程序员经验分享-hwhale

螺旋桨转矩

2023-05-16

在螺旋桨气动力分析时，首先应用翼型理论进行螺旋桨叶素分析。利用翼型升阻特性数据，回避了有限机翼的展弦比问题，诱导流动由涡流模型确定，取决于桨叶数目、间距以及作用于每片桨叶上的气动力，因此也考虑了桨间干涉问题。涡流理论不考虑气流通过螺旋桨桨叶的径向流动，诱导流动认为是由桨叶尾涡系产生的通过桨盘的平均速度场。在螺旋桨桨叶后任意一点处，诱导流动具有周期性，通过每片桨叶是变化的。精确计算这种周期流动是困难和复杂的，Glauert用平均流动代替了实际流动，这个简化相当于假定螺旋桨具有无限数目的桨叶，通过每个环面上的转矩和拉力是不变的。如果用V a表示桨盘处的诱导轴向速度，V t 表示桨盘处环向诱导速度，由动量定理可知，桨盘处诱导速度是滑流速度的一半 [2]   。
如下图所示，在径向r处，取一微段长度dr，相应叶素弦长b。在飞行中，叶素的运动轨迹是螺旋线，其中前飞速度为V 0，在桨盘面内的切向速度为2πn sr，气流相对于叶素的几何合成速度为
气流相对于叶素的迎角为
α = θ — β —ρ 0
由动量定理可得
dT= 2πrdr( Vo + V a)ρ( Vo +2V a一 Vo) =4πrdρ ( Vo +V a) V a
令轴向诱导速度系数为a=V a/Vo，则有
dT = 2πrdr( Vo +V a) ρV a= 4 π r dr ρ Vo^2 (1+a) a
环向诱导速度导致螺旋桨角动量的变化，从而产生了螺旋桨的转矩 [2]   。
直升机飞行主要靠旋翼产生的拉力。当旋翼由发动机通过旋 转轴带动旋转时， 旋翼给空气以作用力矩(或称扭矩)，空气 必然在同一时间以大小相等、方向相反的反作用 力矩作用于旋翼(或称反扭矩)，从而再通过旋 翼将这一反作用力矩传递到直升机 机体上。如果不采取措施予以平衡，那么这个反作用力矩就会 使直升机逆旋翼转动方向旋转。如右图所示。
旋翼之所以会出不同的布局型式，主要是因平衡旋翼轴带动旋翼转动工作时，空气作用其上的反作用力矩所采取的方式不同而形成的。
为了平衡这个来自空气的反作用力矩，有两种常见的办法，组合 形成了现代多种旋翼布局型式，见下图。
1．单旋翼带尾桨布局。空气对旋翼形成的反作用力矩，由尾桨产生的拉力(或推力) 相对于直升机机体重心形成的偏转力矩予以平衡如上图的a。这种方式目前应用较广 泛，虽然层桨工作需要消耗一部分功率，但构造上比较简单。
2．双旋翼式布局。由于在直升机上装有两副旋翼，可以是共轴式双旋翼，也可以是纵 列式双旋翼或者横列式双旋冀(含交叉双旋翼)，通过传动装置使两副旋翼彼此向相反方向 转动，那么，空气对其中一副旋冀的反作用力矩，正好为另一副旋翼的反作用力矩所平衡， 见图2．1—20中的b、 c、 d、 e。
你这个问题提得很好，很多“专业航空人士”都提不出来。 螺旋桨实际上就是一个旋转的机翼，你所担心的螺旋桨的旋转力矩会使飞机本身发生滚转的现象，在实际中是没有的。这是因为螺旋桨是在空气中工作阻力很小，且本身的质量又很小，旋转中产生的主要是拉力，其产生的反向力矩是很小的。 飞机螺旋桨旋转对飞机产生的影响主要在以下方面。 为了研究问题的方便，我们首先来确定飞机螺旋桨旋转的方向问题。几乎所有飞机的螺旋桨在座舱里看，都是按顺时针方向旋转的(当然反转对飞行也没有问题，这大概是约定俗成的)，我们下面也按这个约定俗成的旋转方向来研究这个问题。 对于单发飞机来说，一般人会认为如果让飞机沿直线飞行，就得让发动机(也就是螺旋桨)的轴线与飞机的机身轴线平行，殊不知这样的飞机恐怕连飞都 飞不起来，即便能飞起来也会很快坠地。 如果你能将一个顺时针旋转(向右)的螺旋桨控制住，那么飞机肯定就会按逆时针(向左)方向旋转。也就是说向右旋转的螺旋桨给了飞机一个向左偏的力矩， 搜索为了克服这个力矩单发的飞机会在安装发动机的时候有意让发动机轴线向右偏斜一点，这就是所谓的右拉线。 在实际应用中除了右拉线外，高速旋转的螺旋桨相当于一个陀螺，在陀螺进动的效应下，会给飞机一个抬头力矩，因此发动机还必须有一个下拉线。 早期的飞机曾经有过三发的，但中央发动机的右拉线受左右两侧发动机的影响很难调整好。 现代 螺旋桨飞机的发动机都是按偶数对称排列的，而且两侧发动机螺旋桨的旋转方向是相反的，这样就不需要右拉线了。 一百多年前莱特兄弟进行的人类第一次有动力的载人飞行，使用的是一台发动机却通过传动装置用了两个螺旋桨，其道理是很深刻的。

先简单的介绍一下给题主一个比较直观的感受。类比一下，你用同样的力在两个不同的物体上作用，质量重的那个物体速度变化慢。同样你用相同的力矩（注意让物体平动的叫做力，让物体转动的叫做力矩）作用在一个物体上想让他转动，不同的物体角速度变化的快慢也是不一样的，影响角速度变化快慢的这个因素就是转动惯量。

按照生活经验来看形状大小体积相同的两个物体，在相同的力矩作用相同的时间后质量重的那个物体角速度改变的较慢。所以可能有一种转动惯量就跟质量差不多这种感觉，实际上形状体积大小完全相同的两个物体也有可能有不同的转动惯量的，关键就在于质量分布的均匀程度是否相同。

举个例子：
<img data-rawwidth="1707" data-rawheight="1280" src="https://pic3.zhimg.com/cc19bb87012001eb37beb1e026f26fe6_b.jpg" class="origin_image zh-lightbox-thumb" width="1707" data-original="https://pic3.zhimg.com/cc19bb87012001eb37beb1e026f26fe6_r.jpg">

假设有这样两个物体，质量大小体积完全相同，阴影部分密度比空白部分大。但是你把他们放在坡度相同的坡面上会发现他们滚动的速度变化不一样，右边那个角速度变化更快，这是为什么呢？答案就是因为它的质量集中在转动轴，所以右边那个转动惯量小角速度变化自然就大咯。为什么右边那个转动惯量就小呢？这个我就要来看转动惯量的计算公式了。

<img data-rawwidth="1707" data-rawheight="1280" src="https://pic2.zhimg.com/32e0dcbf2ce98d7b6469d0f0fcb5a155_b.jpg" class="origin_image zh-lightbox-thumb" width="1707" data-original="https://pic2.zhimg.com/32e0dcbf2ce98d7b6469d0f0fcb5a155_r.jpg">

如图，J就代表转动惯量，m（i）代表该物体内一个极小的单位（质元）的质量，r（i）代表该质元与转轴距离。也就是说，把这个物体分成很多微小的等份，每一等份的质量乘以距离平方的和就是转动惯量，这样就能解释为什么上图右边那个转动惯量小了，右图的质量分布更集中于转轴，虽然m（i）相同，但是r（i）更小，所以乘积的大小更小，所以转动惯量也更小。

以上就是我个人对于转动惯量的理解，如果有不对的地方欢迎指正。
作者：麦子
链接：https://www.zhihu.com/question/24218339/answer/105752172
来源：知乎
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。

先说转动惯量的由来，先从动能说起大家都知道动能E=(1/2)mv^2，

动能的实际物理意义是：物体相对某个系统（选定一个参考系）运动的实际能量，（P势能实际意义则是物体相对某个系统运动的可能转化为运动的实际能量的大小）。

E=(1/2)mv^2 （v^2为v的2次方）
把v=wr代入上式 (w是角速度,r是半径，在这里对任何物体来说是把物体微分化分为无数个质点，质点与运动整体的重心的距离为r,而再把不同质点积分化得到实际等效的r)
得到E=(1/2)m(wr)^2
由于某一个对象物体在运动当中的本身属性m和r都是不变的，所以把关于m、r的变量用一个变量K代替,
K=mr^2
得到E=(1/2)Kw^2
K就是转动惯量，分析实际情况中的作用相当于牛顿运动平动分析中的质量的作用，都是一般不轻易变的量。

这样分析一个转动问题就可以用能量的角度分析了，而不必拘泥于只从纯运动角度分析转动问题。

为什么变换一下公式就可以从能量角度分析转动问题呢？
1、E=(1/2)Kw^2本身代表研究对象的运动能量
2、之所以用E=(1/2)mv^2不好分析转动物体的问题，是因为其中不包含转动物体的任何转动信息。
3、E=(1/2)mv^2除了不包含转动信息，而且还不包含体现局部运动的信息，因为里面的速度v只代表那个物体的质心运动情况。
4、E=(1/2)Kw^2之所以利于分析，是因为包含了一个物体的所有转动信息，因为转动惯量K=mr^2本身就是一种积分得到的数，更细一些讲就是
综合了转动物体的转动不变的信息的等效结果K=∑ mr^2
所以，就是因为发现了转动惯量，从能量的角度分析转动问题，就有了价值。

转自百度知道
其实这个问题在几乎任何一本理论力学教材中都可以找到相当严谨的答案，如果通俗的解释的话，我直接搬运我在另一个问题（ 求解空间薄板的转动惯量？ - Giaro 的回答）中的答案：
首先澄清一个概念，刚体转动惯量在一般意义上并不是相对于某一个转动轴的，而且不是一个标量。它是相对于空间中某一点而言的，而且是一个二阶张量，选定某一套基矢，例如在某笛卡尔坐标中，可以写成：
J_i = I_{ij} \omega_j, \quad (i,j=x, y, z)
I_{ij}的物理意义是 该刚体在沿着该i轴的定轴转动产生的角动量在j轴上的投影
直观一些可以写成矩阵形式：
\left(\begin{array}{c}J_x \\J_y \\J_z \end{array} \right)=\left(\begin{array}{ccc}I_{xx} & I_{xy} & \I_{xz} \\I_{yx} & I_{yy} & \I_{yz} \\I_{zx} & I_{zy} & I_{zz}\end{array} \right)\left(\begin{array}{c}\omega_x \\\omega_y \\\omega_z \end{array} \right),\quad\bf{J} = \bf{I} \bf{\omega}
另可以证明，转动惯量张量是一个二阶对称张量，即 I_{ij} = I_{ji}。分量的计算公式为：
I_{xx} = \sum^n_{k = 1} m_k \left(y^2_k + z^2_k\right),
I_{yy} = \sum^n_{k = 1} m_k \left(x^2_k + z^2_k\right),
I_{zz} = \sum^n_{k = 1} m_k \left(x^2_k +y^2_k\right),
I_{xy} = I_{yx} = \sum^n_{k = 1} m_kx_ky_k,
I_{xz} = I_{zx} = \sum^n_{k = 1} m_kx_kz_k,
I_{yz} = I_{zy} = \sum^n_{k = 1} m_ky_kz_k,
（注：连续介质将求和化为积分）
我们所说的相对于某一个转动轴的转动惯量标量的意义是： 该刚体在沿着该转动轴的定轴转动产生的角动量在该转动轴上的投影。假设在笛卡尔坐标系中该对称轴是 z轴，那么相对于该转动轴的转动惯量标量为转动惯量张量中的 I_{zz}分量。


作者：Giaro
链接：https://www.zhihu.com/question/24218339/answer/128527592
来源：知乎
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。
本文内容由网友自发贡献，版权归原作者所有，本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容，请联系:hwhale#tublm.com(使用前将#替换为@)

螺旋桨转矩

螺旋桨转矩 的相关文章

  • 给定一个整数数组和一个整数target，计算该数组中子数组和等于target的子数组个数

    暴力解法 xff1a span class token keyword int span span class token function subarraySum span span class token punctuation spa

  • linux中终端命令行“删除在光标之前的所有字符“快捷键

    可以使用快捷键 34 Ctrl 43 U 34 xff0c 该快捷键能够删除在光标之前的所有字符 xff0c 包括命令行参数 如果您想要还原这些被删除的字符 xff0c 可以使用快捷键 34 Ctrl 43 Y 34

  • 开发机Python HTTP服务器

    目录下执行下载py文件 xff0c wget http 10 138 59 50 8080 HttpServer py 执行 xff0c nohup python2 HttpServer py 8081 amp 浏览器打开 ip 8081

  • C/C++封装socket通信类

    C C 43 43 封装socket通信类 一 读取 写入数据1 recvn函数2 sendn函数3 TcpRecv函数4 TcpSend函数 二 C的封装方法1 客户端2 服务端 三 C 43 43 的封装方法1 客户端2 服务端 不管是

  • Invalid prop: custom validator check failed for prop “value“

    问题描述 看见这种大片的爆红 xff0c 就两个字 xff1a 头疼 xff01 xff01 xff01 虽然这样的爆红不影响程序运行 xff0c 但是作为一个合格的程序猿 xff0c 我们怎么可以允许这个问题出现呢 x1f60e 问题排查

  • 如何计算UDP/TCP检验和checksum

    一 下面的图是一个UDP的检验和所需要用到的所有信息 xff0c 包括三个部分 xff1a 1 UDP伪首部 2 UDP首部 3 UDP的数据部分 xff08 切记不要遗漏该部分 xff0c 否则就 吐血了 xff09 首先解释下伪首部的概

  • 日常生活小技巧 -- UART (串口)回环测试

    转自https blog csdn net qq 29350001 article details 77335721 新买的USB转串口线 需要测试一下是否是OK的 该如何测试 xff1f 其实很简单 xff0c 就是讲 Tx 和 Rx 短

  • C/C++:头文件与cpp文件的声明/定义

    一 头文件 1 一般来说 xff0c 头文件仅仅用于声明 xff0c 相应的定义要放在对应的cpp文件中 声明的内容一般可以是 xff1a 1 类定义体 xff1b 2 类中的成员方法 xff1b 3 类外的函数 xff1b 4 类外的变量

  • 树莓派简易人脸追踪云台

    前言 xff1a 这篇文章属于此系列 xff1a 一个用树莓派做的会聊天 xff0c 能人脸识别 xff08 支持云台追踪 xff09 和发送邮件的小玩具 https blog csdn net yonglisikao article de

  • Android JNI调用概要

    一 Java调C 编写Native方法 使用javah命令生成 h头文件 复制 h头文件到CPP工程中 复制jni md h和jni h到CPP工程中 实现 h头文件中生成的 生成dll文件 C的函数名称 xff1a Java 包名 方法名

  • curl的请求头与响应头获取

    1 从CURL中获取响应头 oCurl 61 curl init 设置请求头 有时候需要 有时候不用 看请求网址是否有对应的要求 header 61 34 Content type application x www form urlenc

  • C++头文件包含顺序问题

    C 43 43 中类的声明和类的定义分开几乎成了一个不成文的规定 这样做的好处是使得类的声明和实现分开 xff0c 清晰明了 xff0c 同时便于库函数发布 但是在实际编程中由此也常常引起了一些由于头文件的包含顺序问题而产生的符号未定义的编

  • 详解printf重定向到文件中，打印日志的实现

    printf是将信息打印到终端 xff0c 但是有时当我们需要打印的信息比较多时 xff0c 终端无法将所有信息都能够保留在屏幕上 xff0c 这样我们就不能在终端获取我们想要的信息了 xff0c 重定向很好的帮我们解决了这个问题 xff0

  • 计划

    文档计划 读书的时候 2010年左右 由于和导师做了一些涉及单片机的项目 xff0c 狠狠熟悉了一把C语言 xff0c 所以试图写一个实时内核 xff0c 但是由于涉及大量的硬件知识 xff0c 底层汇编和任务栈之类的东西 xff0c 而这

  • CMOS内核--序言

    CMOS内核 序言 本文介绍一些CMOS中需要用的基础知识 由于在单片机系统中不会有MMU所以单片机系统中的每个任务就是一个线程 xff0c 共用系统的地址空间 xff0c 为了精确性 xff0c 后文中措辞中使用线程替换任务 xff0c

  • 欧拉角和旋转矩阵之间的转换

    一 什么是欧拉角 在3D 空间中 xff0c 表示物体的旋转可以由三个欧拉角来表示 xff1a pitch围绕X轴旋转 xff0c 叫俯仰角 yaw围绕Y轴旋转 xff0c 叫偏航角 roll围绕Z轴旋转 xff0c 叫翻滚角 这三个角的顺

  • C++编译之(1)-g++单/多文件/库的编译及C标准的发展历程

    g 43 43 编译入门 本文为您介绍g 43 43 的编译用法 xff1b 通过从最简单的单文件编译 xff0c 到多文件编译 xff0c 再到动态库 静态库的编译及使用 xff1b 例子都经过实际编译并运行 xff0c 可谓全网最良心之

  • STM32F103-寄存器开发-2

    上一篇博客中我已经配置好了对应的时钟 xff0c 接下来就是对GPIOC口进行操作了 为此我们需要配置端口配置寄存器 xff0c 但是在用户手册中查阅 xff0c 可以发现有两个寄存器 xff0c CRL和CRH xff0c 我们应该使用哪

  • 25.UART串口发送过程与配置

    UART串口收发过程与配置 参考资料 STM32Fx中文参考手册 第26章 xff1a 通用同步异步收发器章节 开发板配套教程 STM32Fx开发指南 串口实验章节 笔记基于正点原子官方视频 视频连接https www bilibili c

随机推荐

  • ｃ语言HTTP服务器,超级简易版。

    算是对linux多线程的复习把 xff0c 尝试这用socket写了一个简单的HTTP服务器 xff0c 当访问它的时候它会给你发送一个HTML文件 xff0c 这个HTML文件需要自己写 代码 span class hljs prepro

  • linux POST请求

    linux POST请求 curl https baidu com X POST H key1 value1 H key2 value2 d name test age 23 i 说明 xff1a H header 后接key value对

  • CPPREST处理跨域问题

    本例使用的代码框架非常简单 按照下面这个路径搭建即可 https blog csdn net youyicc article details 108261287 问题由来 网页端需要动态检测C 服务器这边服务是否正常运行 所以采用的方式是h

  • 内存存取区——堆和栈

    一 预备知识 程序的内存分配 一个由c C 43 43 编译的程序占用的内存分为以下几个部分 1 栈区 xff08 stack xff09 由编译器自动分配释放 xff0c 存放函数的参数值 xff0c 局部变量的值等 其操作方式类似于数据

  • ROS中RVIZ坐标系及TF坐标系转换

    RVIZ坐标系 X轴 红色 Y轴 绿色 Z轴 蓝色 YAW 偏航角 绕Z轴旋转 PITCH 俯仰角 绕Y轴旋转 ROLL 滚转角 绕X轴旋转 符合右手坐标系原则 利用TF进行坐标系转换 采用以下指令进行转换 xff0c 其中frame id

  • 【C语言】长度为0的数组

    最近在看代码的时候发现一个好玩的事情 xff0c 长度为0的数组 xff0c 在此记录一下 在网上看到的这个说是只有GNU C才支持的特性 xff0c 因此考虑跨平台或者可移植特点需要慎用 话不多说 xff0c 上案例才有感觉 span c

  • jetson xavier nx使用usb线刷机后开机黑屏闪屏

    情况一 比较常见 xff09 由于刷机是的flash接口是调在右边的 xff0c 如下图所示 解决方法 xff1a 故在刷机成功后 xff0c 连接显示屏后要将flash接口调到 左侧 情况二 在对jetson xavier nxs进行刷机

  • python牛客网输入输出处理

    python 笔试输入 sys stdin readline和input 非常有用 xff01 xff01 xff09 https www jianshu com p 6f14ca3290ee input vs sys stdin read

  • Demo-简单使用libcurl静态库访问网址

    在开始前请先准备好下面的文件 xff1a 1 调试版的libcurl静态库libcurld lib xff0c 可以在网上下载或自己编译 xff1b 2 头文件 xff0c curl h curlver h easy h mprintf h

  • QQ 浏览器（iOS版）崩溃信息研究

    今天碰巧下载了QQ浏览器iOS版本 xff0c 居然一启动就挂了 后来从手机里面把崩溃信息导出来 xff0c 仔细研究下 xff0c 把研究的结果放到网上 xff0c 与大家分享下 先把我导出的崩溃信息放出来 Incident Identi

  • EXCEL利用VBA自由控制图表绘图区大小

    用好VBA的话确实可以给你再办公室的工作效率带来质的提升 如果有人跟你说你可以用Python什么的语言处理Excel balabala的 xff0c 你可以无视他了 当然python可以处理很多事情 xff0c 但是EXCEL自带的作图工具

  • 提升CUDA程序运行效率的几个关键点

    目录 1 明确计算机中GPU卡片的计算资源 xff0c 决定变量的性质 xff08 constant xff0c share还是global xff09 以及Grid xff0c Block的维度 xff0c 充分并合理利用GPU显卡的资源

  • CUDA程序编写具体参数设置

    介绍了GPU的结构以及资源的控制要素 xff08 GPU硬件结构和程序具体参数设置 yu132563的专栏 CSDN博客 xff09 以及编程过程中的一些需要注意的问题 xff08 CUDA程序性能调优 yu132563的专栏 CSDN博客

  • CUDA Stream流并发性

    目录 1 CUDA 中的异步命令 2 默认流 3 Multistream多流示例 异构计算是指高效地使用系统中的所有处理器 xff0c 包括 CPU 和 GPU 为此 xff0c 应用程序必须在多个处理器上并发执行函数 CUDA 应用程序通

  • Madagascar环境下编程

    引用 原创 Madagascar环境下编程 2013 07 17 04 50 34 转载 标签 xff1a 教育 分类 xff1a madagascar 本文转载自seismig 原创 Madagascar环境下编程 Madagascar是

  • mySQL（关系型数据库管理系统）编辑

    收藏 2906 1034 mySQL xff08 关系型数据库管理系统 xff09 编辑 MySQL 1 是一个 关系型数据库管理系统 xff0c 由瑞典 MySQL AB公司开发 xff0c 目前属于 Oracle公司 MySQL是最流行

  • CPU的核心数、线程数的关系和区别

    我们在选购电脑的时候 xff0c CPU是一个需要考虑到核心因素 xff0c 因为它决定了电脑的性能等级 CPU从早期的单核 xff0c 发展到现在的双核 xff0c 多核 CPU除了核心数之外 xff0c 还有线程数之说 xff0c 下面

  • STM32单片机，下载器下载完程序能正常跑起来，断电再上电程序不运行

    晶振坏了 转载于 https www cnblogs com god of death p 7050281 html

  • CUDA性能优化----warp深度解析

    CUDA性能优化 warp深度解析 2017 01 12 16 41 07 分类 xff1a HPC amp CUDA优化 标签 xff1a gpu cuda hpc 举报 字号 订阅 下载LOFTER 我的照片书 1 引言 CUDA性能优

  • 螺旋桨转矩

    xfeff xfeff 在螺旋桨气动力分析时 xff0c 首先应用翼型理论进行螺旋桨叶素分析 利用翼型升阻特性数据 xff0c 回避了有限机翼的展弦比问题 xff0c 诱导流动由涡流模型确定 xff0c 取决于桨叶数目 间距以及作用于每片桨

热门标签