直升机总体设计（全套课件199P）.ppt

直升机总体设计 授课教师： 本课程的要求 本课程的主要任务是使学生掌握直升机总体设计的特点、主要内容、基本原则、主要方法和设计中的主要问题，了解现代直升机总体设计水平和发展趋势。 培养学生树立正确的工程设计思想，特别是学会从全局出发，具有权衡、集成、协调和综合的能力，学会与人沟通、交流和协同工作，正确处理总体设计中的各种矛盾。 综合运用所学知识，紧密联系实际。 直升机设计的特点： 1）直升机设计是一门应用科学。 1.1 直升机设计的定义、任务和要求 1.2 直升机设计的一般过程 概念设计（方案设计或总体设计） 初步设计（技术设计或打样设计） 详细设计（工程设计或零件设计） 1.3 直升机总体设计工作的特点 2.1 直升机设计技术要求 2.1.1 直升机设计技术要求的主要内容： 1、直升机的任务使命或用途 （1）任务使命或用途 （2）使用环境条件 2、主要装载情况 （1）乘员组 （2）人员或货物 （3）武器 （4）特种设备 技术要求的论证： 需求（作战、使用），对军用直升机还有威协分析； 现有装备存在的缺陷或不足； 技术、经济可行性分析； 提出战术技术（使用技术）要求； 做出风险分析； 明确研制计划与周期。 2.2 设计规范、适航条例和设计定型 2.3 评价直升机设计方案的有效性准则 2.4 直升机的使用效能 3.1 机械驱动正常型式直升机 3.2 喷气驱动正常型式直升机 3.3 有翼式直升机及复合式直升机 3.4 倾转旋翼飞行器 3.5 直升机型式选择 4.2 直升机主要参数对需用功率的影响 4.3 直升机主要参数对飞行性能的影响 4.4 直升机主要参数的选择 5.2 直升机发动机特性分析与比较 5.2.2 涡轮轴发动机中定轴涡轮和自由涡轮的比较 5.3 发动机使用特性与直升机飞行性能的匹配 6.2 直升机重量分析方法 6.3 结构重量分析 9.3 数字化设计 9.4 并行工程方法 9.5 直升机隐身技术概述 9.5.2 红外隐身技术 完 图8-10 主减速器架与框的连接方案 2．应充分利用承力结构元件，以减轻结构重量。 3．对半硬壳式结构开口段的结构承力设计，必须在开口附近增加相应的纵向和横向元件，以保证载荷的合理传递。 图8-11 几个接头布置在 同一加强框上 图8-12 机身开口处的加强 图7-18表示不同位置水平尾面对直升机纵向配平的影响。 图7-18 水平尾面位置对直升机纵向配平的影响 图7-19 爬升和下降时平尾对纵向配平的影响 直升机由前飞转入爬升或自动下滑时，由于气流方向的突然变化，平尾作用于直升机的力矩也会突然变化（见图7-19），甚至于可能由于迎角过大而出现气流分离。 大多数直升机平尾安装角都是固定的。 有些现代直升机平尾安装角是可变的，通过速度传感器、总距杆、俯仰角速度陀螺以及横向加速度计的反馈信息控制平尾安装角的变化。 YUH-60A的设计采用低平尾布置，其目的是为避免旋翼尾流在悬停和转入前飞时的不利影响，使平尾的安装角变化。 图7-20 YUH-60A平尾安装角变化规律 四、垂直尾面 垂直尾面在巡航状态减小尾桨需用推力和尾桨功率消耗（在巡航状态，垂尾可提供平衡旋翼扭矩所需推力的60%或更多些），还能增加航向稳定性。 垂尾面积的选择通常依据以下原则： （1）在前飞时使尾桨卸载，以减小尾桨的消耗功率和需用推力，提高尾桨寿命。 五、短翼布置 短翼除了悬挂武器外在前飞时会产生一定的升力，为旋翼卸载。 短翼在机身上布置时其气动中心的纵向位置应尽可能位于全机后重之后，使短翼起到安定面的作用，以增加全机纵向静稳定性。 （2）尾桨失效后保持直升机安全返航。 7.2 纵列式双旋翼直升机旋翼及尾面的布置 一、旋翼布置 纵列式直升机旋翼的布置包括确定两旋翼的纵向间距、旋翼相对机身的高度及倾斜角。 两旋翼间距LHB： 容许的最小值决定于保证两旋翼的桨叶没有相碰危险的条件。图7-21给出两旋翼的俯视图。 图7-21 LHB最小值的确定 由图7-19可以得出下式： （7-8） 其中: θ为两个桨叶夹角的二分之一，等于π/k,k是每个旋翼的桨叶片数。 ξ为桨叶摆动幅度的二分之一，可取前后限动角之和的二分之一。 减小，两旋翼相互干扰作用增加，诱导功率会有所增加。但机身长度却可以缩短，使结构重量有所降低，机身刚度会增加。 表7-3 几种纵列式直升机的两旋翼间距 1.30 1.33 1.30 1.38 2×3 2×3 2×3 2×4 15.54 18.02 18.29 15.15 CH-46D CH-47A BV-234 360# 桨叶片数k 旋翼直径D（米） 直升机名称 大多数纵列式直升机的旋翼轴往往前倾一个角度