先進旋翼設計空氣動力學

目錄
叢書序
序
前言
符號表
第1章緒論 1
1.1 直升機的應用與未來發(fā)展 1
1.2 直升機旋翼氣動性能 6
1.2.1 旋翼氣動性能的重要性 6
1.2.2 旋翼氣動環(huán)境的復雜特征 8
1.3 旋翼氣動外形設計 10
1.3.1 旋翼氣動外形設計發(fā)展階段 10
1.3.2 旋翼翼型 11
1.3.3 槳葉三維氣動外形 13
1.3.4 槳尖氣動外形 14
1.3.5 旋翼主動流動控制 15
1.4 本書的脈絡與特色 16
參考文獻 19
第2章旋翼翼型空氣動力學特性 22
2.1 旋翼翼型靜態(tài)氣動特性 22
2.1.1 翼型厚度對氣動特性的影響 22
2.1.2 翼型彎度對氣動特性的影響 24
2.1.3 翼型前緣半徑對氣動特性的影響 26
2.2 旋翼翼型動態(tài)失速特性 27
2.2.1 翼型運動參數(shù)對動態(tài)失速特性的影響 30
2.2.2 前緣外形對翼型動態(tài)失速特性的影響 34
2.2.3 動態(tài)失速渦特性測量試驗 40
2.3 非定常來流環(huán)境下旋翼翼型氣動特性 44
2.3.1 變來流{定迎角狀態(tài)下旋翼翼型非定常氣動特性 46
2.3.2 變來流{變迎角耦合狀態(tài)下旋翼翼型非定常氣動特性 49
2.3.3 變來流下翼型動態(tài)失速渦特性 53
2.3.4 不同相位差對旋翼翼型動態(tài)失速特性的影響 57
2.3.5 不同前緣外形對旋翼翼型動態(tài)失速特性的影響 58
2.3.6 三維狀態(tài)下旋翼翼型動態(tài)失速特性 60
參考文獻 66
第3章旋翼翼型氣動設計方法 70
3.1 旋翼翼型設計的發(fā)展 70
3.2 旋翼翼型設計準則 73
3.3 翼型參數(shù)化方法 77
3.3.1 Hicks-Henne函數(shù) 77
3.3.2 CST方法 78
3.3.3 Bezier曲線 79
3.4 基于遺傳算法的翼型靜態(tài)優(yōu)化設計方法 79
3.4.1 設計目標與約束條件 80
3.4.2 翼型優(yōu)化結(jié)果與分析 81
3.4.3 優(yōu)化翼型定常氣動特性 82
3.4.4 優(yōu)化翼型非定常氣動特性 84
3.5 基于伴隨方程的翼型優(yōu)化設計方法 85
3.5.1 梯度求解及設計空間參數(shù)化 86
3.5.2 旋翼翼型優(yōu)化流程 86
3.5.3 旋翼翼型優(yōu)化算例 87
3.6 基于反設計方法的旋翼翼型設計方法 91
3.6.1 旋翼翼型反設計方法 91
3.6.2 旋翼翼型反設計驗證 93
3.6.3 懸停狀態(tài)旋翼翼型反設計分析 97
3.6.4 前飛狀態(tài)旋翼翼型反設計分析 98
3.7 動態(tài)環(huán)境下旋翼翼型優(yōu)化設計方法 100
3.7.1 非定常氣動特性設計目標 101
3.7.2 序列二次規(guī)劃算法 102
3.7.3 動態(tài)環(huán)境下旋翼翼型優(yōu)化與分析 103
3.7.4 非設計狀態(tài)下優(yōu)化翼型的動態(tài)失速特性 105
3.7.5 優(yōu)化翼型的靜態(tài)氣動特性分析 107
參考文獻 109
第4章旋翼槳葉氣動外形設計 113
4.1 旋翼槳葉三維氣動外形設計進展 113
4.2 旋翼氣動性能參數(shù) 116
4.2.1 槳盤載荷與功率載荷 116
4.2.2 懸停效率 117
4.2.3 前飛旋翼當量升阻比 121
4.3 槳葉翼型配置對旋翼氣動特性的影響 121
4.3.1 翼型彎度影響 122
4.3.2 翼型厚度影響 124
4.4 槳尖設計原理 125
4.4.1 槳尖氣動環(huán)境 125
4.4.2 后掠槳尖的剖面等效迎角 127
4.4.3 后掠槳葉、前掠槳葉與矩形槳葉的對比 128
4.5 槳尖氣動外形參數(shù)影響規(guī)律 134
4.5.1 槳尖后掠對旋翼氣動性能的影響 134
4.5.2 槳尖下反對旋翼氣動性能的影響 139
4.6 旋翼槳葉的優(yōu)化設計 146
4.6.1 旋翼槳葉單一外形參數(shù)的優(yōu)化設計 146
4.6.2 旋翼槳葉氣動外形綜合設計 153
4.6.3 高性能共軸剛性旋翼槳葉設計 168
4.6.4 傾轉(zhuǎn)旋翼機旋翼槳葉設計 176
參考文獻 181
第5章新型槳尖旋翼設計實例 184
5.1 新型槳尖基本構(gòu)型 184
5.2“黑鷹”直升機旋翼 186
5.2.1“黑鷹”直升機概況 186
5.2.2 旋翼設計思路與槳葉外形特征 187
5.3 BERP旋翼 191
5.3.1 BERP旋翼設計思路 191
5.3.2 BERP槳尖的*新改進||BERPⅣ.194
5.4 新型低噪聲旋翼 195
5.4.1 ERATO旋翼 195
5.4.2 Blue-Edge旋翼 199
5.5 CLOR系列旋翼 205
5.5.1 CLOR-Ⅰ旋翼 205
5.5.2 CLOR-Ⅱ旋翼 213
5.5.3 CLOR-HL高原旋翼 223
參考文獻 234
第6章基于合成射流的旋翼主動流動控制方法 236
6.1 合成射流控制技術(shù)的發(fā)展 236
6.1.1 合成射流在翼型失速控制方面的研究 236
6.1.2 翼型動態(tài)失速特性的合成射流控制研究 238
6.1.3 旋翼非定常氣動特性的合成射流控制研究 238
6.2 合成射流的渦流場特征 239
6.3 翼型靜態(tài)失速的合成射流控制特性 245
6.3.1 合成射流控制邊界條件 245
6.3.2 合成射流控制翼型失速機理 247
6.3.3 合成射流對翼型靜態(tài)失速的控制規(guī)律 253
6.4 翼型動態(tài)失速的合成射流控制特性 258
6.4.1 VR-7B翼型動態(tài)失速控制 258
6.4.2 合成射流控制翼型動態(tài)失速的參數(shù)影響 260
6.5 旋翼非定常氣動特性的合成射流控制 267
6.5.1 射流位置的影響分析 267
6.5.2 射流動量系數(shù)的影響分析 269
6.5.3 射流偏角的影響分析 272
6.6 旋翼合成射流控制試驗 276
6.6.1 試驗方法 276
6.6.2 翼型失速特性合成射流控制試驗 280
6.6.3 翼型失速特性合成射流控制參數(shù)影響試驗 282
6.6.4 旋翼合成射流控制原理性試驗 288
參考文獻 295
第7章智能旋翼主動流動控制方法 298
7.1 動態(tài)下垂前緣方法 298
7.1.1 動態(tài)下垂前緣的運動規(guī)律 299
7.1.2 動態(tài)下垂前緣控制試驗 300
7.1.3 動態(tài)下垂前緣控制旋翼翼型動態(tài)失速特性的參數(shù)分析 301
7.1.4 動態(tài)下垂前緣控制參數(shù)的優(yōu)化 304
7.1.5 旋翼動態(tài)下垂前緣控制 308
7.2 后緣小翼方法 313
7.2.1 后緣小翼對旋翼翼型動態(tài)失速的控制機理 314
7.2.2 旋翼氣動性能的后緣小翼控制 318
7.2.3 后緣小翼對旋翼氣動性能控制的參數(shù)影響 323
7.3 自適應旋翼 326
7.3.1 變轉(zhuǎn)速旋翼 326
7.3.2 變直徑旋翼 328
7.3.3 智能扭轉(zhuǎn)旋翼 331
7.3.4 變翼型旋翼 334
參考文獻 340
索引 343
彩圖