南航直升机空气动力学习题集17页

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直升机空气动力学习题集

绪论

(0-1)试计算Z-8直升机的旋翼实度σ、桨尖速度ΩR和海平面标准大气条件下的桨尖M数。

(0-2)Z-9直升机的旋翼桨叶为线性负扭转。试画出以桨距Ф7=11。作悬停飞行的桨叶上r=(0.29~1.0)一段的剖面安装角()rφ→分布。

(0-3)关于反扭矩的是非题:

a) 尾桨拉力用以平衡发动机的反扭矩,所以尾桨的位置要比发动机高。()

b) 尾桨拉力用以平衡旋翼的反扭矩,所以尾桨位置距旋翼轴很远。()

c)双旋翼直升机的两付旋翼总是彼此反向旋转的。()

d) 尾桨没有反扭矩。()

(0-4) 关于旋翼参数的是非题:

a)旋翼的半径就是桨叶的长度。()

b) 测量桨叶的根部宽度及尖部宽度,就可以得到桨叶的根梢比。()

c) 测量桨叶的根部及尖部之间的倾斜角之差,就得到桨叶的扭度。()

d) 台式电风扇实度接近1。

( )

(0-5) 假定Y-2直升机在某飞行状态下,旋翼拉力T=1200公斤,试计算

其C T 值。(海平面标准大气)

第一章

(1-1) 论证在垂直上升状态旋翼的滑流形状是图(a )而不是图(b ) (1-2) 假定Y-2直升机在垂直飞行状态发动机的功率有84%传递给旋翼,

且悬停时悬疑的

型阻功率为诱导功率的一半,桨端损失系数к=0.92;

a) 求在海平面标准大气条件下悬停时桨盘外的诱导速度;

b)

求在海平面标准大气条件下悬停时的诱导功率、相对效率和直升机的单位马力载 荷;

c)

若以V 0=(1/3)v 10的速度作垂直爬升,此时桨盘处的诱导速度多大?诱导功率多大? 若型阻功率与悬停时相同,旋翼消耗的总功率多大?

(1-3) 上题中,若飞行重量增大20%,除增大桨距外保持其他条件及型阻

功率不变,那么其悬停诱导功率及相对效率将是多大?

(1-4) 既然

a) 是否可以认为,只要把旋翼直径做得很大,就可以用很小功率的

发动机做成重型直升机?

b) 直升机的发展趋势为什么是p 趋向增大?

(1-5) 试根据0η的定义导出0η与桨盘载荷p 的关系。假定型阻功率与p

无关,同一架机在满载及轻载时,哪种情况下0η更大些?

第二章

(2-1) 某翼型的 1.2α=-o o ,0.02mn C =-, 0.238F X =,试将正确数据填

入下表中的空格。

(2-2)

如果把桨叶的变距操纵轴定在桨叶剖面的中点,当驾驶员向上提总距时,手感操纵力会如何变化?

(2-3) 关于翼型特性的选择题:

a) 翼型的升力垂直于(翼弦、中线、相对气流);

b) 翼型失速后就变得(没有速度、没有升力、升力减小); c) 翼型的气动力矩指的是对于(前缘、压力中心、重心); d) 翼型的Re 数越大,则(Cx,Cy,Cymax )越大;

(2-4)

Y-2直升机在海平面标准大气压条件下悬停时,总距7φ=9o ;假定桨盘处诱导速度均匀分布,且取κ=0.92,求桨叶特征剖面(r=0.7)处的单位长度上的升力载荷(dy/dr )。(中间结果dx V =8.15m/s )

(2-5)

利用叶素理论计算Y-2直升机以V o =2.7米、秒垂直爬升时旋翼的需用功率,并将计算结果与(1-2)题之c)相比较,指出差别的原因。(计算时取κ=0.92,p K =1.0,J=1.18,K=0.96,海平面标准大气

条件,中间结果T C =0.00696)

(2-6)

如果要求儒式桨叶的剖面升力系数为常数,那么桨叶的平面形状(宽度沿半径的变化规律)应是怎样的?

(2-7)

试根据滑流-叶素组合理论计算Z-9直升机在悬停时的旋翼诱导速度沿半径的分布。如果桨叶无负扭转(△Ф=0),其诱导速度分布怎样?将上述两种分布画在同一图上进行比较,指出二者的不同。(为简化、取κ=1)。

第三章

(3-1) 用涡系来代表旋翼,两者在什么方面的作用是等价的?

(3-2) 示意地画出儒氏桨在悬停状态下桨盘平面处的轴向、径向和周向

诱导速度沿半径的分布规律。

(3-3) Y-2直升机悬停时桨距7φ=9o ,若取κ=0.92, a) 求缩减系数B ;(中间结果dx V =0.0435);

b) 此时桨叶的环量()r *Γ和实际迎角()r α*沿桨叶的分布; c) 旋翼的拉力修正系数T K 和诱导速度修正系数0J 。 (3-4) 计算Y-2桨叶对于悬停状态的最优负扭度(可以利用上题的有关

数据如B 等)。

第四章

大作业:计算Z-8直升机的垂直爬升性能 补充资料

1.Z-8的有关数据

旋翼叶型 NACA 0012

垂直爬升时的当量阻力面积∑CxS=14.6米2

旋翼转速 207转/分 功率传递系数 ζ=0.84

发动机 三台透默ⅢC 发动机 根部 r 0=1.895米

2. 三台透默ⅢC 发动机最大连续状态功率曲线。

3.其他数据,可参阅“直升机气动手册”第一、第二册,“7210

办公室”编国防工业出版社

1978年5月

(中间结果7C λ≈0.012,计算时建议取J=1.18)

第五章

(5-1) Z-9直升机巡航速度V0=250公里/小时,作水平飞行,此时旋翼迎

角0α=-50

,求旋翼的前进比μ、流入比λ0和旋翼反流区面积。

(5-2) 计及桨叶的径向速度分量时,桨叶在旋转中相当于具有变化的后

(前)掠角。试写出该后(前)掠角的表达式,并说明该角随方位角及径向位置r 的变化规律。

(5-3) Z-8直升机的旋翼桨叶每片重109公斤,质量均匀分布。假定悬停

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