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1、直升机飞行原理,Copyright 2013 CAFUC. All rights reserved.,以动力驱动的旋翼作为主要升力来源，能垂直起落的重于空气的航空器。 中国大百科全书,直升机的独特优势： 垂直起落、悬停 良好的低空低速特性,使直升机可广泛应用于各个领域、各种环境。,直升机定义：,一、概述, 民用： 通用运输、抢险救生、公安巡查、特种作业,一、概述,一、概述, 军用： 对地攻击、反潜攻舰、机降运输、战勤侦察,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 按起飞重量分为超小型直升机、小型直升机、中小型直升机、中型直升机、大型直升机、重型直升机和巨型直升机。 机械驱动
2、式直升机按平衡旋翼反作用扭矩的方法和旋翼数量与位置分为下面几种形式：,二、分类,1单旋翼带尾桨直升机,旋翼反作用扭矩靠尾桨推力平衡。,优点：构造简单，操纵系统简单，成本较低。,缺点：尾桨造成功率损失，重心定位范围窄，尾部长，尺寸大。,二、分类,2共轴式双桨直升机,两个旋转方向相反的旋翼安装在一根轴上，旋翼的反作用扭矩相互平衡。,优点：机身短外形好，正面阻力小，外廓尺寸小。,缺点：操纵系统及传动系统复杂，旋翼有相互干扰，方向稳定性不够。,苏联 卡莫夫设计局 卡-52,二、分类,优点：纵向稳定性好，重心定位范围广，重量效率高，机身有效容积大。,缺点：传动系统复杂，平飞时诱导损失大，利用旋翼自转进行
3、滑翔降落困难。,美国 CH-47 支努干,3纵列式双桨直升机,两个旋翼安装在机身的前后端， 后面的旋翼通常高于前面旋翼的旋转平面。,二、分类,4交叉式双桨直升机,两个旋翼位于机身两侧，但两个桨毂之间很近。转轴向外倾斜。,优点：正面阻力小，外廓尺寸小。,缺点：传动系统复杂，桨尖可能碰地，不安全，直升机的平衡复杂。,二、分类,5无尾桨直升机,水平旋翼负责提供飞机升力，并从尾部吹出空气，用附壁效应产生的推力抵消旋翼的反作用力,二、分类,6 倾转旋翼机,V22,产生向上的力克服直升机重力 产生向前的水平分力使直升机向前 产生其他分力及力矩保持 直升机平衡或进行机动飞行 若发动机停车，自转产生升力，保证
4、安全着陆,三、旋翼的基本介绍,1、旋翼的作用,2、旋翼的组成：桨叶+桨毂,三、旋翼的基本介绍,三、旋翼的基本介绍,桨毂,旋翼的运动：变距、挥舞、摆振,三、旋翼的基本介绍,变距,变总距操纵,周期总距操纵,三、旋翼的基本介绍,挥舞,直升机前飞时， 左右速度不对称,三、旋翼的基本介绍,挥舞,桨叶的挥舞运动,三、旋翼的基本介绍,摆振,桨毂的摆振运动,三、旋翼的基本介绍,四、基本操纵系统,四、基本操纵系统,EC-120,SCHWEIZER-300C,BELL-407,EC-120,EC-120,EC-120,四、基本操纵系统,五、前飞中的空气动力,直升机前飞时受力分析,旋翼锥体的后到？,五、前飞中的空气
5、动力,旋翼锥体的侧倒？,五、前飞中的空气动力,结论：直升机前飞时 旋翼桨盘处 周向气流速度左右不对称， 引起旋翼纵向挥舞-后倒角 剖面迎角前后不对称， 引起旋翼横向挥舞-侧倾角,六、直升机的平衡和操纵,直升机的三个轴,纵轴立轴横轴,直升机的平衡,作用在直升机上的各种力和力矩之和均为零。直升机的飞行速度和方向都能保持不变。,这里只分析力矩的平衡,俯仰平衡-横轴 方向平衡-立轴 横侧平衡-纵轴,六、直升机的平衡和操纵,1、俯仰平衡,直升机绕横轴转动的上仰力矩和下俯力矩相等。俯仰平衡时，不绕横轴转动，转动角速度等于零。,六、直升机的平衡和操纵,俯仰力矩,机身力矩是上仰还是下俯视情况而定。悬停和小速度
6、飞行时上仰，大速度飞行时为下俯力矩。,旋翼力矩 水平安定面力矩 机身力矩,俯仰平衡条件,上仰力矩 = 下俯力矩,六、直升机的平衡和操纵,2、方向平衡,直升机绕立轴转动的左偏力矩和右偏力矩相等。方向平衡时，不绕立轴转动或等速转动。,六、直升机的平衡和操纵,2、方向平衡,偏转力矩,旋翼的反作用力矩,反扭矩系统,垂尾的方向稳定作用,方向平衡的条件,旋翼的反作用力矩 = 尾桨偏转力矩,六、直升机的平衡和操纵,3、横侧平衡,直升机绕纵轴转动的左滚力矩和右滚力矩相等。横侧平衡时，不绕纵轴转动。,六、直升机的平衡和操纵,3、横侧平衡,滚转力矩,尾桨旋转轴高于重心，产生滚转力矩,尾桨拉力所产生的滚转力矩,压杆
7、时产生的滚转力矩,压杆时，旋翼锥体倾斜，分解出T1和T3.形成相应的滚转力矩。,横侧平衡的条件： 左滚力矩 = 右滚力矩,六、直升机的平衡和操纵,4、直升机的操纵性,飞行员在操纵直升机的驾驶杆、舵和油门总距杆后，其飞行状态的反应特性。,是作用于直升机上的操纵力和操纵力矩的过程和结果。,六、直升机的平衡和操纵,4、直升机的操纵性,总距杆的操纵,驾驶杆的操纵,脚蹬的操纵,四、直升机的平衡和操纵,4、直升机的操纵性,总距杆的操纵,SCHWEIZER-300C,变总距操纵,六、直升机的平衡和操纵,4、直升机的操纵性,驾驶杆的操纵,EC-120,周期总距操纵,六、直升机的平衡和操纵,4、直升机的操纵性,
8、脚蹬的操纵,EC-120,六、直升机的平衡和操纵,七、直升机的特殊问题,1、过度挥舞,2、涡环状态,3、地面共振,4、直升机的自转,5、MAST Bumping,6、斜坡操纵,1、过度挥舞,七、直升机的特殊问题,2、涡环状态,七、直升机的特殊问题,2、涡环状态,七、直升机的特殊问题,2、涡环状态,七、直升机的特殊问题,涡环状态的改出,3、地面共振,七、直升机的特殊问题,地面共振时直升机的振动,3、地面共振,七、直升机的特殊问题,地面共振实验视频,4、直升机的自转,七、直升机的特殊问题,4、直升机的自转,七、直升机的特殊问题,Straight-in autorotation.,5、 MAST Bumping,七、直升机的特殊问题,6、斜坡操纵,七、直升机的特殊问题,斜坡着陆,6、斜坡操纵,七、直升机的特殊问题,斜坡起飞,6、斜坡操纵,七、直升机的特殊问题,单撬着陆,谢谢大家！,Copyright 2013 CAFUC. All rights reserved.,
