遥控直升机飞行原理


    直升机飞行原理
    1绪
    文容着重飞行原理介绍首先介绍简单旋翼切面原理次动量理(momentum theory)旋翼元素理(blade element theory)翼切面原理中介绍翼切面产生升力相阻力翻转力矩动量理介绍旋旋翼简单物理数学模式相关理基础旋翼元素理较详细解释翼片产生升力阻力消耗功率解直旋翼产生飞行时需推力消耗功率助更深入解章直升机飞行功操控介绍
    2旋翼切面原理
    坐前进中车子里手伸出窗外手掌张开倾斜时手臂感受移动倾倾手掌倾斜角度成正外手掌倾角某角度时移动倾急速消失移动倾遽然升高种现象作解释物体相空气前进速度时空气作物体力量分两分量:垂直流(free stream)方分量着流方分量前者升力者阻力手掌仰角高某特定角度时升力会急速着仰角增加降阻力遽然升特定角度着物体形状改变
    旋翼切面然旋翼切面相空气移动时升力阻力物体相流动压力旋翼片面积积成正升力阻力例系数称升力系数(lift coefficient)阻力系数(drag coefficient)二系数着物体形状改变翼切面攻角(angle of attack)成正图321典型旋翼切面升力系数()攻角()函数图攻角非时旋翼切面升力系数攻角成线性关系中升力线斜率范围空气流翼切面表面攻角逐渐增加气流开始翼切面表面分开气流分开点方产生尾流尾流分离份范围循环部份甚逆流动现象流体黏性产生面讨时旋翼切面升力急遽降阻力升高称旋翼切面失速(stall)翼切面失速前升力系数升力系数()系数旋翼切面重参数决定旋翼切面失速时速度旋翼切面失速时角度称失速角(stall angle)特定失速角度着物体形状改变外攻角固定时失速称静态失速(static stall)攻角时间急速变化时失速称动态失速(dynamic stall)曲线边攻角等零时升力系数正值升力系数零时时称零升力攻角表称型旋翼切面正弯曲(弦线弯曲)翼切面零升力攻角通常约左右

    图321  典型翼切面升力系数()攻角()函数图
    通常翼切面形状设计提高升力系数降低阻力系数时延迟失速现象发生提高升力阻力值时提高图322典型翼切面空气通翼切面翼切面切空气时空气流线翼切面分成两部份:部份通切面方部份通切面方两

    部份气流旋翼切面远前方远方相速度倾斜旋翼切面通时方气流方气流相时间里须走较远路径通方气流通方气流较快速度图323a根柏努力公式(bernoulli's equation)方气体作翼切面压力较方气体作压力高图323b压力作旋翼切面产生着气流方力量阻力(drag)时垂直流体方力量升力(lift)图323c单位翼切面长度二力量空气动压力气体密度速度方积半成正时翼切面弦长成正例系数分阻力系数升力系数两者分布型压力作翼切面视作某定点集中力量定点称压力中心位置通常着翼切面外形外翼切面气动力中心(aerodynamic center)般约位四分翼切面弦长位置般均假设连接四分弦线翼片气动力中心线翼切面升力阻力均作压力中心气动力中心分开时作翼切面升力气动力中心产生翻转力矩(pitching moment)压力中心位气动力中心前力矩翼切面翻扬效造成翼切面扬角度加进产生升力加翻扬倾加翼切面稳定效反压抑效助翼切面稳定通常称型翼切面压力中心气动力中心相受攻角改变影响早期直升机翼切面采类型翼切面气弹力学现较深入解渐渐采弯曲弦线型翼切面提高升力系数
    通常气体具某种程度黏性通物体时着物体表面切力量作物体时物体表面相邻空气流线速度零远离物体表面空气流线具原速度层速度零原速度空气层称边界层流(boundary layer)图324般言边界层流高度物体前缘部份越方边界层流高度越高边界层流物体表面分开形成扰流分离方称分离点(separation point)外气体物体表面间摩擦产生阻力阻力称表面摩擦阻力(skin friction drag)物体表面空气形成扰流时产生阻力远形成层流时产生阻力分离点位置受物体攻角影响物体攻角越时分离点越前移动产生表面摩擦阻力相增加翼切面置流动空气中相边界层流分离现攻角某特定角度时着攻角增加升力系数急遽降阻力系数快速增加种现称失速(stall)失速现分三种:翼切面缘失速(trailingedge stall)前缘失速(leadingedge stall)薄翼切面失速(thinairfoil stall)图325典型失速曲线图般失速攻角着翼切面外形改变直升机旋转翼应翼切面失速攻角越越
    旋转翼前进翼片翼尖相空气速度时接音速空气压缩性影响翼切面性重素流速度 04 马赫数时空气压缩性抵忽略流马赫数越越时空气压缩性变重般均流马赫数区分界马赫数(critical mach number)次界马赫数(subcritical mach number)超界马赫数(supercritical mach number)三种谓界马赫数气体翼切面局部区开始达音速时流马赫数时流未达音数状况局部翼切面已处超音数范围音数震波(shock wave)产生流速度继续增加时翼切面处超音数情况范围加震波翼切面表面产生直整翼切面完全处超音数情况时震波翼切面前缘前面图326震波产生时震波游气体开始翼切面分离产生扰流相翼切面阻力急速增加翼切面阻力急数增加情况阻力系数马赫数斜率等 01 时流马赫数称阻力发散马赫数(drag divergence mach number)直升机旋转翼应翼切面界马赫数阻力发散马赫数越高越
    3动量理
    直升机空中停留理基础基飞机螺旋桨(airscrew)理螺旋桨旋转产生推力克服飞机前进飞行时空气阻力理中探讨空气螺旋桨轴运动作螺旋桨静推力产生理探讨直升机空中停留垂直爬升现象时理运船舶推进螺旋桨
    般物理系统样直升机飞行样必须遵守物理基法根牛顿第三运动定律『作力存相方相反反作力』直升机例外空中停留时作旋转翼力量(直升机升力)直升机总重量相反作力旋转面方空气加速通旋翼旋转面动量理中假设旋翼理想旋转翼(ideal rotor)旋转翼限翼片试致动圆盘(actuator disk)摩擦阻力黏滞阻力空气具移动动转动动空气通转动面时流速连续性时空气具均匀流速远处空气速度空气通旋转面时速度中定义诱导速度洗流速度旋转面尾流空气速度中定义尾流速度图331牛顿第二运动定律告诉『力量质量加速度积』作旋转翼力量()等空气质量()空气加速度()积旋翼持续空气拉通旋转面旋翼推力改写单位时间通旋转面空气质量空气速度改变量积单位时间通空气质量空气密度()旋转面截面积()空气通旋转面时速度()积间关系写成:

    外根功定理『力量作功改变动』单位时间中螺旋桨推力空气作功必需等通旋转面空气增加动()空气动改变量:

    述公式解:关系指出空气诱导速度等速度总增加量半
    直升机空中停留时诱导速度旋翼推力直升机总重量间关系:

    中直升机总重量旋转面半径者单位旋转面承受推力定义转盘受力(disk loading)旋翼转盘受力越诱导速度越高般型直升机设计均较高转盘受力原旋转翼尺寸较直升机减轻重量方面转盘受力时产生高速洗流会影响维修员工做客安全时直升机面时洗流吹起飞尘时会影响飞行员视线飞尘引擎吸入造成损坏通常直升机转盘受力设计值约间
    实际情况说直升机空中停留时功率损失旋翼单位时间空气作功提高直升机空中停留效率转盘受力越低越便提关转盘受力应例子美国直升机协会纪念塞考斯机直升机发展贡献举办项力直升机竞赛称塞考斯基奖教育单位参竞赛中部份设计均长翼片低转盘受力原提高空中停留效率降低功率损失类体限目前止没参队伍达竞赛求
    理想旋转翼假设功率损失约实际状况百分六十实际旋翼功率损失约理想旋转翼出百分四十左右中包括外形阻力百分三十非均匀流速百分六转动损失百分零点二翼尖损失百分三提升旋翼效率通常较外形阻力翼切面降低旋转翼外形阻力损失者翼片预扭角度流场较均匀减少非均匀流速损失通常灵敏值(figure of merit)评估旋翼空中停留时效益灵敏值类似螺旋桨推进效率(propulsive efficiency)定义理想功率()实际功率()理想旋翼值 1般设计良旋翼值约 075 08 间较差旋翼值 05 左右相转盘受力旋翼言灵敏值越高表示旋翼气动效率(aerodynamic efficiency)越反然
    空气流场非轴时前进飞行动量理适模式修正图332示诱导速度诱导功率类似空中停留样动量理功定理推导
    动量理物理数学模式中旋翼参数局限转盘受力产生单位升力须功率解释飞行状况旋翼须功率重旋翼设计参数翼片面积翼切面特性翼尖速度等完全忽略进步解设计参数旋翼效益影响时做更详细探讨通常均动量理翼片元素理起中动量理探讨旋翼整体特性翼片理进步探讨详细空气流动形式翼片受力情况旋翼性特性详细设计参数连结起较适合做旋翼设计工具
    翼片元素理
    早期旋翼机理发展两方分动量理翼片元素理两者计算值均实际量测值出入直 1920年代两种理汇合起时理计算值实际量测数间较令满意结果究原中动量理前节提太假设时够详细结果然预期误差翼片元素理开始引固定翼理固定翼元素旋转翼元素着基差中尤空气流动状况早期翼片元素理直法准确计算旋转翼性特性
    翼片元素理基升力线(lifting line)假设翼片元素翼片部份位距旋转中心位置长度图341示翼片元素视单独翼切面着螺旋路径移动作元素升力()外形阻力()通切面空气合速度计算旋转翼升力转矩元素升力阻力翼片长度积分
    计算通切面空气合速度必须先知道通旋转面气体流动情况垂直升降停留旋转翼通旋转面气流速度垂直旋转面速度包括直升机爬升速度()加诱导速度()行旋转面速度翼片元素距旋转中心距离旋转翼旋转速度积作翼切面升力阻力分垂直行合速度图342示中角度入流攻角(inflow angle of attack)翼片元素仰角(pitch angle)翼切面零升力线旋转面间夹角考虑翼片预扭角度扭转变形角度时翼片元素仰角必须做适调整翼片效攻角气动力理作翼片元素升力外形阻力
       
    中翼片元素弦长空气密度分翼片元素升力系数阻力系数升力垂直旋转面分量翼片元素推力(thrust)旋转面分量诱导阻力(induced drag)果旋翼翼片倾角旋翼转速快时产生单位升力外形阻力相两种情况旋翼没效率操作换句话说旋翼吸收引擎功率产生少升力
    直升机空中停留时时角度完全诱导速度决定诱导速度通常较角度非常种情况推力约等升力外形阻力远升力诱导阻力外形阻力接忽略旋翼总推力()翼片元素推力()翼片长度()积分翼片数目旋翼功率()翼片元素诱导阻力外形阻力合元素位置()积翼片长度()积分翼片数目中翼片长度
    计算翼片产生升力时须考虑旋转翼根部非升力面素部份活节式旋转翼根部约占翼片百分二十根部空气速度通常影响升力方面翼片产生升力作翼片方压力翼片方压力翼片尖端压力关系空气翼片方流动改变方压力分布时减少产生升力减少量完全翼片受力关受力越损失越种三度空间效应非限长翼片产生结果称翼尖损失(tip loss)翼尖空气速度影响忽略般翼尖损失约 097 左右积分时积 097
    理想状况效率空中停留旋转翼具限长翼片零转速情况外形阻力损失诱导阻力损失零翼片限空气质量加速非常诱导速度()产生推力实际材料结构限制旋转翼尺寸保持合理长度基前面提般固定推力言翼片越长诱导损失越
    旦旋转翼旋转面受力决定翼片长度翼片需产生推力决定旋转翼诱导阻力决定步骤找出佳转速翼片旋转面积(solidity)结合旋转翼外形阻力降低二参数决定取决两关连考虑:()需升力翼片元素倾角均升力系数()接失速角度(升力系数)提醒升力系数效攻角成正(升力系数攻角斜率)(二)旋转翼低速转动低翼尖速度翼片长度固定情况面积翼片弦长两考虑基旋转翼推力翼尖速度方成正外形阻力消耗功率翼尖速度三次方成正三次方关系需推力翼尖速度外形阻力功率损失者推力旋转翼运转均升力系数翼片面积翼尖速度关系导旋转翼须高均升力系数低翼尖速度运转产生效推力功率产生需推力
    外推力功率等关素影响翼尖速度决定中重者莫直升机动旋转系数(autorotation kfactor)直升机失动力时旋转翼较动时飞行员较时间采取应措施改变旋转翼集合倾角便直升机安全动旋转降落旋转翼动转速方成正转速太低外翼片倾角控制反应旋转翼倒锥角(coning angle)关系旋转速度太低前者转速太低达需推力翼切面弦长必需增加提供足够升力面造成翼片转动惯量增加影响翼片控制反应延迟者言倒锥角取决推力离心力衡推力离心力越时倒锥角越反然推力固定离心力转诉速方成正情况避免倒锥角转速宜太低
    节提考虑针旋翼空中停留通常适低速前进飞行直升机高速前进飞行直升机言设计求节述相互抵触必须两者间取衡点

    知道直升机什起降顶旋翼起作
    根作力反作力原理旋翼旋转时候会产生力力克服重力作直升机飞离面
    注意般直升机会顶翼尾侧翼什会尾侧翼呢?刚说飞机离需顶翼转动产生升力作力反作力原理里原理顶翼转动时候会产生扭力扭力会飞机身旋转起加尾侧翼衡扭力
    直升机种型直升机通常会两顶翼时般尾侧翼两顶翼分反方转会动衡扭力
    飞时候前倾斜产生前力力通常直升机速度般快


    直升机前飞

      直升机前飞特飞基种飞行状态直升机作种运输工具前飞完成作业务更解关直升机前飞时飞行特点侧滑等速直线飞手关升率Vy零前飞(升降)留节介绍 直升机水直线飞行简称飞飞直升机飞行状态旋翼许特点 飞时表现更明显直升机飞许性决定旋翼空气动力特性需首 先说明种飞行状态直升机力旋翼需功率

    飞时力衡

      相速度轴系飞时作直升机力旋空拉力T全机重力 G机体废阻力 X身尾桨推力T尾前飞时速度轴系选取原: X铀指飞行速度V方 Y轴垂直X轴正2轴右手法确定保持直升机等速直线飞力衡条件(参见图2.1—43)
     


    飞时力衡

    X轴:T2X身   Y轴: T1G   Z轴:T3约等T尾

      中 Tl T2 T3分旋翼拉力 X YZ三方分量 单旋翼带尾桨直升机尾桨轴线通常旋翼旋转面保持侧力矩 衡直升机稍带坡度角 r尾桨推力水面间夹角 yT尾T3方完全 致 y角cosr约等1Z力采似等号

    飞需功率速度变化

      飞时飞行速度垂直分量 Vv0旋翼重力方Z方均位移两方分力做功时旋翼需功率 三部分组成:型阻功率——P型诱导 功率——P诱废阻功率——P废中第三项旋翼拉力克服机身阻力消 耗功率

      图出旋翼拉力 第二分力 T2衡机身阻力 X身旋翼言分力T2X轴方速度V作位移显然旋翼必须做功P T2VP废X身V机身废阻X身 机身相水面姿态变化情况 值似V方成正样废阻功

     




    飞需功率速度变化

    率P废似认飞速 度三次方成正图中点划线③示

      飞时诱导功率P诱TV中T旋翼拉力 vl诱导速度飞行重量变时似认旋翼拉力变诱导速度271飞速度 V增减飞诱导功率 P诱飞速度V变化图中细实线②示

      飞型阻功率尸型桨叶均迎角关飞速度增加均迎角变化P型飞速度V变化图中虚线①示

      图中实线④述三项总飞需功率P需飞速度变化变化 条马鞍形曲线:速度飞时废阻功率时诱导功率总 飞需功率然悬停时定速度范围着飞速度增加 诱导功率急剧降废阻功率增量总飞需功率飞速度增加呈 降趋势种降趋势 V增加逐渐减缓速度继续增加废阻功率飞速度 增加急剧增加飞需功率 V增加达飞需功率低点增加总飞 需功率 V变化呈升趋势变愈愈明显


    直升机飞


    相气流称引起挥舞桨叶迎角变化

    直升机侧飞

      侧飞直升机特种飞行状态悬停速度垂直飞行飞 起实施某特殊作业缺少飞行性般侧飞悬停基础实施 飞行状态特点注意侧力 变化衡直升机机体侧 投影面积机体侧飞时空气动 力阻力特直升机侧飞速度通 常单旋翼带尾桨直升机侧 受力称左侧飞右侧 飞受力相行桨叶侧侧飞旋翼拉力行桨叶例水分量前行桨叶侧尾桨推力直 升机方运动会产生水分量反空气动力阻力Z侧力衡时水分量等尾桨推力空气动力 阻力保持等速行桨叶侧侧飞前行桨叶例侧飞时旋翼拉 力水分量尾桨推力剩余尾桨推力作直升机民桨推力方例运动空气动力阻力尾桨推力反侧力衡时保持等速前行桨叶侧飞行
    文档香网(httpswwwxiangdangnet)户传

    《香当网》用户分享的内容,不代表《香当网》观点或立场,请自行判断内容的真实性和可靠性!
    该内容是文档的文本内容,更好的格式请下载文档

    下载文档到电脑,查找使用更方便

    文档的实际排版效果,会与网站的显示效果略有不同!!

    需要 15 香币 [ 分享文档获得香币 ]

    下载文档

    相关文档

    遥控直升机飞行练习

    直升机飞行教学  遥控飞机是无法在短时间内学好的,但也正因为如此才有它的趣味性,不论如何不要想太多,当你学会飞行时,你一定觉得比想象中的简单。   第一章 从“青蛙跳”开始  一、找一位好老师...

    2年前   
    465    0

    飞行原理

    飞机的主要组成部分:机翼、机身、尾翼、起落装置、动力装置。 翼型参数:1展弦比λ:翼展与平均翼弦的比值。λ=L/b平均=L2/s机翼平面形状长短和宽窄的程度。2尖削比η:翼尖翼弦与翼根翼弦的...

    9年前   
    8388    0

    遥控直升机培训-3D自旋翻滚

    遥控直升机3D-自旋翻滚“自旋翻滚”即Sustained Choas, 在2005 3D Master 30个动作中排第19,难度系数为K2(一共分为k1 k1.5 k2 k2.5 k3四档)...

    2年前   
    553    0

    美国反重力飞行器工作原理及技术瓶颈浅析

    美国反重力飞行器工作原理及技术瓶颈浅析作者:程翔宇(中国电子科技集团第38研究所 合肥 230031)摘要:本文从51、52区获得的一些信息以及英黑客加里·麦金农获取的有关美国 反重力器的一些...

    11年前   
    622    0

    警用直升机租赁合同

    本项目采用“湿租”的方式,租赁一架拥有所有权的进口双发轻型及以上直升机(配备相应警务飞行所需任务设备),一套机组和保障运行的专业人员等。

    5年前   
    994    0

    红外遥控电路设计

    摘 要 随着科学技术的飞速发展,信息的飞快传播,红外遥控在人们的生活中已经成为不可或缺的部分。本文重点介绍了利用单片机AT89S52和AT89C2051实现红外发射和接收电路的设计方法...

    5年前   
    1258    0

    飞行表演高清视频_飞行表演教学反思

    飞行表演高清视频_飞行表演教学反思篇一:飞行表演教学反思 一、创设情境,激发学习兴趣,获取学习资源。 入课时,通过观察空中飞行表演,让学生大胆猜想、想象。提出一些现实问题,并在已有知识经验...

    9个月前   
    170    0

    飞行培训合同书

    飞行培训合同书  一、合同双方  _______________(简称甲方)  受训人:______ (简称乙方)  二、双方责任  甲方:  1.为乙方提供航空器、理论教材、飞行教官、理论教...

    10年前   
    511    0

    机长(飞行员)技术论文

    防止在着陆中冲偏出跑道 前言 l 世界上约1/4的航空运输事故和事故征候涉及到冲偏出跑道的情况,这些事件的发生率大约每周一次。过去几年来,全球冲出跑道的事故已经到成很多人死亡,飞机损坏,以及机...

    5年前   
    1444    0

    飞行培训合同书

    飞行培训合同书  (一)合同双方:   甲方:_________  乙方:_________(受训人)  (二)双方责任:   甲方:   (1)为乙方提供航空器、理论教材、飞行教官、理论教员...

    10年前   
    444    0

    航空飞行器

    导言——航空飞行器发展史1、简述航空航天的基本内涵 航空活动:在大气层内飞行活动。如飞机、气球、飞艇、直升机、滑翔机等的飞行。航天活动:在稠密大气层外的飞行活动,就是我们生活的宇宙空间,它包含...

    9年前   
    639    0

    无人机安全飞行知识

    无人机安全飞行知识

    6年前   
    2895    0

    单片机红外遥控系统设计

     单片机红外遥控系统设计 摘要:本文设计了一种基于AT89S52单片机的红外遥控系统,可用于控制多种电器的开关,交流电机的转速及启停等方面。阐述了发射部分和接收部分的设计原理和工作...

    5年前   
    1111    0

    遥控器操作说明(中文版)

    本产品为单机版高清广告机解码板,用于显示播放商业广告,强大的视频播放功能给您带来全高清体验;独有的全屏、自由分屏播放样式,横竖屏自由切换等功能给您带来极大的便利,是目前国内功能最全的高清广告机解决方案之一。

    5年前   
    2728    0

    遥控社团课程设计

    课程名称:遥控社团教师: 附件二:一学期结束上交内容与实施(以一学期计算,约16--20课时,含报名选拔和期末的评价)课时主 要 内 容实施的简要流程1认识遥控车1.社员自我介绍2.认识遥控车...

    1年前   
    488    1

    飞行部开展换季工作情况

    飞行部开展换季工作情况 飞安办: 接到通知后,我部立即组织全体飞行员传达学习上级文件精神,进行换季工作动员,对于外基地执行任务的机组,通过电话联络等方式进行及时传达,讲清确保安全是硬任务...

    11年前   
    11081    0

    对于冬季飞行积冰的挑战

    新千年,交通运输业的快速发展成为了指导经济水平的关键所在,航空工业因其在交通行业中的霸主地位而为人们所关注,飞机也因其高效快捷,而越来越成为人们出行的首选,旅客运输量的不断新高,给航空公司在安...

    13年前   
    14869    0

    飞行设计与工程毕业生自我鉴定

    飞行设计与工程毕业生自我鉴定  转眼间,四年的大学生活就要结束了。回顾这四年来我的成长经历,感触颇多。  在思想上, 我有良好的道德修养,通过系统全面的马列主义、毛泽东思想、邓小平理论和“三个...

    12年前   
    397    0

    飞行设计与工程专业毕业生的自我鉴定

    飞行设计与工程专业毕业生的自我鉴定  转眼间,四年的大学生活就要结束了。回顾这四年来我的成长经历,感触颇多。下面就本人的四年的大学生活来作一个自我鉴定:  在学习上,端正个人学习目的、学习态度...

    12年前   
    539    0

    飞行部年月会议纪要(改)

    时间 2019/10/29 地点 二楼会议室主持人 *** 记录员 ***参会人员:****************************会议议题 1、安全形势分析会2、民主生活会3、飞行队伍作风建设

    2年前   
    389    0

    文档贡献者

    小***库

    贡献于2022-01-10

    下载需要 15 香币 [香币充值 ]
    亲,您也可以通过 分享原创文档 来获得香币奖励!
    下载文档

    该用户的其他文档