直升机飞行原理及平衡课件
(完整版)直升机飞行操控的基本原理
直升机飞行操控的基本原理图 1 直升机飞行操纵系统- 概要图（a）（b）图2 直升机操纵原理示意图1.改变旋翼拉力的大小2.改变旋翼拉力的方向3.改变尾桨的拉力飞行操纵系统包括周期变距操纵系统、总距操纵系统和航向操纵系统。
如图2所示，周期变距操纵系统控制直升机的姿态（横滚和俯仰），总距操纵系统控制直升机的高度，航向操纵系统控制直升机的航向。
一、周期变距操纵系统周期操纵系统用于操纵旋翼桨叶的桨距周期改变。
当桨距周期改变时，引起桨叶拉力周期改变，而桨叶拉力的周期改变，又引起桨叶周期挥舞，最终使旋翼锥体相对于机身向着驾驶杆运动的方向倾斜，从而实现直升机的纵向（包括俯仰）及横向（包括横滚）运动。
纵向和横向操纵虽然都通过驾驶杆进行操纵，但二者是各自独立的。
周期变距操纵系统（见图3）包括右侧和左侧周期变距操纵杆（1）和（3）、可调摩擦装置（2）、橡胶波纹套（4）、俯仰止动件（5）、横滚连杆（7）、俯仰连杆（8）、横滚止动件及中立位置定位孔（9）、横滚拉杆（10）、横滚协调拉杆（11）、俯仰扭矩管轴组件（12）、总距拉杆（13）、与复合摇臂相连接的拉杆（14）、伺服机构（15）、伺服机构（横滚+总距）（16）、伺服机构（俯仰+总距）（17）和可调拉杆（18）等组件。
1.右侧周期变距操纵杆3.左侧周期变距操纵杆2.可调摩擦装置4.橡胶波纹套5.俯仰止动件6.复合摇臂 7.横滚连杆8.俯仰连杆9.横滚止动件及中立位置定位孔10.横滚拉杆11.横滚协调拉杆12.俯仰扭矩管轴组件13.总距拉杆14.与复合摇臂相连接的拉杆15.伺服机构16.伺服机构（横滚+总距）17.伺服机构（俯仰+总距）18.可调拉杆图 3 直升机周期变距操纵系统（一）纵向操纵情况当前推驾驶杆时，通过俯仰扭矩管轴组件（9）及俯仰连杆（8），使复合摇臂（6）上的纵向摇臂逆时针转动，通过其后的拉杆、摇臂，使左前侧纵向伺服机构下移，自动倾斜器固定盘向左前方倾斜，旋翼桨盘前倾，进而使直升机向前运动。
直升机的原理及分类【优质PPT】
2021/11/7
7
双旋翼式
目前以纵列式的使用较多，即两 个旋翼沿机身长度方向排列，它的重 心移动范围大、机身长，可以把直升 机做得很大，共轴式的紧凑，但操纵 复杂，在小型直升机上有较多的使用。
2021/11/7
8
卡-50双桨共轴武装直升机
2021/11/7
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2021/11/7
10
纵列式双桨直升机
2021/11/7
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单旋翼带尾桨式
单旋翼带尾桨式是目前最流行的 形式。这种直升机顶部有一个大的旋 翼，机身后伸出一个尾梁，在尾梁上 装一个尾部旋桨(简称尾桨)，尾桨的作 用是平衡由于旋翼旋转而产生的使机 身逆向旋转的扭矩。
2021/11/7
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直-5
2021/11/7
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双旋翼式
双旋翼的直升机有多种形式，有 两个旋翼共轴的，有两个旋翼交叉的， 有两个旋翼横列的和两个旋翼纵列的。 它们的共同点是有两个旋翼，两个旋 翼的旋转方向相反，从而使旋翼的反 作用力矩相互抵消保持机身不动。
1、旋翼受力（水平铰）
旋翼的桨叶在运动中产生拉力(向上)其原理和机 翼相同，都是因空气流过翼面产生升力，但是它的运 动是绕轴旋转的，旋翼在旋转一圈时在迎风的半圈 (称为前行)和顺风半圈(后行)中桨叶的相对风速是不 同的，即迎风一半大，而顺风时小，因而会造成升力 不平衡，即前行桨叶升力大，这会使直升机倾斜，并 使桨叶根部产生交变弯矩，使桨叶加速损坏。为了解 决这个问题，桨叶和桨毂之间用一个水平铰链或是柔 性的连接起来，使桨叶可在旋翼平面上、下摆动，这 样由于铰链不传递垂直方向的力，从而使两边升力平 衡，这个铰链称为水平铰或挥舞铰。
2021/11/7
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§4.7 直升机
直升机飞行原理及平衡
直升机的后飞（）
相对气流不对称，引起挥舞及桨叶迎角的变化
直升机的侧飞
侧飞是直升机特有的又一种飞行状态，它与悬停、小速度垂 直飞行及后飞 一起是实施某些特殊作业不可缺少的飞行性能。 一般侧飞是在悬停基础上实施 的飞行状态。其特点是要多注 意侧向力 的变化和平衡。由于直升机机体的侧向 投影面积很 大，机体在侧飞时其空气动 力阻力特别大，因此直升机侧飞 速度通 常很小。由于单旋翼带尾桨直升机的侧 向受力是不对 称的，因此左侧飞和右侧 飞受力各不相同。向后行桨叶一侧 侧飞，旋翼拉力向后行桨叶一例的水平分量大于向前行桨叶 一侧的尾桨推力，直 升机向后方向运动，会产生与水平分量 反向的空气动力阻力Z 反向的空气动力阻力Z。当侧力平衡时，水平分量等于尾桨推 力与空气动力 阻力之和，能保持等速向后行桨叶一侧侧飞。 向前行桨叶一例侧飞时，旋翼拉 力的水平分量小于尾桨推力， 在剩余尾桨推力作用下，直升机向民桨推力方向一例运动， 空气动力阻力与尾桨推力反向，当侧力平衡时，保持等速向 前行桨叶一侧飞行。
平飞需用功率及其随速度的变化（1 平飞需用功率及其随速度的变化（1）
平飞时，飞行速度垂直分量 Vv=0，旋翼在重力方向和Z方 Vv=0，旋翼在重力方向和Z 向均无位移，在这两个方向的分力不做功，此时旋翼的需 用功率由 三部分组成：型阻功率——P型；诱导 功率—— 三部分组成：型阻功率——P 功率—— P诱；废阻功率——P废。其中第三项是旋翼拉力克服机身 诱；废阻功率——P 阻力所消 耗的功率。 从上图可以看出，旋翼拉力的 第二分力 T2可平衡机 T2可平衡机 身阻力 X身。对旋翼而言，其分力T2在X轴方向以速度V作 身。对旋翼而言，其分力T2在 轴方向以速度V 位移。显然旋翼必须做功，P =T2V或 位移。显然旋翼必须做功，P =T2V或P废=X身V，而机身 =X身 废阻X 废阻X身 在机身相对水平面姿态变化不大的情况 下，其值 近似与V 近似与V的平方成正比，这样废阻功
直升机飞行操控的基本原理
直升机飞行操控的基本原理图 1 直升机飞行操纵系统- 概要图（a）（b）图2 直升机操纵原理示意图1.改变旋翼拉力的大小2.改变旋翼拉力的方向3.改变尾桨的拉力飞行操纵系统包括周期变距操纵系统、总距操纵系统和航向操纵系统。
如图2所示，周期变距操纵系统控制直升机的姿态（横滚和俯仰），总距操纵系统控制直升机的高度，航向操纵系统控制直升机的航向。
一、周期变距操纵系统周期操纵系统用于操纵旋翼桨叶的桨距周期改变。
当桨距周期改变时，引起桨叶拉力周期改变，而桨叶拉力的周期改变，又引起桨叶周期挥舞，最终使旋翼锥体相对于机身向着驾驶杆运动的方向倾斜，从而实现直升机的纵向（包括俯仰）及横向（包括横滚）运动。
纵向和横向操纵虽然都通过驾驶杆进行操纵，但二者是各自独立的。
周期变距操纵系统（见图3）包括右侧和左侧周期变距操纵杆（1）和（3）、可调摩擦装置（2）、橡胶波纹套（4）、俯仰止动件（5）、横滚连杆（7）、俯仰连杆（8）、横滚止动件及中立位置定位孔（9）、横滚拉杆（10）、横滚协调拉杆（11）、俯仰扭矩管轴组件（12）、总距拉杆（13）、与复合摇臂相连接的拉杆（14）、伺服机构（15）、伺服机构（横滚+总距）（16）、伺服机构（俯仰+总距）（17）和可调拉杆（18）等组件。
1.右侧周期变距操纵杆3.左侧周期变距操纵杆2.可调摩擦装置4.橡胶波纹套5.俯仰止动件6.复合摇臂 7.横滚连杆8.俯仰连杆9.横滚止动件及中立位置定位孔10.横滚拉杆11.横滚协调拉杆12.俯仰扭矩管轴组件13.总距拉杆14.与复合摇臂相连接的拉杆15.伺服机构16.伺服机构（横滚+总距）17.伺服机构（俯仰+总距）18.可调拉杆图 3 直升机周期变距操纵系统（一）纵向操纵情况当前推驾驶杆时，通过俯仰扭矩管轴组件（9）及俯仰连杆（8），使复合摇臂（6）上的纵向摇臂逆时针转动，通过其后的拉杆、摇臂，使左前侧纵向伺服机构下移，自动倾斜器固定盘向左前方倾斜，旋翼桨盘前倾，进而使直升机向前运动。
直升机原理ppt课件
三、直升机结构
减速器 旋翼 桨毂 倾斜器 发动机 尾桨
机载设备 燃油箱 起落架 机身 传动装置
三、直升机结构
★ 旋翼系统：包括桨叶和桨毂
功用：产生升力、推力和操纵力。
三、直升机结构
旋翼
旋翼由桨叶和桨毂组成。一副旋翼 的桨叶最少有两片，最多可达七片。
根据桨叶与桨毂的连接方式，旋翼 形式有四种，即全铰式、半铰式、无铰式 和无轴承式。
无铰式是取消水平铰 和垂直铰，只保留轴向铰。
无轴承式是取消三个铰。桨叶的运动靠其 扭转变形和弯曲变形来实现。
三、直升机结构
★ 尾桨
尾桨是安装在直升机尾端的小螺旋桨，它产 生拉力，用以平衡旋翼旋转时给直升机的反作用扭 矩，保持预定的飞行方向；
发挥飞机安定面作用，保持直升机飞行过程 中的航向稳定。
三、直升机结构
前飞时由于左右两侧气流不对称，导致左右两侧桨叶 升力分布不对称，从而引起很大的周期变化的桨根弯矩。
二、直升机飞行原理
桨叶的挥舞运动 桨叶的摆振运动 桨叶的变距运动
挥舞铰（水平铰） 摆振铰（垂直铰） 变距铰（轴向铰）
二、直升机飞行原理
二、直升机飞行原理
二、分类
直升机按用途分为运输直升机、武装直升机、 反潜直升机
★ 操纵系统
操纵系统的功用是将驾驶员对驾驶杆和脚 蹬的操纵传到有关的操纵机构，以改变直升机 的飞行姿态和方向。
操纵系统主要由驾驶杆、脚蹬、油门变距 杆、自动倾斜器、液压助力器、加载机构、旋 翼刹车、连杆、摇臂等组成。
它可分为三部分：油门变距系统、脚操纵 系统和驾驶杆操纵系统。
三、直升机结构
★ 操纵系统
航空航天概论
——直升机
升力
阻力
空气动力学与飞行原理课件：无人直升机基本飞行原理
和最小下滑角。
6
第二节
学
习 大
二、
无人直升机操纵及控制原理
纲
7
贰 无人直升机操纵及控制原理
直升机运动包括姿态运动和轨迹运动。姿态 运动指绕无人机机体轴的三个角运动，轨迹运动 指无人直升机质心在空间中的运动轨迹。无人直 升机操纵就是控制直升机的姿态运动和轨迹运动 。 飞行控制系统是一个根据测量元件测量当前直 升机的飞行姿态和运动轨迹，反馈给中央处理器， 根据目标航线运动和当前测量值差别，由一套控制 算法，控制执行机构，进行姿态控制，使无人直升 机按照当前预定轨迹运动。
图3.16 自动倾斜器示意图
12
贰 无人直升机操纵及控制原理
需要说明的是，虽然桨盘平面的倾斜相对桨叶的桨距变化 有90度的滞后，但是自动倾斜器的倾转方向与桨盘平面的 倾转方向是大体相同的。主需要说明的是，虽然桨盘平面 的倾斜相需对要桨说叶明的的桨是，距虽变然化桨有盘9平0度面的的倾滞斜后相，对但桨是叶自的动桨倾斜 器的距倾变转化方有向90与度桨的盘滞平后，面但的是倾自转动方倾向斜是器大的倾体转相方同向的与。主要 为了桨习盘惯平一面致的，倾在转实方向际是控大制体桨相叶同的的时。候主要，为旋了转习环惯的一方致位，角 会超在前实90际度控控制制桨桨叶的叶时来候克，服旋桨转盘环平的面方位的角滞会后超。前但90在度实际设 计周期变距机构的时候由于挥舞铰外伸量的不同，桨盘平 面的控滞制后桨角叶有来时克会服小桨盘于平90面度的，滞需后要。对但在不实旋际转设环计的周操期纵变相位 进行距调机整构使的操时纵候杆由于前挥推舞时铰，外桨伸盘量平的面不同也，是桨前盘倾平。面要的为滞了习 惯一后致角，有在时实会际小控于9制0桨度，叶需的要时对候不，旋旋转转环环的操的纵方相位位角进会超前 90度行控调制整桨使叶操来纵克杆前服推桨时盘，平桨面盘的平滞面后也是。前但倾在。实际设计周期 变距机构的时候由于挥舞铰外伸量的不同，桨盘平面的滞 后角有时会小于90度，需要对不旋转环的操纵相位进行调
直升机飞行原理及平衡
化 平飞需用功率随速度的变化 直升机的后飞 直升机的侧飞 直升机的转动惯量
纸飞机的飞行
纸飞机飞行中的...
纸飞机受力情况 1.竖直方向 G-f1=f` 2.水平方向 f2
因为在竖直方向上有风对飞机向上的分力 的作用f1，从而减少重力对飞机作用。
而在水平方向上有f2的作用，
直升机的 平衡问题
加载中......
平飞时的平衡...
相对于速度轴系平飞时， 作用在直升机上的力主要 有旋空拉力T，全机重力 G，机体的废阻力 X身及 尾桨推力T尾。前飞时速 度轴系选取的原则是： X 铀指向飞行速度V方向； Y 轴垂直于X轴向上为正，2 轴按右手法则确定。保持 直升机等速直线平飞的力 的平衡条件
全 一致，因为 y角很小，即cosr约等于1，故Z向
力采用近似等号。
平飞需用功率及其随速度的变化（1）
平飞时，飞行速度垂直分量 Vv=0，旋翼在重力方向和Z方
向均无位移，在这两个方向的分力不做功，此时旋翼的需 用功率由 三部分组成：型阻功率——P型；诱导 功率—— P诱；废阻功率——P废。其中第三项是旋翼拉力克服机身 阻力所消 耗的功率。
直升机飞行原理及平衡
科技论坛：
姓名：阿迪力 班级：物理学院06－（1）班 学号：0610180
直升机飞行原理及平衡
直升机原理
纸飞机的飞行 纸飞机飞行中的 水桶中的回旋力 直升机中的回旋力
直升机平衡
平飞时的平衡 平飞时力的平衡 平飞需用其随速度的变化功率
平飞时力的平衡
X轴：T2=X身
Y轴： T1=G
Z轴：T3约等于T尾
其中 Tl， T2， T3分别为旋翼拉力在 X， Y，
Z三个方向的分量。 对于单旋翼带尾桨直升机，
直升机飞行操控的基本原理
直升机飞行操控的基本原理图1直升机飞行操纵系统-概要图(a)(b)图2直升机操纵原理示意图1.改变旋翼拉力的大小2.改变旋翼拉力的方向3.改变尾桨的拉力飞行操纵系统包括周期变距操纵系统、总距操纵系统和航向操纵系统。
如图2所示，周期变距操纵系统控制直升机的姿态（横滚和俯仰），总距操纵系统控制直升机的高度，航向操纵系统控制直升机的航向。
一、周期变距操纵系统周期操纵系统用于操纵旋翼桨叶的桨距周期改变。
当桨距周期改变时，引起桨叶拉力周期改变，而桨叶拉力的周期改变，又引起桨叶周期挥舞，最终使旋翼锥体相对于机身向着驾驶杆运动的方向倾斜，从而实现直升机的纵向（包括俯仰）及横向（包括横滚）运动。
纵向和横向操纵虽然都通过驾驶杆进行操纵，但二者是各自独立的。
周期变距操纵系统（见图3）包括右侧和左侧周期变距操纵杆（1）和（3）、可调摩擦装置（2）、橡胶波纹套（4）、俯仰止动件（5）、横滚连杆（7）、俯仰连杆（8）、横滚止动件及中立位置定位孔（9）、横滚拉杆（10）、横滚协调拉杆（11）、俯仰扭矩管轴组件（12）、总距拉杆（13）、与复合摇臂相连接的拉杆（14）、伺服机构（15 ）、伺服机构（横滚+总距）（16 ）、伺服机构（俯仰+总距）（17）和可调拉杆（18）等组件。
161.右侧周期变距操纵杆 3.左侧周期变距操纵杆2.可调摩擦装置 4.橡胶波纹套 5.俯仰止动件 6.复合摇臂7.横滚连杆8.俯仰连杆9.横滚止动件及中立位置定位孔10.横滚拉杆11.横滚协调拉杆12.俯仰扭矩管轴组件13.总距拉杆14.与复合摇臂相连接的拉杆15.伺服机构16.伺服机构（横滚+总距）17.伺服机构（俯仰+总距）18.可调拉杆图3直升机周期变距操纵系统（一）纵向操纵情况当前推驾驶杆时，通过俯仰扭矩管轴组件（9）及俯仰连杆（8），使复合摇臂（6）上的纵向摇臂逆时针转动，通过其后的拉杆、摇臂，使左前侧纵向伺服机构下移，自动倾斜器固定盘向左前方倾斜，旋翼桨盘前倾，进而使直升机向前运动。
直升机飞行原理
飞行原理直升机能够垂直飞起来的基本道理简单，但飞行控制就不简单了。
旋翼可以产生升力，但谁来产生前进的推力呢？单独安装另外的推进发动机当然可以，但这样增加重量和总体复杂性，能不能使旋翼同时担当升力和推进作用呢？升力-推进问题解决后，还有转向、俯仰、滚转控制问题。
旋翼旋转产生升力的同时，对机身产生反扭力（初中物理：有作用力就一定有反作用力），所以直升机还有一个特有的反扭力控制问题。
直升机主旋翼反扭力的示意图没有一定的反扭力措施，直升机就要打转转 / 尾桨是抵消反扭力的最常见的方法直升机抵消反扭力的方案有很多，最常规的是采用尾桨。
主旋翼顺时针转，对机身就产生逆时针方向的反扭力，尾桨就必须或推或拉，产生顺时针方向的推力，以抵消主旋翼的反扭力。
抵消反扭力的主旋翼-尾桨布局，也称常规布局，因为这最常见 / 典型的贝尔 407 的尾桨主旋翼当然也可以顺时针旋转，顺时针还是逆时针，两者之间没有优劣之分。
有意思的是，美、英、德、意、日直升机的主旋翼都是逆时针旋转，法、俄、中、印、波兰直升机都是顺时针旋转，英、德、意、日的直升机工业都是从美国引进许可证开始的，和美国采用相同的习惯可以理解，中、印、波兰是从前苏联和法国引进许可证开始的，和法、俄的习惯相同也可以理解，但美国和俄罗斯为什么从一开始选定不同的方向，法国为什么不和选美国一样的方向，而和俄罗斯一致，可能只是一个历史的玩笑。
各国直升机主旋翼旋转方向的比较尾桨给直升机的设计带来了很多麻烦。
尾桨要是太大了，会打到地上，所以尾桨尺寸受到限制，要提供足够的反扭力，就需要提高转速，这样，尾桨翼尖速度就大，尾桨的噪声就很大。
极端情况下，尾桨翼尖速度甚至可以超过音速，形成音爆。
尾桨需要安装在尾撑上，尾撑越长，尾桨的力矩越大，反扭力效果越好，但尾撑的重量也越大。
为了把动力传递到尾桨，尾撑内需要安装一根长长的传动轴，这又增加了重量和机械复杂性。
尾桨是直升机飞行安全的最大挑战，主旋翼失去动力，直升机还可以自旋着陆；但尾桨一旦失去动力，那直升机就要打转转，失去控制。
《飞机的飞行原理》课件
翼型和气流
飞机的翼型设计和气流的流动状态相互影响，直接决定了飞机的升力和阻力。
升力和重力的平衡
飞机通过控制升降舵和副翼来调整升力和重力之间的平衡，实现飞行状态的 稳定。
阻力和推力的关系
飞机在飞行中需要克服空气阻力，同时通过发动机产生的推力来推动飞机前 进。
相关的物理律
飞行原理涉及到一系列物理定律，包括伯努利定律、牛顿第三定律等，这些 定律解释了飞机飞行中的各种现象。
《飞机的飞行原理》PPT 课件
飞机的飞行原理是指通过翼型和气流相互作用产生升力和重力平衡，以及阻 力和推力之间的关系。它涉及到一系列相关的物理定律，同时也与飞行器的 稳定性和自动驾驶技术的发展密切相关。
飞行原理的定义
飞行原理是指飞机通过翼型和气流的相互作用，产生升力和重力平衡，实现飞行的基本原理。
飞行器的稳定性
飞行器的稳定性是指飞机在飞行中保持平衡的能力，包括纵向、横向和垂向 的稳定性。
自动驾驶技术的发展
随着科技的进步，自动驾驶技术在飞行器中得到了广泛应用，提高了飞行的 安全性和效率。
直升机-原理PPT课件
2021/3/9
授课：XXX
1
直升机
– 垂直起降 – 能够在空中悬停 – 发动机空中停车时，旋翼自转，仍可产
生一定升力，减缓下降趋势 – 可以沿任意方向飞行 – 飞行速度较低，航程相对来说也较短。
2021/3/9
授课：XXX
2
旋翼工作原理
2021/3/9
前缘
Vq
类同于机翼
授课：XXX
授课：XXX
12
直升机的构型
法国“小羚羊”武装直升机
美国西科斯基公司CH-54起重直升机
2021/3/9
授课：XXX
俄罗斯卡-50共轴双旋翼直升机
13
国CH 47串列双旋翼直升机
直升机的构型
2021/3/9
授课：XXX
14
直升机的构型
2021/3/9 西科斯基驾驶VS-300型直授课升：机XXX
授课：XXX
8
油门总距杆操纵
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。
2021/3/9
授课：XXX
9
脚蹬
座椅前下部
对于单旋翼带尾桨的 直升机，
蹬脚蹬
→ 尾桨变距
→ 改变尾桨推(拉)力
→ 机头指向
→ 航向
2021/3/9
授课：XXX
10
直升机的操纵
2021/3/9
授课：XXX
11
直升机的构型
力矩及力矩平衡问题
直升机飞行原理(图解)
飞行原理（图解）直升机能够垂直飞起来的基本道理简单，但飞行控制就不简单了。
旋翼可以产生升力，但谁来产生前进的推力呢？单独安装另外的推进发动机当然可以，但这样增加重量和总体复杂性，能不能使旋翼同时担当升力和推进作用呢？升力-推进问题解决后，还有转向、俯仰、滚转控制问题。
旋翼旋转产生升力的同时，对机身产生反扭力（初中物理：有作用力就一定有反作用力），所以直升机还有一个特有的反扭力控制问题。
直升机主旋翼反扭力的示意图没有一定的反扭力措施，直升机就要打转转/ 尾桨是抵消反扭力的最常见的方法直升机抵消反扭力的方案有很多，最常规的是采用尾桨。
主旋翼顺时针转，对机身就产生逆时针方向的反扭力，尾桨就必须或推或拉，产生顺时针方向的推力，以抵消主旋翼的反扭力。
抵消反扭力的主旋翼-尾桨布局，也称常规布局，因为这最常见/ 典型的贝尔407 的尾桨主旋翼当然也可以顺时针旋转，顺时针还是逆时针，两者之间没有优劣之分。
有意思的是，美、英、德、意、日直升机的主旋翼都是逆时针旋转，法、俄、中、印、波兰直升机都是顺时针旋转，英、德、意、日的直升机工业都是从美国引进许可证开始的，和美国采用相同的习惯可以理解，中、印、波兰是从前苏联和法国引进许可证开始的，和法、俄的习惯相同也可以理解，但美国和俄罗斯为什么从一开始选定不同的方向，法国为什么不和选美国一样的方向，而和俄罗斯一致，可能只是一个历史的玩笑。
各国直升机主旋翼旋转方向的比较尾桨给直升机的设计带来了很多麻烦。
尾桨要是太大了，会打到地上，所以尾桨尺寸受到限制，要提供足够的反扭力，就需要提高转速，这样，尾桨翼尖速度就大，尾桨的噪声就很大。
极端情况下，尾桨翼尖速度甚至可以超过音速，形成音爆。
尾桨需要安装在尾撑上，尾撑越长，尾桨的力矩越大，反扭力效果越好，但尾撑的重量也越大。
为了把动力传递到尾桨，尾撑内需要安装一根长长的传动轴，这又增加了重量和机械复杂性。
尾桨是直升机飞行安全的最大挑战，主旋翼失去动力，直升机还可以自旋着陆；但尾桨一旦失去动力，那直升机就要打转转，失去控制。
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……
• 图中的实线④为上述三项之和，即总的平飞需 用功率P平需随平飞速度的变化而变化。 它是一 条马鞍形的曲线：小速度平飞时，废阻功率很小， 但这时诱导功率很大，所以总的乎 飞需用功率仍 然很大。但比悬停时要小些。在一定速度范围内， 随着平飞速度的增加，由于 诱导功率急剧下降， 而废阻功率的增量不大，因此总的平飞需用功率 随乎飞速度的增加呈下 降趋势，但这种下降趋势 随 V的增加逐渐减缓。速度继续增加则由于废阻 功率随平飞速度 增加急剧增加。平飞需用功率随 V的增加在达到平飞需用功率的最低点后增加；总 的平飞 需用功率随 V的变化则呈上升趋势，而且 变得愈来愈明显
的飞行 纸飞机飞行中的 水桶中的回旋力 直升机中的回旋力
直升机平衡
平飞时的平衡 平飞时力的平衡 平飞需用其随速度的变化功率
及 平飞需用功率及其随速度的变
化 平飞需用功率随速度的变化 直升机的后飞 直升机的侧飞 直升机的转动惯量
• X轴：T2=X身
• Y轴： T1=G
• Z轴：T3约等于T尾
•
其中 Tl， T2， T3分别为旋翼拉力在 X， Y，Z
三个方向的分量。 对于单旋翼带尾桨直升机，由
于尾桨轴线通常不在旋翼的旋转平面内，为保持 侧向力矩 平衡，直升机稍带坡度角 r，故尾桨推 力与水平面之间的夹角为 y，T尾与T3方向不完全 一致，因为 y角很小，即cosr约等于1，故Z向力采 用近似等号。
平飞时的平衡...
• 相对于速度轴系平飞时， 作用在直升机上的力主要 有旋空拉力T，全机重力 G， 机体的废阻力 X身及尾桨 推力T尾。前飞时速度轴系 选取的原则是： X铀指向 飞行速度V方向； Y轴垂直 于X轴向上为正，2轴按右 手法则确定。保持直升机 等速直线平飞的力的平衡 条件
平飞时力的平衡
直升机的后飞（）
相对气流不对称，引起挥舞及桨叶迎角的变化
直升机的侧飞
• 侧飞是直升机特有的又一种飞行状态，它与悬停、小速度垂 直飞行及后飞 一起是实施某些特殊作业不可缺少的飞行性能。 一般侧飞是在悬停基础上实施 的飞行状态。其特点是要多注 意侧向力 的变化和平衡。由于直升机机体的侧向 投影面积很 大，机体在侧飞时其空气动 力阻力特别大，因此直升机侧飞 速度通 常很小。由于单旋翼带尾桨直升机的侧 向受力是不对 称的，因此左侧飞和右侧 飞受力各不相同。向后行桨叶一侧 侧飞，旋翼拉力向后行桨叶一例的水平分量大于向前行桨叶 一侧的尾桨推力，直 升机向后方向运动，会产生与水平分量 反向的空气动力阻力Z。当侧力平衡时，水平分量等于尾桨推 力与空气动力 阻力之和，能保持等速向后行桨叶一侧侧飞。 向前行桨叶一例侧飞时，旋翼拉 力的水平分量小于尾桨推力， 在剩余尾桨推力作用下，直升机向民桨推力方向一例运动， 空气动力阻力与尾桨推力反向，当侧力平衡时，保持等速向 前行桨叶一侧飞行。
•
平飞时，诱导功率为P诱=TV，其中T为旋翼拉
力， vl为诱导速度。当飞行重量不变时，近似认
为旋翼拉力不变，诱导速度271随平飞速度 V的增
大而减小，因此平飞诱导功率 P诱随平飞速度V的
变化如上图中细实线②所示。
•
平飞型阻功率尸型则与桨叶平均迎角有关。
随平飞速度的增加其平均迎角变化不大。所以P型
随乎飞速度V的变化不大，如图中虚线①所示。
直升机的转动惯量
• 直升机因为有两个旋旋转，所以他遵循角 动量守恒及对称问题…
谢谢观看…
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纸飞机的飞行
纸飞机飞行中的...
•纸飞机受力情况 •1.竖直方向 •G-f1=f` •2.水平方向 •f2
• 因为在竖直方向上有风对飞机向上的分力 的作用f1，从而减少重力对飞机作用。
• 而在水平方向上有f2的作用，
• 当 我们用力掷纸飞机时，飞机就轻而易举 的飞起来
• 而对于直升机的飞行还有一个“回旋力” 的作用。
平飞需用功率及其随速度的变化（1）
• 平飞时，飞行速度垂直分量 Vv=0，旋翼在重力方向和Z方
向均无位移，在这两个方向的分力不做功，此时旋翼的需 用功率由 三部分组成：型阻功率——P型；诱导 功率—— P诱；废阻功率——P废。其中第三项是旋翼拉力克服机身 阻力所消 耗的功率。
•
从上图可以看出，旋翼拉力的 第二分力 T2可平衡机
水桶中的回旋力
• 在水桶中有 半桶水时，假如我们用一个木 棒来觉拌，水面会上升。这是因为水是流 体，当我们搅拌它是它受到回旋力的作用。
直升机中的回旋力
• 直升机工作时它的轮在高速旋转，形成高 速空气流，这就是，前面所提到过的流体 回旋。飞机就在这个力场上开始上升。
直升机的 平衡问题
•
加载中......
身阻力 X身。对旋翼而言，其分力T2在X轴方向以速度V作
位移。显然旋翼必须做功，P =T2V或P废=X身V，而机身废
阻X身 在机身相对水平面姿态变化不大的情况 下，其值近
似与V的平方成正比，这样废阻功
平飞需用功率及其随速度的变化 （图）
平飞需用功率随速度的变化（3）
• 率P废就可以近似认为与平飞速 度的三次方成正 比，如上图中的点划线③所示。