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直升机的升降与飞行原理ppt课件
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气流V与翼弦之间的夹角即为该剖面 的迎角a。显然,沿半径方向每段叶 片上产生的空气动力在桨轴方向上 的分量将提供悬停时需要的升力; 在旋转平面上的分量产生的阻力将 由发动机所提供的功率来克服。
旋翼旋转时将产生一个反作用力 矩,使直升机机身向旋翼旋转的反 方向旋转。前面提到过,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、多桨式等。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。使用脚蹬来调节尾桨的桨距, 使尾桨拉力变大或变小,从而改变 平衡力矩的大小,实现直升机机头 转向(转弯)操纵。
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人类第一架直升机 1907年8月,法国人保罗?科尔尼研制出一架全尺寸载人直升机,并在同
年11月13日试飞成功。这架直升机被称为“人类第一架直升机”。这架名为 “飞行自行车”的直升机不仅靠自身动力离开地面0.3米,完成了垂直升空, 而且还连续飞行了20秒钟,实现了自由飞行。
保罗?科尔尼研制的直升机带两副旋翼,主结构为一根V形钢管,机身 由V形钢管和6个钢管构成的星形件组成,并采用钢索加强,以增加框架 结构的刚度。V形框架中部安装一台24马力的 Antainette 发动机和操作员座椅。机身总长6.20米,重260千克。V形框架两端各装 一副直径为6米的旋翼,每副旋翼有2片桨叶。
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达芬奇的画
意大利人达·芬奇在1483年提出了直升机的设想并绘 制了草图。
达·芬奇 19世纪末,在意大利的米兰 图书馆发现了达芬奇在1475年画的一张关于直升机的想象图。这是一个用 上浆亚麻布制成的巨大螺旋体,看上去好象一个巨大的螺丝钉。它以弹簧为 动力旋转,当达到一定转速时,就会把机体带到空中。驾驶员站在底盘上, 拉动钢丝绳,以改变飞行方向。西方人都说,这是最早的直升机设计蓝图。
1939年春,美国的伊戈尔?西科斯基完成了VS-300直升机的全 部设计工作,同年夏天制造出一架原型机。 世界上第一种投入批生产的直升机
R-4是美国沃特-西科斯基公司20世纪40年代研制的一种2座轻 型直升机,是世界上第1种投入批量生产的直升机,也是美国陆军航 空兵、海军、海岸警卫队和英国空军、海军使用的第一种军用直升 机。
早期的活塞式发动机和木质桨叶直升机 在20世纪40年代至50年代中期是实用型直升机发展的第一阶
段,这一时期的典型机种有:美国的S-51、S-55/H-19、贝尔47; 苏联的米-4、卡-18;英国的布里斯托尔-171;捷克的HC-2等。这 一时期的直升机可称为第一代直升机。
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涡轴发动机和金属桨叶直升机 20世纪50年代中期至60年代末是实用型直升机发展的
现代直升机尽管比竹蜻蜓复杂千万倍,但其飞行原理 却与竹蜻蜓有相似之处。现代直升机的旋翼就好象竹 蜻蜓的叶片,旋翼轴就像竹蜻蜓的那根细竹棍儿,带 动旋翼的发动机就好像我们用力搓竹棍儿的双手。竹 蜻蜓的叶片前面圆钝,后面尖锐,上表面比较圆拱, 下表面比较平直。当气流经过圆拱的上表面时,其流 速快而压力小;当气流经过平直的下表面时,其流速 慢而压力大。于是上下表面之间形成了一个压力差, 便产生了向上的升力。当升力大于它本身的重量时, 竹蜻蜓就会腾空而起。直升机旋翼产生升力的道理与 竹蜻蜓是相同的。
第二阶段。这个阶段的典型机种有:美国的S-61、贝尔 209/AH-1、贝尔204/UH-1,苏联的米-6、米-8、米-24, 法国的SA321“超黄蜂”等。这个时期开始出现专用武装直 升机,如AH-1和米-24。这些直升机称为称为第0年代是直升机发展的第三阶段,典
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世界上第一种试飞成功的直升机 1938年,年轻的德国姑娘汉纳赖奇驾驶一架双旋翼直升机在柏林 体育场进行了一次完美的飞行表演。这架直升机被直升机界认为是 世界上第一种试飞成功的直升机.该机旋翼直径7米。动力装置是一 台功率140马力的活塞发动机。这是世界上第一架具有正常操纵性 的直升机。该机时速100~120公里,航程200公里,起飞重量953 千克。 第一架实用直升机
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平 飞
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直升机旋翼的工作原理 直升机旋翼绕旋翼转轴旋转时,每个叶片的工作类 同于一个机翼。旋翼的截面形状是一个翼型,如图 所示。翼型弦线与垂直于桨毂旋转轴平面(称为桨 毂 旋转平面)之间的夹角称为桨叶的安装角,以j表 示,有时简称安装角或桨距。各片桨叶的桨距的平 均值称为旋翼的总距。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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物体在流体中运动时,在正对流动运动的方向的表面,流体完全受 阻,此处的流体速度为0,其动能转变为压力能,压力增大,其压 力称为全受阻压力(简称全压或总压,用P表示),它与未受扰动 处的压力(即静压,用P静表示)之差,称为动压(用P动表示)。 即:
P动 = P - P静 = ρ*V*V*1/2 其中:ρ为密度,V为速度 推导: 先看看势能的推导 势能=F*S=m*g*h=ρ*Q*g*h=ρ*g*h*Q F为力大小,S为面积,m为质量,g为重力加速度,h为高度, Q为体积 即势能=压强*体积 动能=m*V*V*1/2=ρ*Q*V*V*1/2=ρ*V*V*Q*1/2=动压*体积 体积为Q,所以动压为1/2*ρ*V*V
型机种有:美国的S-70/UH-60“黑鹰”、S-76、AH-64“阿 帕奇”,苏联的卡-50、米-28,法国的SA365“海豚”,意 大利的A129“猫鼬”等。 现代直升机
20世纪90年代是直升机发展的第四阶段,出现了目视、 声学、红外及雷达综合隐身设计的武装侦察直升机。典型 机种有:美国的RAH-66和S-92,国际合作的“虎”、 NH90和EH101等,称为第四代直升机。
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-直升机的发展简史 -直升机的飞行原理
-直升机旋翼的操纵
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中国的竹蜻蜓 中国的竹蜻蜓和意大利人达·芬奇的直升机草图,
为现代直升机的发明提供了启示,指出了正确的思 维方向,它们被公认是直升机发展史的起点。竹蜻 蜓又叫飞螺旋和“中国陀螺”,这是我们祖先的奇 特发明。有人认为,中国在公元前400年就有了竹蜻 蜓,另一种比较保守的估计是在明代(公元1400年左 右)。这种叫竹蜻蜓的民间玩具,一直流传到现在。