往復(fù)式發(fā)動機(jī)的原理是燃油的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。這通過一個稱為四沖程的循環(huán)發(fā)生在氣缸中。這些沖程稱為進(jìn)氣，壓縮，燃燒，排氣。如圖5-2

1． 進(jìn)氣沖程從活塞向下行程開始。開始時，進(jìn)氣閥門打開，燃油空氣混合物被吸入氣缸。
2． 壓縮沖程從進(jìn)氣閥門關(guān)閉，活塞往回朝氣缸頂部移動開始。在循環(huán)的這個階段，用于從點(diǎn)燃的油氣混合氣體獲得大得多的動力輸出。
3． 燃燒沖程從油氣混合氣體被點(diǎn)燃開始。這導(dǎo)致氣缸壓力極大的增加，迫使活塞離開氣缸頭向下運(yùn)動，產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)曲軸的動力。
4． 排氣沖程是用于清除氣缸中燃燒過的氣體。這個沖程發(fā)生在排氣閥門打開，活塞再次開始朝氣缸頂部移動開始。
即使當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行在相對低的速度時，四沖程循環(huán)也要每分鐘發(fā)生幾百次。在一個四缸發(fā)動機(jī)中，每個氣缸運(yùn)行在不同的沖程。曲軸的連續(xù)旋轉(zhuǎn)是由每個氣缸的燃燒沖程的精確定時來維持的。發(fā)動機(jī)的連續(xù)運(yùn)行依賴于輔助系統(tǒng)的同時作用，包含進(jìn)氣系統(tǒng)，點(diǎn)火系統(tǒng)，燃油，潤滑，制冷和排氣系統(tǒng)。
螺旋槳
螺旋槳是一個旋轉(zhuǎn)的翼面，適用于任何機(jī)翼的誘導(dǎo)阻力，失速和其他空氣動力學(xué)原理也都對螺旋槳適用。它提供必要的推力有時也是拉力使飛機(jī)在空氣中移動。發(fā)動機(jī)的動力是用于旋轉(zhuǎn)螺旋槳的，它進(jìn)而產(chǎn)生的推力非常類似于機(jī)翼產(chǎn)生升力的方式。產(chǎn)生的升力大小依賴于槳葉的形態(tài)，螺旋槳頁迎角和發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速。螺旋槳葉本身是扭轉(zhuǎn)的，因此槳葉角從轂軸到葉尖是變化的。最大安裝角或者最大節(jié)距在轂軸處，而最小節(jié)距在葉尖。如圖5-3

扭轉(zhuǎn)的原因是為了從轂軸到葉尖產(chǎn)生一致的升力。當(dāng)槳葉旋轉(zhuǎn)時，槳葉的不同部分有不同的實(shí)際速度。槳葉尖部旋轉(zhuǎn)的比靠近轂軸部位的要快，因?yàn)橄嗤瑫r間內(nèi)葉尖要旋轉(zhuǎn)的距離比轂軸附近要長。從轂軸到葉尖安裝角的變化和相應(yīng)變化就能夠在槳葉長度上產(chǎn)生一致的升力。如果螺旋槳葉設(shè)計成在整個長度上它的安裝角相同，那么會低效，因?yàn)殡S著空速的增加，靠近轂軸附近的部分將會有負(fù)迎角，而葉尖會失速。如圖5-4

小飛機(jī)會裝配兩種螺旋槳中的一種。一種是固定節(jié)距的，另一種是可調(diào)節(jié)距的。