目錄
叢書序
序
前言
符號表
第1章緒論 1
1.1 引言 1
1.2 直升機發(fā)展簡史 2
1.2.1 古代起源 2
1.2.2 18 世紀的模型探索——科學的探索手段 3
1.2.3 19 世紀的探索——動力與飛行原理 3
1.2.4 20 世紀初的探索——實用化飛行 4
1.2.5 推廣與發(fā)展 6
1.3 直升機的分類 6
1.3.1 根據(jù)用途分類 6
1.3.2 根據(jù)構型分類 8
1.3.3 其他分類 9
1.4 直升機技術發(fā)展劃代 9
1.4.1 **代直升機 10
1.4.2 第二代直升機 10
1.4.3 第三代直升機 11
1.4.4 第四代直升機 12
1.5 直升機技術發(fā)展趨勢 12
1.5.1 常規(guī)構型直升機技術發(fā)展趨勢 12
1.5.2 新構型與特殊用途旋翼飛行器技術發(fā)展趨勢 13
1.6 直升機空氣動力學研究內容概述 17
1.7 習題 19
第2章直升機旋翼的工作原理.20
2.1 引言 20
2.2 直升機的構型特征 22
2.3 旋翼功能簡介 28
2.4 旋翼的外形 30
2.4.1 半徑、直徑和面積.30
2.4.2 槳葉寬度和槳葉根梢比 30
2.4.3 槳葉翼型 31
2.4.4 槳葉剖面安裝角和槳葉扭度 32
2.5 旋翼工作環(huán)境 33
2.6 旋翼的運動 34
2.6.1 旋轉運動 35
2.6.2 揮舞運動 35
2.6.3 擺振運動 37
2.6.4 變距運動 37
2.7 旋翼操縱原理簡介 37
2.7.1 操縱拉力大小 37
2.7.2 操縱拉力方向 38
2.8 旋翼量綱一的參數(shù) 39
2.9 習題 40
第3章旋翼滑流理論 42
3.1 引言 42
3.2 基本介紹 42
3.2.1 分析基礎 42
3.2.2 垂直飛行 45
3.2.3 前飛 47
3.3 誘導速度 52
3.3.1 懸停和垂直飛行的誘導速度 52
3.3.2 前飛時誘導速度 55
3.4 垂直飛行時氣動力計算 57
3.4.1 拉力公式和功率公式.57
3.4.2 旋翼的效率 57
3.4.3 旋翼懸停時的效率 59
3.5 前飛時氣動力計算 61
3.5.1 拉力公式和功率公式 61
3.5.2 前飛升阻比 63
3.6 其他考慮因素 63
3.7 習題 64
第4章旋翼翼型空氣動力學基礎 65
4.1 引言 65
4.2 翼型基本參數(shù) 65
4.2.1 幾何弦長 65
4.2.2 翼型無量綱坐標 66
4.2.3 厚度 66
4.2.4 彎度 66
4.3 翼型空氣動力及力矩 67
4.4 翼型靜態(tài)氣動特性 70
4.4.1 翼型升力特性 70
4.4.2 翼型力矩特性 71
4.4.3 翼型阻力特性與極*線 71
4.4.4 雷諾數(shù)和馬赫數(shù)的影響 72
4.5 翼型動態(tài)氣動特性 74
4.6 旋翼專用翼型 76
4.7 習題 78
第5章槳葉運動與葉素理論 79
5.1 引言 79
5.2 槳葉剖面的工作環(huán)境 79
5.2.1 垂直飛行狀態(tài) 80
5.2.2 前飛狀態(tài) 81
5.3 旋翼的揮舞運動 85
5.3.1 揮舞運動起因 85
5.3.2 揮舞運動方程 90
5.4 旋翼操縱原理 93
5.5 旋翼的空氣動力特性 96
5.5.1 垂直飛行狀態(tài) 96
5.5.2 前飛狀態(tài) 100
5.5.3 揮舞運動系數(shù) 107
5.6 入流模型 110
5.6.1 垂直飛行狀態(tài) 110
5.6.2 前飛狀態(tài) 112
5.7 習題 115
第6章旋翼渦流理論 117
6.1 引言 117
6.2 **渦流理論117
6.2.1 畢奧–薩伐爾定律 118
6.2.2 軸流狀態(tài) 118
6.2.3 前飛狀態(tài) 121
6.3 尾跡分析方法概述 122
6.3.1 槳葉附著渦系模型 123
6.3.2 尾跡渦系模型 123
6.3.3 尾跡方法的環(huán)量求解 124
6.3.4 尾跡方法的控制方程 126
6.3.5 固定尾跡 127
6.4 半經驗方法——預定尾跡模型 128
6.4.1 懸停預定尾跡模型 128
6.4.2 前飛預定尾跡模型 129
6.5 現(xiàn)代尾跡分析方法——自由尾跡模型 130
6.5.1 穩(wěn)態(tài)松弛求解方法 130
6.5.2 時間精確方法 132
6.6 尾跡分析方法中的渦核模型 133
6.7 氣動力求解 135
6.8 高分辨率渦方法 136
6.9 習題 137
第7章直升機 CFD 方法導論 139
7.1 引言 139
7.2 直升機網格及其生成方法 140
7.2.1 網格生成方法 140
7.2.2 運動嵌套網格方法 142
7.3 計算流體力學的控制方程 144
7.3.1 前飛狀態(tài)旋翼非定常流場控制方程 144
7.3.2 垂直飛行狀態(tài)旋翼流場控制方程 145
7.4 流場控制方程的數(shù)值求解 146
7.4.1 空間離散 146
7.4.2 時間離散 148
7.4.3 湍流模型 149
7.4.4 邊界條件 150
7.5 直升機 CFD 方法的應用 152
7.5.1 旋翼翼型氣動特性模擬 152
7.5.2 旋翼流場及氣動特性模擬 153
7.6 習題 157
第8章直升機氣動噪聲基礎 158
8.1 引言 158
8.2 旋翼氣動噪聲計算理論.158
8.2.1 萊特希爾聲學類比理論 158
8.2.2 ?？怂?威廉姆斯-霍金斯方程 162
8.2.3 旋翼噪聲計算公式 164
8.2.4 基本聲學量 166
8.3 直升機氣動噪聲分類 167
8.3.1 直升機噪聲水平 167
8.3.2 外部噪聲構成 168
8.3.3 旋翼噪聲分類 169
8.4 直升機氣動噪聲發(fā)聲原理 169
8.4.1 旋轉噪聲 169
8.4.2 寬頻噪聲 173
8.4.3 槳/渦干擾噪聲 175
8.4.4 高速脈沖噪聲 181
8.5 習題 185
第9章直升機飛行性能計算 186
9.1 引言 186
9.2 力平衡關系 186
9.2.1 垂直飛行過程中力的平衡關系 186
9.2.2 常規(guī)飛行過程中力的平衡關系 188
9.3 直升機發(fā)動機特性 193
9.3.1 活塞式發(fā)動機的特性 195
9.3.2 渦輪軸式發(fā)動機的特性 197
9.4 功率平衡關系198
9.4.1 垂直飛行過程中的功率平衡關系 198
9.4.2 前飛過程中的功率平衡關系 199
9.5 垂直上升性能 201
9.6 水平飛行速度限制 202
9.6.1 功率約束下的水平飛行速度 202
9.6.2 失速和激波對*大飛行速度的限制 204
9.7 爬升性能計算207
9.8 續(xù)航性能計算209
9.9 自轉性能計算211
9.10 電動直升機 212
9.11 習題.215
第10章直升機特殊飛行狀態(tài) 216
10.1 引言 216
10.2 地面效應 216
10.3 沙盲 219
10.4 著艦 221
10.5 渦環(huán)狀態(tài) 222
10.6 自轉飛行 227
10.7 機動飛行 232
10.8 習題 235
第11章直升機氣動設計 236
11.1 引言 236
11.2 旋翼槳葉氣動外形設計準則 236
11.2.1 旋翼翼型設計原理 237
11.2.2 槳葉三維外形設計原則 238
11.2.3 槳尖外形設計原則 238
11.2.4 旋翼槳葉氣動優(yōu)化設計通用方法 240
11.3 旋翼直徑的初步設計 241
11.4 茹氏旋翼及扭轉設計 243
11.5 旋翼槳葉氣動外形設計案例 244
11.5.1 旋翼翼型靜態(tài)設計 244
11.5.2 旋翼翼型動態(tài)設計 246
11.5.3 常規(guī)旋翼槳葉外形設計 248
11.5.4 尾槳/涵道尾槳外形設計 250
11.5.5 高速共軸剛性旋翼槳葉外形設計 252
11.6 主動控制技術 253
11.6.1 合成射流技術 253
11.6.2 后緣小翼技術 254
11.6.3 自適應旋翼技術 255
11.6.4 單片槳葉控制 260
11.6.5 高階諧波控制 261
11.6.6 平面內噪聲主動控制 261
11.7 習題 262
第12章直升機氣動與噪聲試驗 263
12.1 旋翼試驗的基本理論 263
12.1.1 相似理論 263
12.1.2 量綱分析 264
12.1.3 量綱分析法和相似準則 265
12.1.4 相似準則的物理意義 267
12.2 試驗模型要求 270
12.2.1 試驗模型的分類 270
12.2.2 試驗模型的相似性要求 271
12.3 風洞和試驗設備 272
12.3.1 低速風洞 273
12.3.2 常用風洞 275
12.3.3 直升機旋翼試驗臺 275
12.3.4 測力天平 276
12.4 旋翼性能試驗 278
12.4.1 雷諾數(shù)修正 278
12.4.2 懸停試驗 279
12.4.3 前飛試驗 280
12.5 組合模型風洞試驗 281
12.5.1 旋翼/機身組合模型風洞試驗 281
12.5.2 旋翼/機身/尾槳組合模型風洞試驗 282
12.6 旋翼氣動噪聲試驗 283
12.6.1 噪聲試驗的相似性原理 283
12.6.2 消聲室 283
12.6.3 聲學風洞試驗 284
12.7 氣動試驗中的幾類常規(guī)試驗 285
12.7.1 測力/測壓試驗——旋翼槳葉氣動載荷測量 285
12.7.2 測速試驗——旋翼流場測量 286
12.7.3 旋翼姿態(tài)角及彈性變形測量試驗 288
12.8 習題 289
參考文獻 290