南航直升机空气动力学习题集.docx

《南航直升机空气动力学习题集.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《南航直升机空气动力学习题集.docx（11页珍藏版）》请在第壹文秘上搜索。

1、直升机空气动力学习题集绪论（O-I）试汁算Z-8直升机的旋翼实度0、桨尖速度QR和海平而标准大气条件下的桨尖M数。（0-2）Z-9直升机的旋翼桨叶为线性负扭转。试画出以桨距二H作悬停飞行的桨叶上r=（0.291.0）一段的剖面安装角0（；）分布。（0-3）关于反扭矩的是非题：a）尾桨拉力用以平衡发动机的反扭矩，所以尾桨的位置要比发动机高。（）b）尾桨拉力用以平衡旋翼的反扭矩，所以尾桨位置距旋翼轴很远。（）c）双旋翼直升机的两付旋翼总是彼此反向旋转的。（）d）尾桨没有反扭矩。（）（0-4）关于旋翼参数的是非题：a）旋翼的半径就是桨叶的长度。（）b）测量桨叶的根部宽度及尖部宽度，就可以得到桨叶的根

2、梢比。（）c）测量桨叶的根部及尖部之间的倾斜角之差，就得到桨叶的扭度。（）d）台式电风扇实度接近1。（）（0-5）假泄Y-2直升机在某飞行状态下，旋翼拉力1200公斤，试计算其G值。（海平而标准大气）第一章论证在垂直上升状态旋翼的滑流形状是图（八）而不是图（b）（1-2）假定Y-2直升机在垂直飞行状态发动机的功率有84%传递给旋翼，且悬停时悬疑的型阻功率为诱导功率的一半，桨端损失系数K二0.92:a）求在海平面标准大气条件下悬停时桨盘外的诱导速度；b）求在海平而标准大气条件下悬停时的诱导功率、相对效率和直升机的单位马力载荷；c）若以VO=（1/3）vi。的速度作垂直爬升，此时桨盘处的诱导速度多

3、大？诱导功率多大？若型阻功率与悬停时相同，旋翼消耗的总功率多大？（1-3）上题中，若飞行重量增大20%,除增大桨距外保持英他条件及型阻功率不变，那么英悬停诱导功率及相对效率将是多大？（1-4）既然q”等于某一有限值。那么a）是否可以认为，只要把旋翼直径做得很大，就可以用很小功率的发动机做成重型直升机？b）直升机的发展趋势为什么是P趋向增大？（1-5）试根据巾）的左义导出与桨盘载荷P的关系。假定型阻功率与P无关，同一架机在满载及轻载时，哪种情况下久更大些？第二章（2-1）某翼型的a-1.2,Cw=-0.02,=0.238,试将正确数据填入下表中的空格。迎角aC.CmF-1.20T（2-2）如果把

4、桨叶的变距操纵轴定在桨叶剖而的中点，当驾驶员向上提总距时，手感操纵力会如何变化？（2-3）关于翼型特性的选择题：a）翼型的升力垂直于（翼弦、中线、相对气流）；b）翼型失速后就变得（没有速度、没有升力、升力减小）：C）翼型的气动力矩指的是对于（前缘、压力中心、重心）：d）翼型的Re数越大，则（Cx,Cy,Cymax）越大：（2-4）Y-2直升机在海平而标准大气压条件下悬停时，总距09:假左桨盘处诱导速度均匀分布，且取JE二0.92,求桨叶特征剖面&二0.7）处的单位长度上的升力载荷（dydr）。（中间结果丫八二8.15ms）（2-5）利用叶素理论汁算Y-2直升机以y二2.7米、秒垂直爬升时旋翼的

5、需用功率，并将计算结果与（1-2）题之C）相比较，指出差别的原因。（计算时取K二0.92,行0,J二1.18,K-0.96,海平面标准大气条件，中间结果C=0.00696）（2-6）如果要求儒式桨叶的剖而升力系数为常数，那么桨叶的平而形状（宽度沿半径的变化规律）应是怎样的？（2-7）试根据滑流-叶素组合理论汁算Z-9直升机在悬停时的旋翼诱导速度沿半径的分布。如果桨叶无负扭转（=（）,英诱导速度分布怎样？将上述两种分布画在同一图上进行比较，指出二者的不同。（为简化、取K二1）。第三章（3-1）用涡系来代表旋翼，两者在什么方而的作用是等价的？（3-2）示意地画出儒氏桨在悬停状态下桨盘平而处的轴向、

6、径向和周向诱导速度沿半径的分布规律。（3-3）Y-2直升机悬停时桨距O二9若取K二0.92,a）求缩减系数B:（中间结果y,=0.0435）;b）此时桨叶的环量TQ）和实际迎角aX）沿桨叶的分布；c）旋翼的拉力修正系数Kr和诱导速度修正系数具。（3-4）计算Y-2桨叶对于悬停状态的最优负扭度（可以利用上题的有关数据如B等）。第四章大作业：计算Z-8直升机的垂直爬升性能补充资料1.Z-8的有关数据旋翼叶型NACA0012垂直爬升时的当量阻力而积LCXS=I4.6米;旋翼转速207转/分功率传递系数二0.84发动机三台透默InC发动机2.三台透默H【C发动机最大连续状态功率曲线。根部ro=l.89

7、5米3其他数据，可参阅“直升机气动手册”第一,第二册7210办公室”编国防工业出版社1978年5月（中间结果（70.012,i+算时建议取J-I-18）第五章(5-1)Z-9直升机巡航速度VO二250公里/小时，作水平飞行，此时旋翼迎角。二-5。,求旋翼的前进比口、流入比和旋翼反流区而积。(5-2)计及桨叶的径向速度分量时，桨叶在旋转中相当于具有变化的后(前)掠角。试写出该后(前)掠角的表达式，并说明该角随方位角及径向位置r的变化规律。(5-3)Z-8直升机的旋翼桨叶每片重109公斤，质量均匀分布。假泄悬停时桨叶升力分布如图所示的三角形分布，求旋翼的锥度角a”(5-4)某直升机的旋翼为右旋式(

8、前进桨叶在右侧)，当该机在地而作原地试车时突然有左侧风吹来，旋翼椎体会怎样倾斜？(5-5)已知某直升机在水平飞行时a。二6。,ai=-3o,b产1。，a)写出挥舞角B的一阶表达式：b)算出挥舞角最大及最小处的方位角：c)算出挥舞速度最大及最小处的方位角：d)Pmax和Bmin二者所在方位角之差巾二？(5-6)试导出偏置铁式旋翼的挥舞运动微分方程应为课本(5-13)式。式中二?(5-7)关于无跤旋翼的是非题：a)无狡旋翼因没有挥舞狡，所以桨叶没有挥舞运动。()b)无狡旋翼因没有摆振狡，所以桨叶没有摆振运动。()c)在无狡旋翼的等效钱(当量狡)处弯矩等于零。()d)无狡旋翼的一阶挥舞运动的固有角频

9、率等于旋转角频率Q。()(5-8)Y-2直升机的旋翼桨叶每片重Gye二36公斤，质虽均匀分布。在某飞行状态下a。二0.1弧度,a,=0.06弧度,0.03弧度。如果没有摆振较，在“二270。处的桨叶根部将承受多大的哥氏力弯矩？(5-9)为使直升机迎风悬停，应在什么方向操纵驾驶杆？(5-10)某一中心狡式直升机在地而试车时，若操纵驾驶杆使旋翼桨距变化为AO=OcCOS血+0sSIN2试写出旋翼椎体的倾斜方向和角度。(5-11)尾桨桨叶一般具有较大的挥舞调节系数(例如K二1),试讨论其原因。弟八早（6-1）某旋翼在风洞中作吹风实验。已知风洞的风速VO二30米/秒，旋翼迎角a。=/。,在后方远处测得

10、滑流速度V-31.6米/秒，下洗角=10.8。求桨盘处的诱导速度W及滑流下洗角（6-2）Y-2直升机在H二1000米高空作水平飞行，飞行速度Vo-90公里/小时，桨盘迎角Q二-7.5。求此时的诱导功率，并计算该功率与在同一高度悬停时的诱导功率之比。（6-3）直升机以速度V。作水平飞行，桨盘迎角为（-QO,旋翼拉力系数为Cto假泄滑流速度近似地等于V。值，仅是方向偏转了一个下洗角5,求证f=sin-WCOST）L2V；J（6-4）如果以VFW作垂直下降（ap90。），则由课本（6-23）式会得到什么结果？试分析其原因。（6-5）选择题：直升机在水平前飞状态，与悬停状态相比，其a）通过旋翼的气体质

11、量流量（更大，更小，相同，为零）b）旋靴的诱导功率（更大，更小，相同，为零）c）每片桨叶的挥舞幅度（更大，更小，相同，为零）d）挥舞运动消耗的功率（更大，更小，相同，为零）第七章（7-1）前飞时旋翼桨叶的剖面迎角随方位角而变化的主要原因有哪些？既然迎角变化剧烈，为什么对挥舞角的桨叶升力力矩能够保持不变？（7-2）假泄前飞时桨盘处的诱导速度分布自前往后直线增大，即此时旋翼侧倾角bl大致如课本上图7-9的虚线所示。试从物理实质上说明为何与诱导速度均匀分布情况的bl（实线所示）不同。（7-4）某直升机的旋翼轴前倾5。当该机以V。二140公里/小时作水平飞行时，机身姿态恰好水平，且桨尖平而恰好垂直于旋

12、翼轴。求此时的周期变距操纵呈：（）及（）：（有关参数为:QR二210米/秒，CfO.012,o=0.07,桨叶洛克数y=4,旋翼中心跤式且挥舞调节系数K=0,K二0.92,桨盘上诱导速度均匀分布）（7-5）在上题情况下，利用课本（7-34）及（7-35）式进行计算应得到0,及Cf（1/2）o试做验证计算。（7-6）某直升机在悬停时旋翼锥角度为，桨叶后摆角为e。若此时直升机改为以角速度（）X作原地滚转，试将上述两种状态下的旋翼挥舞角及摆振角填入表中。（假泄无周期变距操纵）悬停原地滚转X（Vo=O）aoa1bieoeoeifl第八章（8-1）已知桨叶附着涡的环量为正（“）七益W心叩试求桨叶转过一个

13、微小角度巾过程中所逸出的脱体涡的环量和沿桨叶展向Ar段所逸出尾随涡的环量O（8-2）有一刚硬的两叶螺旋桨（不能挥舞），无扭变，无变距操纵。桨叶相对宽度bl=O1,以桨距O,二10。、桨盘迎角a=0在风洞中作二0.2的吹风试验。假左桨盘处的诱导速度分布为（r,p）=0.03（1+2prCosW）a）试求英桨叶环量分布正（7印）及桨叶在横向位置（巾二90。及270。）时的升力载荷分布dr,此处dy=dy/卜/20衣b）若螺旋桨中心装一挥舞钱，在上述状态下产生ao=0,a0-06,bt=O.02的挥舞，试求此时在横向位苣的桨叶上的气动载荷分布石/不。C）将上述两种载荷分布画在同一图上并进行比较，说明

14、宜升机旋翼为什么必须允许作挥舞运动。（8-3）若要求Z-9直升机以Vo=280公里/小时用M-15作水平飞行，已知桨叶无翼型部分M）=0.28,假定KR98,翼型最大升力系数Cg1-47,试检查是否超过失速界限。（8-4）若桨叶环量分布如（8-1）题，且拉力修正系数龙义为K=3x07山：仔即由试导出K丁与U的关系式。第九章（9-1）某直升机重量为GhOOO公斤，旋翼直径D=21米，旋翼转速n二180转/分,实度。=0.051。在高度H-100O米以巡航速度Vo-120公里/小时平飞，若近似地取U二V。，废阻系数SC5=*且已知旋翼轴前倾角6=5,求a）废阻力和废阻功率b）旋翼迎角QC）机身迎角

15、并分析旋翼轴前倾安装有什么好处。（9-2）某直升机以最大巡航速度平飞。已知QR二200米/秒，二-15。旋翼翼型为NACAOO12（其最大升力系数C=1.26）,VzVmaXa）如图所示，旋翼桨盘上有三处区域升力不正常，试指出各自不正常的原因：b）此时飞行速度多大？c）若桨盘上迎角分布用下式近似表示:C,(;)=O0.7x1?Jf4t_0.7-/r+*sm-试计算此时的C（9-3）附图所示为某机在某高度的平飞功率特性-a）找出公率限制的最大平飞速度Vmax及最小平飞嫂度Vmin,b）找出相对于航时般久及航程般远的平飞速度V时V加C）找出爬升速度最大的飞行速度V升d）如果在以VmaX飞行时发动机突然熄火弱要滑翔距倒孱可能远应该以多大速度下清？（9-1）某直升机