旋翼飞行器结构动力学与气动弹性力学（第2版）_理查德.L.比拉瓦_9787516501023

《AIAA航空航天技术丛书:旋翼飞行器结构动力学与气动弹性力学(第2版)》较系统地阐述了旋翼飞行器的结构动力学与气动弹性力学的基本知识，共计18章和5个附录。其主要内容包括：旋翼飞行器结构动力学的基硇分析方法，旋转梁理论，陀螺力学，传动系统动力学，机体振动，振动控制方法及振动试验，稳定性分析方法，旋翼及旋翼—支持系统的机械与气动机械不稳定性，非定常空气动力学与旋翼颤振，非线性系统分析，旋翼气弹稳定性的模型试验，以及复合材料桨叶的剖面特性等。

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11.2.5考虑桨叶挥舞弹性的稳定性特征
前面的旋翼—短舱回转不稳定性公式主要考虑刚性旋翼的情况。这种情况相当于螺旋桨飞机的“刚性”螺旋桨，对于这种较简单系统的不稳定性问题，通常只涉及到一个“后退型”或者“反向”的回转运动。然而，我们在研究刚性桨叶旋翼情况的参数影响时发现（用试验的方法），对于有挥舞弹性的旋翼，或者带有挥舞铰的情况，可能发生“前进型”或者“向前的”极限环回转不稳定性。而且发现，只有当旋翼挥舞频率比（ωβ／Ω）不是远超过1（≈1.06）并且处于低桨盘载荷的时候，“前进型”回转模态才可能出现。当频率比超过上述值时，不稳定特征又会变回更为常见的“后退型”回转形式。
早期对不稳定性问题的研究主要集中于（刚性）螺旋桨上。因此，出于对由直升机技术进化而来的倾转旋翼机构型发展的需要，在某种程度上促进了对“前进型”回转问题的深入研究。倾转旋翼机构型一般由旋翼连接着发动机短舱并安装在机翼的外端；发动机短舱有转动的能力，使旋翼既能像直升机旋翼一样（旋翼轴处于垂直位置），也能像螺旋桨一样（旋翼轴处于水平方向）工作。这样的设计很可能会遇到“前进型”回转的不稳定性问题（或者其他新型的不稳定性问题），因此，必须予以重点研究和深入理解。Young和Lytwyn从理论上成功地预测了在试验中观测到的挥舞柔软旋翼的稳定性特征。其方程直接使用了拉格朗日原理，其中采用了标准的准定常升力和阻力气动载荷（不可压）描述。读者可以从文献中查到不稳定性运动方程的详细描述，或者也可以使用附录D中地面和空中共振的一般运动方程作为这个问题的近似公式。Young和Lytwyn在研究中的关键发现，已经总结在图11—7和图11—8中。
图11—7说明当桨叶挥舞频率比大于1.1时，随着挥舞弹性的增加，需要提高短舱的刚度以增加“后退型”回转不稳定模态的稳定性。图11—8则表明当挥舞频率比小于或等于大约1.07时，存在“前进型”的不稳定回转模态，该图也指出当频率比在这个范围时，推进旋翼（prop rotor，即螺旋桨模式）可能会同时出现“前进型”和“后退型”的不稳定回转模态。
对于实际的倾转旋翼类飞行器，必须进行比Young和Lytwyn或者附录D的修正模型更为复杂的分析，不仅需要考虑非定常气动力（被忽略的）对稳定边界的重要影响，还要考虑具体的耦合细节（螺旋桨—旋翼构型所特有的），这些因素可能极大地影响甚至改变已有的不稳定状态（参考Wernicke和Gaffey的文献）。

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