直升机旋翼系统.
(完整版)直升机旋翼技术及发展
二、旋翼的主要动力学问题
➢ 从降低直升机振动考虑 （1）旋翼桨叶片数K增加时，传给机体的桨毂激振力降低 （2）小速度和高速度飞行时会出现激振力的峰值，特别是消速状态 （3）无铰式旋翼的桨毂激振力矩往往要比铰接式高 （4）如果能合成桨毂激振力的桨叶载荷谐波次数与桨叶固有频率接
近，则桨毂激振力加大。
二、旋翼的主要动力学问题
直升机旋翼技术及其发展
主要内容
1、引言 2、旋翼的主要动力学问题 3、旋翼技术的发展 4、新概念、新构型旋翼
一、引言
1.1 旋翼的功用
➢产生直升机飞行所需的力——升力面 ➢实现直升机的操纵——操纵面
旋翼总拉力
桨尖平面前倾
驾驶杆前移
旋翼总拉力
桨尖平面前倾
驾驶杆左倾
一、引言
1.2 旋翼的工作特点
（1）旋翼气动环境的特殊性
➢旋翼桨叶由三个方向的运动——挥舞、摆振、扭转，相应有 这三个方向的固有特性，在有些情况下这三个方向的固有模 态之间存在着耦合。
➢旋翼动特性与旋翼型式密切相关——即与桨毂型式有关
二、旋翼的主要动力学问题
2.1.2 旋翼桨叶动特性的计算
➢桨叶动特性可以采用有限元或其它方法进行计算，并通过试验验证 ➢计算所用原始参数是桨叶的质量、刚度分布，质量刚度计算结果也
➢气动载荷可以分解为以为基频的傅里叶级数，即包含有旋翼转速整数 倍的各次谐波的成分：1、 2、 3、 L L 。
➢在各次谐波气动载荷作用下，会引起桨叶同频率的各阶模态的动响应 （弹性振动），此响应又会反馈于气动载荷，形成一个气动弹性耦合的 响应问题, 旋翼的振动载荷.
二、旋翼的主要动力学问题
➢消除措施
1）制造过程中严格控制各组件的尺寸、外形及质量准确度。 2）设计补偿措施。 旋翼静平衡、动平衡（调锥度）
直升机旋翼的工作原理
航空航天概论《一》直升机旋翼的工作原理旋翼是直升机的关键部件。
它有数片（至少两片）桨叶和桨毂构成，形状像细长机翼的桨叶连接在桨毂上。
桨毂安装在旋翼轴上，旋翼轴方向接近于铅垂方向，一般由发动机带动旋转。
旋转时，桨叶与周围空气相互作用，产生气动力。
直升机旋翼绕旋翼转轴旋转时，每个叶片的工作都与一个机翼相似。
沿旋翼旋转方向在半径处切一刀，其剖面形状是一个翼型。
翼型弧线与垂直于桨毂旋转轴的桨毂旋转平面之间的夹角称为桨叶的安装角。
相对气流与翼弦之间的夹角为该剖面的迎角。
因此，沿半径方向每段叶片上产生的空气动力可分解为沿桨轴方向上的分量和在旋转平面上的分量。
桨轴方向的分量将提供悬停时需要的拉力;在旋转平面上的分量产生的阻力力矩将由发动机所提供的功率来克服。
旋翼旋转所产生的拉力和阻力的大小，不仅取决于旋翼的转速，而且取决于桨叶的桨距。
调节旋翼的转速和桨距都可以达到调节拉力大小的目的。
但是旋翼转速取决于发动机的主轴转速，而发动机转速有一个最佳的工作范围，因此，拉力的改变主要靠调节桨叶桨距来实现。
但是桨距变化将引起阻力力矩变化，所以，在调节桨距的同时还要调节发动机的油门，保持转速尽量靠近最有利的工作转速。
火箭的基本构造火箭的基本组成部分有推进系统、箭体结构和有效载荷。
有控火箭还装有制导和控制系统，有时还可根据需要在火箭上装设遥测、安全自毁和其他附加系统。
推进系统是火箭飞行的动力源。
固体火箭的推进系统就是固体火箭发动机。
液体火箭的推进系统包括发动机、推进剂贮箱、增压系统和管路活门组（见飞行器推进系统）。
箭体结构的作用是装载火箭的所有部件，使之构成一个整体。
通常固体火箭发动机的壳体和液体火箭的箱体构成箭体结构的一部分。
除此之外，还包括尾段、级间段、仪器舱结构和有效载荷整流罩等部分。
箭体结构应有良好的空气动力外形。
在完成相同功能的前提下，箭体结构的重量和体积越小越好。
减轻箭体结构重量的途径，除设计技巧和工艺方法外，结构型式和材料的选择也很重要。
直升机旋翼知识点总结
直升机旋翼知识点总结直升机是一种可以垂直起降的飞行器，其旋翼是实现垂直升降的关键部件。
在直升机的设计和运行过程中，旋翼的知识是非常重要的。
本文将从旋翼基本原理、旋翼结构、旋翼型式、旋翼控制等几个方面来进行详细的介绍。
一、旋翼基本原理1. 旋翼的作用旋翼是直升机的升力产生器，它产生的升力可以支撑直升机的重量，并使其垂直起降。
旋翼还可以控制直升机的飞行方向和高度。
2. 旋翼受力旋翼在飞行时受到四种力的作用：升力、拉力、风力和扭矩。
升力是垂直方向的力，支持直升机的重量；拉力是使直升机向前飞行的推动力；风力是来自旋翼运动所产生的气流作用力；扭矩是使直升机旋转的力。
3. 旋翼的旋转旋翼在飞行时以相对静止的直升机机身为中心旋转，旋转的目的是为了产生升力和推动力。
旋翼的旋转还可以产生反作用力，使直升机保持稳定飞行。
二、旋翼结构1. 旋翼叶片旋翼叶片是旋翼的主要部件，它由叶片根部、叶片翼型、叶片桨距、叶片弹性铰链等部分组成。
叶片是直升机产生升力和推动力的关键部件。
2. 旋翼桨毂旋翼桨毂是旋翼的连接部件，它将旋翼叶片连接到直升机的主转子轴上，使旋翼可以旋转并受到机身的控制。
3. 旋翼支撑系统旋翼支撑系统由旋翼桨毂、旋翼桨叶、旋翼振动减震器等部分组成，用于支撑和固定旋翼整体结构，保证旋翼的正常运行及稳定飞行。
三、旋翼类型1. 直升机旋翼直升机旋翼通常采用主旋翼和尾旋翼的形式，主旋翼产生升力和推动力，尾旋翼用于平衡主旋翼产生的扭矩。
2. 双旋翼直升机双旋翼直升机采用上下两层旋翼结构，上旋翼产生升力和推动力，下旋翼用于平衡上旋翼产生的扭矩。
3. 旋翼无人机旋翼无人机采用小型旋翼结构，可以进行垂直起降和定点悬停，用于军事侦察、航拍摄影等领域。
四、旋翼控制1. 旋翼调整旋翼调整是通过改变旋翼叶片的角度、转速和位置来控制旋翼的升力和飞行方向，以实现直升机的飞行和悬停等动作。
2. 旋翼平衡旋翼平衡是通过旋翼振动减震器、旋翼铰链等部件来保持旋翼在飞行过程中的稳定性和平衡性。
直升飞机的原理
直升飞机的原理
直升飞机是一种垂直起降的飞行器，它的原理主要依靠旋翼和尾桨的运动。
下面是直升飞机的工作原理的详细解释：
旋翼是直升飞机的关键部件，通过其转动产生升力。
旋翼由多个叶片组成，叶片的形状以及角度可以根据需要进行调整。
旋翼通过由发动机提供的动力加以驱动，以高速旋转。
在旋翼转动的过程中，叶片产生了一个向上的推力，使得直升飞机可以升空。
为了保持飞机的平衡和稳定，直升飞机还配备了尾桨。
尾桨位于飞机的尾部，与旋翼呈垂直方向。
尾桨的主要作用是对飞机进行控制，通过改变桨叶的角度来摆动飞机的尾部，以调整飞机的方向和平衡。
直升飞机的驾驶员使用控制杆和脚踏来控制飞机的运动。
通过控制杆，驾驶员可以改变旋翼的角度，从而调整升力和下降速度。
同时，通过脚踏控制尾桨的摆动，以进行方向上的调整。
在起飞和降落的过程中，直升飞机使用发动机提供的动力使旋翼产生足够的升力，将飞机垂直起飞或垂直降落。
一旦达到所需高度或目的地，飞机可以向前飞行，通过倾斜控制杆和改变旋翼的角度来调整飞机的速度和位置。
总之，直升飞机的原理主要依靠旋翼和尾桨的运动，通过旋翼产生升力，尾桨进行控制。
驾驶员通过控制杆和脚踏来操纵飞
机的运动。
这使得直升飞机能够在没有跑道的情况下垂直起降，并在需要时进行精确的悬停和飞行。
直升机旋翼的工作原理
直升机旋翼的工作原理
直升机旋翼的工作原理主要涉及旋翼的旋转产生升力和空气给旋翼的反作用力矩。
直升机旋翼在发动机驱动下旋转时，会产生向上的升力和空气给旋翼的反作用力矩。
这个升力主要用以平衡直升机的重力以及机身、平尾、机翼等部件在垂直方向上的分力。
旋翼的旋转方向有右旋和左旋之分，这取决于旋翼的旋转方向与大拇指指向旋翼升力方向的四指握拳方向是否一致。
旋翼还起到类似于飞机副翼、升降舵的作用，在飞行中可以产生向前的水平分力，克服空气阻力使直升机前进，也能产生侧向或向后水平分力，使直升机进行侧飞或后飞。
旋翼产生的升力大小取决于旋翼的迎角，即旋翼的翼型与空气流动方向的夹角。
当旋翼的迎角加大，被旋翼推向下方的气流速度也增大，旋翼也会受到更大的反作用力，这就是直升机升力来源。
直升机的旋翼是由发动机带动的，旋翼的轴连接着发动机的轴。
直升机的旋转是动力系统提供的，旋翼旋转会产生向上的升力和空气给旋翼的反作用力矩，在设计中需要提供平衡旋翼反作用扭矩的方法，通常有单旋翼加尾桨式（尾桨通常是垂直安装）、双旋翼纵列式（旋转方向相反以抵消反作用扭矩）等。
直升机旋翼的工作原理是通过旋翼的旋转产生升力和空气给旋翼的反作用力矩，从而实现直升机的垂直升降、前进、后退、侧飞等动作。
直升机旋翼系统的结构组成
直升机旋翼系统的结构组成
直升机旋翼系统是直升机的重要组成部分，它由旋翼、旋翼轴、旋翼桨叶、旋翼头、旋翼振动控制系统等多个部分组成。
1. 旋翼
旋翼是直升机的主要升力装置，由多个桨叶组成。
旋翼的旋转产生升力，使直升机能够垂直起降和悬停。
旋翼的形状和尺寸根据直升机的用途和性能要求而定。
2. 旋翼轴
旋翼轴是连接旋翼和直升机机身的部件，它承受旋翼的重量和旋转力矩，并将这些力矩传递给直升机机身。
旋翼轴的材料和尺寸也根据直升机的用途和性能要求而定。
3. 旋翼桨叶
旋翼桨叶是旋翼的组成部分，它们通过旋翼轴连接在一起。
旋翼桨叶的形状和尺寸也根据直升机的用途和性能要求而定。
旋翼桨叶的材料通常是复合材料或金属材料。
4. 旋翼头
旋翼头是连接旋翼轴和旋翼桨叶的部件，它允许旋翼桨叶在旋转时
自由变化角度。
旋翼头还包括旋翼振动控制系统，用于减少旋翼振动对直升机的影响。
5. 旋翼振动控制系统
旋翼振动控制系统是用于减少旋翼振动对直升机的影响的系统。
它包括旋翼头、振动传感器、振动控制器和振动补偿器等部件。
旋翼振动控制系统可以提高直升机的稳定性和安全性。
直升机旋翼系统的结构组成是非常复杂的，它们的协同作用使得直升机能够在空中自由飞行。
对于直升机的设计和制造来说，旋翼系统是至关重要的。
直升飞机工作原理
直升飞机工作原理
直升飞机是一种能够垂直起降并且在空中悬停的飞行器。
其工作原理基于贝尔-罗夫式旋翼系统，这是一种由一个巨大的旋
翼构成的系统，也被称为主旋翼。
主旋翼通过旋转产生了向上的升力，并将飞机提升至空中。
主旋翼通常由多个叶片组成，这些叶片通过复杂的机械结构与飞机的机身相连接。
当发动机开始工作时，主旋翼开始旋转。
通过改变旋翼叶片的角度和速度，飞行员可以控制飞机的飞行方向、高度和姿态。
为了保持平衡和稳定性，直升飞机通常配备了一枚尾旋翼，也被称为反推旋翼。
尾旋翼的主要功能是制造一个与主旋翼旋转方向相反的扭矩，以抵消主旋翼产生的旋转力矩。
这样可以保持飞机的稳定性，并防止其自身旋转。
除了旋翼系统，直升飞机还包括其他重要的组成部分。
其中包括发动机，用于为旋翼系统提供动力；航电系统，用于控制和监测各个飞机系统的运行状态；座舱，用于容纳飞行员和乘客；以及机身结构，用于支撑和保护各个组件。
总而言之，直升飞机的工作原理基于旋翼系统的运转，通过旋转产生升力以及控制飞机的飞行方向和高度。
这种独特的设计使得直升飞机能够以垂直起降的方式飞行，并在空中悬停。
旋翼的工作原理
旋翼的工作原理
旋翼是直升机的关键部件之一，它通过旋转产生升力，并控制直升机的飞行姿态。
旋翼由一组叶片组成，叶片通过铰链与旋转主轴相连。
当直升机发动机提供动力时，主轴开始转动，使旋翼产生升力。
旋翼的工作原理主要基于伯努利定律和牛顿第三定律。
根据伯努利定律，当空气通过旋翼叶片时，由于旋翼叶片的曲率，上表面的气流速度快于下表面，导致上表面的气压低于下表面的气压，从而产生升力。
同时，根据牛顿第三定律，旋翼通过向下推动气体，自身会受到相等大小的向上反作用力。
这就意味着旋翼通过向下推动气体，产生了向上的升力，将直升机提升到空中。
为了控制直升机的飞行方向和飞行姿态，旋翼可以通过改变旋转速度和旋转方向来调整升力的大小和方向。
例如，如果旋转速度增加，升力也会增加，直升机将向上升高；如果旋转方向发生变化，会导致直升机产生侧向推力，从而改变飞行方向。
此外，直升机还配备了尾旋翼来抵消旋转主轴带来的扭矩。
尾旋翼的工作原理与主旋翼类似，通过产生推力来抵消主旋翼的扭矩。
总而言之，旋翼是直升机飞行的关键部件，通过旋转产生升力和推力，控制直升机的飞行方向和飞行姿态。
直升机飞行原理
直升机飞行原理直升机是一种能够垂直起降、悬停、倾斜飞行的飞行器，其飞行原理和固定翼飞机有很大的不同。
直升机依赖于旋翼产生升力，并利用动力系统提供动力，从而实现飞行。
本文将从直升机的构造和旋翼原理出发，详细介绍直升机的飞行原理。
构造直升机的主要构造包括机身、旋翼系统、尾部装置和动力系统。
其中，旋翼系统是直升机的关键部件，主要负责提供升力和推进力。
在旋翼系统中，主要包括主旋翼和尾旋翼。
主旋翼位于直升机的上方，通过叶片的旋转产生升力，同时还能控制直升机的姿态和前进方向。
尾旋翼位于直升机的尾部，主要负责抵消主旋翼产生的扭矩，以保持直升机平衡。
旋翼原理在直升机的飞行中，旋翼起着至关重要的作用。
旋翼的工作原理类似于扭矩力和力的平衡，通过叶片的旋转产生升力。
当旋翼快速旋转时，叶片的形状和角度可以改变，从而在不同飞行阶段产生不同的升力。
当旋翼产生足够的升力时，直升机就能够垂直起飞和悬停。
除了升力，旋翼还可以产生推进力。
通过调整叶片的角度和旋速，直升机可以实现水平飞行和向前推进。
在飞行过程中，旋翼还可以控制直升机的姿态和高度，使其能够灵活地适应各种飞行任务。
飞行原理直升机的飞行原理主要基于旋翼的运动和控制。
在起飞阶段，直升机通过增加旋翼的旋速和角度，产生足够的升力，从而实现垂直起飞。
在悬停和低速飞行时，直升机通过调整旋翼的角度和叶片的位置，保持飞行平稳。
在水平飞行时，直升机借助尾旋翼来抵消旋翼产生的扭矩，使飞行保持平衡。
总的来说，直升机的飞行原理是通过旋翼系统产生升力和推进力，同时通过尾部装置和动力系统来控制飞行姿态和方向。
这种独特的设计使得直升机成为一种灵活多变的飞行器，适用于各种特殊环境和任务需求。
通过了解直升机的构造和飞行原理，我们可以更好地理解直升机的工作原理和操作方法，为飞行员和工程师提供了重要的参考。
直升机作为一种重要的飞行器，不仅在军事、救援和运输领域发挥着重要作用，也在科研和探索领域有着广泛的应用前景。
【直升机资料】直升机系统-2
典型的铰接式桨毂（Y-2）
典型的铰接式桨毂（直-五）
典型的铰接式桨毂（直-五）
典型的铰接式桨毂（直-五）
典型的铰接式桨毂（直-五）
典型的铰接式桨毂（ S-58 ）
典型的铰接式桨毂（云雀III）
典型的铰接式桨毂（拉扭杆）
典型的铰接式桨毂（拉扭杆）
典型的铰接式桨毂（拉扭杆）
铰接式旋翼其桨叶在挥舞、摆振 方向根部是铰支的，扭转（变距）则 属于根部铰支而又带弹性约束（操纵 系统约束）。
R 0
myi2 d r
振型 1）应满足微分方程 2）边界条件 铰接式：
y(0) 0 y"(0) 0 y"(R) 0
无铰式（无轴承式） ：
y(0) 0 y'(0) 0
y"(R) 0
3）特点： 铰接式： （1y）0 (r0)阶振r 型—是—一刚条体直挥线舞 （2）振型随转速是变化的
铰接式旋翼模态弯矩
第二章 旋翼系统
一、旋翼构造型式
旋翼型式是指旋翼桨叶与旋翼轴的连 接方式，也就是旋翼桨毂的结构型式，不 同的旋翼型式其动力学特性及设计特点有 明显的差别。
1. 铰接式旋翼
桨叶通过桨毂上的挥舞铰（水平铰 ）、摆振铰（垂直铰）及变距铰（轴向 铰）与旋翼轴相连，通过三个铰实现桨 叶的挥舞、摆振和变距运动。这些铰有 不同的排列方式，一般都采用金属滚动 轴承实现构件之间的相对运动。
EC135无轴承旋翼
二、旋翼主要动力学问题
2.1 旋翼动力学特性 ●旋翼的动力学特性主要指旋翼
桨叶模态特性，即固有振型以及对应的 固有频率，它是研究旋翼动力学问题的 基础和出发点，对直升机的动力学问题 往往起着重要的以至决定性的作用，甚 至对直升机的飞行品质也有重要影响。
直升机传动系统和旋翼系统关键技术
直升机传动系统和旋翼系统关键技术直升机是依靠旋翼作为升力和操纵机构的飞行器，其旋翼充当了固定翼飞机的机翼、副翼、升降舵和推进器的作用。
根据反扭矩形式，直升机又可分为单旋翼带尾桨形式，共轴双旋翼，纵列式、横列式及倾转旋翼式。
目前应用比较广泛的是单旋翼带尾桨形式直升机。
直升机的旋转部件多，包括旋翼系统、操纵系统、主减速器、尾减速器、尾桨等部件。
因此，整个直升机是在很多旋转系统及部件的协调运转中工作的。
尤其是大旋翼，在飞行中一般处于非对称气流中，除了旋转运动外，还有挥舞、摆振方面的运动，成为直升机振动的主要来源。
直升机的关键技术主要体现在直升机的旋转部件的设计技术上。
对于固定翼飞机，由于在高速飞行中工作，其机翼、机身、尾翼的气动外形非常重要，影响到飞机的飞行性能和操稳特性。
而对于直升机，其气动特性主要体现在旋翼桨叶的几何特性、翼型、旋翼转速、旋翼实度、桨盘载荷等参数。
由于直升机的速度较低，一般最大速度不超过350km/h，机身的气动外形对飞行性能的影响相对固定翼飞机来说较弱。
因此，有人说直升机气动特性主要是旋翼气动特性。
就直升机本体技术而言，传动系统和旋翼系统是直升机最重要的关键部件，反映了直升机技术的本质和特征。
传动系统直升机的发动机所提供的动力要经过传动系统才能到达旋翼，从而驱动旋翼旋转。
对于一般的直升机来说，其作用是将发动机的功率和转速按一定比例传递到旋翼、尾桨和各附件。
直升机性能在很大程度上取决于传动系统的性能，传动系统性能好坏将直接影响直升机的性能和可靠性。
1 传动系统的结构直升机传动系统的典型构成为“三器两轴”，即：主减速器、尾减速器、中间减速器、动力传动轴和尾传动轴。
现代直升机的发动机多为涡轮轴发动机，其输入转速较高，意大利的A129输入转速最高，为27000r/min，所以要达到旋翼的设计转速必须经过主减速器减速。
减速器的减速比一般比较大，例如美国武装直升机阿帕奇的总传动比为72.4，“黑鹰”直升机的总传动比为81。
直升飞机原理
直升飞机原理
直升飞机是一种垂直起降的飞行器，它通过旋翼产生的升力来实现飞行。
直升
飞机的原理主要包括旋翼的工作原理、动力系统和控制系统。
首先，我们来看一下旋翼的工作原理。
旋翼是直升飞机的升力产生装置，它由
多个叶片组成，每个叶片的截面呈对称翼型。
当直升飞机的发动机提供动力，旋翼开始旋转，产生升力。
旋翼的叶片在旋转的过程中，通过改变叶片的角度和旋转速度，可以控制飞机的升力和方向，从而实现飞行。
其次，动力系统是直升飞机的动力来源，通常由发动机、传动系统和旋翼组成。
发动机提供动力，传动系统将动力传递给旋翼，旋翼通过旋转产生升力。
直升飞机的动力系统需要具备足够的功率和稳定性，以确保飞机的安全起降和飞行。
最后，控制系统是直升飞机的核心，它包括飞行控制系统、动力控制系统和姿
态控制系统。
飞行控制系统通过操纵杆和脚踏板控制飞机的升降、前后倾斜和左右转向；动力控制系统控制发动机的输出功率和旋翼的旋转速度；姿态控制系统通过调节旋翼的叶片角度和旋转速度，来保持飞机的平衡和稳定。
总结一下，直升飞机的原理是基于旋翼产生的升力来实现垂直起降和飞行。
它
的动力系统和控制系统相互配合，确保飞机的安全和稳定。
直升飞机在军事、医疗救援、消防救援和交通运输等领域有着广泛的应用，它的原理和技术不断得到改进和完善，将为人类的飞行梦想带来更多可能性。
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(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。
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。
(完整版)直升机系统-2(王华明-2011-03)
无铰式（无轴承式）：
y(0) 0 y'(0) 0 y"(R) 0
南京航空航天大学直升机技术研究所
3）特点： 铰接式： （1）0阶振型是一条直线 y0 (r ) r ——刚体挥舞 （2）振型随转速是变化的
铰接式旋翼模态弯矩
南京航空航天大学直升机技术研究所
R 0
I
nz
2 i
d
r
Ω2
特点：
1）离心力影响小。
2）桨叶根部受操纵线系的弹性约 束，弹性变形位能包括操纵线系部 分，而且线系刚度是主要的。必须 指出，旋翼各片桨叶扭转运动可以 受不同操纵线系约束，不同线系的 刚度不同，扭转频率也不同。
3）桨叶旋转与不旋转扭转振型相 同.
图2-21 桨叶扭转振型
南京航空航天大学直升机技术研究所
EC135无轴承旋翼
南京航空航天大学直升机技术研究所
二、旋翼主要动力学问题
2.1 旋翼动力学特性 ●旋翼的动力学特性主要指旋翼
桨叶模态特性，即固有振型以及对应的 固有频率，它是研究旋翼动力学问题的 基础和出发点，对直升机的动力学问题 往往起着重要的以至决定性的作用，甚 至对直升机的飞行品质也有重要影响。
南京航空航天大学直升机技术研究所
第二章 旋翼系统
南京航空航天大学直升机技术研究所
一、旋翼构造型式
旋翼型式是指旋翼桨叶与旋翼轴的连 接方式，也就是旋翼桨毂的结构型式，不 同的旋翼型式其动力学特性及设计特点有 明显的差别。
南京航空航天大学直升机技术研究所
南京航空航天大学直升机技术研究所
南京航空航天大学直升机技术研究所
南京航空航天大学直升机技术研究所
直升机的旋翼原理
直升机的旋翼原理
直升机的旋翼原理是通过旋转产生升力和推力，实现飞行。
旋翼由主旋翼和尾旋翼组成。
主旋翼是直升机的主要升力和推力来源。
它借助于空气动力学原理产生升力，将直升机推向空中。
主旋翼通常由多个叶片、旋转轴和传动系统组成。
当主旋翼旋转时，每个叶片都会相继经历升降、前进、后退和倾转运动。
这些复杂的运动使得叶片受到气流作用，产生升力和推力。
主旋翼在旋转过程中产生的升力是靠两种主要机构完成的：变距桨和循环变距桨。
当直升机需要上升时，变距桨会增大叶片的迎角，使得升力增加。
当需要下降时，变距桨会减小迎角，减小升力。
循环变距桨则是通过调整叶片的整体旋转角度实现升力的变化。
这两种机构的结合，能够使直升机在各种飞行工况下保持稳定的升力和推力。
尾旋翼是直升机的平衡和操控装置。
它的主要作用是抵消主旋翼旋转产生的扭矩，防止直升机发生自旋。
尾旋翼通过改变推力的方向来抵消扭矩，以保持直升机的稳定。
同时，通过改变尾旋翼的推力大小，可以实现直升机的转向操纵。
总的来说，直升机的旋翼原理是通过旋转主旋翼产生升力和推力，以实现垂直起降和悬停的能力。
同时，尾旋翼则起到平衡和操纵的作用。
这种复杂而精巧的设计使得直升机成为一种独特而重要的航空工具。
直升机旋翼原理
自动侧斜器主要部分为：（1）旋转环（又称动环）3——它通过变距拉杆（又称小拉杆）8分别于各片桨叶变距铰的摇臂连接，并通过扭力臂（又称拨杆）与旋翼桨相连，旋翼旋转时则与桨同步旋转。
另一面，它通过轴承4与不旋转环2相连接,从而产生相对转动。
它与不旋转环可一起升降或倾斜,从而将操纵位移通过变距拉杆8传递给桨叶变距饺,以改变各片桨叶的安装角(即桨距角)。
（2）不旋转环(又称不动环)2一它通过十字接头或球饺与内层的滑筒相连,两者能一起升降或产生相对倾斜滑筒上还装有纵向5及横向6的操纵摇臂支座,纵、横向操纵拉杆分别经此与不旋转环相连。
纵、横向操纵动作经此使不旋转环连同旋转环一起相对于滑筒向所需方向倾斜,从而周期性改变各片桨叶的安装角. （3）滑筒一套装在导筒座1上,两者能产生轴向相对滑动,同时滑筒还与总距操纵拉杆7相连.总距操纵动作经此使滑筒连同十字接头,不旋转环、旋转环一起升降,然后将操纵位移传递给每片桨叶的变距校。
当驾驶员进行总距操纵时(如图4.4匀,例如上提(下压)总距操纵轩2,操纵动作经滑筒、十字接头、不旋转环、旋转环及桨叶变距拉轩传至桨叶变距饺,使各片桨叶改变同样大小的安装角,从而达到增加(减小)旋翼拉力的目的。
当驾驶员移动驾驶轩1进行纵、横向操纵时,操纵动作分别由装在滑筒上的纵、横向操纵臂传至不旋转环上,便不旋转环连同旋转环一起向所需方向倾斜,从而使桨叶安装角发生周期性变化,造成旋翼空气动力的不对称,再使旋翼锥体(即旋翼拉力)向所需方向倾斜,以达到操纵直升机飞行的目的。
此外,当驾驶员进行航向操纵时,对于单旋翼带尾桨的直升机来说,脚蹬操纵动作通过尾桨操纵系统改变尾桨拉力大小,由此破坏了原来的航向平衡状态,达到改变航向的目的。
6.直升机的飞行性能与普通固定翼飞机一样,随着时代和技术的发展,人们对直升机飞行性能的要求也日益提高。
通常直升机有一些与普通固定翼飞机相似的飞行性能要求,例如: 最大平飞速度(Vmax)最大巡航速度(Vcmax)及经济巡航速度(Vce)使用升限(或动升限)(Hs)最大爬升速度（Vy max）航程（L）、活动半径，转场航程续航时间或续航力(T）除此之外,直升机有以下几项特有的飞行性能指标:垂直爬升速度(Vyv)悬停升限(或静升限)(Ht一其中又可分为无地效悬停升限和有效地,悬停升限。
直升飞机原理
直升飞机原理1、叶片直升机的表面是由旋转的叶片和旋翼系统构成的。
叶片由光学级材料制成，确保其轻巧耐用且高效。
叶片的形状和速度决定了飞机的起飞和降落速度以及转弯和俯仰时所受到的风阻力。
2、旋翼直升机的旋翼系统通常由复合机构、旋转桨叶、转子头以及操纵系统等组成。
旋翼的工作原理是通过对角速度和空气力学产生的升力把整个机身抬升到空中。
当旋翼旋转时，其叶片生成的气流将进入旋翼中心，产生上升气流。
旋转桨叶的形状和质量会影响机身的平衡能力和安全性能。
为了确保高效及准确的飞行，旋转桨叶必须严格遵循空气动力学标准拼装。
3、动力来源直升飞机的动力系统与其他飞行器相似，通常由一个或多个发动机驱动旋转的旋子或丝带，产生足够的推力使飞机在空中悬浮起飞。
直升机的动力由液压阀控制，液压系统与动力转换器（例如发电机、传动元件等）相连接。
液压系统在飞行中控制飞机的姿态、转向和高度。
液压系统的设计必须能够承受高温和高压，以适应持续的运行工作。
4、操控装置直升机的操控装置与其他飞行器类似，包括控制器、操纵杆和脚踏板。
控制器负责转化飞行员的指令，使其合理地操纵操纵杆与脚踏板，控制机身的俯仰、下降、转向等动作实现油门操控。
5、配重系统在飞机悬浮期间，机舱内的各部件的重量分布会影响飞机的平衡和安全性能。
为了保持悬浮平衡，必须通过装载配重块等配重系统来平衡机内各部分的重量分布，以达到良好的飞行稳定性。
结论：综上所述，直升飞机的垂直起降能力基于其先进的旋翼系统和复杂的机身设计。
机身的设计必须经过多次优化和测试，以确保飞机的平衡和稳定性能，经过多年的研究和发展，直升机已成为现代交通运输的不可或缺的工具，也成为许多公共服务领域的核心设施。
直升机工作原理的应用
直升机工作原理的应用1. 简介直升机是一种航空器，具备垂直起降和悬停的能力。
它的工作原理基于叶片旋转产生的升力。
直升机广泛应用于各个领域，包括军事、民航、医疗救援、消防救援、警务等。
本文将介绍直升机的工作原理以及它在各个应用领域中的具体运用。
2. 直升机工作原理•旋翼：直升机的旋翼是其最核心的部件，由主旋翼和尾旋翼组成。
–主旋翼：主旋翼上的可调节叶片能够改变叶片的迎角，从而产生升力，使直升机上升或下降。
旋翼还可以根据需要调整旋转速度和迎角，从而改变直升机的飞行速度和姿态。
–尾旋翼：尾旋翼的作用是产生一个与主旋翼产生的扭矩相对的推力，以保持直升机的平衡。
它通过叶片的迎角变化来控制直升机的方向。
•发动机：直升机通常使用内燃式发动机或涡轮发动机来提供动力。
发动机的功率通过传动系统传递给旋翼，从而使其旋转产生升力。
•控制系统：直升机的控制系统包括主旋翼的可调节迎角、尾旋翼的控制、发动机转速的控制等。
通过操纵杆、脚蹬和其他操纵装置，飞行员可以控制直升机的姿态和飞行方向。
3. 军事应用直升机在军事领域中有广泛的应用，主要包括以下方面：•战斗支援：直升机能够搭载武器系统，如机关枪、火箭弹和导弹，为地面部队提供火力支援，执行侦察、攻击、运输任务等。
•防空作战：直升机可以执行防空任务，使用雷达和导弹系统进行空中拦截，保护本国领空安全。
•特种作战：直升机能够空投特种部队，执行突袭、侦察、救援等任务，对敌方目标进行精确打击。
4. 民航应用直升机在民航领域中也有广泛的运用：•商业运输：直升机可以用于人员和货物的短途运输，例如从市区机场到郊区或偏远地区。
•观光旅游：直升机能够提供空中观光服务，为游客带来不一样的旅游体验，如飞越山脉、河流和名胜古迹等。
•紧急救援：直升机可以快速到达事故现场，执行紧急医疗救援任务，并将伤员运送到医疗机构。
5. 灭火救援应用直升机在灭火救援等方面也有重要作用：•森林灭火：直升机可以携带水罐或水桶，投掷水柱进行灭火，有效控制森林火灾的蔓延。
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铰接式
桨叶通过桨毂上的挥舞铰、摆振铰及变距 铰与桨毂相连，通过三个铰实现桨叶的挥舞、 摆振和变距运动。这些铰有不同的排列方式， 一般都采用金属滚动轴承实现构件之间的相 对运动。这种型式的旋翼的运动关系明确， 桨叶根部的弯曲载荷较小，但结构复杂，维 护不便。
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美国重型运输直升机CH53
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2.起飞
发动机开车后，旋翼开始旋转，桨叶向上抬，直 观地看，形成一个倒立的锥体，称为旋翼锥体，同时 在桨叶上产生向上的升力。随着旋翼转速的增加，升 力逐渐增大(F∝v2)。当升力超过重力时，直升机即 铅垂上升；若升力与重力平衡，则悬停于空中。
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3.前行
周期变距操纵——通过操纵机构（周期变距杆）使 自动倾斜器向前倾斜，由于拉杆的作用导致桨叶的 桨距发生周期性变化，其旋转平面将向前倾，升力 的方向随之前倾，产生前向分量，直升机向前运动。
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3.自动倾斜器
直升机上用以操纵旋翼实现升降、前 后、左右运动的特殊装置
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组成
（1）不旋转环（不动环）——安装在 旋翼轴上，并与操纵装置相连，能向 任意方向倾斜，也能垂直移动
（2）旋转环（动环）——通过轴承安 装在不旋转环上
（3）变距拉杆——连接旋转环和桨叶， 可改变桨距
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二、飞行原理
1.定义
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桨距φ——翼型弦线与旋转平面间的夹角 迎角α——气流 V 翼弦之间的夹角 总距——各片桨叶的桨距的平均值
驾驶员通过直升机的操纵系统可以改变旋翼的总距 和各片桨叶的桨距，根据不同的飞行状态，总距的 变化范围约为 2º~14º。
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山猫直升机
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半铰接式（跷跷板式）
只有两片桨叶，共用一个挥舞铰，无摆振铰， 有变距铰。这种型式旋翼的结构也比较简单。
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“眼镜蛇”直升机
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无轴承式
无挥舞、摆振、变距铰，挥、摆、扭运动完 全通过桨根柔性梁来实现。 桨叶在挥、摆方向根部支持同无铰式，扭转 （变距）为弹性约束。 它的结构简单，但要求桨叶根部的材料既有 很高的弯曲强度和刚度，很低的扭转刚度。70 年代以来，在采用先进复合材料桨叶基础上， 无轴承式旋翼的研究已有一定进展。
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4.升降
总距操纵——飞行员操纵总距杆使自动倾斜器沿旋 翼轴平行向上或向下滑动。各片桨叶的桨距将同时 增大或减小,使旋翼的升力增大或减小,直升机随之 上升或下降。
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5.转向
旋翼旋转时会产生一个反作用力矩，使直升机 机身向旋翼旋转的反方向旋转。为了克服飞行力矩， 产生了多种不同的结构形式，如单桨式、共轴式、 横列式、纵列式等。对于最常见的单桨式，需要靠 尾桨旋转产生的拉力来平衡反作用力矩，维持机头 的方向。 当需要转向时，只需增大或减小尾桨的转速， 以调节拉力，使其与反作用力矩不平衡，让机身转 向。
无铰式
无挥舞铰和摆振铰，只保留变距铰，桨叶 的挥舞、摆振运动完全通过桨根弹性变形来 实现。 桨叶在挥舞、摆振方向根部是固支的，扭 转与铰接式相同。 与铰接式相比，它的结构简单，但桨叶和 桨毂的弯曲载荷较大。从70年代初开始，由 于在旋翼上应用了疲劳强度较高的复合材料 和钛合金，这种型式的旋翼增多。
直升机旋翼系统
一、组成
桨毂
桨叶
自 动 倾 斜 器
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1.桨叶
由单向玻璃 纤维预浸带 构成，主要 承受离心力
由玻璃布和 碳布组成的 复合材料， 以提高桨叶 的刚度和抗 蚀性
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2.桨毂
结构型式 ·指旋翼桨叶与桨毂的连接方式，不同的旋翼型式其 动力学特性及设计特点有明显的差别。
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