2014年12月13日(直升机动力学设计试卷A)

1、南 京 航 空 航 天 大 学研究生课程考试试卷（共6页）2014 -2015 学年第 1 学期 直升机动力学设计 课程考试日期: 2014 年 12 月 13 日 课程编号：学院: 学号: 姓名: 成绩: 第一部分：填空（每空1分，共25分）1. 在直升机动力学问题中起主要作用的系统有：旋翼桨叶、机身和 、旋翼（尾桨）/传动/动力扭振系统等四方面。2. 单自由度系统的固有频率决定于系统的 和 ， 增加，系统的固有频率增加； 增加，系统的固有频率减小。3. 在旋翼共振图上，挥舞固有频率随旋翼转速的增加幅度通常大于摆振固有频率，这一方面是由于挥舞面 的作用要比摆振面大得多，另一方面，桨叶 比 小

2、得多。4. 对于无铰式旋翼桨叶，当其无量纲摆振固有频率大于1时，称为摆振 型桨叶，小于1时，称为摆振 型桨叶，球柔性式旋翼桨叶属于摆振 型桨叶。5. 桨叶变距/挥舞/摆振结构耦合首先取决于 的大小，其次 与 的不一致程度也是决定耦合大小的一个因素。6. 挥舞运动形成的旋翼周期型整体振型造成了 的倾斜，摆振运动形成的周期型整体振型引起了各片桨叶 的偏移。6. 桨叶各自由度之间的耦合，是指某一个自由度的运动会引起另一个自由度的运动或作用于另一个自由度的力，一般有几何、 、 及 耦合等。7. 尾桨所感受到的机体振动频率主要为旋翼的通过频率，沿尾桨轴方向的振动会引起尾桨挥舞面内频率为的 型激振力，而垂

3、直于尾桨轴的及引起尾桨轴角位移的振动会引起摆振面及挥舞面频率为的 型激振力。（填整体振型）8. 在美军标ADS-27中，引入了 作为综合衡量直升机振动水平的关键参数。9. 直升机地面共振和空中共振是一种旋翼与机体耦合引起的动不稳定运动，不是受迫振动，而是 振动。10直升机前飞速度较大时，旋翼的桨尖涡在平尾的上方经过，对平尾作用以激振力。一般 而言，平尾位置 ，与桨尖涡的距离 ，激振作用越大。第二部分：判断题（每空1分，共15分）1（ ）无铰式和无轴承旋翼的模态弯矩均以根部为最大。2（ ）桨叶扭转振型函数的一个显著特点是桨叶根部转角要比桨尖相对于桨根的弹性扭转角小得多，这是因为桨叶本身的扭转刚度

4、远大于操纵线系的刚度。3（ ）桨叶挥/摆结构耦合主要取决于桨叶根部安装角及轴向铰外挥舞和摆振刚度差。4（ ）桨叶的摆振集合性振型会与直升机俯仰运动耦合，引起机体俯仰方向的激振力。5（ ）当我们采用有限阶模态计算桨叶的挥舞弯矩时，力积分法和模态叠加法的计算结果完全相同。6（ ）桨根力随着谐波次数的升高，桨根力的幅值大体上是增高的，随着前进比的增加，桨根力的幅值也增加，其中以3轴向力最为明显。7（ ）在固定坐标系中，桨根力中（jN-1）次谐波成分构成正向回转分量，（jN1）次谐波成分构成反向回转分量，当二者幅值相同时，合成后形成一个椭圆。8（ ）旋翼桨叶片数增加后，桨毂激振力往往增加。9（ ）旋翼

5、的静不平衡指的是由旋翼的质量不平衡引起的不平衡，旋翼的动不平衡指的是由旋翼的气动不平衡引起的不平衡，二者都会引起机身每转一次的激振力。10（ ）无铰式直升机的桨毂俯仰力矩和滚转力矩往往显著地大于铰接式旋翼。11（ ）桨叶摆式动力吸振器的特点是其固有频率与旋翼转速成反比。12（ ）一般情况下直升机的振动水平低于固定翼飞机。13（ ）两冲程活塞式发动机的由于气缸点火爆发引起的激振力，其频率为发动机曲轴转速的1/2倍、1倍、3/2倍、2倍等。14（ ）对于铰接式以及摆振柔软式旋翼系统，摆振基阶固有频率越高，防止地面共振发生所需的摆振器阻尼越小。15（ ）液压减摆器当量线性阻尼与摆振幅度之间的变化关系是先减小再增加。第三部分：论述题（共60分）1 简述直升机主要的三个动力学问题以及动力学设计的目标。（6分）2 简述桨叶挥舞、摆振和扭转固有频率的大致分布规律？（8分）3 作用在直升机机体上的周期性的激振力主要有哪些？各自的频率如何？说明旋翼传给机体的每转一次激振力产生的一般原因？（16）4 以5片桨叶旋翼直升机为例，简述旋翼桨叶的桨根力合成桨毂力的规律？（10）5 某型直升机采用四片桨叶的无铰式旋翼系统，桨叶挥舞固有频率比为：一阶1.10、二阶2.86、三阶4.90。试问：（1）该直升机可