直升机空气动力学-叶素理论PPT文档格式.ppt

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Astronautics直升机技术研究所直升机技术研究所InstituteofHelicopterTechnology直升机空气动力学直升机空气动力学HelicopterHelicopterAerodynamicsAerodynamics1-1叶素的气动环境叶素的气动环境叶素坐标系叶素坐标系oxyzoxyzozoz桨叶的变距轴线桨叶的变距轴线oxox旋转前进方向旋转前进方向oyoy在翼型平面内垂直于在翼型平面内垂直于XOZXOZ叶素的相对气流速度叶素的相对气流速度ww垂直上升相对速度垂直上升相对速度旋转相对速度旋转相对速度当地诱导速度当地诱导速度南京航空航天大学南京航空航天大学NanjingUniversityofAeronautics&

Astronautics直升机技术研究所直升机技术研究所InstituteofHelicopterTechnology直升机空气动力学直升机空气动力学HelicopterHelicopterAerodynamicsAerodynamics1-21-2角度关系角度关系安装角安装角翼弦与构造旋转平面的夹角（桨距角）翼弦与构造旋转平面的夹角（桨距角）来流角来流角相对气流与构造旋转平面的夹角相对气流与构造旋转平面的夹角迎角迎角相对气流与翼弦的夹角相对气流与翼弦的夹角讨论：

不可只按桨距大小推测升力或功率大小，讨论：

不可只按桨距大小推测升力或功率大小，须关注上升率及下降率对迎角的影响。

须关注上升率及下降率对迎角的影响。

Astronautics直升机技术研究所直升机技术研究所InstituteofHelicopterTechnology直升机空气动力学直升机空气动力学HelicopterHelicopterAerodynamicsAerodynamics第二节、桨叶翼型的空气动力特性第二节、桨叶翼型的空气动力特性2-1旋翼桨叶的常用翼型旋翼桨叶的常用翼型几何特征：

由上、下弧线坐标给定由上、下弧线坐标给定相对厚度最大厚度位置弯度前缘半径后缘角南京航空航天大学南京航空航天大学NanjingUniversityofAeronautics&

Astronautics直升机技术研究所直升机技术研究所InstituteofHelicopterTechnology直升机空气动力学直升机空气动力学HelicopterHelicopterAerodynamicsAerodynamics2-22-2升力、阻力特性曲线升力、阻力特性曲线升力特性曲线（失速前）升力特性曲线（失速前）气动迎角气动迎角升力线斜率升力线斜率阻力特性曲线阻力特性曲线主要取自实验数据主要取自实验数据南京航空航天大学南京航空航天大学NanjingUniversityofAeronautics&

Astronautics直升机技术研究所直升机技术研究所InstituteofHelicopterTechnology直升机空气动力学直升机空气动力学HelicopterHelicopterAerodynamicsAerodynamics极曲线极曲线-翼型升力系数与阻力系数的关系翼型升力系数与阻力系数的关系图上的五个特征点：

图上的五个特征点：

型阻系数最小值型阻系数最小值最有利状态点最有利状态点最经济状态点最经济状态点最大升力系数最大升力系数零升阻力系数零升阻力系数南京航空航天大学南京航空航天大学NanjingUniversityofAeronautics&

Astronautics直升机技术研究所直升机技术研究所InstituteofHelicopterTechnology直升机空气动力学直升机空气动力学HelicopterHelicopterAerodynamicsAerodynamics2-32-3对前缘的力矩特性曲线对前缘的力矩特性曲线：

若升力合力作用点在若升力合力作用点在有有，对任一点对任一点XX若使若使则则翼弦上距前缘翼弦上距前缘的点称为的点称为翼型焦点翼型焦点，绕焦点的力矩不随绕焦点的力矩不随升力变化升力变化，总等于总等于零升力矩零升力矩。

Astronautics直升机技术研究所直升机技术研究所InstituteofHelicopterTechnology直升机空气动力学直升机空气动力学HelicopterHelicopterAerodynamicsAerodynamics焦点焦点位置是固定的，它不因迎角变化而移动位置是固定的，它不因迎角变化而移动。

常用翼型在低速下，常用翼型在低速下，翼型气动合力的作用点称为翼型气动合力的作用点称为压力中心压力中心位置为位置为是随迎角变化的。

是随迎角变化的。

讨论：

桨叶的变距轴线为何一般安置在焦点处讨论：

桨叶的变距轴线为何一般安置在焦点处南京航空航天大学南京航空航天大学NanjingUniversityofAeronautics&

Astronautics直升机技术研究所直升机技术研究所InstituteofHelicopterTechnology直升机空气动力学直升机空气动力学HelicopterHelicopterAerodynamicsAerodynamics2-42-4雷诺数的影响雷诺数的影响翼型雷诺数翼型雷诺数ReRe体现气流粘性对空气动力的影响，体现气流粘性对空气动力的影响，雷诺数越大，粘性的影响越小。

雷诺数越大，粘性的影响越小。

ReRe对升力线斜率影响不大，对对升力线斜率影响不大，对最大升力系数影响显著，最大升力系数影响显著，ReRe越大越大CCyymaxmax越大。

越大。

雷诺数影响翼型摩擦阻力。

一般是雷诺数影响翼型摩擦阻力。

一般是型阻随雷诺数增大而减小。

型阻随雷诺数增大而减小。

Astronautics直升机技术研究所直升机技术研究所InstituteofHelicopterTechnology直升机空气动力学直升机空气动力学HelicopterHelicopterAerodynamicsAerodynamics2-52-5马赫数的影响马赫数的影响马赫数马赫数M=V/aM=V/a，体现气流压缩性的影响。

体现气流压缩性的影响。

MM越大，压缩性的影响越越大，压缩性的影响越显著。

显著。

马赫数对升力特性的影响马赫数对升力特性的影响MM数越大数越大，翼型最大升力系数越小，翼型最大升力系数越小，但升力曲线斜率稍增。

但升力曲线斜率稍增。

Astronautics直升机技术研究所直升机技术研究所InstituteofHelicopterTechnology直升机空气动力学直升机空气动力学HelicopterHelicopterAerodynamicsAerodynamics马赫数对阻力特性的影响马赫数对阻力特性的影响MM数接近数接近11时，翼型前缘时，翼型前缘产生激波，阻力突增，称产生激波，阻力突增，称阻力发散阻力发散。

阻力发散马赫数阻力发散马赫数因迎角增大而下降。

因迎角增大而下降。

马赫数对力矩特性的影响马赫数对力矩特性的影响力矩发散马赫数的确定：

力矩发散马赫数的确定：

Astronautics直升机技术研究所直升机技术研究所InstituteofHelicopterTechnology直升机空气动力学直升机空气动力学HelicopterHelicopterAerodynamicsAerodynamics讨论一讨论一翼型的适用范围有限翼型的适用范围有限迎角不能太大受限于气流分离（失速）迎角不能太大受限于气流分离（失速）速度不能太大受限于阻力和力矩突增速度不能太大受限于阻力和力矩突增物理实质：

气流粘性和可压缩性起作用物理实质：

气流粘性和可压缩性起作用分别以分别以ReRe和和MaMa来表征来表征讨论二讨论二探寻、创造新翼型探寻、创造新翼型Cymax大大大大力矩小变化平缓力矩小变化平缓动态特性好动态特性好南京航空航天大学南京航空航天大学NanjingUniversityofAeronautics&

Astronautics直升机技术研究所直升机技术研究所InstituteofHelicopterTechnology直升机空气动力学直升机空气动力学HelicopterHelicopterAerodynamicsAerodynamics第二章第二章垂直飞行时的叶素理论垂直飞行时的叶素理论14桨叶运转转中，迎角和相对速度不断桨叶运转转中，迎角和相对速度不断变化。

希望翼型的动态特性回线范围变化。

希望翼型的动态特性回线范围小。

小。

Astronautics直升机技术研究所直升机技术研究所InstituteofHelicopterTechnology直升机空气动力学直升机空气动力学HelicopterHelicopterAerodynamicsAerodynamics第三节、旋翼的空气动力特性第三节、旋翼的空气动力特性3-13-1旋翼