升力螺旋桨在桨盘上的诱导速度分布
螺旋桨基础理论分解
作用在桨叶上的力及力矩
三、螺旋桨的作用力 由上面的分析可知，在给定螺旋桨的进速VA和转速n时． 如能求得诱导速度ua及ut，则可根据机翼理论求出任意半 径处叶元体上的作用力，进而求出整个螺旋桨的作用力。 取半径r处dr 段的叶元体进行讨论，其速度多角形如图3 一10 所示。当水流以合速度VR、攻角α K流向此叶元体时 ，便产生了升力dL和阻力dD。将升力dL分解为沿螺旋桨轴 向的分力dLa和旋转方向的分力dLt，阻力dD 相应地分解 为dDa和dDt 。因此该叶元体所产生的推力dT及遭受的旋 转阻力dF是：
对于有限翼展机翼，由于机翼上下表面的压差作用， 下表面高压区的流体会绕过翼梢流向上表面的低压区．翼 梢的横向绕流与来流的共同作用，使机翼后缘形成旋涡层 。这些旋涡称为自由涡。它们在后方不远处卷成两股大旋 涡而随流速V 延伸至无限远处，如图3 一8 所示。
2-7
作用在桨叶上的力及力矩
由于自由涡的存在，在空间产生一个诱导速度场。在机翼 后缘处，诱导速度垂直于运动方向，故也称下洗速度。由 于产生下洗速度，使机翼周围的流动图形有所改变，相当 于无限远处来流速度V 发生偏转，真正的攻角发生变化， 如图3 一9 所示。由于机翼处下洗速度un／2 ，使得原来 流速V 改变为VR，真正的攻角由α ’k改变为α k, α ’k为 三元的名义弦线攻角，α k 称为有效几何攻角。 △α =α ’k-α k称为下洗角， 一般约为2º ～3º，因此可近 似地2认- 8为
3 一3 作用在桨叶上的力及力矩
一、速度多角形 在讨论螺旋桨周围的流动情况时，除考虑螺旋桨本身的前 进速度及旋转速度外，还需要考虑轴向诱导速度和周向诱 导速度。在绝对运动系统中、轴向诱导速度的方向与螺旋 桨的前进方向相反，而周向诱导速度的方向与螺旋桨的转 向相同。以半径为r 的共轴 圆柱面与桨叶相交并展成平 面，则叶元体的倾斜角θ 即 为螺距角，且可据下式决定：
诱导速度
0 引言直升机是一种重于空气的飞行器，它依靠发动机驱动旋翼转动产生拉力而飞行。
飞行员操纵直升机改变飞行状态就是靠改变旋翼拉力的大小和方向来完成的。
从本质上讲，旋翼是一个能量转换部件，它把发动机通过旋翼轴传来的旋转动能转换成旋翼拉力。
旋翼产生拉力的同时，空气因受旋翼作用而加速向下流动，随之产生了诱导速度。
诱导速度与旋翼拉力、需用功率和飞行状态有着密切联系，因此，研究直升机的飞行问题，就应该掌握旋翼诱导速度的相关知识，结合理论与实践，解决飞行中所出现的问题，提高飞行技能和学习质量，保证任务的顺利完成。
文章将对旋翼诱导速度的产生、分布规律、直升机在轴流和斜流两种不同飞行状态下诱导速度的特点以及诱导速度在特殊状态对直升机的影响进行分析和说明。
1 诱导速度的产生、特点及分布规律1.1 诱导速度的产生、特点根据旋翼产生拉力的原理可以知道，旋翼依靠发动机带动旋转，旋翼旋转时，在桨盘上下一定范围内，空气受到旋翼作用，桨盘上面的空气压力小，下面的空气压力大，这样，处于旋翼桨盘上方的空气将从上面被吸入桨盘旋转平面，空气通过桨盘受到桨叶作用后，会一边旋转一边向下加速流动。
空气受到旋翼作用产生的向下加速流动并略带扭转的气流称为滑流。
如果不考虑滑流扭转，通常把空气受到旋翼作用向下加速流动所增加的速度叫诱导速度。
在旋翼影响范围之内的空气，被旋翼吸入之后向下流动，产生诱导速度，离旋翼越近，空气受到旋翼的吸力越大，产生的流速越大。
空气在旋翼作用下从初速度υ0= 0 开始，在桨盘平面上，诱导速度增至υ1。
通过桨盘后，空气受旋翼桨叶的排压作用，诱导速度继续增大。
这里可以假设空气是没有粘性的不可压缩的理想气体，根据不可压的一维定常流动方程：VA = C （米3/秒）其中：V ——截面处的流速（米/秒）A ——截面面积（米2）可以得知，在不可压缩的一维定常流动中，同一流管各截面上的流速与截面面积成反比，即：流速小的地方滑流截面积大，流速大的地方滑流截面积小。
船舶推进概念
1-1 推进器：在船上需设有把能源（发动机）发出的功率转换为推船前进的功率的专门的装置或机构。
1-2 快速性：指船舶在给定主机功率情况下，在一定装载下（以一定的航速航行的能力）于水中航行的快慢问题。
1-3 对快速性的要求四方面：①船舶于航行时所遭受的阻力要小，即所谓的优良线型的选择问题②选择推力足够，且效率高的推进器③选取合适的主机④推进器与船体和主机之间协调一致。
1-4 推进器类型及特点：①螺旋桨：构造简单、价格低廉、使用方便、效率较高②风帆：可利用无代价的风力，但推力依赖于风向和风力，故船的速度和操纵性能都受到限制③明轮：机构笨重，在波涛中操纵性差且易损坏④直叶推进器：操纵性能好，效率较高，汹涌海面下，工作情况也较好，但机构复杂，造价昂贵，叶片易损坏⑤喷水推进器：具有良好的保护性，操纵性能好，但减少了船的有效载重，且推进效率低⑥水力锥形推进器：构造简单，设备轻便，常用于航行在浅水及阻塞航道中的船。
1-5 有效功率（推进器所产生的实际有效功率）：船以速度 v 航行时所遭受的阻力为R，则阻力 R 在单位时间内所消耗的功为Rv，而有效推力 T e在单位时间内所作的功为T e v，两者数值相等，故 T e v（或 Rv ）为有效功率 P E。
1-6 推进系数 PC ：有效功率与主机功率之比，为多种效率相乘之综合名称，通常可以表示用某种机器及推进器以推进船舶之全面性能，推进系数越高，船舶的推进性能越好。
1-7 本课程主要研究：推进器在水中运动时产生推力的基本原理以及它的性能好坏（效率高低）等问题，然后解决如何根据实际的要求设计出一个性能优良的推进器问题。
①推进器（效率、空泡、强度、振动）②船 -桨 -机配合问题③螺旋桨设计。
2-1 螺旋桨各部分名称（通常由桨叶和桨毂构成）：①桨毂：螺旋桨与尾轴连接部分②毂帽：为减小水阻力，在桨毂后端加的整流罩，与桨毂形成一光顺流线型体③叶面及叶背：由船尾后面向前看时所见到的螺旋桨桨叶的一面为叶面，另一面为叶背④叶根：桨叶与毂连接处⑤叶梢：桨叶的外端⑥导边及随边：螺旋桨正车旋转时桨叶边缘在前面者为导边，另一边为随边⑦梢圆：螺旋桨旋转时（设无前后运动）叶梢的圆形轨迹⑧螺旋桨直径 D：梢圆的直径⑨螺旋桨的盘面积 A o：梢圆的面积⑩右（左）旋桨：当螺旋桨正车旋转时，由船后向前看去所见到的旋转方向为顺时针者为右旋桨，反之为左旋桨。
倾转旋翼飞行器飞行力学建模及验证分析
倾转旋翼飞行器飞行力学建模及验证分析鲁可;刘春生;汪正中;陈仁良【摘要】In order to improve the modeling precision of the tilt-rotor aircraft, the rotor aerodynamic force calculation model is established by using a finite-state wake model and considering the rotor flapping motion.Considered the effect of the rotor wake on the wing, a wing aerodynamic model is established.For the problem of control redundancy, a mathematical control strategy model is established for the whole flight modes.Finally, the model is verified by the generic tilt-rotor aircraft simulation (GTRS) model and flight test data.The simulation results show that the flight dynamics model has good precision and is suitable for analysis of other problems of flight dynamics.%为了进一步提高倾转旋翼飞行器的建模精度,考虑旋翼挥舞运动、采用有限状态尾迹模型描述旋翼诱导速度,进而建立旋翼气动力数学模型;考虑旋翼/机翼/干扰,建立相应气动力数学模型;针对倾转旋翼飞行器操纵冗余问题,建立了适用于全模态的操纵策略数学模型.最后以通用倾转旋翼飞行器数学模型和飞行试验数据,对建立的数学模型进行验证.仿真结果表明建立的飞行动力学模型具有良好的精度,适用于飞行动力学其他问题的分析研究.【期刊名称】《系统工程与电子技术》【年(卷),期】2017(039)004【总页数】7页(P910-916)【关键词】倾转旋翼飞行器;飞行动力学;有限状态尾迹模型;气动干扰;配平;动态响应【作者】鲁可;刘春生;汪正中;陈仁良【作者单位】南京航空航天大学自动化学院, 江苏南京 210016;中国直升机设计研究所直升机旋翼动力学重点实验室, 江西景德镇 333001;南京航空航天大学自动化学院, 江苏南京 210016;中国直升机设计研究所直升机旋翼动力学重点实验室, 江西景德镇 333001;南京航空航天大学直升机旋翼动力学国家级重点实验室, 江苏南京 210016【正文语种】中文【中图分类】V211倾转旋翼飞行器兼顾直升机和固定翼飞行器共同的优点,同时具备悬停和垂直起降性能和高速前飞的能力,在军民两用都有广阔的应用前景。
一种求解船用螺旋桨最佳径向环量分布的方法
中图分类号： Ｕ ６ ６ １ ． ３ １ ３
文献标识码： Ａ
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ Ｏ Ｏ ７ — ７ ２ ９ ４ ． ２ ０ １ ３ ． １ １ ． ０ ０ ４
Ｃ Ａ Ｉ Ｈ ａ ｏ － ｐ ｅ ｎ ｇ ， ＭＡ Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ ， Ｑ Ｉ Ａ Ｎ Ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ － ｆ ａ ｎ ｇ１ ， ２ Ｃ Ｈ Ｅ Ｎ Ｋ ｅ ， Ｚ Ｈ Ａ ＮＧ Ｈ ｅ
（ １ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｎ ａ ｖ ａ ｌ Ａ ｃ ａ ｄ ｅ ｍ ｙ ｏ ｆ Ａ ｒ ｍａ ｍ ｅ ｎ ｔ ， Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ １ ６ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ Ｎ ａ ｖ ａ ｌ Ｕ ｎ ｉ ｖ Ｗｕ ｈ ａ ｎ ４ ３ ０ ０ ３ ３ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；
第 １ ７卷第 １ ｌ 期
２ ０ １ ３年 １ １ 月
文章编号 ： １ ０ ０ ７ — ７ ２ ９ ４ （ ２ ０ １ ３ ） １ １ － １ ２ ４ ４ — ０ ９
船 舶 力学
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｓ ｈ ｉ ｐ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ｓ
Ｖ０ １ ． １ ７ Ｎｏ ． １ｌ
Ａ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｔ ｏ ｄ ｅ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ｅ ｔ ｈ ｅ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｕ ｍ ｒ ａ ｄ ｉ ａ ｌ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｍａ ｒ ｉ ｎｅ ｐｒ ｏ ｐｅ ｌ ｌ ｅ ｒ
船舶螺旋桨理论(第四章)
uf2uA2A3uf3
如果P点的位置处于上图的情况，全部涡系在P点的诱导速度 为
w 0 u ( u b u f1 u f3 ) ( w 0 u l)
卞保琦方法中采用附着涡分布函数的定义与前面所讲的
略有不同，这里用 来表示。它与前面讲的 之间的关系
为：
b(r0,0)bc(r0o,sP 0()rr0 0)RP
故：
Γ(r0)ltb (r0,0)d0
b
的物理意义是把附着涡在单位圆周角内的涡强度作
为密度。
为了便于解析表达及数值计算，陈美生的计算方法把
从（4-127）式不难理解有
u f3 n (r,) R 1 Pr 1 H d Γ d ( r 0 r 0 )d r 0 t(r 0 )K f( n r,;r 0 ,0 )d0
求得 f 及α后，按式（4-188）有
s
fc(r,s) sb(2r)fscd s(sb(2r))
螺距角按（4-189）式有
计算中需要知道附着涡的弦向分布。分布的形式可由 设计者选定，但须满足以下两个条件：
（1）满足附着涡的总环量的条件，即 RPltb(cr0o , 0 sP)(rr00d)0Γ(r0)
（2）随边须满足库塔条件。由薄翼理论知道，这个条件 意味着随边处 等于零。即
b(r0,t)0
为了进行计算，把 b(r0,0) 用解析的形式来表达。
下面介绍克尔文的方法，该方法仍采用升力线理论计算所得的
w0n )
1 WT
(ubn
uf 1n
对转螺旋桨升力面设计方法
η２— ——后桨敞水效率；
ＫＴ１ ＝
Ｔ１
２４
!ｎ Ｄ１
ＫＴ２ ＝
Ｔ２
２４
!ｎ Ｄ１
ＫＱ１ ＝
Ｑ１
２５
!ｎ Ｄ１
ＫＴ２
ＫＱ＝ＫＱ１ ＋ＫＱ２
"１＝
Ｊ ２#
·ＫＴ１ ＫＱ１
%＝ Ｊ ·ＫＴ ２$ ＫＱ
３．２ 设计过程
"２＝
Ｊ ２$
·ＫＴ２ ＫＱ２
Ｊ＝ Ｖ ｎＤ１
采用上述对转桨设计程序进行设计， 首先输入前后桨的主参数， 先进行前桨的设计， 此时后桨在
前桨桨盘面处的诱导速度 ｕ２１（ｒ）设为零， 前桨 的进流条件即为前桨的伴流分数 ｗ１（ｒ）， 通过 对前桨的设计计算可求出前桨在后桨桨盘
面处的诱导速度 ｕ１２（ｒ）， 将其作为前桨对后桨 的干扰； 然后进行后桨的设计， 此时后桨的
ｒ／Ｒ ０．２３５ ０．３
０．４
Ｃ／Ｄ ０．１１８０ ０．１４１２ ０．１７８４
Ｔ／Ｃ ０．３０８７ ０．２３０１ ０．１４８４
Ｔ／Ｄ ０．０３６４ ０．０３２５ ０．０２６５
Ｆ（ｒ） － ０．２３９４ － ０．４６８０ － ０．６９２０
ｗｘ（ｒ） ０．４６０２ ０．３９８６ ０．３１３７
０．５ ０．１７７６ ０．０９０２ ０．０２２８ ０．８７２９ ０．３６３５ ０．６ ０．１９８８ ０．０６２６ ０．０１８０ １．００００ ０．２７２１ ０．７ ０．２１４４ ０．０４２９ ０．０１３４ １．０２９４ ０．１９２７ ０．８ ０．２２３０ ０．０３０８ ０．００９６ ０．９５２４ ０．１２７３
在设计计算中， 前桨和后桨均定义为右旋桨， 这里建立了两个坐标系： 一个是柱坐标系（ ｘ， ｒ， !） ， 与螺旋桨固定在一起， 以桨叶参考线与桨轴交点为坐标原点， ｘ 仍以向下游为正， 以 １ 号叶片的桨叶参 考线定义 !＝０， ! 方向按右手定则定义正方向， ｒ 向外为正； 另一个是直角坐标系（ ｘ， ｙ， ｚ） ， ｘ 方向与柱坐 标系相同， ｙ 方向是竖直向上为正， ｚ 方向是与 ｘ， ｙ 方向满足右手定则。
直升机空气动力学-涡流理论
小结： 轴向
园筒涡系在桨盘处的诱导速度
ì vy = 0 当 r> r ï ï ï í kG W ï vy = 当 r< r ï 4p V1 ï ï î
径向
kG r W 2 1 r 2 + r 2 (r + r )2 vr＝( （ ) ） [ KE] 4p V1 p r + r 2rr 2rr
ì vy = 0 (r > r ) ï ï ï 式中 r 计算此处的诱速 í k G ï vy = (r < r ) ï ρ涡柱半径 ï 4p r î
第二步，沿方位角θ积分，并注意到：
ì 1 2 p [r - r cos(y - q )]d q 1 ï ï = (当 r > r ) 或 0 （当r < r ) 2 ò ï 0 l0 r ï ï 2p í 2 2 2 2 p cos( y - q )d q ï 1 2 1 r + r (r + r ) ï ＝（ ） [ KE] ï ò ï 0 l0 p r + r 2rr 2rr ï î 2p
不受力条件，让涡线随气流 自由延伸。
流速分布与涡线形状同
步迭代计算，逐步近似直至收敛。 计入了涡系形状的畸变。 讨论：三类涡系的优缺点和适用性
第三节 旋翼圆筒涡系
3-1 基本假定
除假定空气是无粘性、不可压缩的气体外，还假定：
气流是定常的（相当于无限多片桨叶）； 桨叶环量沿半径不变（只在桨尖有尾涡逸出）；
4-1 轴向（y 向）诱导速度
4-1-1 圆筒涡面的轴向诱导速度 r 筒面上任一点 A 处的涡元 ds ，在 桨盘平面上M0 (r , ) 点的轴向诱导速度为：
dq dv y = [(- l0 cos f )(- ds0 cos q ) 3 4p l - ( l0 sin f )(- ds0 sin q )
直升机空气动力学-第5章-1
由 CT 4V1v1 4v1 V02 2V0v1 sin( D ) v12
2 CT 4v10
得到 v1
( v10
)2 (
V0 2 v V v ) 2( 1 )3 ( 0 ) sin( D ) ( 1 )4 1 0 v10 v10 v10 v10 V0 / v10 5 后，可 当
Vx 0 V0 Vy 0 0 vx 0 0 vy0 0
桨盘1－1截面处：
V x1 V y1 vx1 Vx1 V0 v y1 V y1 0 Vx 2 Vy 2 vx 2 Vx 2 V0 v y 2 Vy 2 0
下游2－2截面处：
直升机空气动力学基础
—第五章前飞时的旋翼理论
直升机空气动力学基础
—第五章前飞时的旋翼理论
对于最简单的矩形桨叶、诱速均布且无周期变距的旋翼，
1 3 3 CT a [( 7 Ka0 )(1 2 ) 1 ] 3 2 2
同样办法，可得 CH 及CS 基元功率系数为
dmk Wy dCT W dX dCH dCT cos W dX v1dCT (0 )dCT V dCT dCH
积分、无量纲化，如拉力系数
CT
2 1 k 1 a [Wx2 WxW y ]b dr d 0 0 2 1 k 1 1 a [ 7 ](r 2 2 ) (v0 0 )r v1s 2 r b dr 0 2 2
直升机空气动力学基础
—第五章前飞时的旋翼理论
得挥舞系数：
1 1 1 1 a0 ye [ (7 0 )(1 2 ) (v0 0 ) 2 v1s ] 4 3 3 4
船舶推进第3章-螺旋桨基础理论
3、水为不可压缩的理想流体。
注意：对于螺旋桨而言，其水流断面为盘面；对明轮而言，其水流断面为浆板的浸水板面。
船舶推进第二章 螺旋桨几何特征
三、理想推进器的力学模型
船舶推进第二章 螺旋桨几何特征
四、理想推进器的推力
1、单位时间内通过推进器盘面的流体质量：
2、自流管远前方AA1断面流入的动量：
船舶推进第三章 螺旋桨基础理论
§3-2 理想螺旋桨理论
船舶推进第三章 螺旋桨基础理论
一、周向诱导速度
船舶推进第三章 螺旋桨基础理论
根据理想螺旋桨力学模型，然后运用动量矩，经过相应的推导可得浆盘处和远后方的周向诱导速度有如下关系：
船舶推进第三章 螺旋桨基础理论
二、周向和轴向诱导速度的正交性
船舶推进第三章 螺旋桨基础理论
考虑了尾涡的诱导速度后，我们可以将有限翼展的机翼微段近似地看作二元机冀的一段，如果已知在y处的环量，从茹柯夫斯基升力公式可知，dy段机翼所受的升力dL垂直于来流VR，其大小为：
也就是说，有限翼展的机翼微段相当于二因次机冀，故机翼微段将受到与VR垂直的升力dL和与VR方向一致的粘性阻力dD。
船舶推进第三章 螺旋桨基础理论
三、螺旋桨的作用力
船舶推进第三章 螺旋桨基础理论
上式把螺旋桨的推力、转矩与流场及螺旋桨的几何特征联系起来，因而比动量理论的结果要精密完整得多。
船舶推进第三章 螺旋桨基础理论
由上式可知，欲求某一螺旋桨在给定的进速和转速时所产生的推力、转矩和效率，则必须知道速度环量和诱导速度沿半径方向的分布情况。这些问题可应用螺旋桨环流理论来解决。
船舶推进第三章 螺旋桨基础理论
三、理想螺旋桨的效率
船用螺旋桨盘前方诱导速度计算
船用螺旋桨盘前方诱导速度计算在船舶动力系统中，螺旋桨盘前方诱导速度是衡量推进功率的有效指标。
它是推进器前方流体的平均速度。
目前，螺旋桨盘前方诱导速度的研究是推进和流体动力学领域的一个重要方面。
螺旋桨盘前方诱导速度的计算可以分为三个步骤：第一步，先根据螺旋桨特性，建立桨轮面前流动的基本模型，以确定诱导流场的分布；第二步，通过诱导流场的分布和元胞自由度等参数，建立流速场并计算诱导速度；第三步，通过对流速场的数值积分，得出螺旋桨盘前方的平均诱导速度。
从文献中可以看出，螺旋桨盘前方诱导速度的计算方法可以分为传统方法和现代方法两大类。
传统方法有模型分析法、解析法和分析解析法等；而现代方法主要是基于数值方法的计算，可以分为三角网格法和多面体网格法等。
模型分析法是传统方法中应用最多的，是利用模型参数来描述桨片前方流动由两个螺旋桨片构成的三维流场。
它使用简单的计算公式来求解螺旋桨盘前方诱导速度，但存在计算精度低和非线性响应不易处理等问题。
解析法是另一种传统方法，它建立的模型是使用高斯函数来描述螺旋桨片前方流场的流动，利用积分对诱导速度进行计算，此方法计算出的结果相对更精确，但需要更多的参数，使解析方法的实施变得更加复杂。
三角网格法是现代方法中应用最为广泛的，它是基于计算流体力学（CFD）的结构，可以很好地描述螺旋桨片前方流动场。
它通过分割给定的桨片表面区域为三角形，然后利用 Navier-Stokes程对每一个三角形进行分析，最后再根据该网格的网格节点的流量，来计算诱导速度。
多面体网格法也是基于 CFD一种现代方法，它主要是通过离散化采用多面体网格来模拟螺旋桨前方流场，然后再利用计算流体力学数值方法，对每一个多面体进行分析，最后再根据多面体网格的网格节点的流量，来计算诱导速度。
总之，螺旋桨盘前方诱导速度的计算是推进和流体动力学领域的重要方面，可以分为传统方法和现代方法两大类。
传统方法有模型分析法、解析法和分析解析法等；而现代方法又可以分为三角网格法和多面体网格法等。
螺旋桨滑流影响的研究进展
螺旋桨滑流影响的研究进展李尚斌;焦予秦【摘要】An insurance contract is induced to coordinate the supply chain under demand disruption. In the insurance contract, the retailer gives the manufacturer a side payment and when demand disruption happens they share the lost together. The bargaining solution of the insurance contract is given out which could coordinate the supply chain and demonstrate it by numerical analysis.%螺旋桨滑流影响的研究和其他领域一样,有理论和实验两种方法.另外,随着计算机的发展,数值计算方法快速兴起.目前这三种方法已成为研究螺旋桨滑流的主要手段.分别介绍了研究螺旋桨滑流影响的三种方法,回顾了基于三种方法已经做过的主要研究工作,讨论了三种方法的优缺点、存在的问题、研究发展趋势,提出未来应展开的工作.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2012(012)008【总页数】7页(P1867-1873)【关键词】螺旋桨;滑流;叶素;涡流;数值计算【作者】李尚斌;焦予秦【作者单位】西北工业大学翼型叶栅空气动力学国家级重点实验室,西安710072;西北工业大学翼型叶栅空气动力学国家级重点实验室,西安710072【正文语种】中文【中图分类】V211.44飞机是以螺旋桨飞机为起点，随着喷气式飞机的出现，各国热衷于喷气式飞机的研究［1—5］。
但螺旋桨飞机拉力大、燃油效率高的优点，使其在这个经济社会重新为人们所重视［6］。
螺旋桨产生升力的原理
螺旋桨产生升力的原理螺旋桨是一种常见的飞行器推进装置，它不仅可以产生推力，还可以产生升力。
本文将从螺旋桨产生升力的原理进行探讨。
螺旋桨产生升力的原理可以简单地归结为气动力学中的"牛顿第三定律"和"伯努利定律"。
首先，我们来看一下牛顿第三定律。
根据牛顿第三定律，当螺旋桨旋转时，它通过推动空气向后产生了一个向前的力，而根据牛顿第三定律，这个力也会产生一个相等大小、方向相反的反作用力。
这个反作用力就是我们所说的推力。
然而，螺旋桨不仅仅产生推力，还产生升力。
这是因为当螺旋桨旋转时，由于桨叶的形状和角度，它会引起周围空气的流动。
这个流动使得上表面的气流速度增加，而下表面的气流速度减小。
根据伯努利定律，流速增加的地方气压就会降低，而流速减小的地方气压就会增加。
因此，在螺旋桨上表面的气压要小于下表面的气压。
这样，就形成了一个气压差，这个气压差就是产生升力的关键。
当螺旋桨旋转时，这个气压差会导致空气从高气压区域流向低气压区域。
由于螺旋桨的旋转方向，气流会从上表面流向下表面，形成一个垂直于螺旋桨旋转轴的气流。
根据牛顿第三定律，这个气流就会产生一个相等大小、方向相反的反作用力，即升力。
这个升力可以帮助飞行器克服重力，使其升空或维持在空中飞行。
除了气流的流动，螺旋桨的形状和角度也对升力的产生有重要影响。
一般来说，螺旋桨桨叶的形状是对称的，这样可以使得升力对称地分布在螺旋桨的上下表面。
桨叶的角度也是影响升力的重要因素，过大或过小的角度都会影响升力的产生和效果。
因此，设计合理的螺旋桨形状和角度对于飞行器的飞行性能至关重要。
螺旋桨产生升力的原理是通过推动空气向后产生推力，同时通过形状和角度的调整引起气流的流动，产生气压差进而产生升力。
这种原理不仅适用于飞行器，也适用于其他需要产生升力的装置。
通过合理设计螺旋桨的形状和角度，可以提高飞行器的升力效果，进而提高飞行器的性能和效率。
诱导速度
0 引言直升机是一种重于空气的飞行器，它依靠发动机驱动旋翼转动产生拉力而飞行。
飞行员操纵直升机改变飞行状态就是靠改变旋翼拉力的大小和方向来完成的。
从本质上讲，旋翼是一个能量转换部件，它把发动机通过旋翼轴传来的旋转动能转换成旋翼拉力。
旋翼产生拉力的同时，空气因受旋翼作用而加速向下流动，随之产生了诱导速度。
诱导速度与旋翼拉力、需用功率和飞行状态有着密切联系，因此，研究直升机的飞行问题，就应该掌握旋翼诱导速度的相关知识，结合理论与实践，解决飞行中所出现的问题，提高飞行技能和学习质量，保证任务的顺利完成。
文章将对旋翼诱导速度的产生、分布规律、直升机在轴流和斜流两种不同飞行状态下诱导速度的特点以及诱导速度在特殊状态对直升机的影响进行分析和说明。
1 诱导速度的产生、特点及分布规律1.1 诱导速度的产生、特点根据旋翼产生拉力的原理可以知道，旋翼依靠发动机带动旋转，旋翼旋转时，在桨盘上下一定范围内，空气受到旋翼作用，桨盘上面的空气压力小，下面的空气压力大，这样，处于旋翼桨盘上方的空气将从上面被吸入桨盘旋转平面，空气通过桨盘受到桨叶作用后，会一边旋转一边向下加速流动。
空气受到旋翼作用产生的向下加速流动并略带扭转的气流称为滑流。
如果不考虑滑流扭转，通常把空气受到旋翼作用向下加速流动所增加的速度叫诱导速度。
在旋翼影响范围之内的空气，被旋翼吸入之后向下流动，产生诱导速度，离旋翼越近，空气受到旋翼的吸力越大，产生的流速越大。
空气在旋翼作用下从初速度υ0= 0 开始，在桨盘平面上，诱导速度增至υ1。
通过桨盘后，空气受旋翼桨叶的排压作用，诱导速度继续增大。
这里可以假设空气是没有粘性的不可压缩的理想气体，根据不可压的一维定常流动方程：VA = C （米3/秒）其中：V ——截面处的流速（米/秒）A ——截面面积（米2）可以得知，在不可压缩的一维定常流动中，同一流管各截面上的流速与截面面积成反比，即：流速小的地方滑流截面积大，流速大的地方滑流截面积小。
船舶推进习题及解析(上交教材)
第一章1.除螺旋桨之外，船用推进器还有那些类型？简述他们的特点及所适用船舶类型?螺旋桨，风帆，明轮，直叶推进器，喷水推进器，水力锥形推进器螺旋桨：构造简单，造价低廉，使用方便，效率较高。
风帆：推力依赖于风向和风力以至于船的速度和操纵性都受到限制。
仅在游艇，教练船和小渔船上仍采用明轮：构件简单，造价低廉，但蹼板入水时易产生拍水现象，而出水时又产生提水现象，因而效率较低。
目前用于部分内河船舶。
直叶推进器：可以发出任何方向的推理，操纵性好，推进器的效率高，在汹涛海面下，工作情况也较好，但构造复杂，造价昂贵，叶片保护性差极易损坏。
用于港口作业船或对操纵性有特殊要求的船舶喷水推进器：活动部分在船体内部，具有良好的保护性，操纵性能良好，水泵及喷管中水的重量均在船体内部，减少了船舶的有效载重量，喷管中水力损耗很大，故推进效率较低。
多用于内河潜水拖船上，近年来也用于滑行艇，水翼艇等高速船上。
水力锥形推进器：构造简单，设备轻便，船内无喷管效率比一般喷水推进器为高，航行于浅水及阻塞航道中的船只常采用此种推进器。
何谓有效马力（有效功率）？v航行时所受到的阻力为R，则阻力R在单位时间内所消耗的功为Rv，而有效推力Te在单位时间内所作的功为Te*v，两者在数值上相等，故Te*v（或者R*v）称为有效功率。
阻力试验R和V都可测。
3.何谓收到马力？它与主机马力的关系如何？收到马力：机器功率经过减速装置，推力轴承及主轴等传送至推进器，在主轴尾端与推进器连接处所量得的功率称为推进器的收到功率Pd表示。
Pd=Ps*ηs→传递效率或轴系功率4.推进效率。
推进系数如何定义？如何衡量船舶推进性能的优劣？推进效率：由于推进器本身在操作时有一定的能量损耗，且船身与推进器之间有相互影响，故有效功率总是小于推进器所收到的功率，两者之比称为推进效率，以ηd表示。
推进系数：有效功率与机器功率之比称为推进系数以P.C表示P.C=Pe/Ps P.C=ηdηs5.何谓船舶快速性？快速性优劣取决于那些因素？快速性：指船舶在给定主机功率情况下，在一定装载时于水中航行的快慢问题。
直升机的空气动力学原理
第三章 直升机的空气动力学原理旋翼的运动与固定翼飞机机翼的不同，因为 旋翼的桨叶除了随直升机一同作直线或曲线动外， 还要绕旋翼轴旋转，因此桨叶空气动力现象要比 机翼的复杂得多。
旋翼（升力）系统 基本概念：将发动机功率转化为飞行和操纵 所需要的力的机械装置。
通过加速空气产生 推力。
其整体性能可用桨尖速度、翼型特性、 实度和桨盘载荷来描述。
转动惯量影响直升 机自转性能，设计时也必须考虑。
基本组成：桨叶、桨毂、自动倾斜器、尾桨 等。
旋翼（升力）系统（续） 基本参数： 桨盘平面（面积） 桨叶载荷进比 桨叶数目 旋翼实度 旋翼前进比 旋翼诱导速度桨盘载荷 桨尖马赫数和前惯量 旋翼拉力 旋翼下洗 旋翼直径旋翼（升力）系统（续） 旋翼类型： 铰接式、 半铰接式、 无铰式、 无轴承式。
旋翼（升力）系统（续）旋翼（升力）系统（续）旋翼（升力）系统（续）旋翼（升力）系统（续） 铰接式旋翼：具有挥舞铰、摆振铰和变距铰。
桨叶与桨毂若完全刚性连接，则前飞时前行桨 叶和后行桨叶两边的升力差，使直升机出现横 侧倾覆力矩，同时桨叶根部承受很大的静、动 载荷。
为了消除这些现象，在旋翼结构上设置 了挥舞铰；为了消除因桨叶挥舞而产生的哥氏 力的影响，设置了摆振铰；为了改变桨距从而 改变升力而设置了变距铰。
这种型式的旋翼桨 毂构造复杂，重量大，气动阻力大，使用寿命 短，制造成本和维护费用高。
旋翼（升力）系统（续） 半铰接式（半刚性）旋翼：只有变距铰和挥舞 铰，而没有摆振铰。
其构造较简单，但操纵性 差。
无铰式（刚性）旋翼：只有变距铰。
桨叶在挥 舞和摆振方向相对于桨毂是刚性连接的，桨叶 的挥舞和摆振运动由桨叶根部（或桨毂支臂） 的弯曲弹性变形来实现。
无轴承式旋翼：无任何机械铰。
桨叶的挥舞、 摆振和变距运动由桨叶根部（或桨毂支臂）的 弯曲、扭转弹性变形来实现。
最新发展旋翼。
3.1 旋翼的空气动力学特点 完全刚性的直升机旋翼空气动力学非常复杂，不对称气流是 造成直升机旋翼动力学和空气动力学许多问题的原因。
共轴倾转旋翼性能计算方法
共轴倾转旋翼性能计算方法陆陶冶;陈仁良;曾丽芳;孔卫红【摘要】共轴倾转旋翼飞行器是一款可折叠机翼的高速旋翼飞行器.本文建立了适用于共轴倾转旋翼飞行器直升机模式、倾转过渡模式和固定翼飞机模式的旋翼性能计算方法,并对比风洞试验数据验证了共轴倾转旋翼轴流状态的性能和共轴双旋翼前飞状态的性能.在此基础上,分析了共轴倾转旋翼在倾转过渡状态各性能参数的变化规律、上下旋翼诱导速度的分布情况、上下旋翼之间的干扰面积和干扰因子的变化趋势.结论表明:相同来流速度下,当倾转角增大,共轴倾转旋翼的拉力系数减小,功率系数先增大后减小,上下旋翼的受干扰面积和干扰因子均增大.%The coaxial tilt-rotor craft is a high-speed rotorcraft along with deployable fixed-wings.A mathematical model is built for analyzing the performance of coaxial tilt-rotor in helicopter flight condition,transition condition and fixed-wings airplane flight condition.Firstly,the application of the model shows good agreement with the experiment from wind tunnel test of coaxial tilt-rotor in axial state and coaxial rotor in forward flight.Then,the method is studied by analyzing the obtained results of the variation of performance parameters,the distribution of induced velocity,the change of overlap area and interaction factor in transition condition.The calculated results show that when the tilt angle increases at constant flow,the thrust coefficient of coaxial tilt rotor decreases,the power coefficient increases first and then decreases,the overlap area and the interaction factor of upper and lower rotors both increase.【期刊名称】《南京航空航天大学学报》【年(卷),期】2017(049)003【总页数】7页(P396-402)【关键词】高速;共轴倾转旋翼;倾转过渡状态;干扰因子;性能【作者】陆陶冶;陈仁良;曾丽芳;孔卫红【作者单位】南京航空航天大学直升机旋翼动力学国家级重点实验室,南京,210016;南京航空航天大学直升机旋翼动力学国家级重点实验室,南京,210016;南京航空航天大学直升机旋翼动力学国家级重点实验室,南京,210016;南京航空航天大学直升机旋翼动力学国家级重点实验室,南京,210016【正文语种】中文【中图分类】V275.1;V211.5随着直升机的应用越来越广泛，人们不仅仅满足于其突出的悬停、低空低速性能和良好的机动性，还希望有更高的飞行速度和航程。
在线网课《船舶快速性(哈尔滨工程大学)》课后章节测试答案
第一章测试
1
【单选题】(2分)
以下哪种推进器不是我国古代船舶的推进工具（）
A.
帆
B.
撸
C.
螺旋桨
D.
板
2
【单选题】(2分)
拖船上通常采用哪种推进器（）
A.
导管桨
B.
对转桨
C.
串列桨
D.
摆线桨
3
【单选题】(2分)
梢涡通常呈何种线性向后泄出（）
A.
双曲线
B.
直线
C.
螺旋线
D.
抛物线
4
【单选题】(2分)
滑行艇常采用哪种推进器进行推进（）
A.
串列桨
B.
对转桨
C.
导管桨
D.
半浸桨
5
【单选题】(2分)
潜艇设计时何种指标需要第一位考虑（）
A.
快速性
B.
操纵性
C.
隐身性
D.
耐波性
6
【多选题】(2分)
平台系统的总体性能主要包括哪些方面（）
A.
快速性
B.
操纵性
C.
浮性
D.
耐波性
7
【多选题】(2分)
按物理现象可以将船舶水阻力分为哪几类（）
A.
粘压阻力
B.
兴波阻力
C.
空气阻力
D.
摩擦阻力
8
【多选题】(2分)
螺旋桨值得研究的典型特性有（）
A.
螺旋桨流场
B.
螺旋桨空泡与噪声
C.
螺旋桨效率
D.。