 可得到清晰的流场显形图象。但这种方法的困难是紫外线光源的照度。 例，在风洞中的静止模型，其光源是脉冲氦氖闪光灯，每脉冲具有 2000 J的电能，其延续时间约 5ms, 要制造这样强的紫外线光源是比较花钱费时的。至于微丝在气动力、 离心力的联合作用下，能显示旋转桨叶叶面气流流态的论证在文献中已有分析论述。
其次是用 “油漆流动” 技术。在螺桨叶面上以红色油漆涂底层 , 白漆涂外层 , 然后使螺桨工作在所需要的状态。 螺桨上游的喷雾器接通后产生油状液态脂粒子云雾 [dioctyl-ph thalate简称 ( DO P) ],碰打在旋转桨叶上。试验约 30分钟后引起表层油漆稀释流动 ,剥蚀了 DO P流过的外层白漆 , 显出底层红漆 , 刻画出在桨叶表面变化结果形成的气流流态。 由于这种喷涂油漆方案要污染螺桨、 发动机及其后的机翼机身等而未予采用。
一个模型螺桨的流场在轴向和径向平面的流动模型。 当螺桨在旋转而未飞行状态下用激光测速仪测得的结果 ,发现在桨叶尖部有明显的气流分离和反向流动区域存在，其轴向速度不稳定度的大小也与分离和反流区的强弱相对应。
曾设想采用日本 “ N AC E- 10高速摄影机” 进行拍摄，并作过这方面的探讨。利用北京航空航天大学蜜蜂三号飞机的发动机螺桨，在桨尖区域叶面部分粘贴上反差较强的丝线，摄影机镜头距螺桨旋转平面分别为 25m、35m、 11m，螺桨转速达 2290r /min左右，螺桨直径 DP为 1. 727m，此时 ，桨尖切线速度接近到 207m /s。 蜜蜂三号飞机的发动机运转多次，经检查粘贴于螺桨上的丝线牢固完好，没有一根断落现象，但 N AC E- 10高速摄影机在强烈阳光下所拍摄的胶片模糊不清。 估计是相机曝光时间和光源弱的问题。 因若每秒摄幅少，则每幅胶
片曝光时间长，照出的线可能是一个面，即动线成面，螺桨更会移过一个距离，当然看不到东西；若每秒摄幅多，则每幅胶片曝光时间短，光线显得不充足，胶片感光效果不好，仍然照不出来。从理论上讲，F- 10摄影机的速度应该是可以的，但要拍摄清晰度好的照片，需要解决一套从远处照射的强大光源问题，费用较贵，所以没有采纳用方案。
还有阴影摄影法也曾与 701所和华东工学院研究用小模型先试摄。 特别是华东工学院李鸿志教授等研制的高速摄影机用阴影法拍摄，速度高达每秒 180～ 200万次 ，如用此法拍摄螺桨，则螺桨的阴影实物像可拍得很清楚，但桨叶叶面上丝线的流动方向还是拍不清。
采用了在螺桨叶面上粘贴丝线，在强烈阳光照射下，用 “图象消转仪” 和普通相机(美能达 ) 配合的方法，拍摄气流流过桨叶叶面的流动情况。 “图象消转仪” 是用特制的光学棱镜系统，将光学棱镜安装在合金钢座子里作高速旋转，要求其旋转光轴与被拍摄旋转体同心，并且旋转方向相同。只要控制两者旋转角速度之比为 1：2时，就可得到清晰而稳定的旋转体的连续冻结图象。 从而可对旋转体 (即螺桨 ) 进行实时动态观察或拍摄纪录。
为了把螺桨叶面流场显形作得真实一些 ，因此选择某飞机原型螺桨作为实验拍摄体，而且要求在某飞机的起飞爬升真实状态进行空中拍摄。 但技术复杂，难度太大，涉及面广，费用昂贵 (每架次飞机起落，经费需一万多元 )，而且不安全。因此，为了慎重和稳定可靠起见，选择了某飞机当飞行速度 v= 0时 (即飞机原地不动 )，起动发动机至起飞爬升工作状态，以此时旋转的原型螺桨作为实验的拍摄体。 由于这架飞机桨叶本身为兰黑色，叶尖为黄色，为了保证照相时的反差大，故贴上白丝线。但几次拍照，桨尖照片不清晰，后把丝线贴上后，将桨尖用墨汁涂成黑色，这样拍出来的桨尖照片就可看到丝线了。为了保证不污染飞机和螺桨，丝线是用透明胶纸粘贴于桨叶上，但经几次运转证明，由于旋转时气动力和离心力的原因，粘贴的胶纸被吹掉，丝线被气流剪断，特别从叶尖到叶根约 1 /4叶展长的一段上尤甚，证明此区域流场相当复杂，其它地方比较完好。 为了克服这个缺点，引用进口双面胶纸带和尼龙丝线，这样就解决了剪线和掉纸带的问题。尼龙线长度约 35～ 40mm，两线之间间隔约 45 ～ 50mm，线的长度方向，一叶与桨叶展向平行，一叶与桨叶展向垂直。从实验结果拍摄的照片来看，丝线长度方向与桨叶展向垂直者比较合理一些。
从图《桨叶面尖部区域流谱图》可以看出，在桨叶根部到叶尖约4 /5长度的部分，丝线在气动力和离心力的作用下与桨叶剖面弦线成一角度的方向倾斜向后。而在叶尖约 1 /5展长的区域内，有少量几排的丝线倾斜向前。 丝线之所以形成这样，估计在叶尖五分之一展长区域内，可能有气流分离和反向环流存在，因而形成流线有反方向的流动。 在叶尖区域卷起涡旋，引起分离和流动损失，甚至产生负拉力。 若在起飞时控制欠佳，产生负拉力严重，就有可能使飞机下降坠毁。 上述现象可能是影响螺桨在起飞时效率降低的原因之一。
在某飞机螺桨上用丝线作流场显形的结果与文献螺桨的荧光微丝显形比较，在桨叶面由根到尖的五分之四部分，其流向基本上是一致的， 即由前沿向后沿与弦线方向倾斜某个角度流动。
在桨叶尖部五分之一区域出现叶面气流分离与倒流现象，虽与荧光微丝法拍摄片略有位置的差异，可能是与状态不同有关，但均存在气流分离现象是一致的。
螺旋桨桨叶面尖部产生涡流分离，甚至出现反向环流现象，从而产生负拉力使螺桨效率明显下降，严重时，会使起飞拉力不够，导致飞机坠落。