直升机空气动力学-涡流理论.

1、直升机空气动力攀友系列一维光宁打描仪 电3“邓誤第三章 垂Jt在行时的璃流理芯1、涡流基本概念2、旋翼涡系3、旋翼的诱导速度4、旋翼拉力和功率的修正系数友系列一缔光宁和描仪 电话132818327582013 6 1 FK)C 24G C升力聞萌麾璃升力面的上.下气流有压差，在端部形成绕流（漩涡）。漩涡随气流延伸，成为升力面的尾涡。如机翼。当升力面的速度环 量改变时，有与升力面 平行的涡逸出，称为脱 体涡。友系列一维光学打描仪 电话1328183275R 小”待感片ilJVh軼洛中毛压低,的法丈 毛中的水汽凝雄为云, 具疥出涝的純迹。讨论：你所见时的純涡及其形成的应因

2、友系列一维光宁打描仪 电话132818327582015 6 俺 Fc 24友系列一维光宁打描仪 电话132818327582015 6 l Fc 24简单的旋翼桨尖涡系悬停低速前飞高速前飞帯二戸常用的旋JI满索牌空I 2J定掰索C经其满案丿参照诱导流场，设定涡线或涡面的构成和形状,如：螺旋面涡系，園环涡系，偶极子涡系，涡柱涡系根据流态显示试验得到的涡线形状和位置，设定涡系结构。友系列=维光洼打描仪F也“低口山 实物原型数据采集三维垂构竺希貞.样件原理分析一-功能外析-一改型设计产品制造仿貞校验与修正友系列一维光宁描仪 电话132818327582015 6 K F)

3、gc 24数据采樂扌1描点公与标准标点云叠加厉比*j;扌一|描点公与数模吾加后比灼I打描后测星点厶尺寸f E友系列一维光沪打描仪电“他口心2-3依据自由涡线在流场中 不受力条件，让涡线随气流 自由延伸。流速分布与涡线形状同 步迭代计算，逐步近似直至收敛。 计入了涡系形状的畸变。讨论：三类涡系的优缺点和适用性3-2轴向亿流中的旋課莱构成隼三戸施JtHI筒满茶3-1基來假灾除假定空气是无粘性、不可压缩的气体外，还假定： 气流是定常的（相当于无限多片桨叶）； 桨叶环量沿半径不变（只在桨尖有尾涡逸出）； -不计径向诱速、周向诱速对涡线延伸方向的影响； -轴向诱速对涡线延伸方向

4、的影响，用桨盘处的等效 诱导速度来代表；旋翼桨叶的挥舞角度角略去不计；友系列_维光宁打描仪电/wrz1）附着涡盘旋翼有*片桨叶，每片桨叶环量为厂, 假设*厂的总环量均匀分布在桨盘上， 即：在桨盘有无限多的强度无限小的 附着涡。桨盘平面上，中心角为&的微元中， 附着环量为MT兀o友系列一维光宁打描仪电话132818327582W5 6 花 Fc 24友系列一维光冒扌1描仪电话132818327582015 6 俺 Fgc 242）浆尖掰的0B棲TST在叶尖处，每个微元附着涡转换成 一条桨尖涡顺流逸出，它与桨盘圆周 形成aiTtanCV,/Q?）角度的螺旋线。 全部螺旋线

5、桨尖涡形成圆筒形涡面。3）中夹掰耒在叶根处，附着涡汇集成环量为k卩的 中央涡束沿轴进入。讨论：中央涡束应多长？友系列一维光宁打描仪 电mopz四戸菜11平处眄轴向够粤速度幵糞 涡的诱导速度用毕奧一沙瓦定理计算,一 r dsxldv =r4兀/3在直角坐标系中的三分量为rdv =(Ids -I ds ) x 4兀y y 严rd严硕亿加厂“行)r4-1釉向(向丿痔專速度名儿7圃筒漏面西轴向痔导理度 筒面上任一点A处的涡元乂 ,在 桨盘平面上点的轴向诱导速度为；dv =严咯(-coV )(- ds cos 9) 4p I(/0sin/ )(亦osing) 人表示儿与佻之间的

6、距离，e表示极弋 坐标轴到*的夹角。Ao (r.q)是涡元dS在桨盘平面上的投影 的所在点。友系列一纟作光学打描仪 电话I328183275R沏36俺心山把轴向诱导速度表达式加以整理，改写为:kCidq cos(f - q (血av _切z a； + b严先沿园筒面母线即y向积分，此时须采用代换0= w ,G罟从丿)叫=硏处吨川他祐7产=器心讪(*)扌再沿0积分,得整个圆筒涡面对点的诱速：*G W 叫cosq)讦(石)。代入几何关系式,Z0cos(/ q)= rcos(y g) r积分得:等(学)【? 1 11却8p Vj 2r友系列一维光洼打描仪 电话132818327582015 6 俺卩

7、 pt 24o&GVV肖（涡筒外）当rv /（涡筒内）4p Vt友系列一维光学打描仪 电沏邓次4-1-2中夹擒乘只激起周向诱导速度，不引起轴向速度分量。 4I3BB形附着满11由于桨盘平面上涡线的“反对称”关系， 不会在自身平面激起任何诱导速度结论：垂直飞行状态，桨盘平面处的轴向诱导速度V；仅 由园筒涡面产生，在桨尖以外为0 ,桨尖以内为常数：I v y = 0当 r r4PV.当4-2条It平面K的惫向和JBI向琛导速度4-2-1 HI筒 馮面旳痔导理度在直角坐标系内，诱导速度沿心n轴方向的分量为G叽二力(幽仏)叽二轩(lyd1少,)转换为周向V和径向r分量|rfv

8、v = dvx sinj + dvz cosydvr = dvx cosj + dvz sinj代入I及Hs的投影 得：友系列一维光了打描仪电沏“次=卜-cos(f y )+ 学sin(y q)yVy 切IVi=学熱hsin(f y )- 学cos(y q)yVy第一步，沿筒面母线(对)积分，得：=kGdq Zocosy) rWsin(j - q)厂V,/0Dv _ kGdq 厶sin(/ y ) rWcos(j - q)亍L /jTT l升机空气动力鼻第二步，沿方位角0积分，并注意到:(当!* /)或 0 (当 1*V F)1 .rcoB(y q)Hq 1十(沖2r

9、r帀 E =r1 cos(y q)dq = (_2)2p d/p r+ r 2rr式中K E分别为第一和第二类椭圆积分伫竺三 其中模数k严陌T) E = 6： 2g 叶sinking,友系列一维光宁打描仪 电话132R1832758积分后得到圆筒涡面引起的径向诱导速度kGrV2. 1 rr2+rv =-()()4p Vx p r+ r 2rr由于中心涡束及附着涡盘都不产生径向诱导速度，此式 即整个圆筒涡系在桨盘平面引起的径向诱导速度。AG1当(r r);4p rv = 0当(r r )422中心湛求的册写速度中心涡束不引起径向诱导速度，只产生周向诱速友系列一维光宁打描仪电话1328183275

10、82015 6 1 Fc 24423 5E个BB筒湛耒向侈导速度中心涡束与圆筒涡面两者的作用相加，即得整个涡系的周向诱速:厂箸(r r当r JW2Wr k -代入环量公式 X = 1c Wh -C rh 则得2 5 2 ，旋il拉力系数的环量表达式CT = k- IGJdrP 0直升&4拉力修正索致 gw此处由涡流理论导出。在叶素理论中，已得到 但修正系数併未给出,V I由 C 产 k p b CbdrWk -b.Cylp改写为的脣而 k-G.k -iCr7Zr70.7= A Cr70.7 代入上式，再与先 前G式子对比，j p、bc可得：匚=3? 07蝌言时3 o 寸M友系列=维光宁打描仪

11、电2015 8 IS24直升机空气动力71M-trV旋11助隼衆JK叶素理论已得出P = k& (dXcosb. + dYsin)VMrm. = A (C co妙.+ Cv sin bJW 2brdr p 2?k -K lCbr2drk ly.Chr2drp 1门p o ?p 0即 mk = mkx + mky + mki友系列一维光宁打描仪电话升型阻功率:有效功率:诱导功率:=k 叫P切（匕+ %）讨论:L回顾第二章中的備可夫斯基旋翼，它的/等于多少?涡系星怎样的结构？2,矩形的、桨叶剖面c、q为常数的旋n,其修 正系数 J、Kp、Kt星多大？桨叶应具备怎样的扭转角才能实现这样的气动特性?友系列一维光注打描仪 电话132818327582(M5 6 1 Fc