为什么单螺旋桨飞机会左偏？

某日，在xplane上体验了一把塞斯纳，发现它左偏的还是蛮厉害的，于是想写一篇关于它原理的文章。

螺旋桨的好处很多，但坏处更不少，其中最让人头大的就是螺旋桨的滑流，进动，反作用力矩，气流斜吹问题。而本文要讲的左偏的罪魁祸首就是进动效应。

那么，何为进动？

进动，是一个物理学名词，一个自转的物体受外力作用导致其自转轴绕某一中心旋转，这种现象称为进动，也叫做旋进。

————来自百度百科

其实进动现象我们从小就在接触，譬如旋转的陀螺虽然斜了，但它还是会好长时间不倒地。

关于进动问题，还有个著名的实验，也最能解释单螺旋桨飞机左偏的问题：

旋转的陀螺虽然受到了重力，但依然不下垂

我们通过讲解这个例子从而揭开进动的”神秘面纱“。我们知道，对于旋转的陀螺，其有个平行于旋转轴的角动量L，而重力相对于支点有个力矩，力矩方向垂直于旋转轴，如下图所示：

我们可以看到，由于重力矩的存在，L角动量一直往逆时针方向偏，但是，无论怎么偏转，偏转后的角动量还是处于水平的，所以旋转的陀螺虽然受到了重力还是不会掉下来。但有同学要问，按这么分析，由于重力矩始终水平，其引起的偏转一直是水平，那么陀螺的角动量一直是处于在水平面上，那它不就不会下垂了吗，而事实是当陀螺转速越来越小时，陀螺也会慢慢垂下，直至完全下垂，这是为什么呢？

先上图：

当角动量L很小时，重力矩M就会显得很大，此时角动量方向会很快偏转至与原角动量方向垂直，而且原L越小，这个偏转速率越快，当初始L接近0时，偏转速率就会很大，显然旋转轴是不可能很快转到与L+dL方向平行的（能量守恒），但角动量还是要守恒的呀，所以陀螺就会向下偏，向下偏过程中产生的角动量方向就是大致与L+dL方向相同，这就解释了为什么陀螺最终还是会倒地。

有细心的同学可能老早就发现了，图中的陀螺很像发动机的螺旋桨，完全可照模照样类比过去。是的，由于大多数的螺旋桨都是顺时针方向旋转的，所以与图中的情况完全相同，这也就是为什么单螺旋桨的飞机会自动左偏。我们来感受一下螺旋桨的左偏有多严重：

以上gif选用xplane11中的塞斯纳录制

在实际中，驾驶这种单螺旋桨飞机起飞时时，方向舵都要向右偏一点以保持直线方向。

附上实验视频：

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