現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法直升機(jī)的演變學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1第一頁(yè)，共44頁(yè)。第1頁(yè)/共44頁(yè)第二頁(yè)，共44頁(yè)。竹蜻蜓(qngtng)達(dá)芬奇設(shè)計(jì)(shj)的撲翼機(jī)第2頁(yè)/共44頁(yè)第三頁(yè)，共44頁(yè)。17921792年年“英國(guó)航空之父英國(guó)航空之父”喬治喬治凱利在其成功發(fā)凱利在其成功發(fā)明、試驗(yàn)明、試驗(yàn)(shyn)(shyn)了滑翔機(jī)后自制了一架直升了滑翔機(jī)后自制了一架直升機(jī)模型，但因?yàn)橹鄙龣C(jī)自身不帶動(dòng)力裝置，因此機(jī)模型，但因?yàn)橹鄙龣C(jī)自身不帶動(dòng)力裝置，因此實(shí)驗(yàn)失敗了。實(shí)驗(yàn)失敗了。第3頁(yè)/共44頁(yè)第四頁(yè)，共44頁(yè)。 1907年，法國(guó)人柯?tīng)柲嶂圃炝艘患艽笮椭鄙龣C(jī)，兩個(gè)旋翼分別裝在駕駛員前后。是第一架能垂直飛行(fixng)的載人直升機(jī)?？录~仍成為駕駛直升機(jī)

2、升空第一人。第4頁(yè)/共44頁(yè)第五頁(yè)，共44頁(yè)。1920年，西班牙科學(xué)家西爾華設(shè)計(jì)了第一架 “自轉(zhuǎn)(zzhun)旋翼機(jī)”C-1，但無(wú)法前飛。第5頁(yè)/共44頁(yè)第六頁(yè)，共44頁(yè)。1923年，西班牙科學(xué)家西爾華成功設(shè)計(jì)了第一架帶關(guān)節(jié)連接槳葉的“自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)”C-4，開創(chuàng)(kichung)了旋翼機(jī)的輝煌歷史。其中的“關(guān)節(jié)連接槳葉”方法是直升機(jī)發(fā)展史上一次重大的技術(shù)突破。第6頁(yè)/共44頁(yè)第七頁(yè)，共44頁(yè)。1929年1926年1924年1931年第7頁(yè)/共44頁(yè)第八頁(yè)，共44頁(yè)。1936年，德國(guó)H.?？顺晒Φ卦囷w(sh fi)了第一架載人地雙旋翼橫列式直升機(jī)FW-61。FW-61的飛行速度為120km/h，航

3、程為241km。試飛(sh fi)員為女飛行員Hanna Reitsch。第8頁(yè)/共44頁(yè)第九頁(yè)，共44頁(yè)。1939年，俄裔美國(guó)人伊格爾年，俄裔美國(guó)人伊格爾西科斯基（西科斯基（Igor Sikorsky）發(fā)明第一架有用的單旋翼直升機(jī)發(fā)明第一架有用的單旋翼直升機(jī)VS-300。1941年，年， VS-300持續(xù)飛行持續(xù)飛行1.5小時(shí)小時(shí)(xiosh)，創(chuàng)世界記錄，創(chuàng)世界記錄第9頁(yè)/共44頁(yè)第十頁(yè)，共44頁(yè)。R-4R-5S-61海王(hi wn)S-64空中(kngzhng)吊車S-70黑鷹第10頁(yè)/共44頁(yè)第十一頁(yè)，共44頁(yè)。1.單旋翼帶尾槳式直升機(jī)單旋翼帶尾槳式直升機(jī)2.雙旋翼直升機(jī)雙旋翼直升機(jī)

4、3.共軸式雙旋翼直升機(jī)共軸式雙旋翼直升機(jī)4.縱列式雙旋翼直升機(jī)縱列式雙旋翼直升機(jī)5.橫列式雙旋翼直升機(jī)橫列式雙旋翼直升機(jī)6.交叉交叉(jioch)式雙旋翼直升機(jī)式雙旋翼直升機(jī)7.無(wú)尾槳直升機(jī)無(wú)尾槳直升機(jī)8.復(fù)合式直升機(jī)復(fù)合式直升機(jī)第11頁(yè)/共44頁(yè)第十二頁(yè)，共44頁(yè)。 旋翼反作用扭矩靠尾槳推力平衡。旋翼反作用扭矩靠尾槳推力平衡。優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單，操縱系統(tǒng)簡(jiǎn)單，成本較低。優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單，操縱系統(tǒng)簡(jiǎn)單，成本較低。缺點(diǎn)：尾部螺旋槳造成功率損失，缺點(diǎn)：尾部螺旋槳造成功率損失， 重心重心(zhngxn)定位范圍窄，尾部長(zhǎng)，尺寸大。定位范圍窄，尾部長(zhǎng)，尺寸大。第12頁(yè)/共44頁(yè)第十三頁(yè)，共44頁(yè)。（卡（卡2

5、7）兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向相反的旋翼安裝在一根軸上，兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向相反的旋翼安裝在一根軸上，旋翼的反作用扭矩相互平衡旋翼的反作用扭矩相互平衡(pnghng)。優(yōu)點(diǎn)：機(jī)身短外形好，正面阻力小，外廓尺寸小。優(yōu)點(diǎn)：機(jī)身短外形好，正面阻力小，外廓尺寸小。缺點(diǎn)：操縱系統(tǒng)及傳動(dòng)系統(tǒng)復(fù)雜，旋翼有相互干缺點(diǎn)：操縱系統(tǒng)及傳動(dòng)系統(tǒng)復(fù)雜，旋翼有相互干 擾，方向穩(wěn)定性不夠。擾，方向穩(wěn)定性不夠。第13頁(yè)/共44頁(yè)第十四頁(yè)，共44頁(yè)。（CH47）兩個(gè)旋翼安裝在機(jī)身的前后兩個(gè)旋翼安裝在機(jī)身的前后端，后面的旋翼通常高于前端，后面的旋翼通常高于前面旋翼的旋轉(zhuǎn)平面。面旋翼的旋轉(zhuǎn)平面。優(yōu)點(diǎn)：縱向穩(wěn)定性好，重心優(yōu)點(diǎn)：縱向穩(wěn)定性好，重心 定位范圍

6、廣，重量效定位范圍廣，重量效 率高，機(jī)身有效容積率高，機(jī)身有效容積(rngj) 大。大。缺點(diǎn)：傳動(dòng)系統(tǒng)復(fù)雜，平飛缺點(diǎn)：傳動(dòng)系統(tǒng)復(fù)雜，平飛 時(shí)誘導(dǎo)損失大，利用時(shí)誘導(dǎo)損失大，利用 旋翼自轉(zhuǎn)進(jìn)行滑翔降旋翼自轉(zhuǎn)進(jìn)行滑翔降 落困難。落困難。第14頁(yè)/共44頁(yè)第十五頁(yè)，共44頁(yè)。（米（米12）兩個(gè)旋翼位于機(jī)身兩側(cè)并兩個(gè)旋翼位于機(jī)身兩側(cè)并在同一平面內(nèi)，轉(zhuǎn)向相反。在同一平面內(nèi)，轉(zhuǎn)向相反。優(yōu)點(diǎn)：操縱性、穩(wěn)定性較優(yōu)點(diǎn)：操縱性、穩(wěn)定性較 好平飛誘導(dǎo)損失小，好平飛誘導(dǎo)損失小， 經(jīng)濟(jì)性較好。經(jīng)濟(jì)性較好。缺點(diǎn)缺點(diǎn)(qudin)：構(gòu)造復(fù)雜，操縱系：構(gòu)造復(fù)雜，操縱系 統(tǒng)復(fù)雜。統(tǒng)復(fù)雜。第15頁(yè)/共44頁(yè)第十六頁(yè)，共44頁(yè)。兩個(gè)

7、旋翼位于機(jī)身兩側(cè)，兩個(gè)旋翼位于機(jī)身兩側(cè)，但兩個(gè)槳轂之間很近。但兩個(gè)槳轂之間很近。轉(zhuǎn)軸向外傾斜。轉(zhuǎn)軸向外傾斜。優(yōu)點(diǎn)：正面優(yōu)點(diǎn)：正面(zhngmin)阻力小，外廓阻力小，外廓 尺寸小。尺寸小。缺點(diǎn)：傳動(dòng)系統(tǒng)復(fù)雜，槳缺點(diǎn)：傳動(dòng)系統(tǒng)復(fù)雜，槳 尖可能碰地，不安尖可能碰地，不安 全，直升機(jī)的平衡全，直升機(jī)的平衡 復(fù)雜。復(fù)雜。K-600第16頁(yè)/共44頁(yè)第十七頁(yè)，共44頁(yè)。MD600旋翼反扭矩由尾部旋翼反扭矩由尾部(wi b)旋轉(zhuǎn)氣流平衡。旋轉(zhuǎn)氣流平衡。優(yōu)點(diǎn)：沒(méi)有尾槳，安全性好。優(yōu)點(diǎn)：沒(méi)有尾槳，安全性好。缺點(diǎn)：系統(tǒng)復(fù)雜。缺點(diǎn)：系統(tǒng)復(fù)雜。第17頁(yè)/共44頁(yè)第十八頁(yè)，共44頁(yè)。傾轉(zhuǎn)旋翼式直升機(jī)傾轉(zhuǎn)旋翼式直升機(jī)Y

8、SH-60FYSH-60F第18頁(yè)/共44頁(yè)第十九頁(yè)，共44頁(yè)。（CH-47CH-47）每小時(shí)）每小時(shí)(xiosh)297(xiosh)297公里公里（山貓（山貓(shn mo)(shn mo)）每小時(shí)）每小時(shí)400400公里公里（卡（卡2727）每小時(shí)）每小時(shí)250250公里公里第19頁(yè)/共44頁(yè)第二十頁(yè)，共44頁(yè)。傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器（傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器（V V2222魚鷹）魚鷹） 509509公里公里(n l)/(n l)/小時(shí)小時(shí)復(fù)合式直升機(jī)（復(fù)合式直升機(jī)（YSH-60FYSH-60F）450450公里公里(n l)/(n l)/小時(shí)小時(shí)第20頁(yè)/共44頁(yè)第二十一頁(yè)，共44頁(yè)。各種現(xiàn)代(xind

9、i)直升機(jī)匯總：第21頁(yè)/共44頁(yè)第二十二頁(yè)，共44頁(yè)。 直升機(jī)飛行(fixng)時(shí)會(huì)受到重力、升力、拉力、阻力和反扭矩第22頁(yè)/共44頁(yè)第二十三頁(yè)，共44頁(yè)。第23頁(yè)/共44頁(yè)第二十四頁(yè)，共44頁(yè)。第24頁(yè)/共44頁(yè)第二十五頁(yè)，共44頁(yè)。其他類型(lixng)直升機(jī)和第一種飛機(jī)的原理一樣。第25頁(yè)/共44頁(yè)第二十六頁(yè)，共44頁(yè)。MD600旋翼反扭矩由尾部旋轉(zhuǎn)氣流平衡。旋翼反扭矩由尾部旋轉(zhuǎn)氣流平衡。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)(yudin)：沒(méi)有尾槳，安全性好。：沒(méi)有尾槳，安全性好。缺點(diǎn)：系統(tǒng)復(fù)雜。缺點(diǎn)：系統(tǒng)復(fù)雜。第26頁(yè)/共44頁(yè)第二十七頁(yè)，共44頁(yè)。第27頁(yè)/共44頁(yè)第二十八頁(yè)，共44頁(yè)。第28頁(yè)/共44頁(yè)第

10、二十九頁(yè)，共44頁(yè)。第29頁(yè)/共44頁(yè)第三十頁(yè)，共44頁(yè)。第30頁(yè)/共44頁(yè)第三十一頁(yè)，共44頁(yè)。第31頁(yè)/共44頁(yè)第三十二頁(yè)，共44頁(yè)。第32頁(yè)/共44頁(yè)第三十三頁(yè)，共44頁(yè)。該形式的高速直升機(jī)在懸停和低速時(shí)以直升機(jī)模式工作，速度提高到一定程度后旋翼進(jìn)入自轉(zhuǎn)狀態(tài)，速度再提高時(shí)旋翼轉(zhuǎn)速降低并逐漸卸載，機(jī)翼逐步承載，當(dāng)轉(zhuǎn)速降至一半時(shí)，旋翼只承擔(dān)升力很小部分。這樣，槳葉剖面(pumin)迎角的減小和旋翼轉(zhuǎn)速的下降分別推遲了后行槳葉的氣流分離和前行槳葉的激波失速。讓機(jī)翼為旋翼卸載，這就是復(fù)合式直升機(jī)的核心思想。第33頁(yè)/共44頁(yè)第三十四頁(yè)，共44頁(yè)。McDonnell XV-1Fairey Roto

11、dynePiasecki 16H-1 矢量推進(jìn)裝置矢量推進(jìn)裝置 第34頁(yè)/共44頁(yè)第三十五頁(yè)，共44頁(yè)。 該形式的高速直升機(jī)在懸停和低速(d s)時(shí)以直升機(jī)模式工作，速度提高到一定程度后傾轉(zhuǎn)旋翼/機(jī)翼成為螺旋槳，直升機(jī)模型成為固定翼飛機(jī)模式，這是傾轉(zhuǎn)旋翼/機(jī)翼式直升機(jī)的核心思想。 傾轉(zhuǎn)旋翼/機(jī)翼式高速直升機(jī)按傾轉(zhuǎn)部件的不同可分為：旋翼傾斜涵道傾斜第35頁(yè)/共44頁(yè)第三十六頁(yè)，共44頁(yè)。Bell XV-3Bell XV-15V-22 Osprey第36頁(yè)/共44頁(yè)第三十七頁(yè)，共44頁(yè)。Nord 500 CadetVanguard Omniplane 第37頁(yè)/共44頁(yè)第三十八頁(yè)，共44頁(yè)。該形式的高速直升機(jī)在懸停和低速時(shí)以直升機(jī)模式工作，速度提高到一定(ydn