图——直升机执行吊装任务本文致力于对直升机理论、设计、制造中涉及到的专业名词做一个比较汇总的说明,以后读者朋友们在阅读本号所发布的专业性较高的文章的时候,就可以参考本文的名词说明,更轻松地读懂专业性内容了,今天小编就来聊一聊关于直升机术语?接下来我们就一起去研究一下吧!
直升机术语
图——直升机执行吊装任务
本文致力于对直升机理论、设计、制造中涉及到的专业名词做一个比较汇总的说明,以后读者朋友们在阅读本号所发布的专业性较高的文章的时候,就可以参考本文的名词说明,更轻松地读懂专业性内容了。
如果有任何本文没有提到的专业名词需要解释,读者朋友可在文末留言,小编看到后会一一回复。
1.因次的概念
在直升机理论方法的推导和对直升机的气动性能、结构特性进行分析时,为了结论的通用性考虑,经常会用到无因次量。
那么,何谓无因次量呢?我打个比方,现在要对两批不同批次的学生的成绩做分析对比,但是不幸的是,虽然他们考试内容出自同一套题库,但是一组只抽取了6道题目,满分60分,第二组,抽取了8道题目,满分80分,这时候,为了便于快速对比两者成绩,将第一组嘘声所有的成绩除以60分,第二组学生的所有成绩除以80分,如此一来,两组学生的成绩都在0-1之间了,可以直接进行对比了,这个0-1之间的数,就称为“无因次”成绩,或者叫“无量纲”成绩,量纲的意思就是单位,成绩在此处的单位就是”分“。
现在,我么可以看到,第一组的同学考50分的,他的无因次成绩就是50/60=0.8333,第二组的同学考50分的,他的无因次成绩就是50/80=0.625。孰优孰劣,一目了然。
直升机的分析中也通常使用无因次量。比如旋翼的特性参考长度尺度就是旋翼半径R,特性参考时间尺度就是旋翼转速Ω,特性参考质量就是空气密度ρ。其他所有的特性参考物理量,都是有这三个量组合而成,比如说特性参考速度尺度就是转速乘以半径ΩR(也就是桨尖速度)。
2.桨叶的物理描述
图——直升机旋翼桨叶
R=旋翼半径;桨叶长度,从桨毂中心到桨尖的物理长度;
Ω=旋翼转速或者角速度(单位一般有弧度/秒,RPM,FPS)
ρ=空气密度;标准大气密度一般取1.225kg/m^3
ψ=桨叶的方位角,当桨叶处于旋翼正后方的时候定义为0°方位角,对于旋翼而言,一般转速恒定,因而方位角就是转速和时间的乘积
r=桨叶上的径向位置,从旋转中心(r=0)开始到桨尖(r=R)
按照国际惯例,当旋翼的旋转方向为顺时针时候,称为左旋,逆时针时候就称为右旋。一般欧美直升机都是右旋,苏联直升机都是左旋。
c=桨叶弦长,老式直升机一般都是矩形桨叶,也就是弦长不变,现代直升机桨叶一般有尖削,也就是弦长会随着桨叶径向变化
N=桨叶片数
θtw=桨叶负扭;表征了桨叶安装角随着径向的变化幅度
A=旋翼桨盘面积
σ=实度=桨叶面积/桨盘面积
γ=桨叶洛克数;表征桨叶气动力与惯性力的比值
3.桨叶空气动力学
图——直升机旋翼常用翼型
cla=桨叶剖面翼型的升力曲线斜率
α=桨叶剖面叶素微段的气动迎角
Ma=桨叶剖面微段的马赫数(微段来流速度与当地声速的比值)
4.桨叶运动
图——直升机旋翼挥舞运动
β=桨叶挥舞角;桨叶脱离桨盘平面的桨叶运动,向上挥舞为正
ζ=桨叶摆振角;桨叶在桨盘平面内运动,与旋转方向相反为正
collective pitch=总距;表征了直升机旋翼桨叶总的安装角的幅度
cycle pitch=周期变距;表征了直升机旋翼桨叶安装角随着方位角的变化幅度
一般来说,总距和周期变距是直升机旋翼最主要的操纵手段
5.旋翼迎角和速度
图——前飞状态的直升机
α_ro=旋翼桨盘平面迎角,前倾为正,旋翼需要前倾来使得拉力产生水平分量拉拉动直升机前飞
Vair=直升机前飞速度,相对于空气而言的速度
vind=旋翼诱导速度,一般只取垂直于桨盘平面的诱导速度分量,这个速度使得旋翼能够诱导气流穿过桨盘平面产生拉力
μ=前进比;水平方向来流速度和旋翼桨尖速度的比值
λ=入流比;竖直方向气流速度和旋翼桨尖速度的比值
6.旋翼力和功率
T= 旋翼拉力,定义为垂直于桨盘平面
H=桨盘平面内旋翼阻力;指向旋翼前飞的反方向为正
Y=桨盘平面内旋翼侧向力;指向桨盘前行侧时定义为正
Q=旋翼反扭矩;由于旋翼高速旋转,空起作用在旋翼上产生的扭矩
P=旋翼轴功率
下面介绍下力和功率的无量纲参数
CT=拉力系数=T/ρA(ΩR)^2
CH=后向力系数=H/ρA(ΩR)^2
CY=测向力系数=Y/ρA(ΩR)^2
CQ=扭矩系数=Q/ρA(ΩR)^2R
CP=功率系数=P/ρA(ΩR)^3
这里注意,实际上P=QΩ,因而CP=CQ。
桨盘载荷就是T/A
功率载荷就是P/T
桨叶载荷就是T/A_blade =T/(σA)=CT/σ
7.旋翼桨盘平面
TPP=桨尖平面
NFP=无变距平面
HP=桨毂平面
CP=操纵平面
名词解释到此结束,如有疑惑或者补充,欢迎留言。