直升机空气动力学-第0章课件

旋翼动力学国防科技重点实验室唐正飞直升机空气动力学绪论旋翼动力学国防科技重点实验室唐正飞直升机空气动力学直升机空气动力学-第0章ppt课件直升机空气动力学-第0章ppt课件直升机空气动力学-第0章ppt课件直升机空气动力学-第0章ppt课件直升机空气动力学-第0章ppt课件直升机空气动力学-第0章ppt课件直升机空气动力学-第0章ppt课件一、课程介绍主要内容：滑流、叶素和涡流理论。参考资料：1

王适存:《直升机空气动力学》2J.GordonLeishman:《Principles

ofHelicopterAerodynamics》一、课程介绍二基本知识

直升机空气动力学是阐明直升机（主要是它的旋翼）与周围空气相互的空气动力现象、研究直升机在不同飞行状态下的气动载荷、估算直升机的飞行性能和分析直升机的飞行品质的一门科学，从而有助于直升机及其旋翼的设计。二基本知识1、直升机的发展竹蜻蜓－－达芬奇旋翼设想（画）－－西尔瓦－－西科斯基VS-300(R-4)(1942)－－贝尔的贝尔-47(1946)，完成直升机的发明、制造和使用。其后，直升机向多用途、多形式等方向发展。数量和技术不断提高，当今世界拥有数万架直升机，速度达350KM/H，重量达100T以上。1、直升机的发展三直升机简述1、直升机概念2、直升机结构3、直升机分类4、直升机用途5、直升机发展

6、各国直升机简介

三直升机简述1、直升机概念（1）特征：旋翼作为升力主要来源垂直起落、空中悬停1、直升机概念1、直升机概念（2）直升机与旋翼机和垂直起落飞机的区别旋翼机垂直起落飞机直升机1、直升机概念旋翼机垂直起落飞机直升机1、直升机概念（3）直升机、直升飞机、飞机直升机≠直升飞机直升机≠飞机直升机是一种特殊的飞行器1、直升机概念2、直升机结构（1）、旋翼（2）、尾桨（3）、机身（4）、起落架（5）、发动机（6）、操纵机构2、直升机结构3、直升机分类（1）、按重量分类轻型多用途型中型运输重型3、直升机分类3、直升机分类（2）、按结构形式分类单旋翼共轴式双旋翼纵列式双旋翼横列式双旋翼倾转式双旋翼3、直升机分类4、直升机用途（1）军用武装攻击、反潜、战场救生、联络、巡逻、运输、空降侦察等（2）民用救护、救灾、地质勘探、森林防护、设备吊装、灭虫等4、直升机用途5、直升机发展5、直升机发展四旋翼一般概念1、旋翼结构2、旋翼分类3、旋翼作用4、旋翼参数5、旋翼气动环境6、直升机空气动力学简介

四旋翼一般概念1、旋翼结构旋翼由桨叶、桨毂、铰链、桨轴等部件构成1、旋翼结构2、旋翼分类旋翼一般分：跷跷板式、铰接式、无铰式、轴承式等桨叶片数有：双叶（延安二号）、三叶（直十一）、四叶（直九）、五叶（直八）等2、旋翼分类3、旋翼作用产生向上的力以克服机重产生向前的水平分力使直升机向前产生其它分力及力矩保持直升机平衡或进行机动飞行若发动机空中停车，能自转产生升力，确保安全着落3、旋翼作用4、旋翼参数旋翼直径（D）和半径（R）旋翼旋转时，叶尖所划圆圈的直径称旋翼直径。旋翼直径一般在7～35米之间。特征剖面半径：r7＝0.7R4、旋翼参数4、旋翼参数（续）桨叶宽度（b）桨叶剖面的弦长称为桨叶宽度对非矩形桨叶，用根梢比来表示桨叶宽度的变化：

ηyc＝b0/b1≥14、旋翼参数（续）4、旋翼参数（续）旋翼实度（σ）各片桨叶实占面积与整个桨盘面积之比：

σ的数值在0.04~0.11

之间。4、旋翼参数（续）4、旋翼参数（续）桨叶剖面安装角（）和桨叶扭度（）安装角定义：翼型弦线相对于构造旋转平面之倾角。扭度定义：叶尖安装角与叶根安装角之差。通常在－5o～－10o之间。任意半径处的安装角等于：4、旋翼参数（续）4、旋翼参数（续）桨距（）桨距定义：特征剖面处的安装角。总距：旋翼各片桨叶的平均桨距。旋翼转速（n）和角速度（Ω）叶尖速度在180～220米／秒，即叶尖M数＝0.55~0.6。

4、旋翼参数（续）4、旋翼参数（续）旋翼参数的无因次化桨叶剖面所在的相对半径：桨叶的相对宽度：旋翼运动的无因次化速度：拉力系数：扭矩系数：

4、旋翼参数（续）五、直升机空气动力学简介研究对象：旋翼与周围空气的相互作用；研究目标：建立直升机空气动力学的计算方法；研究意义：为分析直升机在各种飞行状态下的平衡、稳定性和操纵性服务。五、直升机空气动力学简介直升机空气动力学特点：复杂性与航天比较高速在大气层中时间短低速一直在大气层中工作干扰大、气动环境复杂、控制难直升机空气动力学特点：复杂性与航天比较高速低速干扰大、气动环与固定翼飞机比较高速气动环境均匀、准定常低速气动环境不均匀、非定常与固定翼飞机比较高速低速桨叶的相对速度（大小和方向）沿半径各不相同桨叶的迎角沿半径和方位各不相同旋翼桨叶气动环境分析桨叶的相对速度（大小和方向）沿半径各不相同桨叶的迎角沿半径和桨叶相对气流速度（大小与方向）旋翼桨叶气动环境分析桨叶相对气流速度（大小与方向）旋翼桨叶气动环境分析桨叶迎角分布（半径与方位角）旋翼气动环境分析桨叶迎角分布（半径与方位角）旋翼气动环境分析挥舞铰、摆振铰、变距轴挥舞铰、摆振铰、变距轴基本问题动态失速旋翼/机身干扰旋翼桨/涡干扰跨音速流旋翼/尾桨/尾面干扰等基本问题动态失速运动的复杂性：直升机的运动有整体前飞、旋翼旋转、桨叶挥舞、摆振、变距等。气动干扰：旋翼／机身、旋翼／尾桨、旋翼／平尾、旋翼／挂架等。这些运动、干扰造成直升机空气动力学强烈的非定常、非线性。运动的复杂性：直升机的运动有整体前飞、旋翼旋转、桨叶挥舞、摆

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