直升机空气动力学指导书南京航空航天大学Word文档下载推荐.docx

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实验一

悬停旋翼桨盘诱导速度的测定

实验类型：

基本性

1实验目的

1.1学会一种流场实测方法；

1.2了解悬停旋翼桨盘处的轴向诱导速度分布；

1.3对比实际流场与涡流理论、滑流理论及滑流-叶素综合理论的计算纸，分析理论的可靠程度。

2实验原理

本实验中所用的主要仪器是五孔探针测速计，它的基本原理是：

探针在五个方向布置有五个孔，用来感受流场某一点处的速度大小、方向，以及静压和动压（见附录）。

通过一系列点的测量，便可得到旋翼流场的速度及压力分布。

3悬停旋翼试验台设备

3.1动力：

交流电机，额定转速为1450转/分，功率为1.5千瓦；

3.2旋翼：

直径D=1.10米，4片复合材料桨叶，实度（T=0.1764,

翼型为NACA0012，桨距为12.5，无扭转；

3.3测量仪器：

五孔探针测速计,排管,测速表；

3.4其他设备：

水平仪,变压器,气压表,温度表。

4要求

4.1测出悬停旋翼桨盘处轴向、周向和径向诱导速度沿半径方向的分布（每组测量6个点）；

4.2描出诱导速度分布曲线；

4.3用学过的理论计算桨盘处轴向诱导速度的分布，然后与实测值比较，分析各个理论计算的诱导速度分布与实测结果的符合程度。

5实验思考题

5.1桨根，桨尖处的诱导速度为什么同理论值象差特别大?

5.2如果桨尖有负扭转或尖削，诱导速度分布将有何不同？

6实验报告要求

6.1实验目的、实验原理、实验设备的简要说明。

6.1实验的基本步骤和原始数据记录表格。

6.1实验数据整理、曲线绘制等。

6.1思考题的解答。

附录：

五孔探针测速计原理:

1来流角度的定义与相互关系:

（参见图1）

0_；

」_180°

—180°

_二_1800

：

』-cos'

（cos：

・cos）n-ctg」（sin：

・ctg1）

2.速度、压强的换算

2.1

测量计算五个方向的压强值

P1,P2,P3,P4,P5

2.2

计算角度系数

P4-P2

-（P2P4）/2

kI

Pi—（P5+P3）/2

P5一P3

2.3求来流角度（单位：

度）

（K2.0）

（K」2.0）

0；

_18O0

:

=12.8*k：

-0.33*k3-0.02*k：

5

=（12.8*k：

.-0.33*k：

3-0.02*k：

.5）（10.00025：

2）二COS‘（COS-：

*COS：

）

或COS：

」=COS-A；

cos:

2.4计算压力系数:

2.5速度、压强的计算:

q=kq[Pl-（P2P3P4P5）/4]

7=、、2q/J

vx二vcos尬

vy=vsin二cos:

vz=vsin:

总压

静压

p二Pl-k」Pi-（P2P3P4P5）/41

Ps=（P2P3P4P5）/4ks[Pi—（P2P3P4P5）/4]

图1来濂角度的定义与相互关麋

m五孔拣针测速原理示意图

①电机②保护罩③旋翼模型④探针⑤支架⑥标尺⑦立柱⑧排管

⑨配重吊索

实验二旋翼的吹风挥舞运动

了解旋翼的吹风挥舞运动现象，及桨盘倾角与旋翼转速及吹风速度的关系；

2悬停旋翼试验台设备

2.1动力：

交流电机，额定转速为1450转/分，功率为1.5千瓦；

2.2旋翼：

直径D=1.10米，4片复合材料桨叶，实度（T=0.1764,翼型为NACA0012，桨距为12.5，无扭转；

3方法及步骤

3.1在无吹风情况下,观察旋翼的旋转及桨盘倾角；

3.2开动吹风风源,观察旋翼旋转面的倾转；

3.3降低旋翼速度,观察桨盘倾角的变化；

3.4减小吹风速度,观察桨盘倾角的变化；

4实验报告要求

4.1现场讨论造成桨盘倾角变化的原因。

4.2根据实验观察的结果,结合课本第五章的理论基础,写一篇短论文,解释旋翼的吹风挥舞运动。

实验三悬停旋翼的地面效应

设计性

1.1了解旋翼在地效中悬停时诱导速度、诱导功率及需用功率的变化情况；

1.2培养自己独立从事科学实验的能力。

2实验内容测量旋翼在有地效和无地效两种情况下桨盘下方轴向诱导速度，计算地面效应对诱导速度的影响；

分析地面效应对诱导功率及需用功率的影响；

3实验要求

3.1预先复习地面效应原理，分析方法和有关结论。

3.2实验前制订试验大纲，即：

根据实验目的确定需要测量的参数，提出实验中所需仪器和设备，拟定试验步骤，设想试验中可能会出现的问题以及解决的方法和措施。

3.3自己动手完成实验内容。

3.4整理出试验结果，给出实验报告。

3.5交上自己的试验大纲，试验数据，试验报告。

4思考题和讨论

4.1地面效应的机理是什么？

4.2如何保证测量数据的准确？

4.3分析实验中的误差原因。

5提示

5.1为了使测得的有地效及无地效两种情况下的数据差别较为明

显，建议取h/R=3,0.51两种高度。

5.2为了避免桨尖涡影响区及桨根区的复杂影响，建议只测桨盘上

气动力最强、最稳定的区域，例如将探针布置在r=0.7附近，计算有、无地效时的诱导速度及诱导功率之比也只用这一环形面积的诱导速度及诱导功率之比，如右图所示

5.3计算旋翼诱导功率时，诱导速度用平均值

6实验报告要求

6.1实验目的、实验原理、实验设备的简要说明