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第1章 概述1

1.1直升机动力学工程设计的背景1

1.2直升机动力学的主要内容2

1.2.1旋翼、尾桨动力学2

1.2.2机体动力学3

1.2.3旋翼与机体耦合动力学3

1.2.4传动链扭振动力学3

1.2.5直升机振动控制4

1.2.6武装直升机特有的动力学问题4

1.3直升机动力学设计流程5

第2章 旋翼动力学6

2.1引言6

2.1.1旋翼的功能与结构6

2.1.2旋翼动力学设计研究范围6

2.1.3旋翼动力学设计要点7

2.2旋翼动力学设计通用要求8

2.2.1设计依据8

2.2.2设计目标8

2.2.3设计准则9

2.3各类结构形式的旋翼动力学特点9

2.3.1铰接式旋翼的动力学特性特点9

2.3.2无铰式旋翼或无轴承式旋翼的动力学特性特点11

2.3.3不同构型旋翼气弹稳定性的特点11

2.4旋翼气弹耦合动力学建模及其求解方法12

2.4.1旋翼气弹耦合动力学建模方法概述12

2.4.2旋翼气弹耦合动力学建模14

2.4.3旋翼动力学运动方程的求解18

2.5旋翼动力学设计与验证20

2.5.1旋翼动力学设计思想、设计程序20

2.5.2旋翼固有频率设计21

2.5.3旋翼气弹稳定性设计22

2.5.4旋翼减振设计22

2.5.5旋翼动力学试验23

2.5.6旋翼动力学评估与改进26

2.5.7尾桨动力学设计27

2.6设计实例——球柔性旋翼的动力学特性设计与试验评估28

2.6.1概述28

2.6.2旋翼动力学特性设计要求29

2.6.3旋翼动力学特性设计29

2.6.4旋翼塔试验与相关性分析30

2.6.5飞行试验评估和改进设计与验证32

2.6.6分析结论35

第3章 机体动力学36

3.1引言36

3.1.1机体的功能和结构37

3.1.2机体动力学主要研究对象37

3.1.3机体动力学研究方法38

3.1.4机体动力学设计要点38

3.2机体动力学设计准则39

3.2.1机体动特性设计准则39

3.2.2旋转部件每转1次振动要求39

3.2.3发动机与主减速器安装动力学设计要求40

3.2.4机载设备安装动力学设计要求40

3.2.5武器系统安装动特性要求40

3.2.6局部结构动力学设计要求40

3.3机体动力学理论与建模要求40

3.3.1基本假设40

3.3.2机体结构动力学建模通用要求41

3.3.3机体结构动力学建模准则42

3.3.4机体结构全机模型检查要求46

3.3.5试验建模基本原则47

3.4机体动力学设计与验证47

3.4.1机体动力学设计各阶段主要工作及设计流程47

3.4.2全机结构动力学建模49

3.4.3机体结构动特性和振动响应分析50

3.4.4机体动力学试验51

3.4.5机体结构动力学模型修正53

3.4.6典型直升机机体动力学问题剖析55

3.5工程设计案例62

3.5.1全机结构动力学建模62

3.5.2全机动特性分析62

3.5.3全机动响应分析63

3.5.4机体结构动力学试验64

3.5.5机体结构动力学模型修正67

3.5.6全机振动响应评估67

第4章 旋翼与机体耦合动力学69

4.1引言69

4.2地面共振和空中共振问题的物理本质70

4.3防止地面共振和空中共振的设计措施71

4.3.1防止地面共振的措施71

4.3.2防止空中共振的措施73

4.3.3发生地面共振时的现象和处置办法73

4.4设计准则73

4.4.1旋翼与机体耦合稳定性设计准则73

4.4.2旋翼与机体耦合动特性设计准则75

4.5旋翼与机体耦合动力学建模75

4.5.1机体模型75

4.5.2旋翼模型76

4.5.3气动模型83

4.5.4只考虑旋翼摆振运动的地面共振分析模型86

4.5.5旋翼与机体耦合动力学综合分析模型88

4.6旋翼与机体耦合动力学设计与验证91

4.6.1旋翼与机体耦合动力学设计与验证流程91

4.6.2地面共振和空中共振设计要求的确定94

4.6.3旋翼与机体耦合动特性设计105

4.6.4地面共振和空中共振详细分析106

4.6.5旋翼与机体耦合动特性和响应分析133

4.6.6旋翼与机体耦合稳定性验证试验与设计改进139

4.6.7旋翼与机体耦合振动飞行试验与评估143

4.7飞控系统对耦合稳定性的影响与主动控制143

4.7.1飞控系统对耦合稳定性的影响143

4.7.2旋翼与机体耦合稳定性主动控制144

第5章 传动链扭振动力学147

5.1引言147

5.2设计准则148

5.3扭振动力学建模148

5.3.1扭振特性分析模型148

5.3.2扭振稳定性分析模型150

5.4扭振动力学设计与验证151

5.4.1扭振动力学设计与验证流程151

5.4.2扭振设计与分析152

5.4.3扭振稳定性设计与分析155

5.4.4扭振动力学试验157

5.4.5扭振动力学设计改进158

5.5工程设计实例159

5.5.1扭振分析实例159

5.5.2扭振稳定性分析实例161

第6章 直升机振动控制163

6.1引言163

6.2直升机振动及其测量评价164

6.2.1直升机的振动特征164

6.2.2直升机的振动测量167

6.2.3直升机振动测量的基本方法168

6.2.4直升机振动测量的数据处理169

6.2.5直升机振动水平的评价169

6.3直升机振动控制的基本策略172

6.4直升机振动被动控制技术174

6.4.1动力吸振技术174

6.4.2振动隔离技术179

6.5直升机振动主动控制技术186

6.5.1直升机振动主动控制技术的技术分类及概况186

6.5.2直升机振动主动控制技术的基本原理189

6.5.3直升机振动主动控制技术的算法简述191

6.6直升机型号振动控制设计流程196

6.6.1设计目标197

6.6.2设计策划197

6.6.3工程详细设计198

6.6.4飞行试验验证198

6.7直升机振动主动控制设计思路及案例199

6.7.1作动器199

6.7.2加速度传感器201

6.7.3控制器201

6.7.4旋翼转速同步202

6.7.5应用案例202

第7章 武装直升机特有的动力学问题204

7.1引言204

7.2武器安装的动力学设计205

7.3武器发射对直升机的影响207

7.4瞄准具及其安装209

7.4.1瞄准具对载机振动环境的适应性209

7.4.2瞄准具与航炮的相容性211

7.4.3桅杆式瞄准具213

7.4.4悬臂式外部装备214

7.5动态参数测试和分析217

7.5.1概述217

7.5.2试验设计218

7.5.3外场测试中干扰的排除219

7.5.4采样率和分析截止频率的确定220

7.5.5载荷识别223

参考文献225

后记227