二OO四～二OO五 学年直升机空气动力学——直升机部分试卷参考答案

南京航空航天大学共3页第1页一、判断题（20分）下列说法，若正确，请在题后的括号内打“√”，若错误则打“×”：1、×2、×3、×4、×5、×6、×7、×8、×9、√10、×二、多项选择题：（30分）下列各题中，请把所有正确答案前的编号填入题后的括号内，全填则不得分，填错一个－1分：1、（A、C、E）2、（D、E）3、（A、B、D）4、（B、D、E）5、（A、B）6、（B、D、E）三、计算题：（20分）1．1)bvrrvabWabWCdrdyy)()(21)(21212*22*222)braaabWabWCdrdyy222122)()(21)(212113)升力载荷随r的大致变化曲线如右图所示，由此看出，在桨根部位，升力载荷有差别，从桨叶中间开始向外至桨尖，升力载荷分布趋于一致。二OO四～二OO五学年第1学期课程名称：空气动力学——直升机部分B参考答案及评分标准命题教师：唐正飞试卷代号:考试班级学号姓名成绩共3页第2页2．1)SC)R(V21Fx220＝废阻(N)32730.01596.53.14)36001000250(1.2352122(W)31041269.443273VFN0＝＝废阻废阻2)]RR)(21[G/C22T0.01137596.53.145)96.5304933.14(1.235219.8/[0083220.00892893)69.44/217.0.01137/(4V/4Cv0T1(W)44389)0.318693(110.008920.01137)596.5(3.145)96.5304933.14(1.23521)3(1Jv)CR(R)(21N223201T23＝诱导废阻诱导需废阻诱导型阻需＋＋＝＋＋＝NNN31NNNN(W)763131)31042(9443823)N(N23N＝＋＝废阻诱导需(kw)072(W)0742820.85176313NN＝／＝／＝需发动机四、论述题：（30分）1．1）滑流理论的特点是把旋翼对周围空气的扰动整个地作为一根流管来处理，用质量守恒、动量定理和能量守恒来求解旋翼的拉力和旋翼的需用功率，它是从宏观上来处理问题。叶素理论是从把桨叶分成一小段一小段的叶素，先求出每个叶素上的作用力，再用求和的方法求出一片桨叶乃至整个旋翼上的作用力和旋翼的需用功率，它是从微观的立场出发处理问题。涡流理论的特点是把旋翼对周围空气的扰动作用当作一个涡系对周围空气的作用。旋翼的每片桨叶可用一条附着涡即很多由桨叶后缘溢出的，顺流而延伸到无限远的自由涡来代替。根据这一理论，可以求得旋翼周围任一点处的诱导速度，从而可以确定作用在叶素上的力，最后算出旋翼的拉力和功率。共3页第3页2)轴流状态下涡系模型的草图和3)桨盘平面上任一位置的轴向和周向速度的表达式如下：r0vr4y1当当Vkvy{{r0vr4当当rkv4)轴流和斜流状态下涡系模型的主要不同有：涡系几何形状不同，轴流是圆柱形涡系，斜流时是斜柱型；轴流时只有纵向自由涡，斜流时既有纵向自由涡，还有横向自由涡。2．直升机悬停时，若有一股风从右侧（90度方位角方向）吹来，此时对右旋旋翼来说，桨叶旋转一周过程中，从270度经360（或0）度到90度为前行桨叶一边，90度经180度到270度为后行桨叶一边。因此，其气动环境和受力及迎角补偿情况大致如下：1)桨叶从270度转到360（或0）度过程中，桨叶相对气流逐渐增大，气流引起的附加力增加，桨叶加速向上挥舞，迎角负补偿逐渐增加，迎角负补偿引起的负附加力也增大，实际迎角减小，到360（或0）度时分别达到最大或最小值；2)桨叶从360（或0）度转到90度过程中，桨叶相对气流由最大值逐渐减小，气流引起的附加力减小，桨叶减速向上挥舞，迎角负补偿逐渐减小，迎角负补偿引起的负附加力也减小，实际迎角由最小值增大，到90度时恢复到270度时的值；3)桨叶从90度转到180度过程中，桨叶相对气流进一步减小，气流引起的负附加力逐渐增大，桨叶加速向下挥舞，迎角正补偿逐渐增加，迎角正补偿引起的正附加力也增大，实际迎角增大，到180度时分别达到最大或最小值；4)桨叶从180度转到270度过程中，桨叶相对气流由最小值逐渐增大，气流引起的负附加力减小，桨叶减速向下挥舞，迎角正补偿逐渐减小，迎角负补偿引起的正附加力也减小，实际迎角由最大值减小，到270度时恢复原值；5)桨叶的迎角“补偿”曲线与实际迎角曲线大致如下图所示：共页第4页