旋翼飛行器結(jié)構(gòu)動力學(xué)與氣動彈性力學(xué)

內(nèi)容概要

　　《旋翼飛行器結(jié)構(gòu)動力學(xué)與氣動彈性力學(xué)（第2版）》較系統(tǒng)地闡述了旋翼飛行器的結(jié)構(gòu)動力學(xué)與氣動彈性力學(xué)的基 本知識，共計(jì)18章和5個(gè)附錄。其主要內(nèi)容包括：旋翼飛行器結(jié)構(gòu)動力學(xué)的 基硇分析方法，旋轉(zhuǎn)梁理論，陀螺力學(xué)，傳動系統(tǒng)動力學(xué)，機(jī)體振動，振 動控制方法及振動試驗(yàn)，穩(wěn)定性分析方法，旋翼及旋翼一支持系統(tǒng)的機(jī)械 與氣動機(jī)械不穩(wěn)定性，非定?？諝鈩恿W(xué)與旋翼顫振，非線性系統(tǒng)分析， 旋翼氣彈穩(wěn)定性的模型試驗(yàn)，以及復(fù)合材料槳葉的剖面特性等。《旋翼飛行器結(jié)構(gòu)動力學(xué)與氣動彈性力學(xué)（第2版）》讀者對象為工 程院校高年級大學(xué)本科生和研究生，以及專業(yè)技術(shù)人員。

作者簡介

作者：（美國）理查德·L.比拉瓦（Richard L.Bielawa） 譯者：劉勇 孫傳偉 傅見平

書籍目錄

第1章緒論 1.1旋翼飛行器與固定翼飛行器 1.2方法論 第2章基礎(chǔ)分析方法 2.1線性單自由度系統(tǒng)的振動 2.2傅里葉方法 2.3線性兩自由度系統(tǒng)的振動 2.4拉普拉斯變換 2.5結(jié)構(gòu)阻尼 2.6矩陣 2.7矢量運(yùn)算 2.8科里奧利定理 習(xí)題 參考文獻(xiàn) 第3章旋轉(zhuǎn)梁理論 3.1彎曲基本方程 3.2均勻參考槳葉 3.3數(shù)值方法 3.4近似方法 3.5兩片槳葉的旋翼 3.6槳葉扭轉(zhuǎn)動力學(xué) 3.7耦合效應(yīng) 習(xí)題 參考文獻(xiàn) 第4章陀螺力學(xué) 4.1固體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動 4.2簡化的陀螺運(yùn)動方程 4.3進(jìn)動性和章動性 4.4旋翼槳葉的陀螺特性 習(xí)題 參考文獻(xiàn) 第5章傳動系統(tǒng)動力學(xué) 5.1軸的臨界轉(zhuǎn)速 5.2軸系的扭轉(zhuǎn)固有頻率 5.3特殊裝置 習(xí)題 參考文獻(xiàn) 第6章機(jī)體振動 6.1動載荷 6.2旋翼槳轂的諧波載荷 6.3機(jī)體的其他振源 6.4旋翼—機(jī)體的耦合作用 習(xí)題 參考文獻(xiàn) 第7章振動控制方法 7.1結(jié)構(gòu)修改的基本方法 7.2槳葉的動力學(xué)修改 7.3機(jī)體的動力學(xué)修改 7.4振動抑制裝置 習(xí)題 參考文獻(xiàn) 第8章振動試驗(yàn) 8.1基本的振動試驗(yàn) 8.2其他的試驗(yàn) 參考文獻(xiàn) 第9章穩(wěn)定性分析方法：線性系統(tǒng) 9.1基本概念 9.2線性系統(tǒng)基本分析工具：常系數(shù) 9.3多自由度線性系統(tǒng)：常系數(shù) 9.4多自由度線性系統(tǒng)：周期系數(shù)（noquet理論） 9.5多自由度系統(tǒng)的奈奎斯特判據(jù) 習(xí)題 參考文獻(xiàn) 第10章旋翼的機(jī)械和氣動機(jī)械不穩(wěn)定性 10.1非對稱旋翼的不穩(wěn)定性 10.2準(zhǔn)定?？諝鈩恿W(xué) 10.3旋翼擺動 10.4槳葉的變距—揮舞—擺振不穩(wěn)定性 10.5轉(zhuǎn)子動力學(xué)不穩(wěn)定性 習(xí)題 參考文獻(xiàn) 第11章旋翼—支持系統(tǒng)的機(jī)械和氣動機(jī)械不穩(wěn)定性 11.1多槳葉坐標(biāo)和旋翼整體振型 11.2旋翼—發(fā)動機(jī)短艙的回轉(zhuǎn)顫振 11.3地面共振不穩(wěn)定性 11.4空中共振 11.5氣團(tuán)動力學(xué) 習(xí)題 參考文獻(xiàn) 第12章非定?？諝鈩恿W(xué)與旋翼顫振 12.1引言和分類 12.2二維頻域理論 12.3二維任意運(yùn)動理論 12.4彎曲—扭轉(zhuǎn)耦合顫振 12.5三維空氣動力學(xué)理論 12.6動態(tài)失速和失速顫振 習(xí)題 參考文獻(xiàn) 第13章非線性系統(tǒng)分析 13.1引言 13.2簡單線性化 13.3瞬態(tài)解的數(shù)值積分法 13.4顯式非線性系統(tǒng)的擬線性化 13.5估算穩(wěn)定性的數(shù)值方法 13.6未來的方向 習(xí)題 參考文獻(xiàn) 第14章旋翼氣彈穩(wěn)定性的模型試驗(yàn) 14.1引言 14.2相似律 14.3模型構(gòu)建要考慮的因素 14.4試驗(yàn)設(shè)備與試驗(yàn)過程 14.5非氣動彈性試驗(yàn)中考慮的氣彈因素 習(xí)題 參考文獻(xiàn) 第15章旋冀飛行器的彈性元件 15.1引言 15.2彈性元件的應(yīng)用實(shí)例 15.3橡膠彈性材料的基本特性 15.4擺振（黏彈）阻尼器 15.5橡膠彈性元件的其他應(yīng)用 參考文獻(xiàn) 第16章槳葉剖面特性 16.1引言 16.2廣義的槳葉彈性性能 16.3閉室結(jié)構(gòu)的薄壁梁 16.4多閉室梁 16.5剖面特性 16.6復(fù)合材料的濕熱效應(yīng) 16.7等剖面柱狀梁 參考文獻(xiàn) 第17章交叉學(xué)科的問題 17.1旋翼／傳動系統(tǒng)與發(fā)動機(jī)／燃油控制系統(tǒng)的耦合 17.2氣彈優(yōu)化技術(shù) 參考文獻(xiàn) 第18章總結(jié)與思考 18.1歷史上的關(guān)鍵里程碑 18.2可預(yù)見的未來 參考文獻(xiàn) 附錄A旋翼飛行器相關(guān)術(shù)語表 附錄B槳葉頻率估算圖表 附錄C廣義的頻域子結(jié)構(gòu)綜合技術(shù) 附錄D地面共振和空中共振的基本運(yùn)動方程 附錄E復(fù)合材料基礎(chǔ)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   11.2.5考慮槳葉揮舞彈性的穩(wěn)定性特征 前面的旋翼—短艙回轉(zhuǎn)不穩(wěn)定性公式主要考慮剛性旋翼的情況。這種情況相當(dāng)于螺旋槳飛機(jī)的“剛性”螺旋槳，對于這種較簡單系統(tǒng)的不穩(wěn)定性問題，通常只涉及到一個(gè)“后退型”或者“反向”的回轉(zhuǎn)運(yùn)動。然而，我們在研究剛性槳葉旋翼情況的參數(shù)影響時(shí)發(fā)現(xiàn)（用試驗(yàn)的方法），對于有揮舞彈性的旋翼，或者帶有揮舞鉸的情況，可能發(fā)生“前進(jìn)型”或者“向前的”極限環(huán)回轉(zhuǎn)不穩(wěn)定性。而且發(fā)現(xiàn)，只有當(dāng)旋翼揮舞頻率比（ωβ／Ω）不是遠(yuǎn)超過1（≈1.06）并且處于低槳盤載荷的時(shí)候，“前進(jìn)型”回轉(zhuǎn)模態(tài)才可能出現(xiàn)。當(dāng)頻率比超過上述值時(shí)，不穩(wěn)定特征又會變回更為常見的“后退型”回轉(zhuǎn)形式。 早期對不穩(wěn)定性問題的研究主要集中于（剛性）螺旋槳上。因此，出于對由直升機(jī)技術(shù)進(jìn)化而來的傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)構(gòu)型發(fā)展的需要，在某種程度上促進(jìn)了對“前進(jìn)型”回轉(zhuǎn)問題的深入研究。傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)構(gòu)型一般由旋翼連接著發(fā)動機(jī)短艙并安裝在機(jī)翼的外端；發(fā)動機(jī)短艙有轉(zhuǎn)動的能力，使旋翼既能像直升機(jī)旋翼一樣（旋翼軸處于垂直位置），也能像螺旋槳一樣（旋翼軸處于水平方向）工作。這樣的設(shè)計(jì)很可能會遇到“前進(jìn)型”回轉(zhuǎn)的不穩(wěn)定性問題（或者其他新型的不穩(wěn)定性問題），因此，必須予以重點(diǎn)研究和深入理解。Young和Lytwyn從理論上成功地預(yù)測了在試驗(yàn)中觀測到的揮舞柔軟旋翼的穩(wěn)定性特征。其方程直接使用了拉格朗日原理，其中采用了標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)定常升力和阻力氣動載荷（不可壓）描述。讀者可以從文獻(xiàn)中查到不穩(wěn)定性運(yùn)動方程的詳細(xì)描述，或者也可以使用附錄D中地面和空中共振的一般運(yùn)動方程作為這個(gè)問題的近似公式。Young和Lytwyn在研究中的關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)，已經(jīng)總結(jié)在圖11—7和圖11—8中。 圖11—7說明當(dāng)槳葉揮舞頻率比大于1.1時(shí)，隨著揮舞彈性的增加，需要提高短艙的剛度以增加“后退型”回轉(zhuǎn)不穩(wěn)定模態(tài)的穩(wěn)定性。圖11—8則表明當(dāng)揮舞頻率比小于或等于大約1.07時(shí)，存在“前進(jìn)型”的不穩(wěn)定回轉(zhuǎn)模態(tài)，該圖也指出當(dāng)頻率比在這個(gè)范圍時(shí)，推進(jìn)旋翼（prop rotor，即螺旋槳模式）可能會同時(shí)出現(xiàn)“前進(jìn)型”和“后退型”的不穩(wěn)定回轉(zhuǎn)模態(tài)。 對于實(shí)際的傾轉(zhuǎn)旋翼類飛行器，必須進(jìn)行比Young和Lytwyn或者附錄D的修正模型更為復(fù)雜的分析，不僅需要考慮非定常氣動力（被忽略的）對穩(wěn)定邊界的重要影響，還要考慮具體的耦合細(xì)節(jié)（螺旋槳—旋翼構(gòu)型所特有的），這些因素可能極大地影響甚至改變已有的不穩(wěn)定狀態(tài)（參考Wernicke和Gaffey的文獻(xiàn)）。

編輯推薦

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