南京航空航天大学直升机空气动力学基础经典课件——前飞理论共23页文档
- 格式:ppt
- 大小:932.00 KB
- 文档页数:23
《直升机空气动力学》南京航空航天大学“直升机空气动力学”课程组学时数:43几点要求:❑上课认真做笔记❑课后认真看书❑作业认真完成教材:❑王适存主编,《直升机空气动力学》,航空专业教材编审组出版,1985参考文献:❑[美]R.普劳蒂著,高正等译,《直升机性能及稳定性和操纵性》,航空工业出版社,1990年❑W.Z. Stepniewski and C. N. Keys, Rotary-Wing Aerodynamics, Dover Publications,Inc.,1981绪论南京航空航天大学《直升机空气动力学》课程组©本课程性质描述直升机(主要是它的旋翼)与周围空气相互作用的空气动力现象、阐明空气动力分析的理论、研究直升机不同飞行状态下的流场和气动载荷、估算直升机飞行性能、进行直升机尤其是旋翼气动设计的一门科学。
本章内容1.本课程基本内容;2.旋翼的功用和直升机的飞行特点;3.旋翼的基本参数;4.旋翼参数无因次化。
一. 本课程基本内容1.直升机研制的主要环节2.空气动力学在直升机技术中的地位❑气动在直升机研制中占重要地位❑总体设计、部件设计、气动载荷计算、性能计算、飞行品质分析、流场分析、噪声分析、气动试验等许多工作均与气动相关。
3.本课程的基本内容❑旋翼气动理论❑气动性能分析❑流场和气动载荷分析❑试验技术二. 旋翼的功用和直升机的飞行特点旋翼是直升机的关键部件构造:数片桨叶+桨毂桨毂:连接旋翼轴和桨叶,可铰接的或固接的桨叶:2-7片1. 旋翼的功用✓产生拉力——克服重量✓产生向前的水平分力——使直升机前进✓产生其他分力和力矩——使直升机保持平衡或进行机动飞行2. 直升机分类按构造型式分类❑单旋翼式❑共轴双旋翼式❑纵列双旋翼式❑横列双旋翼式倾转双旋翼式单旋翼式——尾桨平衡旋翼反扭矩S-92共轴双旋翼式Coaxial纵列双旋翼式Tandam倾转双旋翼式Tiltrotor3. 直升机的飞行特点旋翼的运动(以垂直飞行为例):旋翼一面绕自身的旋翼轴旋转,一面随直升机一起向上运动。
直升机的飞行原理一般认为,直升机技术要比固定翼飞机复杂,其发展也比固定翼飞机慢。
但随着对直升机空气动力学、直升机动力学等学科认识的不断深化和先进航空电子技术、新工艺等的应用,直升机在近年来也有了很大的发展,直升机的直线飞行最大速度的世界纪录为400.87km/h,是英国“山猫”直升机于1986年8月11日创造的。
除了创纪录飞行,直升机的一般巡航速度在250~350km/h之间,实用升限达4000~6000m,航程达400~800km。
与固定翼飞机相比,直升机存在速度小、航程短、飞行高度低、振动和噪声较大,以及由此引起的可靠性较差等问题。
直升机飞行的特点是:它能垂直起降,对起降场地没有太多的特殊要求;它能在空中悬停;能沿任意方向飞行;但飞行速度比较低,航程相对来说也比较短。
当前,直升机在民用和军用的各个领域都得到了广泛的应用。
特别是在军用方面,武装直升机在现代战争中发挥的作用越来越大。
此外,吊运大型装备的起重直升机以及侦察、救护、森林防火、空中摄影、地质勘探等多用途直升机应用也非常广泛。
2.6.1直升机旋翼的工作原理旋翼是直升机的关键部件。
它由数片(至少两片)桨叶和桨毂构成,形状像细长机翼的桨叶连接在桨毂上。
桨毂安装在旋翼轴上,旋翼轴方向接近于铅垂方向,一般由发动机带动旋转。
旋转时,桨叶与周围空气相互作用,产生气动力。
直升机旋翼绕旋翼转轴旋转时,每个叶片的工作都与一个机翼类似。
沿旋翼旋转方向在半径r处切一刀,其剖面形状是一个翼型,如图2—67(a)所示。
翼型弦线与垂直于桨毂旋转轴的桨毂旋转平面之间的夹角称为桨叶的安装角(或桨距),以表示,如图2—67(b)所示。
相对气流与翼弦之间的夹角为该剖面的迎角。
因此,沿半径方向每段叶片上产生的空气动力R可分解为沿桨轴方向上的分量F和在旋转平面上的分量D。
F将提供悬停时需要的拉力;D产生的阻力力矩将由发动机所提供的功率来克服。
图2-67直升机旋翼的工作原理旋翼旋转所产生的拉力和阻力的大小,不仅取决于旋翼的转速,而且取决于桨叶的桨距。