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直升飞机原理旋翼的空气动力特点
直升飞机原理旋翼的空气动力特点直升机是一种能够垂直起降并在空中悬停、前后左右移动的飞行器。
其独特的飞行原理主要依赖于旋翼的空气动力特点。
下面将详细介绍直升机的原理以及旋翼的空气动力特点。
直升机通过旋翼的旋转以产生升力，使飞机能够在空中悬停或垂直起降。
旋翼是直升机的核心部件，位于机身的顶部，并通过主轴与发动机相连接。
旋翼主要由主叶片、副叶片和旋转机构等组成。
旋翼的空气动力特点可以通过以下几个方面解释：1.升力产生：旋翼的旋转可以使空气流动并产生升力。
主叶片的弯曲形状和扭矩可以利用空气动力学原理，产生一个向上的升力矢量。
通过调整旋翼的转速、叶片角度和导流片等参数，直升机可以控制升力的大小和方向。
2.推力产生：除了产生升力，旋翼还可以产生一个向前推进的推力。
通过改变旋翼的叶片角度，可以调整旋翼对空气的作用力，并产生一个向前方向的推力，从而让直升机能够在空中前后移动。
3.反作用力：旋转的旋翼会产生一个反作用力，此力与升力和推力成正比。
为了平衡这一反作用力，直升机通常会配备一个尾旋翼来产生一个与旋转方向相反的力矩，从而保持飞行器的平衡和稳定性。
4.旋翼受力：旋翼在飞行过程中会遇到不同的气流条件和空气动力特性。
例如，主叶片的前缘受到气流的较大冲击，产生了主气流，而后缘则受到较小的气流冲击，产生了副气流。
这些气流与叶片的扭转角度和动作有关，会对旋翼的受力和升力产生影响。
总之，直升机的飞行原理主要依赖于旋翼的空气动力特点。
通过利用旋翼产生的升力和推力以及对反作用力的平衡，直升机能够垂直起降、悬停和前后左右移动。
旋翼的叶片形状、扭转角度、转速等参数的调整，对直升机的飞行性能和稳定性也有重要影响。
这种独特的设计使得直升机在特定场合和任务中具有独特的优势和应用价值。
初中数学小知识点：旋翼空气动力特性
初中数学小知识点：旋翼空气动力特性关于初中学生朋友，学习是一个循序渐进的过程，需要日积月累。
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直升机的旋翼与周围空气相对运动时，桨叶上所受的空气动力和力矩随运动状态的变化规律。
它是运算直升机性能、飞行品质、振动以至噪声的基础。
旋翼的运动特点旋翼桨叶的运动十分复杂。
一方面桨叶本身绕旋翼轴旋转，另一方面，旋翼随直升机飞行而有牵连运动。
即使在定常前飞时，直升机桨叶在旋转一圈的过程中，旋转平面内同一半径不同方位的相对风速不论在方向上或在大小上差不多上不同的(图1[ 在定常平飞时桨叶上同一半径外的剖面在不同方位下的相对风]旋翼的气动理论分析旋翼气动力的关键在于适当地选取物理数学模型，弄清绕旋翼的整个流场以及绕桨叶剖面的局部流场。
现代分析旋翼气动力的理论有滑流理论、叶素理论和涡流理论。
滑流理论把旋翼看作是一个产生拉力的圆盘，而把受到旋翼作用的流场宏观地看作是以圆盘周线为边界的滑流内的一维流淌。
依照动量定理和动能定理，能够求出在理想情形下旋翼的拉力和所需功率与滑流内速度变化之间的关系。
滑流理论的优点是简单、直观，缺点是它不能反映旋翼的几何形状对其气动特性的阻碍。
叶素理论为了克服滑流理论的要紧缺点，有人把轴流中螺旋桨叶素理论推广到斜流中的旋翼上去。
叶素理论把旋翼桨叶分成许多微段(叶素)，而把绕各个叶素的相对流淌看作是彼此独立的二维流淌。
依照翼型理论，能够求出桨叶剖面的空气动力和力矩，然后沿桨叶半径积分，再沿方位加以平均，就能得出整个旋翼的气动力和力矩。
这些力和力矩是旋翼桨叶的几何特性的函数。
叶素理论的不足之处是忽略了各叶素之间的相互干扰，因此无法明白桨叶剖面的当地诱导速度。
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旋翼的工作原理
旋翼的工作原理
旋翼是直升机和其他垂直起降飞行器的主要升力产生装置。
旋翼的工作原理基于空气动力学原理。
在旋翼的工作过程中，旋翼受到发动机提供的动力驱动，并以一定的转速旋转。
旋翼叶片的形状和倾斜角度使得空气流经叶片时产生升力。
叶片的横断面通常采用对称形状，以确保在上下旋转时都能产生稳定的升力。
当旋翼转动时，叶片在上升运动过程中形成较高的相对风速，而在下降运动过程中则形成较低的相对风速。
根据伯努利定理，空气在速度增加的区域产生较低的压力，而速度减小的区域产生较高的压力。
由于上升时的相对风速较高，叶片上方的压力较低，而下降时的相对风速较低，叶片下方的压力较高。
这种压力差会导致旋翼绕垂直轴产生转矩，使直升机产生旋转力矩。
除了旋转产生的升力，旋翼的前进飞行还会受到迎角的影响。
迎角是指旋翼叶片与前进方向之间的夹角。
通过调整迎角，可以改变旋翼产生的升力和阻力，进而控制直升机的飞行姿态和速度。
此外，旋翼在工作过程中还会产生一个侧向推力，并使直升机保持平衡。
这是由于旋翼叶片在旋转过程中施加的空气动力学力矩在水平方向上的分量。
通过调整旋翼的转速和迎角，可以控制侧向推力的大小，实现直升机的平稳悬停和横向飞行。
综上所述，旋翼的工作原理基于空气动力学原理，通过旋转产
生升力和转矩，以及调整迎角产生侧向推力，从而实现直升机的升降、平稳悬停和前进飞行。
旋翼的空气动力特点
旋翼的空气动力特点(1)产生向上的升力用来克服直升机的重力。
即使直升机的发动机空中停车时，驾驶员可通过操纵旋翼使其自转，仍可产生一定升力，减缓直升机下降趋势。
(2)产生向前的水平分力克服空气阻力使直升机前进，类似于飞机上推进器的作用(例如螺旋桨或喷气发动机)。
(3)产生其他分力及力矩对直升机；进行控制或机动飞行，类似于飞机上各操纵面的作用。
旋翼由数片桨叶及一个桨毂组成。
工作时，桨叶与空气作相对运动，产生空气动力；桨毂则是用来连接桨叶和旋翼轴，以转动旋翼。
桨叶一般通过铰接方式与桨毂连接。
旋翼的运动与固定翼飞机机翼的不，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。
先来考察一下旋翼的轴向直线运动这就是直升机垂直飞行时旋翼工作的情况，它相当于飞机上螺旋桨的情况。
由于两者技术要求不同，旋翼的直径大且转速小；螺旋桨的直径小而转速大。
在分析、设计上就有所区别设一旋冀，桨叶片数为k，以恒定角速度Ω 绕轴旋转，并以速度Vo沿旋转轴作直线运动。
如果在想象中用一中心轴线与旋翼轴重合，而半径为r的圆柱面把桨叶裁开(参阅图2，1—3)，并将这圆柱面展开成平面，就得到桨叶剖面。
既然这时桨叶包括旋转运动和直线运动，对于叶剖面来说，应有用向速度(等于Ωr)和垂直于旋转平面的速度(等于Vo)，而合速度是两者的矢量和。
显然可以看出(如图2．1—3)，用不同半径的圆柱面所截出来的各个桨叶剖面，他们的合速度是不同的：大小不同，方向也不相同。
如果再考虑到由于桨叶运动所激起的附加气流速度(诱导速度) )，那么桨叶各个剖面与空气之间的相对速度就更加不同。
与机翼相比较，这就是桨叶工作条件复杂，对它的分析比较麻烦的原因所在。
旋翼拉力产生的滑流理论现以直升机处于垂直上升状态为例，应用滑流理论说明旋翼拉力产生的原因。
此时，将流过旋翼的空气，或正确地说，受到旋翼作用的气流，整个地看做一根光滑流管加以单独处理。
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。
旋翼机原理
旋翼机原理旋翼机是一种具有独特原理的飞行器。
它以旋转的主旋翼产生升力，控制飞行姿态和方向，同时通过尾旋翼产生反扭力来平衡主旋翼的扭矩，从而实现飞行。
旋翼机的原理涉及到空气动力学、力学、控制理论等多个学科，是一门综合性的技术学科。
一、旋翼机的构成和工作原理旋翼机主要由机身、主旋翼和尾旋翼三部分组成。
机身是旋翼机的主体，包括驾驶舱、发动机、传动系统和底盘等部分。
主旋翼是旋翼机的升力来源，由多片旋翼叶片组成，通过旋转产生向上的升力，同时也产生向后的推力。
尾旋翼是旋翼机的控制部分，通过产生反扭力来平衡主旋翼的扭矩，从而实现飞行方向的控制。
旋翼机的工作原理基于伯努利定律和牛顿第三定律。
当主旋翼旋转时，叶片上的气流速度增加，压力下降，产生向上的升力。
同时，由于牛顿第三定律，旋转的叶片也会产生向后的推力。
这样，旋翼机就可以在空中飞行。
尾旋翼的工作原理则是基于牛顿第三定律。
当旋翼机产生扭矩时，尾旋翼通过产生反扭力来平衡扭矩，从而保持稳定的飞行方向。
尾旋翼的位置和角度可以通过控制杆或电脑控制系统来调整，从而实现飞行方向的控制。
二、旋翼机的空气动力学原理旋翼机的飞行原理涉及到空气动力学原理。
空气动力学是研究物体在空气中运动时所受到的空气力学原理的学科。
旋翼机的升力和推力都是基于空气动力学原理产生的。
旋翼机的升力是由旋转的主旋翼产生的。
当主旋翼旋转时，叶片上的气流速度增加，压力下降，产生向上的升力。
这个原理可以用伯努利定律来解释。
伯努利定律指出，当气体通过一个管道或器具时，速度越快，压力就越低。
在旋翼机中，叶片上的气流速度越快，压力就越低，从而产生向上的升力。
旋翼机的推力也是由旋转的主旋翼产生的。
当主旋翼旋转时，叶片上的气流速度增加，产生向后的推力。
这个原理同样可以用伯努利定律来解释。
当叶片旋转时，气流速度增加，从而产生向后的推力。
尾旋翼的工作原理也是基于空气动力学原理。
尾旋翼通过产生反扭力来平衡主旋翼的扭矩，从而实现飞行方向的控制。
旋翼的空气动力特点
旋翼的空气动力特点(1)产生向上的升力用来克服直升机的重力。
即使直升机的发动机空中停车时，驾驶员可通过操纵旋翼使其自转，仍可产生一定升力，减缓直升机下降趋势。
(2)产生向前的水平分力克服空气阻力使直升机前进，类似于飞机上推进器的作用(例如螺旋桨或喷气发动机)。
(3)产生其他分力及力矩对直升机；进行控制或机动飞行，类似于飞机上各操纵面的作用。
旋翼由数片桨叶及一个桨毂组成。
工作时，桨叶与空气作相对运动，产生空气动力；桨毂则是用来连接桨叶和旋翼轴，以转动旋翼。
桨叶一般通过铰接方式与桨毂连接(如下图所示)。
旋翼的运动与固定翼飞机机翼的不，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。
先来考察一下旋翼的轴向直线运动这就是直升机垂直飞行时旋翼工作的情况，它相当于飞机上螺旋桨的情况。
由于两者技术要求不同，旋翼的直径大且转速小；螺旋桨的直径小而转速大。
在分析、设计上就有所区别设一旋冀，桨叶片数为k，以恒定角速度Ω绕轴旋转，并以速度 Vo沿旋转轴作直线运动。
如果在想象中用一中心轴线与旋翼轴重合，而半径为 r的圆柱面把桨叶裁开(参阅图 2，1—3)，并将这圆柱面展开成平面，就得到桨叶剖面。
既然这时桨叶包括旋转运动和直线运动，对于叶剖面来说，应有用向速度 (等于Ωr)和垂直于旋转平面的速度(等于 Vo)，而合速度是两者的矢量和。
显然可以看出(如图2．1—3)，用不同半径的圆柱面所截出来的各个桨叶剖面，他们的合速度是不同的：大小不同，方向也不相同。
如果再考虑到由于桨叶运动所激起的附加气流速度(诱导速度) )，那么桨叶各个剖面与空气之间的相对速度就更加不同。
与机翼相比较，这就是桨叶工作条件复杂，对它的分析比较麻烦的原因所在。
现以直升机处于垂直上升状态为例，应用滑流理论说明旋翼拉力产生的原因。
此时，将流过旋翼的空气，或正确地说，受到旋翼作用的气流，整个地看做一根光滑流管加以单独处理。
空气动力学与飞行原理课件：旋翼空气动力学 、牛顿定律与无人机受力
例如无人机的定直平飞状态的飞行性能就可以利用牛顿第 一定律来分析。在定直平飞状态无人机所受的合外力为零。即升 力等于重力，推力等于阻力。此时无人机保持定直平飞状态。图 为无人机定直平飞所受外力示意图。
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空气动力学与飞行原理
牛顿定律与无人机受力
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壹 目录页
一、
牛顿定律
二、
无人机受力
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壹 牛顿定律
在考虑固定翼无人机的飞行稳定性特性时，需要将其当成 刚体，除了具有三个平动的自由度，还具有绕机体轴转动的三个 转动自由度。如果评价其飞行性能，则可以将无人机作为质点处 理，只有三个平动自由度，此时牛顿定律可以解释无人机的多数 飞行性能。
悬停时桨叶气动区域分布
前飞时刻桨叶气流区域分布
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贰 旋翼
（三）桨尖失速、桨尖涡和地面效应
地面效应 由于在后退区域，桨叶旋转速度和前飞速度相减，会导致后退区域的升力损失，会造成桨盘升力的不对 称，此时为了保持升力对称，弥补升力损失，需要给桨叶一个较大的变距操纵，此时翼尖速度较大且处于较 大攻角之下，则会出现翼尖失速情况。 当直升机悬停靠近地面时，将会产生明显的地效效应。地效效应会使直升机诱导阻力减小，同时能获得 比空中飞行更高升阻比的流体力学效应:当运动的直升机距地面(或水面)很近时，整个桨盘的上下压力差增大， 升力会陡然增加。
桨叶截面形状-翼型
对称和非对称翼型
5
壹
翼型
对于翼型，其空气动力产生原理与固定翼翼型相同，由伯努利定理可以解释其升力产生原因。 升力计算公式也与固定翼翼型相同。即
L
1 2
直升机空气动力学
直升机空气动力学一、引言直升机是一种能够在垂直方向起降、悬停和倾斜飞行的飞行器。
与固定翼飞机不同，直升机的空气动力学特性较为复杂，涉及到旋翼、机身和尾桨等多个部件的相互作用。
本文将探讨直升机的空气动力学原理以及相关的设计和优化问题。
二、直升机的空气动力学原理1. 旋翼的升力和推力直升机主要依靠旋翼产生升力和推力。
旋翼的升力是由旋翼叶片产生的，其工作原理类似于固定翼飞机的机翼。
旋翼通过改变叶片的攻角和旋转速度来调节升力大小。
同时，旋翼的旋转还能够产生推力，使直升机向前飞行。
2. 尾桨的作用直升机的尾桨主要用于平衡旋翼产生的反扭矩，并提供方向稳定力。
尾桨通过改变叶片的攻角和旋转速度来产生力矩，使直升机保持平衡。
3. 机身对空气动力学的影响直升机的机身对其空气动力学性能有着重要影响。
机身的形状和气动特性会影响直升机的阻力、升阻比和操纵性能等。
因此，在直升机设计中，需要对机身进行合理的流线型设计和气动优化。
三、直升机的设计与优化问题1. 旋翼设计与优化直升机旋翼的设计与优化是直升机空气动力学研究中的重要内容。
旋翼的设计要考虑旋翼叶片的几何形状、材料和结构等因素，以及旋翼的气动性能和噪声特性等。
在旋翼的优化中，可以通过改变旋翼的几何参数、调节旋翼叶片的攻角和旋转速度等方式，来提高直升机的升力和推力性能。
2. 尾桨设计与优化尾桨的设计与优化也是直升机空气动力学研究的重要方向。
尾桨的设计要考虑尾桨叶片的几何形状、气动性能和噪声特性等因素。
在尾桨的优化中，可以通过改变尾桨叶片的几何参数、调节尾桨叶片的攻角和旋转速度等方式，来提高直升机的稳定性和操纵性能。
3. 机身优化直升机机身的优化是为了减小阻力、提高升阻比和改善飞行操纵性能等。
机身的优化可以包括减小机身的横截面积、改善机身的流线型、优化机身的表面粗糙度等。
四、直升机空气动力学的应用领域直升机空气动力学的研究不仅对直升机的设计和优化具有重要意义，还对直升机的飞行性能、操纵性能和噪声控制等方面有着广泛的应用。
直升机旋翼空气动力学理论研究
直升机旋翼空气动力学理论研究在航空器中，直升机可以说是最奇特的一种。
与固定翼飞机不同，直升机的升力不是由机翼产生的，而是由旋转的主旋翼和尾旋翼产生的。
因此，直升机的空气动力学理论也与固定翼飞机有着巨大的不同之处。
直升机的主旋翼将空气向下加速，产生向上的升力。
根据牛顿第三定律，产生升力的同时，也会产生一个反向的反作用力，即旋翼受到向上的空气动力作用力，因此需要用反扭力（又称副旋翼）来平衡这个反作用力。
而尾旋翼则主要用来平衡机身的旋转运动。
旋翼空气动力学基本原理旋翼空气动力学基本原理可以用劳伦兹原理来说明。
劳伦兹原理指出，当一个物体受到流体中流速为v的流线流动的作用时，其受到的力F正比于物体光滑表面上积累的涡量，即$$F=\\rho v \\Gamma$$其中，$\\rho$为空气密度，$\\Gamma$为涡量。
在直升机的旋翼上，涡量的产生是因为在旋转时，翼面上下前后的气流速度有所差异，因而产生了幅度和方向不同的旋涡。
这些旋涡在旋转的主旋翼上不断输送，部分涡量在旋翼表面积累，负责产生升力或反作用力。
另外，由于旋翼产生的气流是非均匀的，在旋转方向和迎风面的气体流动速度并不相同。
因此，旋翼在旋转时受到空气动力作用的方向也随之改变，这产生了一个称为“周期性变位”的现象。
周期性变位可能会导致旋翼振荡，从而限制了直升机的工作性能。
旋翼的气动特性旋翼的气动特性与旋翼的几何结构有密切关系。
一般而言，对于直升机旋翼来说，角度越大，相应的气动力和反作用力也越大。
但是，在某些情况下，增加旋翼的角度会导致气动不稳定，因此需要进行模型分析和实验研究。
另外，旋翼在不同的速度下也会产生不同的气动特性。
例如，在低速时，旋翼的气动负载会更大，同时也更容易发生气动失速。
而在高速时，旋翼受到的气动负载较小，但是也会受到一些困扰，如升阻比不利和超声速效应等。
旋翼模型与优化由于旋翼空气动力学的复杂性，模拟和优化旋翼设计是一个具有挑战性的任务。
直升机空气动力特性与控制研究
直升机空气动力特性与控制研究直升机是一种通过旋转翻转叶片产生升力并进行垂直起降和悬停的航空器。
由于其独特的设计和工作原理，直升机的空气动力特性和控制机制具有一些独特的特点。
直升机的空气动力特性主要与其旋翼设计和气动力学效应有关。
旋翼位于机身顶部，利用其旋转产生的升力使直升机能够垂直起降和悬停。
旋翼叶片的设计和布局对直升机的性能有着重要影响。
旋翼叶片通常由多个构件组成，如梢段、根部、前缘、后缘等，每个部分的形状和大小会影响升力的产生和分布。
直升机的旋翼工作过程中，会产生一系列的气动力学效应。
其中最重要的效应是绕流现象，即高速气流从旋翼前缘经过后流到后缘。
这种绕流会产生升力和阻力。
此外，直升机在旋翼转动过程中会产生很大的涡流，这些涡流的生成和演化也会影响空气动力特性。
直升机的控制主要包括操纵和稳定控制。
操纵控制用于改变直升机的姿态和前进方向，包括俯仰（pitch）、横滚（roll）和偏航（yaw）等。
稳定控制用于维持直升机平衡和稳定飞行。
直升机的控制主要通过改变旋翼叶片的角度和速度来实现。
直升机的操纵和稳定控制主要依赖于主旋翼和尾旋翼的协调工作。
主旋翼负责产生升力和推动力，尾旋翼用于防止直升机旋转。
在操纵过程中，通过改变主旋翼和尾旋翼的角度和速度，可以产生不同的推力和扭矩，从而实现操纵和稳定控制。
直升机的空气动力特性和控制研究在飞行器设计和性能优化中具有重要意义。
研究直升机的空气动力学特性可以帮助优化旋翼的设计和性能，提高升力和推力的效率。
探索直升机的控制机制可以改进操纵性和稳定性，提高直升机的操纵和飞行性能。
总之，直升机的空气动力特性和控制是直升机设计和飞行特性研究的重要内容。
进一步研究和探索直升机的空气动力学特性和控制机制，对于提高直升机的性能和应用具有重要意义。
螺旋桨的空气动力ppt课件
N发动机
第三章 第 54 页
① 螺旋桨的效率η与相对进距λ的关系
在固定桨叶角的情况下，螺旋桨的效率在某一固定 相对进距下达到最大。
第三章 第 55 页
② 螺旋桨的效率η与桨叶角φ的关系
相对进矩越大，对应较高效率的桨叶角也越大。
第三章 第 56 页
③ 获得螺旋桨最大效率的方法
活塞式变距螺旋桨飞机，在使用额定转速和额定 油门做大速度平飞时，螺旋桨效率最高。
第三章 第 32 页
3.2.3 螺旋桨拉力随油门位置的变化
油门增加，螺旋桨转速增大。调速器为了保持转 速，自动增大桨叶角。因此桨叶总空气动力R增大。
第三章 第 33 页
●螺旋桨飞机不同油门位置下的拉力曲线
螺旋桨的拉力随油门的增大而逐步减小。
第三章 第 34 页
3.2.4 螺旋桨拉力随飞行高度的变化
●螺旋桨的几何扭转示意图
第三章 第 18 页
●螺旋桨的几何扭转的效果
下图为进行了几何扭转的螺旋桨，可以看到从 桨根到桨尖，桨叶角逐渐减小，以保证各切面迎 角大致相等。
桨尖
第三章 第 19 页
桨根
●TB200螺旋桨的几何扭转
第三章 第 20 页
3.1.3 螺旋桨拉力和旋转阻力的产生
① 叶素的空气动力
第三章 第 25 页
飞行原理/CAFUC
3.2 螺旋桨拉力在飞行中的变化
飞行原理/CAFUC
3.2 螺旋桨拉力在飞行中的变化
螺旋桨的拉力是总空气动力的一个分力，拉力的 大小不仅取决于总空气动力的大小，还取决于总空 气动力的方向。
拉力大小
总空气动力大小 总空气动力方向
桨叶迎角α 桨叶切面合速度w 合速度的方向 性质角θ
螺旋桨的空气动力特性
机械环境
螺旋桨在工作中受到机械 力的作用，如扭矩、弯矩 等。
03
螺旋桨的空气动力特性
螺旋桨的推力与阻力
推力
螺旋桨通过旋转产生向前的推力，推 力的大小取决于桨叶的面积、桨叶的 形状以及螺旋桨的转速。
阻力
螺旋桨在旋转过程中会受到空气阻力 的作用，阻力的大小与螺旋桨的形状 、桨叶的表面粗糙度以及飞行速度有 关。
定地工作。
效率优先原则
03
以螺旋桨的工作效率为目标，进行优化设计，提高推进效率。
优化设计的实践与应用
船舶行业
为船舶提供高效、稳定的推进力， 提高船舶的航行性能和燃油经济 性。
航空领域
用于小型飞机和直升机的螺旋桨设 计，提高飞行性能和稳定性。
风力发电
用于风力发电机组的风力螺旋桨设 计，提高风能利用率和发电效率。
轴
将螺旋桨连接到发动机或 电动机的旋转轴。
螺旋桨的工作方式
旋转
螺旋桨通过旋转产生推力，推动 船舶或飞机前进。
推进
螺旋桨产生的推力与前进方向相 反，产生推进力使船舶或飞机前 进。
螺旋桨的工作环境
流体动力环境
螺旋桨在流体中旋转，受 到流体的作用力和反作用 力。
气动环境
对于飞机螺旋桨，气动环 境对其工作性能有很大影 响，包括气流速度、压力、 温度等。
螺旋桨的旋转与稳定性
旋转
螺旋桨通过旋转产生推力，推动飞机 前进。螺旋桨的旋转稳定性决定了飞 机的飞行稳定性。
稳定性
螺旋桨的设计和制造精度对旋转稳定 性有很大影响，良好的旋转稳定性有 助于提高飞行的安全性。
螺旋桨的效率与功率
效率
螺旋桨的效率是指其将发动机功率转化为推力的效率，效率高的螺旋桨能够更 有效地利用发动机功率。
第六章 旋翼无人机空气动力学一
第六章 旋翼无人机空气动力学
6.1 旋翼无人机的气动结构的组成和旋翼结构 6.2 旋翼的工作原理 6.3 多旋翼空气动力学分析
旋翼无人机的气动结构的组成和旋 翼结构
旋翼无人机气动结构组成
旋翼无人机的气动结构的组成和旋 翼结构
1.旋翼系统
旋翼无人机是利用旋翼转动产生升力的飞行器。旋翼 由桨毂和数片桨叶构成。桨毂安装在旋翼轴上，一副 旋翼最少有两片桨叶，最多可达8片。桨叶旋转时与 周围空气相互作用，产生沿旋翼轴向上的拉力(升力)。 如果相对气流的方向或各片桨叶的桨距不对称于旋翼 轴，还产生垂直于旋翼轴的分力。因此旋翼具有产生 升力的功能，以及具有类似于旋翼无人机推进装置的 功能，产生向前的力；同时还具有类似于固定翼无人 机操纵面的功能，产生改变机体姿态的俯仰力矩或滚 转力矩。
• 由于陀螺进动效应的存在，最大桨叶角位置相对于需要的最高挥舞位置必须提前90°，最小桨叶角相对 于需要的最低挥舞位置也必须提前90°。
旋翼的工作原理
桨叶的摆振运动
旋翼桨叶作挥舞运动时，桨叶重心距旋转轴的距离不断变化，由理论力学知 道，旋转着的质量对旋转轴有相对运动时会受到哥氏力的作用。挥舞运动引 起的哥氏力是周期交变力，而且一阶挥舞运动会引起二阶的哥氏力。根据实 际例子的计算，发现一片桨叶的哥氏力的最大幅值竟高达桨叶自重的七倍以 上，会在旋转平面内造成很大的交变弯矩，对桨叶结构寿命非常不利。另外， 桨叶在旋转平面内的空气动力阻力也造成根部弯矩，前飞时气动阻力同样随 方位 角变化，不过它所造成的弯矩交变部分比哥氏力的交变弯矩小得多。 通常旋翼无人机桨毂上安装有垂直铰这种垂直铰称为摆振铰，桨叶可以绕摆 振铰作水平面内的前后运动，从而避免因摆振运动所造成的桨叶根部疲劳断 裂。
直升机旋翼空气动力学理论研究
直升机旋翼空气动力学理论研究简介直升机是一种能够垂直起降并在空中悬停的航空器，它的旋翼是直升机的核心部件，也是其唯一的升力产生器。
直升机旋翼的空气动力学理论研究对于直升机的设计、制造和安全起着重要作用。
旋翼的基本结构直升机旋翼是由一个或多个可以相互旋转的叶片组成，旋翼的基本结构包括叶片、旋翼轴、旋翼桨毂和旋翼制动器等部件。
叶片直升机旋翼的叶片可以是全金属、复合材料或木材等材料制成。
叶片主要由前缘、后缘、桨型、翼型、腔型和蒙皮等部分组成，其形状可以根据实际需要进行设计。
叶片的长度和横截面积大小对于旋翼的承载能力和效率有着重要的影响。
旋翼轴旋翼轴是旋翼的支撑结构，它可以固定在机身上或者通过可调节的挂架连接到机身上。
旋翼轴的位置、结构和直径大小对于旋翼的稳定性、强度和质量有着重要的影响。
旋翼桨毂是连接叶片和旋翼轴的部件，它可以通过液压或电动控制来实现叶片的角度调整和旋转。
旋翼桨毂的结构和形状对于旋翼的操纵性和稳定性有着决定性的影响。
旋翼制动器旋翼制动器主要用于限制旋翼的旋转速度，可以通过翻转锁定或刹车等方式实现。
旋翼制动器在安全起降和停机场地需要用到。
旋翼的空气动力学原理叶片的气流直升机旋翼的气流主要由自由流、旋涡流和尾迹流组成。
在旋翼转动时，叶片在空气中形成高低压区域，从而产生向上或向下的升力或推力。
前向飞行的特性在直升机前向飞行时，旋翼承受的风速和迎角的变化会干扰其气动性能，从而影响其稳定性和操纵性。
为了解决这个问题，一般采用前倾技术来减小旋翼承受的风速和迎角，提高直升机的速度和效率。
旋翼的噪音问题直升机旋翼的噪音主要由旋翼尖涡、叶片甩振和气流振动等因素产生。
为了减小旋翼噪音，可以采用加装消音器、减小旋翼尺寸和改进叶片设计等措施。
随着科技的发展和对于直升机安全性能的要求越来越高，直升机旋翼空气动力学理论研究将会得到进一步的发展。
未来，我们可以通过分子动力学模拟和人工智能等技术手段来深入研究旋翼的气动特性和优化设计，从而提高直升机的性能和安全性。
螺旋桨的空气动力特性-PPT精选
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(四)桨叶切面合速度的影响
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同飞行速度对机翼的升、阻力的影响一样，桨叶切面的合
速度增大，桨叶的空气动力也会变大，故螺旋桨的拉力和旋转
阻力力矩也都增加。反之，合速度减小，则拉力和旋转阻力力
矩都减小。
•
在飞行中，飞行员主要是通过改变螺旋桨转速的办法，来
改变合速度的大小。在其他因素不变的条件下，增大转速，切
•
桨叶的空气动力对螺旋桨的运动起着两个作用：
一是拉着螺旋桨和飞机前进；二是阻碍螺旋桨旋转。
因此，可将桨叶的空气动力（R）分解为两个分力 （见图3-5-11中c）一是与桨轴平行，拉着螺旋桨和飞 机前进的拉力（P）；二是与桨轴垂直，阻碍螺旋桨 旋转的旋转阻力（Q）
•
如图3—5—12所示：由于螺旋桨叶的拉力
桨叶迎角对拉力和旋转阻力力矩的影响，与机翼迎
角对升力和阻力的影响相似，桨叶迎角增加，桨叶的空
气动力也增大，拉力和旋转阻力力矩都相应增大。
•
但是，桨叶迎角不能过大。因为桨叶迎角超过某一
数值(相当于机冀的临界迎角)后前桨面会出现严重的气
流分离现象。
• 这样，前、后桨面的压强差就会降低；而桨叶前、后缘的压强 差就会升高。于是，桨叶空气动力的方向将靠近旋转面，使螺
四、螺旋桨拉力在飞行中的变化
•
现代飞机都安装有恒速螺旋桨。恒速螺旋桨是这样
一种变距螺旋桨，即如果变距杆不动，尽管油门位置、
飞行速度或高度改变，转速始终保持不变。恒速螺旋桨
的拉力主要随飞行速度、油门位置和飞行高度而变化。
•
(一)拉力随飞行速度的变化
•
在油门位置保持不变的条件下，飞行速度增大，合
先进旋翼设计空气动力学pdf
先进旋翼设计空气动力学pdf先进旋翼设计空气动力学PDF：一种革新性的空气动力学设计方法随着先进技术的发展和应用，旋翼设计空气动力学也进入了一个全新的时代。
先进旋翼设计空气动力学PDF成为了这个时代里的一项革新性的设计方法。
下面，我们将深度探讨先进旋翼设计空气动力学PDF，为您解析其意义和重要性。
1.什么是先进旋翼设计空气动力学PDF?先进旋翼设计空气动力学PDF是通过计算机模拟来建立一个完整的飞行器模型，并得出其设计参数的过程。
它结合了数学方法、物理学知识、计算机科学等学科的理论知识，以及飞行器制造工艺的实践经验，以求达到旋翼空气动力学优化设计的目的。
2.先进旋翼设计空气动力学PDF的优势相比于传统的试飞方法，先进旋翼设计空气动力学PDF方法具有以下优势：（1）节省成本和时间。
由于传统试飞方法所需要的人力、物力资源以及时间成本极高，而PDF模拟只需要让人工智能模拟软件执行计算任务，因此 PDF模拟将大量节省成本和时间。
（2）减少安全风险。
先进旋翼设计空气动力学PDF方法完全依靠计算机模拟变化的参数，能够大大减少试飞时的安全风险。
（3）精度更为准确。
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（4）提高了研发进程的灵活性和管理效率。
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3.如何进行先进旋翼设计空气动力学PDF？进行先进旋翼设计空气动力学PDF需要从以下三个方面入手：（1）建立完整的飞行器模型建立完整的飞行器模型需要通过专业的三维建模软件建立起来，并且要具有完整的迎角范围，这对于精度的保证是非常重要的。
（2）确定模型所需计算参数模型所需计算参数可以根据旋翼的设计理论知识和先进计算机模拟方法进行合理选择，以确保模型能够得到良好的仿真效果。
第六章 旋翼无人机空气动力学一
桨毂 旋翼形式是由桨毂形式决定的。它随着材料、工艺和 旋翼理论的发展而发展。到目前为止，已在实践中应 用的旋翼形式有铰接式、跷翼结构
铰接式
铰接式（又称全铰接式）旋 翼桨毂是通过桨毂上设置挥舞铰、 摆振铰和变距铰来实现桨叶的挥 舞、摆振和变距运动。典型的铰 接式桨毂铰的布置顺序（ 从里向 外）是由挥舞铰、摆振铰到变距 铰，如图所示。
• 由于陀螺进动效应的存在，最大桨叶角位置相对于需要的最高挥舞位置必须提前90°，最小桨叶角相对 于需要的最低挥舞位置也必须提前90°。
旋翼的工作原理
桨叶的摆振运动
旋翼桨叶作挥舞运动时，桨叶重心距旋转轴的距离不断变化，由理论力学知 道，旋转着的质量对旋转轴有相对运动时会受到哥氏力的作用。挥舞运动引 起的哥氏力是周期交变力，而且一阶挥舞运动会引起二阶的哥氏力。根据实 际例子的计算，发现一片桨叶的哥氏力的最大幅值竟高达桨叶自重的七倍以 上，会在旋转平面内造成很大的交变弯矩，对桨叶结构寿命非常不利。另外， 桨叶在旋转平面内的空气动力阻力也造成根部弯矩，前飞时气动阻力同样随 方位 角变化，不过它所造成的弯矩交变部分比哥氏力的交变弯矩小得多。 通常旋翼无人机桨毂上安装有垂直铰这种垂直铰称为摆振铰，桨叶可以绕摆 振铰作水平面内的前后运动，从而避免因摆振运动所造成的桨叶根部疲劳断 裂。
旋翼无人机的气动结构的组成和旋 翼结构
4.起落装置
旋翼机起落装置的主要作用是吸收在着陆时由于有 垂直速度而带来的能量，减少着陆时撞击引起的过载， 以及保证在整个使用过程中不发生“地面共振”。此 外，起落装置往往还用 来使旋翼机具有在地面运动 的能力，减少滑行时由于地面不平而产生的撞击与颠 簸。
在陆地上使用的旋翼机起落装置有轮式起落架 和滑橇式起落架。
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旋翼的空气动力特点(1)产生向上的升力用来克服直升机的重力。
即使直升机的发动机空中停车时，驾驶员可通过操纵旋翼使其自转，仍可产生一定升力，减缓直升机下降趋势。
(2)产生向前的水平分力克服空气阻力使直升机前进，类似于飞机上推进器的作用(例如螺旋桨或喷气发动机)。
(3)产生其他分力及力矩对直升机；进行控制或机动飞行，类似于飞机上各操纵面的作用。
旋翼由数片桨叶及一个桨毂组成。
工作时，桨叶与空气作相对运动，产生空气动力；桨毂则是用来连接桨叶和旋翼轴，以转动旋翼。
桨叶一般通过铰接方式与桨毂连接。
旋翼的运动与固定翼飞机机翼的不，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。
先来考察一下旋翼的轴向直线运动这就是直升机垂直飞行时旋翼工作的情况，它相当于飞机上螺旋桨的情况。
由于两者技术要求不同，旋翼的直径大且转速小；螺旋桨的直径小而转速大。
在分析、设计上就有所区别设一旋冀，桨叶片数为k，以恒定角速度Ω 绕轴旋转，并以速度Vo沿旋转轴作直线运动。
如果在想象中用一中心轴线与旋翼轴重合，而半径为r的圆柱面把桨叶裁开(参阅图2，1—3)，并将这圆柱面展开成平面，就得到桨叶剖面。
既然这时桨叶包括旋转运动和直线运动，对于叶剖面来说，应有用向速度(等于Ωr)和垂直于旋转平面的速度(等于Vo)，而合速度是两者的矢量和。
显然可以看出(如图2．1—3)，用不同半径的圆柱面所截出来的各个桨叶剖面，他们的合速度是不同的：大小不同，方向也不相同。
如果再考虑到由于桨叶运动所激起的附加气流速度(诱导速度) )，那么桨叶各个剖面与空气之间的相对速度就更加不同。
与机翼相比较，这就是桨叶工作条件复杂，对它的分析比较麻烦的原因所在。
旋翼拉力产生的滑流理论现以直升机处于垂直上升状态为例，应用滑流理论说明旋翼拉力产生的原因。
此时，将流过旋翼的空气，或正确地说，受到旋翼作用的气流，整个地看做一根光滑流管加以单独处理。
假设：空气是理想流体，没有粘性，也不可压缩；旋转着的旋冀是一个均匀作用于空气的无限薄的圆盘(即桨盘)，流过桨盘的气流速度在桨盘处各点为一常数；气流流过旋翼没有扭转(即不考虑旋翼的旋转影响)，在正常飞行中，滑流没有周期性的变化。
根据以上假设可以作出描述旋翼在：垂直上升状态下滑流的物理图像，如下图所示，图中选取三个滑流截面，So、S1和S2，在So面，气流速度就是直升机垂直上升速度Vo，压强为大气压Po，在S1的上面，气流速度增加到V1= Vo+v1，压强为P1上，在S1 的下面，由于流动是连续的，所以速度仍是V1，但压强有了突跃Pl下＞P1上，P1下一P1上即旋翼向上的拉力。
在S2面，气流速度继续增加至V2=Vo+v2，压强恢复到大气压强Po。
这里的v1是桨盘处的诱导速度。
v2是下游远处的诱导速度，也就是在均匀流场内或静止空气中所引起的速度增量。
对于这种现象，可以利用牛顿第三用动定律来解释拉力产生的原因。
旋翼的锥体在前面的分析中，我们假定桨叶位：桨毂旋转平面内旋转。
实际上，目前的直升机都具水平铰。
旋翼不旋转时，桨叶受垂直向下的本身重力的作用(如下图左)。
旋翼旋转时，每片叶上的作用力除自身重力外，还有空气动力和惯性离心力。
空气动力拉力向上的分(T)方向与重力相反，它绕水平铰构成的力矩，使桨叶上挥。
惯性离心力(F离心)相对水乎铰所形成的力矩，力求使桨叶在桨毂旋转平面内旋转(如下图右)。
在悬停或垂直飞行状态中，这三个力矩综合的结果，使得桨叶保持在与桨毂旋转平面成某一角度的位置上，翼形成一个倒立的锥体。
桨叶从桨毂旋转平面扬起的角度叫锥角。
桨叶产生的拉力约为桨叶本身重量的10一15倍，但桨叶的惯性和离心力更大(通常约为桨叶拉力的十几倍)，所以锥角实际上并不大，仅有3度一5度。
悬停时功率分配从能量转换的观点分析，直升机在悬停状态时(如下图) 发动机输出的轴功率，其中约90％用于旋翼，分配给尾桨、传动装置等消耗的轴功率加起来约占10％。
旋翼所得到的90％的功率当中，旋翼型阻功率又用去20％，旋翼用于转变成气流动能以产生拉力的诱导功率仅占70％。
旋翼拉力产生的涡流理论根据前面所述的理论，只能宏观地确定不同飞行状态整个旋翼的拉力和需用功率，但无法得知沿旋翼桨叶径向的空气动力载荷，无法进行旋设计。
为此，必须进一步了解旋翼周围的流场，即旋冀桨叶作用于周围空气所引起的诱导速度，特别是沿桨叶的诱导速度，从而可计算桨叶各个剖面的受力分布。
在理论空气动力学中，涡流理论就是求解任一物体(不论飞机机翼或旋翼桨叶)作用于周围空气所引起的诱导速度的方法。
从涡流理论的观点来看，旋翼桨叶对周围空气的作用，相当于某一涡系在起作用，也就是说，旋翼的每片桨叶可用一条(或几条)附着涡及很多由桨叶后缘逸出的、以螺旋形在旋翼下游顺流至无限远的尾随涡来代替。
按照旋翼经典涡流理论，对于悬停及垂直上升状态(即轴流状态)，旋翼涡系模型就像一个半无限长的涡拄，由一射线状的圆形涡盘的附着涡系及多层同心的圆柱涡面(每层涡面由螺旋涡线所组成)的尾迹涡系两部分所构成。
直升机旋停、垂直上升状态的涡柱这套涡系模型完全与推进螺旋桨的情况相同。
至于旋冀在前飞状态的涡系模型，可以合理地引伸为一个半无限长的斜向涡柱，由一圆形涡盘的附着涡系及多层斜向螺旋涡线的斜向涡面的尾迹涡系两部分所构成。
升机前飞状态的涡柱二、直升机的操纵特点直升机不同于固定翼飞机，一般都没有在飞行中供操纵的专用活动舵面。
这是由于在小速度飞行或悬停中，其作用也很小，因为只有当气流速度很大时舵面或副翼才会产生足够的空气动力。
单旋翼带尾桨的直升机主要靠旋翼和尾桨进行操纵，而双旋翼直升机靠两副旋翼来操纵。
由此可见，旋翼还起着飞机的舱面和副翼的作用。
为了说明直升机操纵特点，先介绍直升机驾驶舱内的操纵机构。
直升机驾驶员座舱操纵机构及配置直升机驾驶员座舱主要的操纵机构是：驾驶杆(又称周期变距杆)、脚蹬、油门总距杆。
此外还有油门调节环、直升机配平调整片开关及其他手柄。
驾驶杆位于驾驶员座椅前面，通过操纵线系与旋翼的自动倾斜器连接。
驾驶杆偏离中立位置表示：向前——直升机低头并向前运动；向后——直升机抬头并向后退；向左——直升机向左倾斜并向左侧运动；向右——直升机向右倾斜并向右侧运动。
脚蹬位于座椅前下部，对于单旋翼带尾桨的直升机来说，驾驶员蹬脚蹬操纵尾桨变距改变尾桨推(拉)力，对直升机实施航向操纵。
油门总距杆通常位于驾驶员座椅的左方，由驾驶员左手操纵，此杆可同时操纵旋翼总距和发动机油门，实现总距和油门联合操纵。
油门调节环位于油门总距杆的端部，在不动总距油门杆的情况下，驾驶员左手拧动油门调节环可以在较小的发动机转速范围内调整发动机功率。
调整片操纵(又称配平操纵)的主要原因是因为直升机在飞行中驾驶杆上的载荷，不同于飞机的舵面载荷。
如果直升机旋翼使用可逆式操纵系统，那么驾驶杆要受周期(每一转)的可变载荷，而且此载荷又随着飞行状态的改变而产生某些变化。
为减小驾驶杆的载荷，大多数直升机操纵系统中都安装有液压助力器。
操纵液压助力器可进行不可逆式操纵，即除了操纵系统的摩擦之外，旋翼不再向驾驶杆传送任何力。
为了得到飞行状态改变时驾驶杆力变化的规律性，可在操纵系统中安装纵向和横向加载弹簧。
因为宜升机平衡发生变化(阻力及其力矩发生变化)，驾驶杆的位置便随飞行状态变化而变化，连接驾驶杆的加载弹簧随着驾驶杆位置的变化而变化时，则驾驶杆力随着飞行速度不同也出现带有规律性的变化，这对飞行员来说是十分重要的。
为消除因飞行状态改变而产生的驾驶杆的弹簧载荷，可对弹簧张力进行调整，相当于飞机上的调整片所起的调整作用，因此在直升机上通常把此种调整机构称为调整片，或称作调平机构。
弹簧张力是由调整片操纵开关或电动操纵按钮控制的。
自动倾斜器的主要零件包括：旋转环连接桨叶拉杆，旋转环利用滚珠轴承连接在不旋转环上，不旋转环压在套环上；套环带有横向操纵拉杆和纵向操纵拉杆；操纵总桨距的滑筒。
直升机的驾驶杆动作时，旋转环和不旋转环随同套环一起向前、后、左、右倾斜或任意方向倾斜。
因为旋转环用垂直拉杆同桨叶连接，所以旋转环的旋转面倾斜会引起桨叶绕纵轴做周期性转动，即旋翼每转一周重复一次，换句话说，每一桨叶的桨距将进行周期性变化。
为了解桨距的变化，应分别分析直升机的两种飞行状态，即垂直飞行状态和水平飞行状态。
垂直飞行，靠改变总距来实施，换句话说，就是靠同时改变所有桨叶的迎角来实施。
此时所有桨叶同时增大或减小相同的迎角，就会相应地增大或减小升力，因而直升机也会相应地进行垂直上升或下降。
操纵总距是用座舱内驾驶员座椅左侧的油门总距杆。
从下图中看出，若上提油门总距杆，则不旋转环和旋转环向上抬起，各片桨叶的桨距增大，直升机上升。
若下放油门总距杆，直升机则垂直下降。
直升机水平飞行要使旋翼旋转平面倾斜，使旋翼总空气动力矢量倾斜得出水平分力。
旋转平面倾斜是靠周，期性改变桨距得到的。
这说明，旋翼每片桨叶的桨距在每一转动周期中(每转一周)，先增大到某一数值，然后下降到某一最小数值，继而反复循环。
各种方位的桨距周期性变化如下图所示。
下面考察自动倾斜器未倾斜和向前倾斜时作用于桨叶上的各力。
旋翼旋转时，每片桨叶上的作用力如下图所示：升力Y叶，重力G叶，挥舞惯性力和离心力J离心力。
层桨的构造同旋翼相似，不过比旋翼要简单得多。
尾桨的每一桨叶和旋翼桨叶一样，其旋转铀转动。
由于尾桨转速很高，工作时会产生很大的离心力。
尾桨操纵没有自动倾斜器，也不存在周期变距问题。
靠蹬脚蹬改变尾桨的总距来操纵尾桨。
当驾驶员蹬脚蹬后，齿轮通过传动链条带动蜗杆螺帽转动，蜗杆螺帽沿旋转轴推动滑动操纵杆滑动(见上图)，杆用轴承固定在三爪传动臂上，另一端则用槽与支座相连，以防止滑动操纵杆转动。
三爪传动臂随同尾桨叶传动，通过三个拉杆使三片桨叶绕自身纵轴同时转动，此时，根据脚蹬蹬出方向和动作量大小，来增大或减小尾桨桨距。
直升机操纵图解三、直升机的反扭矩直升机飞行主要靠旅翼产生的拉力。
当旋翼由发动机通过旋转轴带动旋转时，旋翼给空气以作用力矩(或称扭矩)，空气必然在同一时间以大小相等、方向相反的反作用力矩作用于旋翼(或称反扭矩)，从而再通过旋翼将这一反作用力矩传递到直升机机体上。
如果不采取措施予以平衡，那么这个反作用力矩就会使直升机逆旋翼转动方向旋转。
旋翼的布局形式旋翼之所以会出不同的布局型式，主要是因平衡旋翼轴带动旋翼转动工作时，空气作用其上的反作用力矩所采取的方式不同而形成的。
为了平衡这个来自空气的反作用力矩，有两种常见的办法，组合形成了现代多种旋翼布局型式。
1．单旋翼带尾桨布局。
空气对旋翼形成的反作用力矩，由尾桨产生的拉力(或推力) 相对于直升机机体重心形成的偏转力矩予以平衡如上图的a。