直升机反求摘要
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直升机工作原理
直升机是一种能够在空中垂直起降并在空中悬停的飞行器。
其工作原理主要基于角动量守恒和空气动力学原理。
首先,直升机通过主旋翼产生升力。
主旋翼由多个叶片组成,通过旋转产生上方向的向下气流,进而产生升力。
主旋翼的叶片角度可以调整以控制升力的大小。
其次,直升机通过尾旋翼控制自身的转向。
尾旋翼通常位于机身尾部,与主旋翼相垂直。
当主旋翼产生升力时,直升机会出现反作用力,使机身产生旋转。
为了抵消这个旋转力矩,尾旋翼通过向一侧喷出气流产生扭矩,实现机身的稳定。
另外,直升机还配备了一个副翼,用于控制机身的滚动和横向飞行。
副翼位于主旋翼上方,可以根据需要倾斜以改变飞行方向。
最后,直升机通过发动机提供动力。
传统直升机使用内燃机驱动主旋翼和尾旋翼,而现代直升机则普遍采用涡轮发动机。
发动机的功率通过传动系统传输到旋翼上,从而产生升力和推力。
综上所述,直升机通过主旋翼产生升力,尾旋翼控制转向,副翼控制滚动和横向飞行,发动机提供动力。
这样,直升机就能够在空中自由飞行、悬停和执行各种任务。
直升机飞行原理
直升机是一种垂直起降的航空器,它的飞行原理与其他飞机有很大的不同。
直升机的飞行原理主要是通过旋翼的旋转产生升力,控制旋翼的倾斜角度来实现飞行方向的改变。
下面我们来详细了解一下直升机的飞行原理。
旋翼的旋转产生升力
直升机的旋翼是其产生升力的关键部件。
旋翼由多个旋翼叶片组成,每个叶片都是一个空气动力学的翼型。
当旋翼旋转时,叶片的前缘会受到空气的冲击,产生向上的升力。
这个升力的大小与旋翼的旋转速度、叶片的形状、叶片的倾斜角度等因素有关。
控制旋翼的倾斜角度
直升机的飞行方向是通过控制旋翼的倾斜角度来实现的。
当旋翼倾斜时,产生的升力不再垂直向上,而是有一个向前的分量,从而推动直升机向前飞行。
同样的道理,当旋翼倾斜时,产生的升力也会有一个向左或向右的分量,从而实现左右飞行。
主旋翼和尾旋翼的配合
直升机的尾部有一个小型的尾旋翼,它的作用是控制直升机的方向。
尾旋翼的旋转产生的反作用力可以使直升机产生一个向左或向右的转向力矩,从而改变直升机的方向。
同时,尾旋翼还可以产生一个向下的反作用力,抵消主旋翼旋转产生的反作用力,从而保持直升机的平衡。
总结
直升机的飞行原理是通过旋翼的旋转产生升力,控制旋翼的倾斜角度来实现飞行方向的改变。
同时,尾旋翼的配合可以控制直升机的方向和平衡。
直升机的飞行原理与其他飞机有很大的不同,这也是它在特定场合下的优势所在。
直升机三提纲一、介绍直升机直升机,即垂直起降飞行器,是一种飞行原理基于颠簸旋翼理论的飞行器。
与固定翼飞机相比,直升机具有垂直起降的能力,能够在狭小的空间中起降,具有灵活性和多功能性。
二、直升机的工作原理直升机的工作原理是通过发动机驱动旋转翼产生升力,并通过尾翼调节平衡和方向。
直升机的旋翼由主旋翼和尾旋翼组成,主旋翼通过旋转产生升力和推力,尾旋翼则用于控制直升机的方向。
三、直升机的分类和应用领域1. 直升机的分类直升机按照用途和结构可以分为多种类型,常见的有: - 通用型直升机:适用于多种任务领域,如公务运输、应急救援等。
- 武装直升机:具备战斗能力,主要用于战地侦察、火力支援等军事行动。
- 航空警察直升机:用于维护公共安全和治安秩序,如巡逻、追捕等任务。
- 直升机作业机:用于农业喷洒、建筑工地运输等特定行业的工作。
- 直升机运输机:主要用于大规模货物运输、人员运输等任务。
2. 直升机的应用领域直升机在多个领域有广泛的应用,如: - 搜索救援:直升机可以在紧急情况下快速搜寻灾区,并进行人员救援。
- 防灾减灾:直升机可以用于防灾预警、灾后评估和灾情报告等工作。
- 环境监测:直升机配备各种传感器和设备,可以进行空气质量、水质监测等环境监测工作。
- 出租运输:直升机可以提供高端豪华的出租运输服务,如城市观光、旅游包机等。
- 农业种植:直升机可以进行农业喷洒、种植作业,提高农作物产量和质量。
四、直升机的优缺点1. 优点•垂直起降:直升机可以在狭小的区域内进行起降,无需长跑道。
•高机动性:直升机可以进行垂直爬升、盘旋等动作,灵活性较高。
•多功能性:直升机可以适应不同的任务需求,具备多种应用领域。
•救援能力:直升机可以在紧急情况下快速进行救援和运输。
2. 缺点•机动性受限:直升机在水平飞行时的速度较慢,无法与固定翼飞机相比。
•燃油消耗较大:直升机相比于固定翼飞机燃油消耗量较大。
•噪音污染:直升机发动机噪音大,对周围环境和居民有一定的影响。
直升机倒飞原理
直升机倒飞是指直升机在特定的操作下,以尾旋的方式倒飞。
在正常飞行中,直升机通过旋翼产生向上的升力,然后通过尾推推进器或者后部喷气来产生推力,使其前进。
但是,在特定的操纵技术和机身设计下,直升机可以倒飞。
直升机倒飞的原理可以理解为利用旋翼产生的扭力和倾斜旋翼的技术。
旋翼产生的升力和扭力是相互联系的,当旋翼倾斜的时候,产生的升力会有一个分量是沿着旋翼横向的,这样就能够提供一个侧向的推力,从而使直升机产生侧向加速度。
当侧向加速度达到一定程度的时候,直升机就能够开始倒飞。
在倒飞过程中,直升机的旋翼会逆向旋转,以产生与正常飞行相反的升力。
乘员通过操纵螺旋桨桨叶的改变来实现倒飞。
此外,直升机的尾旋翼也会起到关键的作用,通过改变尾旋翼的角度和推力来控制方向。
要实现直升机的倒飞,飞行员需要具备较高的操作技巧和对飞行器的完全掌控能力。
同时,直升机的设计也要符合倒飞所需的力学条件,包括旋翼倾斜角度和尾旋翼的调节能力。
直升机倒飞是一项技术要求极高且风险较大的操纵动作,一般情况下并不在正常飞行中使用。
它在军事战术和特殊应用中才会被使用,如特种部队的空中支援和突击行动等。
反桨直升机原理
反桨直升机是一种特殊的直升机,相比传统直升机,它的叶片是向下倾斜的,这种设计能够产生反向的升力,从而使直升机向下飞行。
这种原理的发明,源于在低空悬停时,传统直升机叶片向下产生的向下气流会被自身产生的气流反弹,从而影响飞行稳定性。
反桨直升机的设计则避免了这种情况的发生。
具体来说,在反桨直升机上,每个叶片的设计都是由两个叶片组成的,一个正向叶片和一个反向叶片。
这两个叶片可以通过旋转机构进行控制,从而产生所需的升力。
由于反桨直升机的设计比传统直升机更加复杂,因此制造成本也更高。
不过,它的优点是更加稳定和安全,尤其适合在狭窄的城市区域或者山区进行飞行任务。
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直升机倒飞原理范文直升机是一种能够垂直起降的飞行器,由于具备垂直起降的能力,使得直升机能够在狭小的空间中进行悬停和起降,具有广泛的应用领域,如军事、救援、医疗运输、消防以及民用航空领域。
在正常情况下,直升机的旋翼通过旋转产生升力,将直升机举起并保持在空中。
然而,有时候直升机需要在空中进行特殊操纵,例如倒飞。
倒飞是指直升机在反向飞行,也就是旋翼朝向飞行的方向,这看上去似乎违背了常理。
实际上,直升机的倒飞是通过控制旋翼的角度和旋翼叶片的攻角来实现的。
通常情况下,旋翼的攻角是正的,使得旋翼能够产生升力并将直升机抬离地面。
然而,在倒飞过程中,旋翼的攻角被改变为负值。
在倒飞的过程中,旋翼的攻角被逆转,此时进气流的方向与正常情况下相反。
这样一来,旋翼上的气流将会受到逆向的压力,导致旋翼提供的升力方向与正常飞行方向相反。
同时,引擎也需要调整工作状态,以适应逆向飞行的需求。
为了保持平衡,直升机需要做出一些调整。
首先,需要调整尾桨的工作状态,以抵消反向飞行产生的不受控制的转矩。
其次,需要减小旋翼的迎风面积,从而减小阻力。
这可以通过调整旋翼叶片的角度来实现。
同时,飞行员还需要对直升机进行精确的操作,以控制飞行方向和姿态。
在倒飞的过程中,直升机需要反向的气流来维持平衡和稳定,因此飞行员需要调整引擎的功率和直升机的姿态,以保持飞行的稳定性。
总的来说,直升机的倒飞是通过调整旋翼的攻角和旋翼叶片的角度,以及飞行员的精确操作来实现的。
在倒飞的过程中,需要调整尾桨的工作状态,减小旋翼的迎风面积,并控制引擎的功率和直升机的姿态,以保持飞行的稳定性。
倒飞对飞行员的技术要求较高,需要良好的飞行技术和丰富的经验。
直升机的倒飞是一项十分复杂的飞行动作,需要飞行员具备丰富的飞行经验和技术。
在实际飞行操作中,直升机往往会根据需要,选择不同的动力调整方式进行倒飞。
为了确保飞行的稳定性和安全性,飞行员需要对直升机的性能特点、飞行规律进行深入了解,并掌握倒飞的操作技巧。
飞机反转的物理原理
飞机反转是指飞机在空中以纵轴为中心进行180度的旋转运动。
这种运动通常是由于飞行员对飞机的控制动作引起的,例如对方向舵、副翼和升降舵的操作。
飞机反转的物理原理主要涉及到以下几个方面:
1. 力矩平衡:飞机的旋转运动是通过飞机绕飞行中心产生一个力矩来实现的。
这个力矩需要与其他力矩(如重力、推力和气动力等)平衡,才能使飞机保持稳定。
在飞机反转时,飞行员会通过控制方向舵、副翼和升降舵的位置来改变这个力矩平衡,从而使得飞机开始旋转。
2. 惯性作用:飞机反转时,飞行员会给飞机施加一个侧向的力矩,这会导致飞机开始绕纵轴旋转。
飞机的惯性会使得它继续旋转,直到受到其他力矩的影响而停止。
惯性作用是导致飞机继续旋转的主要原因之一。
3. 空气动力学效应:飞机反转时,飞行员的控制动作会改变飞机在空气中的气动力分布。
这些气动力能够产生一个关于纵轴的转矩,从而促使飞机进行旋转。
例如,通过控制副翼的位置可以改变飞机的侧滑角度,进而改变气动力分布,产生旋转的效果。
综上所述,飞机反转的物理原理涉及力矩平衡、惯性作用和空气动力学效应等因素。
正确的控制动作可以使飞机绕纵轴进行旋转运动。
直升机原理详解
直升机是一种垂直起降的飞行器,它采用一对主旋翼并带有固定桨的设计,使用垂直推力把飞机从地面升起,以及使它能够悬停,并能在横向及纵向方向运动。
它是在1940年代初创造出来的,并且经过了几十年的发展,它现在已经成为了一种重要的交通工具。
直升机的原理是利用垂直推力来拉起飞机,并靠翼尖控制它的航向,此外,当飞机落入空气时,它也会受到空气动力学的影响并形成一个抵抗力。
此外,还要考虑到飞行时飞机与空气之间的摩擦系数也会影响其飞行效率。
主要的直升机结构由机头、桨叶、螺旋桨轴、机尾和主架组成,它们分别是由螺旋桨轴、桨叶、机头和机尾组成的主要部件。
螺旋桨轴在机身中央,桨叶在机身上段,机头和机尾代表飞机的前部后部,它们构成了直升机的一般结构。
直升机飞行过程可分为两大步骤:一是起飞步骤,二是保持固定高度的步骤,最终实现降落。
起飞过程就是往上推力拉起飞机,使其到达一定的高度,而保持固定高度的步骤就是根据环境中飞机悬停的位置,调节桨叶摆动的角度,使飞机保持相对稳定的高度,最后利用悬停的状态实现降落。
由于各种不同的环境特征。
直升机反回旋飞行原理一、引言直升机是一种垂直起降的飞行器,它通过旋转的主旋翼产生升力,从而实现飞行。
然而,在直升机飞行过程中,存在一个很重要的问题,即回旋现象。
回旋是指直升机在飞行中产生的旋转力矩,使其身体产生旋转。
为了解决这个问题,直升机需要采取一系列措施来抵消回旋力矩,从而保持稳定的飞行姿态。
本文将深入探讨直升机反回旋飞行的原理。
二、直升机回旋力矩的来源直升机回旋力矩的产生主要源于两个方面:旋转主旋翼产生的反作用力和尾桨的作用。
2.1 旋转主旋翼产生的反作用力当直升机的主旋翼旋转时,它产生的升力反作用力会使直升机产生一个相反的力矩,即回旋力矩。
这是由牛顿第三定律所决定的,即作用力与反作用力大小相等、方向相反。
为了抵消这个回旋力矩,直升机需要采取一些措施。
2.2 尾桨的作用为了抵消旋转主旋翼产生的回旋力矩,直升机通常会配备一个尾桨。
尾桨的作用是通过产生一个与主旋翼反方向旋转的推力,来抵消回旋力矩。
尾桨的旋转由一个尾桨传动系统驱动,它可以通过调整尾桨叶片的角度和旋转速度来达到准确的抵消效果。
三、直升机反回旋飞行的原理为了实现直升机的反回旋飞行,需要采取一系列的技术手段来控制和平衡飞行姿态。
3.1 主旋翼与尾桨的配合直升机的主旋翼和尾桨需要良好的配合才能实现反回旋飞行。
主旋翼产生的升力和回旋力矩需要通过尾桨来抵消,而尾桨的控制需要通过飞行员的操作来实现。
飞行员通过操纵飞行控制杆和脚蹬,调整主旋翼和尾桨的角度和旋转速度,从而实现反回旋飞行。
3.2 尾桨传动系统的设计尾桨传动系统是直升机反回旋飞行的关键部分。
它通过传动装置将动力源传递给尾桨,从而产生推力。
尾桨传动系统需要具备高效、可靠的特点,以确保尾桨能够准确地抵消主旋翼产生的回旋力矩。
同时,传动系统的设计也需要考虑减小能量损耗和噪音产生,提高整个系统的效率。
3.3 飞行控制系统的作用飞行控制系统是直升机反回旋飞行的核心。
它通过传感器和计算机控制系统来感知和分析直升机的飞行状态,并根据需要进行调整和控制。
直升机飞参判据及应用研究直升机是一种能够垂直起降的飞行器,具有灵活性和多功能性。
它在军事、民用和商业领域都有广泛的应用。
直升机的飞行性能和特点基于一系列参判据进行研究和应用。
首先,直升机的参判据之一是动力系统。
直升机通常使用内燃机或涡轮轴发动机作为动力来源。
发动机的功率和性能直接影响到直升机的起飞、飞行速度和负载能力。
动力系统的研究目的在于提高直升机的动力性能和效率。
其次,直升机的参判据之一是气动特性。
通过研究直升机的气动特性,可以优化直升机的飞行性能和操纵特性。
例如,通过调整直升机的旋翼设计和机身造型,可以减少气动阻力,提高直升机的速度和燃油效率。
第三,直升机的参判据之一是操纵系统。
直升机的操纵系统包括飞行控制系统和动力控制系统。
飞行控制系统用于操纵直升机的飞行,如实施机身姿态控制、保持平稳飞行和变换飞行状态等。
动力控制系统用于调整发动机功率和推力,以满足不同飞行阶段和要求。
此外,直升机的参判据之一是载荷能力。
直升机通常用于运输重大货物、执行特殊任务等。
载荷能力的研究和应用主要在于确定直升机的最大负载能力和飞行安全限制。
直升机的应用研究涉及多个领域。
在军事领域,直升机广泛用于输送人员和物资、执行侦察和打击任务等。
在民用领域,直升机用于医疗救援、边界巡逻、森林防火等任务。
在商业领域,直升机被用于观光旅游、电力巡线、物流运输等。
直升机的应用研究旨在提高其适应各种任务需求的灵活性和效率。
总结起来,直升机飞参判据及应用研究关注动力系统、气动特性、操纵系统和载荷能力等多个方面。
通过对这些方面的研究和应用,我们可以进一步完善直升机的性能和适应性,以满足不同领域的需求。
直升机转向原理-回复[直升机转向原理]是直升机飞行过程中至关重要的一环。
直升机的转向主要通过旋转叶片来实现,以改变机身朝向并控制飞行方向。
本文将一步一步地介绍直升机转向原理的相关内容。
直升机的转向主要通过控制旋转翼的叶片来实现。
旋转翼由一个或多个叶片组成,并以主旋翼的形式连接在直升机的机身上。
每个叶片都可以独立地控制其角度和位置,这样可以产生不同的升力和推力,从而转动直升机的机身。
直升机的转向主要涉及到以下几个方面的内容:1. 旋转翼叶片的角度调整2. 旋转翼叶片的位置调整3. 尾桨的作用和调整4. 飞行控制系统的作用和调整首先,旋转翼叶片的角度调整是直升机转向的关键。
通过改变旋转翼叶片的攻角,可以调整叶片所产生的升力和推力大小。
当需要进行转向操作时,直升机的飞行控制系统会发送指令,控制叶片的攻角适当地变化,从而改变升力和推力的方向。
通过这种方法,直升机可以实现向左或向右的转向动作。
其次,旋转翼叶片的位置调整也是直升机转向的重要因素。
每个叶片的位置可以通过旋翼束位系统来调整。
束位系统通过改变叶片的位置,可以调整叶片所受到的气流影响,从而改变升力和推力的方向。
通过合理地调整叶片的位置,可以实现直升机的平稳转向动作。
除了旋转翼,直升机的尾桨也扮演着重要的角色。
尾桨的主要作用是补偿旋转翼的扭矩,并保持直升机的稳定。
在转向时,尾桨会产生一个向相反方向的推力,用于平衡旋转翼产生的扭矩。
通过调整尾桨的位置和角度,可以控制直升机的转向效果。
尾桨的设计和调整对于直升机的转向能力有着至关重要的影响。
最后,飞行控制系统起着关键的作用。
飞行控制系统是直升机上安装的一系列传感器、计算机和执行器的集合,用于控制直升机的飞行动作。
系统通过接收来自操纵档位的指令,并根据这些指令调整旋转翼叶片的攻角和束位位置。
通过这种方式,飞行控制系统可以精确地控制直升机的转向动作,使其在飞行过程中更加平稳和可控。
综上所述,直升机的转向原理涉及到旋转翼叶片的角度和位置调整、尾桨的作用和调整,以及飞行控制系统的协同工作。
直升机飞行原理及其控制算法研究随着现代科学技术的发展,直升机逐渐成为重要的运输方式和飞行工具。
直升机的飞行原理和控制算法是广大科学研究工作者关注和探究的重要领域。
本文将介绍直升机的飞行原理和控制算法,并且详细分析其研究进展和现状。
一、直升机的飞行原理直升机的飞行原理与固定翼飞机存在显著差异。
固定翼飞机依靠空气在机翼上产生的升力飞行,而直升机则是通过旋转的机翼产生升力,实现飞行。
直升机的机翼被称为旋翼,其作用类似于固定翼飞机的机翼。
与固定翼飞机不同的是,旋翼是以垂直于地面的方式旋转的。
旋翼的旋转会创造一个与旋翼平面垂直的升力。
在飞行过程中,旋翼和机身一起向前移动,产生前进的推力。
同时,通过改变旋翼的旋转速度和角度,可以控制直升机的飞行方向和高度。
二、直升机控制算法直升机的控制算法与固定翼飞机的控制算法也有很大的不同。
直升机的飞行需要实现多种控制,包括升力控制、推力控制、姿态控制等。
1. 升力控制升力控制是直升机最重要的控制方式之一。
升力的大小直接影响直升机的飞行高度。
升力的大小由旋翼转速决定,而旋翼的转速受到叶片角度和发动机输入的动力影响。
因此,升力控制需要精准的角度和动力输入控制。
2. 推力控制推力控制是直升机控制算法中最基础的控制方式。
推力的大小决定直升机的速度和加速度,而推力的方向直接与直升机运动的方向相关联。
推力的大小受到发动机工作状况的影响,因此推力控制需要对发动机状态进行实时监测和调整。
3. 姿态控制姿态控制是直升机最具挑战性的控制方式之一。
姿态的调整直接决定了直升机的飞行方向和稳定性。
直升机需要对姿态进行实时监测和调整,以保证其飞行的稳定性和安全性。
三、直升机飞行控制的研究进展直升机的飞行控制算法是目前科学界关注和研究的热点之一。
近年来,不断有新的技术和算法被提出,并且在实际应用中取得了显著的成果。
1. 引入人工智能在过去的几年中,人工智能技术的应用已经渗透到了各个行业和领域。
在直升机的飞行控制中,人工智能技术也被广泛应用。
飞机外形和结构件反求建模技术研究谭昌柏;周来水;张丽艳;卫炜;王志国;汪俊【期刊名称】《航空学报》【年(卷),期】2008(029)006【摘要】探讨了基于特征的飞机外形和结构件反求建模策略,并给出曲面特征和实体特征的定义,该方法支持具有完整特征表达的模型快速重建.提出了大规模散乱数据k-近邻的空间球搜索算法,其逐步增大搜索范围的策略可有效提高搜索效率.研究了结构件与外形相关曲面特征的重建方法,当贴合面较窄、外形线接近于直线时,采用直纹面逼近,否则由蒙皮曲面等距间接求取.研究了基于工程约束的曲面形状修改算法,以B样条曲面需满足的点、线、面几何约束为目标约束,通过最小化形状修改前后差曲面的弯曲能得到精确满足目标约束的光滑曲面,推导了曲面弯曲能和曲线约束的表达式.最后,以飞机翼肋模型反求为例验证了所提方法的可行性.【总页数】9页(P1722-1730)【作者】谭昌柏;周来水;张丽艳;卫炜;王志国;汪俊【作者单位】南京航空航天大学江苏省精密与微细制造技术重点实验室,江苏,南京,210016;南京航空航天大学江苏省精密与微细制造技术重点实验室,江苏,南京,210016;南京航空航天大学江苏省精密与微细制造技术重点实验室,江苏,南京,210016;南京航空航天大学江苏省精密与微细制造技术重点实验室,江苏,南京,210016;南京航空航天大学江苏省精密与微细制造技术重点实验室,江苏,南京,210016;南京航空航天大学江苏省精密与微细制造技术重点实验室,江苏,南京,210016【正文语种】中文【中图分类】TP391.7【相关文献】1.基于特征和约束的飞机反求建模 [J], 谭昌柏;张丽艳;卫炜;王志国;周来水2.基于模板的飞机结构件建模方法研究 [J], 张春元;曾宸;唐家鹏;原梅妮3.参数化方法在飞机相似结构件建模中的应用 [J], 王晶4.融合正向建模与反求计算的车用减振器建模技术研究 [J], 崔庆佳;周兵;吴晓建;李宁;曾凡沂5.常规布局飞机概念外形参数化建模研究 [J], 吕韵; 周进; 童明波因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
翼型升力的反求验证刘贺;吴伏家【摘要】以某遥控直升机的翼型样品为起点,进行结构反推,利用CATIA V5R17软件绘制翼型,然后通过FLU-ENT流体分析软件,建立适当的坐标和数学模型,对直升机的旋翼进行流体分析,对照实际升力计算结果,用以验证反求设计结果的正确性.【期刊名称】《机械管理开发》【年(卷),期】2010(025)004【总页数】3页(P1-2,4)【关键词】反求;翼型;升力【作者】刘贺;吴伏家【作者单位】中北大学机械工程学院,山西,太原,030051;中北大学机械工程学院,山西,太原,030051【正文语种】中文【中图分类】V2240 引言无人飞行器(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)简称无人机[1],是指飞机上没有驾驶员,飞机自主飞行,其飞行状态、线路等由无线遥控或自身程序控制,在大气层中利用空气动力承载飞行,并可重复使用的一类飞行器。
无人直升机以其准确、灵便、高效侦察、干扰、欺骗、校射及在非正规条件下作战,在现代战争中发挥着独特的作用,对未来的军事斗争形成重要影响[2]。
美国、欧盟、日本、以色列等国家和地区的无人直升机处于世界前列,我国与它们相比依然存在较大差距。
为了能够迅速了解国外先进的设计思想,吸收并改进无人直升机技术,缩短开发周期,应以国外成品为起点,进行结构的反推性研究。
目前,研究微型无人直升机都是基于商用的遥控模型直升机,根据需要改装。
所以,本文以某遥控直升机的翼型样品为起点,进行结构反推,利用CATIA V5R17软件绘制翼型,然后通过FLUENT流体分析软件,建立适当的坐标和数学模型,对直升机的旋翼进行流体分析,对照实际升力计算结果,用以验证反求设计结果的正确性。
1 反求工程定义“逆向工程”(Reverse Engineering,RE),也称反求工程,反向工程,源于精密测量和质量检验。
广义的逆向工程是消化和吸收先进技术的一系列工程方法的技术组合,是一门跨学科、跨专业、复杂的系统工程;它包括:影像逆向、软件逆向、实物逆向等方面。
发一套最完整的直升机原理(绝对完整,绝对精华)这是我找到的最完整,最系统介绍直升机的原理及发展史的文章。
转到这里,送给论坛里喜欢飞行,向往蓝天的朋友!!自从莱特兄弟发明飞机以来,人们一直为能够飞翔蓝天而激动不已,同时又受起飞、着落所需的滑跑所困扰。
在莱特兄弟时代,飞机只要一片草地或缓坡就可以起飞、着陆。
不列颠之战和巴巴罗萨作战中,当时最高性能的“喷火”战斗机和Me 109战斗机也只需要一片平整的草地就可以起飞,除了重轰炸机,很少有必须用“正规”的混凝土跑道起飞、着陆的。
今天的飞机的性能早已不能为这些飞机所比,但飞机的滑跑速度、重量和对跑道的冲击,使对起飞、着陆的跑道的要求有增无减,连简易跑道也是高速公路等级的。
现代战斗机和其他高性能军用飞机对平整、坚固的长跑道的依赖,日益成为现代空军的致命的软肋。
为了摆脱这一困境,从航空先驱的时代开始,人们就在孜孜不倦地研制能够象鸟儿一样腾飞的具有垂直/短距起落能力的飞机。
自从人们跳出模仿飞鸟拍翅飞行的谜思之后,依据贝努力原理的空气动力升力就成为除气球和火箭外所有动力飞行器的基本原理。
机翼前行时,上下翼面之间的气流速度差造成上下翼面之间的压力差,这就是升力。
所谓“机翼前行”,实际上就是机翼和空气形成相对速度。
既然如此,和机身一起前行时,机翼可以造成升力,机身不动而机翼像风车叶一样打转转,和空气形成相对速度,也可以形成升力,这样旋转的“机翼”就成为旋翼,旋翼产生升力就是直升机可以垂直起落的基本原理。
中国小孩竹蜻蜓玩了有2,000 年了,流传到西方后,成为现代直升机的灵感/ 达·芬奇设计的直升机,到底能不能飞起来,很是可疑旋翼产生升力的概念并不新鲜,中国儿童玩竹蜻蜓已经有2,000 多年了,西方也承认流传到西方的中国竹蜻蜓是直升机最初的启示。
多才多艺的达·芬奇在15 世纪设计了一个垂直的螺杆一样的直升机,不过没有超越纸上谈兵的地步。
1796 年,英国人George C ayley 设计了第一架用发条作动力、能够飞起来的直升机,50 年后的1842 年,英国人W.H. Philips 用蒸气机作动力,设计了一架只有9 公斤重的模型直升机。
反推力飞机原理
反推力(Thrust Reverser)是指通过可调整的涡轮发动机排气
喷管,使发动机向前的气流改变方向,从而产生向后的推力,以减少飞机着陆时的滑行距离。
反推力系统可以使用机械或液压方式控制。
在使用反推力之前,必须确保飞机已经完全着陆,并且前轮接触地面后方可开启反推力。
反推力系统的主要原理是改变喷口的方向以产生向后的推力,以增加刹车效果。
反推力飞机的发动机把输出的推力通过一个管道调整后,产生反推力。
反推力被用于降低速度,减少着陆时需要的跑道长度。
反推力系统主要有以下几种类型:
1.装置在引擎的喷气口后面的反推力推力版式。
它们能在着陆
时生成一个相当强的反向动力,从而减少用于刹车的使用量。
2.挂在机翼下面的反推力喷射器。
在这种情况下,使用一个设
施模块就能一边控制气流,一边生成较强的后向动力。
3.反推系统中的偏向系统。
这种设计已经成为发动机制造商的
标准配置。
反推力系统在飞机的起降中扮演着重要的角色,可以减轻飞机的负载,减少跑道长度,管理起降过程中的飞机动力。
机械结构分析中原始参数的两种反求方法
金沙
【期刊名称】《科技创新与应用》
【年(卷),期】2014(000)004
【摘要】探索解析了机器构造相同负载情况下反求的方式以及反求等效构造两种原始数据反求的措施。
相同负载经过使用有限元刚度工时开展解析求答,反向论证求解出不明构造对已经清楚构造的影响承载,得到构造解析需要的原始数据,这种方式简便可行。
而等效构造是对原始构造进行复原的方式,综合改善措施以及有限元措施开展替换解答,这种方式可以反求出很多的数据,使用更普遍。
【总页数】1页(P74-74)
【作者】金沙
【作者单位】中国航空工业空气动力研究院,黑龙江哈尔滨 150001
【正文语种】中文
【相关文献】
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3.两种参数化设计方法在机械装配设计中的应用
4.反求工程方法在港口机械设计中的应用
5.包装机械设计中的一种新方法——反求工程技术
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直升机升力产生的原理
直升机是一种能够垂直起降的飞行器,它的升力产生原理与固定翼飞机有所不同。
直升机的升力主要是通过旋翼产生的,旋翼是直升机的主要升力装置,它的旋转产生了向上的升力,使得直升机能够在空中悬停、起飞和降落。
旋翼是由多个旋转的叶片组成的,它们通过旋转产生了向上的升力。
旋翼的旋转速度非常快,一般在每分钟200-500转之间。
旋翼的升力产生原理主要有两种,一种是动量理论,另一种是弯曲理论。
动量理论认为,旋翼旋转时,叶片将空气向下推,由于牛顿第三定律,空气也会向上推叶片,从而产生向上的升力。
这种理论主要适用于低速飞行的直升机。
弯曲理论认为,旋翼叶片在旋转时,由于叶片的弯曲和扭转,产生了向上的升力。
这种理论主要适用于高速飞行的直升机。
除了旋翼,直升机还有尾旋翼和侧向推进器等升力装置。
尾旋翼主要用于控制直升机的方向,它产生的升力可以抵消旋转主旋翼产生的反作用力。
侧向推进器主要用于控制直升机的侧向移动,它产生的升力可以使直升机向左或向右移动。
直升机的升力产生原理非常复杂,涉及到流体力学、动力学等多个
学科。
在实际应用中,需要根据不同的飞行任务和环境条件,选择合适的升力装置和控制方式,以保证直升机的安全和稳定飞行。
直升机的反求设计
机电工程学院飞行器制造工程专业 05162402班
指导教师:刘彦臣
1.前言
超小型无人直升机具有特征尺寸小,成本低,起飞着陆场地小,机动性好,特别是可作悬空飞行等特点因此具有相当广泛的用途。
随着国际上对小型无人直升机研究的不断深入,国内很多高校和研究机构也相继投入到微小型无人直升机的研究之中。
但我们要清醒地认识到,在世界范围内、美国、欧盟、日本、以色列等国家和地区的无人直升机处于世界前列,我国和它们相比依然存在比较大的差距。
因此,开展超小型无人直升机的反求研究,对我国具有重大意义。
超小型直升机的反求设计涉及多门学科,多学科设计优化(MDO)是直升机设计的重要研究方向。
近来,随着各学科研究的不断深入,各学科的分析程序和软件的精度越来越高。
这就要求各学科的几何模型具有更高的精度。
另一方面各种CAD软件在建立精确的几何模型方面具有明显的优势。
因此,将CAD技术与各学科高精度分析工具有机地结合起来,为超小型直升机的反求设计提供新的途径。
2. 遥控直升机数字样机的建立
数字样机技术是建立在采用信息技术完成产品整个开发过程基础之上的一套综合技术。
工程师完全在计算机上建立数字化产品模型,从工业设计开始到产品工程化设计、工艺工装设计的全过程,采用三维数学模型进行产品的设计、评估、修改和完善,并采用数字样机尽可能多地来代替原来的实物样机试验,在数字状态下仿真计算,然后再对原设计重新进行组合或者改进。
因此,这样常常只需要制作一次最终的实物样机,就可使新产品开发获得一次成功。
本章完成了遥控直升机的各个零件的建模工作,并成功的在CATIA环境下对各个组件进行装配。
利用CATIA的干涉碰撞检验功能,对虚拟装配体进行了干涉分析检查,经过对有碰撞关系的零部件进行实体或装配约束的修改,有效的解决后续装配中可能存在的问题,保证了遥控直升机的可装配性。
此外,本章还重点介绍了基于CATIA快速成型机翼的方法、齿轮的参数化建模方法和机身的逆向成型方法,利用这些建模方法,有效的缩短了反求产品的时间,并提高了建模的精度。
2.1 零部件的反求
2.1.1 翼型成型方法
翼型导入CATIA主要有两种方法:一种是从dxf文件导入,其次便是基于CATIA进行二次开发引用txt文本或Excel中数据。
本节介绍了这两种成型方法,并着重对两种建模的方法进行比较。
(1)从dxf文件导入CATIA的方法:
本节以Profili软件为基础进行翼型的选择和NACA0012翼型dxf文件的输出。
输出后导入到CATIA中,进入创成式曲面设计进行拉伸便可。
此种方法简单易行,便于操作。
但从成型的结果看它并不理想,因为在Profili中导出到dxf中草图的点与线是一体的,在导入后进行拉伸时其点也虽之拉伸,拉伸后是黑色的(表面不光滑)。
这中模型导入到CAE软件中进行网格的划分时,翼面是不连续的,可导致不可划分的错误,所以我们需要寻求一种更有效的建模方法。
(2)基于CATIA进行二次开发,引用txt文本或Excel中数据产生翼型
在反求机翼翼型过程中,测量机翼一个截面的多坐标是容易实现的。
再将这些点导入到CATIA中绘制反求的翼型,通常要将翼型上的点逐个输入,然后再用样条曲线来拟合。
如果想得到比较精确的翼型就要手工输入很多点的坐标,比较费时,而基于CATIA进行二次开发,引用txt文本或Excel中数据产生翼型就可以方便的解决这一问题。
本文重点介绍了CATIA 二次开发快速引用点坐标数据的过程。
并开发出了“基于CATIA的参数化建模工具”的可视化界面和部分的功能,如图1,对二次开发程序进行封装,基于CATIA进行机翼的三维成型,再引用Profili进行翼型分析,在国内尚属首次。
图1 基于CATIA参数化机翼建模软件界面
2.1.2 齿轮的参数化设计
本节以标准直齿圆柱外齿轮为例,介绍了基于CATIA参数化成型标准直齿圆柱外齿轮的方法。
并根据测量的结果反求出了遥控直升机的各个齿轮。
2.13 机身的反求设计
本节利用直升机三视图照片,基于CATIA影像草图功能反求出机身的轮廓线,再利用创成式曲面设计功能设计出机身的外形,再基于整体的装配图进行缩放,完成了机身的设计如图2。
图2 机身设计
2.2 装配及干涉和质量重心分析
一个产品通常都是由多个通过约束关系组合的子装配体组成的,一个子装配体由下层零件或者已经装配好的部件构成,这样构成了一个完整的产品。
这种产品结构很好地体现了装配上的层次关系,CATIA系统就是基于这种产品构成的结构来进行装配建模的。
本节就是基于这个思想进行了整体的装配如图4,并在次基础利用CATIA的干涉碰撞检验功能,对虚拟装配体进行干涉分析检查,经过对有碰撞关系的零部件进行实体或装配约束的修改,有效的解决后续装配中可能存在的问题,保证了遥控直升机的可装配性最终结果如图3。
本节还对质量重心进行了分析如图4。
图3 总体装配
图4 质量重心分析
3 旋翼升力计算与验证
3.1 转子垂直飞行叶片元件(Blade Element )原理
本节基于机翼为刚体的假设,以积分的形式对旋翼升力计算公式进行推导,获得了机翼升力简单的计算公式:
122201()()2
T L T A R C A R C r dr ρρσ=Ω=Ω⎰
3.2 翼剖面升力系数i C 向飞机升力系数L C 的转化
当前对标准翼型所给的资料是以翼剖面即无限机翼的形式给出的,但是实际应用中我们所使用的都是有限的机翼。
因此,必须将有关翼剖面的数据转化到实际带有翼尖的机翼的情况。
本节推导出了无限机翼与有限机翼升力曲线斜度间的转化公式如下:
1157.3/e o o a a a AR π=+()
3.3 利用Profili 获得标准翼型的升力、阻力系数及升阻比的方法
本节介绍了利用Profili 获取不同雷诺系数升力、阻力及升组比的方法,并对所选的标准翼型进行二维表面压力的仿真。
图5 升力系数阻力系数
3.4 获取非标准翼型的升力、阻力系数方法
当反求得到的翼型为非标准翼型时,机翼剖面的参数是没有相应的数据可查的。
这就需要我们另辟蹊径,本节介绍的是利用CFD 软件求得机翼剖面升力系数、阻力系数的一般步骤。
图6 压力场分布
3.5 旋翼升力计算
本文假定在旋翼在2000转/分,桨叶角在4度时进行反推性的计算分析,这是因为利用直升机旋翼计算器可粗略的计算出在以上条件下,本遥控直升机的所提供的拉力为0.775千克,刚好大于机身的重量0.7千克。
计算如下:
112
22220011()()()22T L L T A R C A R C r dr A R C r dr ρρσρσ=Ω=Ω=Ω⎰⎰ 220.5*1.225**0.35*(2000*0.35*2*/60)*[2*0.0314/(*0.35)]*0.412*0.333πππ=
=9.9N
大于直升机盘旋所需要的推力,满足了实际飞行的需要。
4 工作总结
本文介绍和总结了逆向成型直升机的快速方法,并通过理论计算和软件模拟两种方法验证了所选机翼正确性。
本文在反求过程中,对基于CATIA 的逆向工程技术、二次开发技术、虚拟装配技术等在直升机反求中的应用进行了有益的探索。
主要的研究内容和创新点如下:
(1)将虚拟样机技术引用到遥控直升机的反求设计中,完成了直升机的虚拟物理样机的建造。
(2)基于CATIA ,实现了遥控直升机的虚拟装配,并获取了遥控直升机构件装配信息和质量、重心、转动惯量等重要的设计信息。
通过举例说明介绍了基于CATIA 产品装配的干涉检查及解决办法。
(3)引入基于CATIA 的参数化建模方法,并开发出了 “基于CATIA 的参数化建模工具”的可视化界面和部分的功能。
(4)介绍了旋翼机的升力的简单验证计算的方法,并完成了该遥控直升机的升力的计算验证工作。
介绍了基于FLENT 软件工具对具有非标准翼型的机翼进行分析计算的方法。