直升机的浆毂原理
直升机的升降与飞行原理
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。
直升机的平飞依靠升力倾斜所 产生的水平分量来实现。例如， 欲向前飞，需将驾驶杆向前推， 经过操纵系统，自动倾斜器使 旋翼各桨叶的桨距作周期性变 化，从而改变旋翼的拉力方向， 使旋翼锥体前倾，产生向前的 拉力(图)，将直升机拉向前进。 直升机的方向是靠尾桨控制的。 欲使直升机改变方向，则需踩 脚蹬，改变尾桨的桨距，使尾 桨拉力变大或变小，从而改变 平衡力矩的大小，实现机头指 向的操纵。
飞机飞行的原理就是运用机翼上下气流速度是不一样而产生的压力差 托起飞机的，注意机翼上下的空气速度是不一样的，它是由机翼的结 构和飞机的迎角所决定的。 平飞时力的平衡X轴：T2=X身 Y轴： T1=G Z轴：T3约等于T尾 其 中 Tl， T2， T3分别为旋翼拉力在 X， Y，Z三个方向的分量。 对于 单旋翼带尾桨直升机，由于尾桨轴线通常不在旋翼的旋转平面内，为 保持侧向力矩 平衡，直升机稍带坡度角 r，故尾桨推力与水平面之间 的夹角为 y，T尾与T3方向不完全 一致，因为 y角很小，即cosr约等 于1，故Z向力采用近似等号。平飞需用功率及其随速度的变化 平飞 时，飞行速度垂直分量 Vv=0，旋翼在重力方向和Z方向均无位移， 在这两个方向的分力不做功，此时旋翼的需用功率由 三部分组成： 型阻功率——P型；诱导 功率——P诱；废阻功率——P废。其中第 三项是旋翼拉力克服机身阻力所消 耗的功率。 从上图可以看出，旋 翼拉力的 第二分力 T2可平衡机身阻力 X身。对旋翼而言，其分力T2 在X轴方向以速度V作位移。显然旋翼必须做功，P =T2V或P废=X身 V，而机身废阻X身 在机身相对水平面姿态变化不大的情况 下，其值 近似与V的平方成正比，这样 废阻功
直升机的空气动力学原理
第三章 直升机的空气动力学原理旋翼的运动与固定翼飞机机翼的不同，因为 旋翼的桨叶除了随直升机一同作直线或曲线动外， 还要绕旋翼轴旋转，因此桨叶空气动力现象要比 机翼的复杂得多。
旋翼（升力）系统 基本概念：将发动机功率转化为飞行和操纵 所需要的力的机械装置。
通过加速空气产生 推力。
其整体性能可用桨尖速度、翼型特性、 实度和桨盘载荷来描述。
转动惯量影响直升 机自转性能，设计时也必须考虑。
基本组成：桨叶、桨毂、自动倾斜器、尾桨 等。
旋翼（升力）系统（续） 基本参数： 桨盘平面（面积） 桨叶载荷进比 桨叶数目 旋翼实度 旋翼前进比 旋翼诱导速度桨盘载荷 桨尖马赫数和前惯量 旋翼拉力 旋翼下洗 旋翼直径旋翼（升力）系统（续） 旋翼类型： 铰接式、 半铰接式、 无铰式、 无轴承式。
旋翼（升力）系统（续）旋翼（升力）系统（续）旋翼（升力）系统（续）旋翼（升力）系统（续） 铰接式旋翼：具有挥舞铰、摆振铰和变距铰。
桨叶与桨毂若完全刚性连接，则前飞时前行桨 叶和后行桨叶两边的升力差，使直升机出现横 侧倾覆力矩，同时桨叶根部承受很大的静、动 载荷。
为了消除这些现象，在旋翼结构上设置 了挥舞铰；为了消除因桨叶挥舞而产生的哥氏 力的影响，设置了摆振铰；为了改变桨距从而 改变升力而设置了变距铰。
这种型式的旋翼桨 毂构造复杂，重量大，气动阻力大，使用寿命 短，制造成本和维护费用高。
旋翼（升力）系统（续） 半铰接式（半刚性）旋翼：只有变距铰和挥舞 铰，而没有摆振铰。
其构造较简单，但操纵性 差。
无铰式（刚性）旋翼：只有变距铰。
桨叶在挥 舞和摆振方向相对于桨毂是刚性连接的，桨叶 的挥舞和摆振运动由桨叶根部（或桨毂支臂） 的弯曲弹性变形来实现。
无轴承式旋翼：无任何机械铰。
桨叶的挥舞、 摆振和变距运动由桨叶根部（或桨毂支臂）的 弯曲、扭转弹性变形来实现。
最新发展旋翼。
3.1 旋翼的空气动力学特点 完全刚性的直升机旋翼空气动力学非常复杂，不对称气流是 造成直升机旋翼动力学和空气动力学许多问题的原因。
直升机的旋翼原理
直升机的旋翼原理直升机的旋翼是一种能够产生升力和推力的旋转翼，它由大量的旋翼叶片、桨毂和可调节的襟翼组成。
直升机使用旋翼通过空气动力学原理产生升力和推力，从而让直升机在空中飞行。
旋翼的升力产生原理旋翼的升力产生原理是由机翼产生升力的原理演变而来的。
翼型通过相对空气的运动产生升力。
旋翼同样利用相对空气的运动并且它的翼型通常比固定翼更薄。
旋翼可以在空气中产生向上的势能，同时可以产生横向推力，从而让直升机在空中悬停和移动。
旋翼的旋转方向旋翼的旋转方向是与直升机的实际方向相反的。
这是因为旋转的旋翼在运动过程中造成向下的气流以克服其自身重量和推进飞机前进。
如果旋翼与直升机的实际飞行方向相同，则在前进时将会撞上这个气流而导致飞机失速。
旋翼的切向速度和流量感应切向速度和流量感应是旋翼产生升力的重要元素。
当旋翼旋转时，每个旋翼叶片相对空气的速度将不断变化，因为沿着旋翼的理论平面出现不同的临界面和速度场。
这时，刀锋的前缘会受到更快的风速，而后缘受到更慢的风速。
这种速度的变化产生了一个升力差，从而使旋翼产生升力。
旋翼的倾斜旋翼的倾斜也是重要的原理之一，这是旋翼产生向前推进力的原因。
当旋转的旋翼向前倾斜时，旋翼产生的升力被分为两个分量：垂直于旋翼旋转平面的升力和平行于旋翼旋转平面的升力。
当旋翼向前倾斜时，平行于旋转平面的升力将会导致飞行器沿着旋转平面向前移动，产生推力。
旋翼的机械控制和配平旋翼的机械控制和配平也是直升机原理的重要组成部分之一。
旋翼可使用不同的冰柱、轴承和传动装置进行机械控制和平衡。
这些机械装置可以确保旋翼始终停留在与飞机平面垂直的位置，同时也可以改变旋转速度和倾斜角度以产生所需的升力和推力。
总结旋翼的原理和操作非常复杂，但是理解旋翼基本原理是对直升机的工作原理有一个全面的认识。
通过合理的机械控制和驾驶操作，人们可以使用这个原理使直升机在空中稳定飞行、移动和悬停。
共轴反桨直升机原理
共轴反桨直升机原理
这种直升机的下桨螺旋桨提供起飞的扭矩，而上桨螺旋桨提供着陆的
扭矩。
由于它们是平行的，并且始终保持共轴的位置，所以它们之间的力
矩是平衡的。
因此，共轴反桨直升机比其他类型的直升机具有更大的抗震
性能，并且比较安全。
这种直升机也有一个由转轴和转轴箱组成的主要传动系统，它的原理
是通过转轴，把引擎的动能转换成机身上的螺旋桨的转动动能，而转轴箱
就是把转轴的动能转换成螺旋桨的动能。
此外，这种直升机还有一种变速机构，它主要用于改变螺旋桨的转速，以便调整机身的速度和扭矩，以满足不同飞行任务的要求。
它也可以用来
调节螺旋桨的推力方向，以达到更好的操纵性能。
此外，该飞机的设计也更加紧凑，机身重量更轻，飞行性能更优，比
一般的直升机更加有效，并且具有良好的抗风能力。
总而言之，共轴反桨直升机具有优良的性能，它的使用方便，可靠，
抗冲击性强。
直升机空气动力学-第4章
0 改变拉力大小 前后左右飞—操纵桨叶周期变距 1和 2 ，
改变旋翼锥体（拉力）倾斜方向和角度 航向---操纵尾桨总距，改变尾桨拉力值 旋翼动力学国防科技重点实验室
直升机空气动力学基础
—第四章前飞时旋翼桨叶的工作原理
旋翼动力学国防科技重点实验室
令： a0 a10 cos b10 sin
也代表旋锥体倾斜量：
a10 角。a10 称为旋翼后倒角。 旋翼锥体向后倾倒了
同理，桨叶在方位 900处
下垂了b10 ，在 2700 处上台 了b10 ，b10 称为侧倾角。
0 各桨叶在方位 180处都抬高 a10 度，在 00处都下垂a10 度，表明
Vr d国防科技重点实验室
直升机空气动力学基础
—第四章前飞时旋翼桨叶的工作原理
Fgs Gye g 2rG
2
d sin dt
a12 b12 2 rG (a0a1 sin a0b1 cos sin 2 a1b1 cos2 ) g 2 G ye
1s 10 1
b1s b10 2
旋翼动力学国防科技重点实验室
直升机空气动力学基础
—第四章前飞时旋翼桨叶的工作原理
第五节 偏置铰旋翼和无铰旋翼 5-1 偏置铰旋翼 为便于结构布置及增大桨毂力矩，挥舞铰不在旋转中心， 而是有 l 偏置量 。计算挥舞力矩时对挥舞铰（不是对旋转中 心）取矩，挥舞方程变为
4，为使旋翼向所需的方向倾斜所需的角度，令旋翼做变距
运动。变距与挥舞等效。 5，挥舞铰偏置，旋翼可产生桨毂力矩。挥舞对于吹风及操
纵的响应不再恰是共振。
旋翼动力学国防科技重点实验室
直升机操控原理
第六章 直升机的操纵原理直升机不同于固定翼飞机，一般都没有在飞行中 供操纵的专用活动舵面。
这是由于在小速度飞行 或悬停中，其作用也很小，因为只有当气流速度 很大时舵面或副翼才会产生足够的空气动力。
单 旋翼带尾桨的直升机主要靠旋翼和尾桨进行操纵， 而双旋翼直升机靠两副旋翼来操纵。
由此可见， 旋翼还起着飞机的舱面和副翼的作用。
直升机操纵原理 旋翼不仅提供升力同时也是直升机的主要操 纵面。
总距操纵杆：通过自动倾斜器改变旋翼桨叶 总距，控制直升机的升降运动。
提杆，增大 总距，升力增大，直升机上升；压杆，减小 总距，直升机下降。
周期变距操纵杆：操纵周期变距操纵杆，使 自动倾斜器相应的倾斜，从而使桨叶的桨距 作每周一次的周期改变，造成旋翼拉力矢量 按相应的方向倾斜，达到控制直升机的前、 后（左、右）和俯仰（或横滚）运动。
直升机操纵原理 脚蹬：控制尾桨，实现航向操纵。
尾桨：平衡旋翼反扭矩、航向操纵。
垂尾：增加航向稳定性。
平尾：增加俯仰稳定性。
直升机操纵原理（续）6.1 直升机操纵特点 直升机驾驶员座舱 操纵机构及配置直 升机驾驶员座舱主 要的操纵机构是： 驾驶杆(又称周期 变距杆)、脚蹬、 油门总距杆。
此外 还有油门调节环、 直升机配平调整片 开关及其他手柄.驾驶杆和脚蹬 驾驶杆位于驾驶员座椅前面，通过操纵线系与旋翼 的自动倾斜器连接。
驾驶杆偏离中立位置表示： 向前——直升机低头并向前运动； 向后——直升机抬头并向后退； 向左——直升机向左倾斜并向左侧运动； 向右——直升机向右倾斜并向右侧运动。
脚蹬位于座椅前下部，对于单旋翼带尾桨的直升机来说，驾驶员蹬脚蹬操纵尾桨变距改变尾桨推(拉) 力，对直升机实施航向操纵。
油门总距杆 油门总距杆通常位于驾驶员座椅的左方，由 驾驶员左手操纵，此杆可同时操纵旋翼总距 和发动机油门，实现总距和油门联合操纵。
油门调节环位于油门总距杆的端部，在不动 总距油门杆的情况下，驾驶员左手拧动油门 调节环可以在较小的发动机转速范围内调整 发动机功率。
直升机的升降与飞行原理
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 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。
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。
螺旋桨原理及其应用
论文题目：直升飞机螺旋桨原理及其应用北京四中高一吴士荀北京四中高一唐明昊北京四中高一杨宗翰北京四中高一赵铂琛指导教师：北京四中魏华2014年5月摘要螺旋桨的出现加快了世界前进的脚步，给我们带来了各种方便与快捷。
我和组员就是三个不折不扣的航空迷。
在生活中，各种媒体里，我们看到了螺旋桨的神奇效用，一个简单的扇叶竟能够使一架几吨重的庞然大物在空中轻盈飞翔。
身为中学生的我们能否通过自己的聪明才智研究其中的奥妙呢？于是我们运用了资料查询法、小组讨论法等方法进行了研究。
经过了一学年的研究，我们初步探究了直升飞机螺旋桨的原理及其应用。
目录：一、问题的提出二、研究目的三、直升飞机及螺旋桨概述四、感想体会五、参考资料及鸣谢一、问题的提出背景：在当今社会中，螺旋桨扮演着越来越重要的角色。
从我们身边的遥控飞机，到翱翔在空中的各种飞行器无一不归功于螺旋桨的发明。
然而，看似简单的扇叶是如何实现了多年来人类飞行的梦想呢？本组本着对科学的好奇以及对知识的渴望，进行了本课题的研究，意在探究螺旋桨的原理及其应用以及它潜在的发展空间以及存在问题，为罗湘江的进一步发展提出可行化建议。
二、研究目的1.目的与意义：研究螺旋桨原理及其应用，明确其发展方向以及现存的问题。
2.必要性：螺旋桨的应用将在人们的生活中日益普遍，在不久的将来，螺旋桨也将存在于我们的身边，因此有必要了解它的原理及其应用，并研究它的现存问题。
3.可行性：从中学生所掌握的知识出发，并向大学知识拓展，运用各类知识学习螺旋桨的原理及其应用，探究其发展方向，分析现存问题。
三、直升飞机及螺旋桨概述（一）直升飞机1.简介直升机：直升机的最大时速可达300km/h以上，俯冲极限速度近400km/h,实用升限可达6000米（世界纪录为12450m），一般航程可达600～800km左右。
携带机内、外副油箱转场航程可达2000km以上。
根据不同的需要直升机有不同的起飞重量。
当前世界上投入使用的重型直升机最大的是俄罗斯的米-26（最大起飞重量达56t，有效载荷20t）。
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直升机的浆毂原理
直升机的浆毂原理是指通过浆毂和桨叶的设计与运动原理，产生提供垂直升力的力量。
下面将详细介绍直升机的浆毂原理，包括浆毂的结构和功能以及桨叶的工作原理和影响因素等。
浆毂是直升机上的关键部件之一，它连接着主旋翼系统和机身。
浆毂一般由浆毂臂、转动轴和浆毂头组成。
其中，浆毂臂是连接桨叶和浆毂头的支撑结构，转动轴是浆毂固定在机身上并能够自由旋转的轴，浆毂头则是作为连接桨叶的接口。
整个浆毂系统具有较高的强度和刚度，以承受旋转运动产生的巨大离心力和振动。
而桨叶是浆毂系统的重要组成部分，它们固定在浆毂头上，通过浆毂头的旋转运动来产生升力。
桨叶一般有两个，分别位于直升机的两侧。
每个桨叶由桨叶根部、桨叶梢部和空气动力学翼型组成。
桨叶根部和浆毂头连接牢固，可以通过机械装置调整桨叶的攻角。
桨叶梢部则负责将桨叶的动力传递到空气中，产生升力。
直升机的浆毂原理主要涉及到桨叶的工作原理。
当浆毂开始旋转时，桨叶的攻角会产生变化。
在旋翼开始提升的时候，桨毂的浆叶在提前旋转，而后开始给空气施加下拉力，使得直升机向上升起。
这样的力量产生主要是因为桨叶的机械工作原理和空气动力学原理。
桨叶的机械工作原理主要可以理解为拉力和推力的相结合。
当桨叶的攻角适当时，空气流在桨叶上的压力差会产生下拉力，从而向下推动直升机。
而当桨叶旋转到
下一位置时，攻角会发生变化，产生上拉力，使得直升机产生向上升起的力量。
这种机械工作原理与桨叶的设计有关。
桨叶的设计与直升机的性能密切相关。
桨叶的攻角、桨叶翼型和桨叶的数量等多个因素都会影响直升机的升力和稳定性。
合适的攻角和桨叶翼型能够使得直升机在旋翼系统中更高效地产生升力，并且提供稳定的飞行。
而合适的桨叶数量和布局则可以提供直升机的操纵性和悬停能力。
总结来说，直升机的浆毂原理主要是通过浆毂和桨叶的设计与运动原理，产生提供垂直升力的力量。
浆毂通过旋转运动，使得桨叶产生升力。
同时，桨叶的设计也会影响直升机的性能，如升力和稳定性。
了解直升机的浆毂原理，可以更好地理解其飞行原理和性能特点。