直升机空气动力学-第0章

直升机空气动力学基础－－绪论旋翼动力学国防科技重点实验室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基础绪论直升机空气动力学基础－－绪论旋翼动力学国防科技重点实验室一、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:《PrinciplesofHelicopterAerodynamics》直升机空气动力学基础－－绪论旋翼动力学国防科技重点实验室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。直升机空气动力学基础－－绪论旋翼动力学国防科技重点实验室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。直升机空气动力学基础－－绪论旋翼动力学国防科技重点实验室2、直升机空气动力学的发展动量（滑流）理论－－叶素理论－－涡流理论－－计算流体动力学（CFD）直升机空气动力学基础－－绪论旋翼动力学国防科技重点实验室三直升机简述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、各国直升机简介直升机空气动力学基础－－绪论旋翼动力学国防科技重点实验室1、直升机概念（1）特征：旋翼作为升力主要来源垂直起落、空中悬停直升机空气动力学基础－－绪论旋翼动力学国防科技重点实验室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直升机空气动力学基础－－绪论旋翼动力学国防科技重点实验室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直升机空气动力学基础－－绪论旋翼动力学国防科技重点实验室2、直升机结构（1）、旋翼（2）、尾桨（3）、机身（4）、起落架（5）、发动机（6）、操纵机构直升机空气动力学基础－－绪论旋翼动力学国防科技重点实验室3、直升机分类（1）、按重量分类轻型多用途型中型运输重型直升机空气动力学基础－－绪论旋翼动力学国防科技重点实验室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直升机空气动力学基础－－绪论旋翼动力学国防科技重点实验室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、灭虫等直升机空气动力学基础－－绪论旋翼动力学国防科技重点实验室5、直升机发展直升机空气动力学基础－－绪论旋翼动力学国防科技重点实验室四旋翼一般概念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直升机空气动力学基础－－绪论旋翼动力学国防科技重点实验室1、旋翼结构旋翼由桨叶、桨毂、铰链、桨轴等部件构成直升机空气动力学基础－－绪论旋翼动力学国防科技重点实验室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）等直升机空气动力学基础－－绪论旋翼动力学国防科技重点实验室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，确保安全着落直升机空气动力学基础－－绪论旋翼动力学国防科技重点实验室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＝0.7R直升机空气动力学基础－－绪论旋翼动力学国防科技重点实验室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≥1直升机空气动力学基础－－绪论旋翼动力学国防科技重点实验室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。RRRbdrkbkbpjR720直升机空气动力学基础－－绪论旋翼动力学国防科技重点实验室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：01)1(10RrRr)7.0(7Rr直升机空气动力学基础－－绪论旋翼动力学国防科技重点实验室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。730n直升机空气动力学基础－－绪论旋翼动力学国防科技重点实验室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：Rrr/Rbb/RVV/002222/RRTCTRRRPRRRMmkk22222222//直升机空气动力学基础－－绪论旋翼动力学国防科技重点实验室5、旋翼气动环境桨叶的相对速度（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直升机空气动力学基础－－绪论旋翼动力学国防科技重点实验室6、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。研究方法：动量理论、叶素理论、涡系理论及计算流体力学方法。直升机空气动力学基础－－绪论旋翼动力学国防科技重点实验室