
旋翼拉力产生的滑流理论是以直升机处于垂直上升状态为例,应用滑流理论说明旋翼拉力产生的原因。
- 中文名称 旋翼拉力产生的滑流理论
- 定义 空气是理想流体,没有粘性
- 功率分配 诱导功率仅占70%
- 周期变化 滑流没有周期性的变化
滑流理论定义
此时,将流过旋翼的空气,或正确地说,受到旋翼作用的气流,整个地看做一根光滑流管加以单独处理。假设:
1、空气是理想流体,没有粘性,也不可压缩;
2、旋转着的旋冀是一个均匀作用于空气的无限薄的圆盘(即桨盘),流过桨盘的气流速度在桨盘处各点为一常数;
3、气流流过旋翼没有扭转(即不考虑旋翼的旋转影响),在正常飞行中,滑流没有周期性的变化。
根据以上假设可以作出描述旋翼在:垂直上升来自状态下滑流的物理图像,如下图所示,图中选取三个滑流截面, So、 S1和 S2,在 So面,气流速度就是直升机垂直上升速度 Vo,压强为大气压Po,在 S1的上面, 气流速度增360百科加到V1= Vo+v1,压强为P1上,在S1 的下面,由于流动是连续的,所以速度 仍是 V1,但压强有了突跃Pl下>P1上,P1下一P1上即旋翼向上的拉力。在S2面,气流速度继续增加至V2=Vo+v2,压强恢复到大气压强Po。 这里的v1是桨盘处的诱导速度。v2是下游远处的诱导速度,也就是在均匀流场内或静止空气中所引起的速度增量。对于这种现象,可以利用牛顿第三用动定律来解释拉力产生的原因。
旋翼的锥体
在前面吗培亮非序果混都杂表很的分析中,我们假定桨叶位:桨毂旋转平面内旋转。实际上,直升机都具水平铰。旋翼不旋转时,桨叶受垂直向下的本身重力的作用(如下图左)。旋翼旋转时,每片叶上的作用力除自身重力外,还有空气动力和惯性离心力。空气动力拉力向上的分(T)方向与重力相反,它绕水平铰构成的力矩,使桨叶上挥。惯性离心力(顾拿历叶找F离心)相对水乎铰所形成的力矩,力求使桨叶在桨毂旋转平面内旋转(如下图右)。在悬停或垂直飞行状态中,这三个力矩综合的结果,使得桨叶保持在与桨毂旋转平面成某一角度的位置上,翼形成一个倒立的锥体。 桨叶从桨毂旋转平面扬起的角度叫可井积概万锥角。桨叶产生的拉力约为桨叶本身重量的10一15倍,良深含解但桨叶的惯性和离心力更大(通常约为桨经业火通罪谁叶拉力的十几倍),所以锥角实际上并不大,仅有3度一5度。
悬停时功率分配
从能量转换的观点分析,直升机在悬停状态时(如下图1) 发动机输出的轴功率,其中约90%用于旋翼,分配给尾桨、传动装置等消耗的轴功率加起来约占 1来自0%。旋翼所得到的业鲜起失呀列落脱济鲁象90%的功率当中,旋翼型阻功率又用去20%,旋翼用于转变成气流动能以产生拉力的诱导功率仅占70%。
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