第一章 绪言 1
1.1直升机 1
1.1.1直升机的旋翼 2
1.1.2直升机型式 4
1.1.3直升机的运行 4
1.2历史 5
1.2.1直升机的发展 5
1.2.2参考文献 10
1.3符号 10
1.3.1因次 10
1.3.2桨叶的物理描述 10
1.3.3桨叶空气动力学 11
1.3.4桨叶运动 11
1.3.5旋翼迎角和速度 12
1.3.6旋翼力和功率 12
1.3.7旋翼桨盘平面 13
1.3.8NACA的符号 13
第二章 垂直飞行Ⅰ 14
2.1动量理论 14
2.1.1作用盘 14
2.1.2悬停状态的动量理论 15
2.1.3爬升状态的动量理论 16
2.1.4悬停功率损耗 17
2.2悬停气动效率（品质因素） 17
2.3扩展的动量理论 18
2.3.1悬停或爬升状态的旋翼 19
2.3.2尾迹里的旋流 21
2.3.3由于型阻扭矩的旋流 23
2.4叶素理论 24
2.4.1叶素理论发展的历史 24
2.4.2用于垂直飞行的叶素理论 25
2.4.2.1旋翼拉力 27
2.4.2.2诱导速度 27
2.4.2.3功率和扭矩 28
2.5叶素和动量的结合理论 29
2.6悬停性能 30
2.6.1桨尖损失 30
2.6.2 由于非均匀入流和桨尖损失引起的诱导功率 32
2.6.3桨根切除区 32
2.6.4桨叶平均升力系数 33
2.6.5等效实度 33
2.6.6理想旋翼 34
2.6.7最优悬停的旋翼 35
2.6.8扭转和尖削的影响 36
2.6.9悬停极曲线例子 36
2.6.10桨盘载荷、展向载荷及环量 38
2.7涡流理论 38
2.7.1旋翼及其尾迹的涡流图象 39
2.7.2作用盘的涡流理论 40
2.7.3有限片桨叶 42
2.7.3.1最优旋翼的尾迹结构 43
2.7.3.2Prandtl的桨尖载荷解 44
2.7.3.3Goldstein的螺旋桨分析 46
2.7.3.4在低入流旋翼上的应用 46
2.7.4非均匀入流（数值法的涡流理论） 47
2.7.5参考文献 48
2.8参考文献 48
第三章 垂直飞行Ⅱ 50
3.1垂直飞行状态的诱导功率 50
3.1.1垂直飞行的动量理论 51
3.1.2轴向飞行状态旋翼的气流情况 53
3.1.2.1正常工作状态 53
3.1.2.2涡环状态 53
3.1.2.3紊流状态 54
3.1.2.4风车制动状态 54
3.1.3诱导速度曲线 55
3.1.3.1悬停性能 56
3.1.3.2自转 56
3.1.3.3涡环状态 57
3.1.4参考文献 57
3.2垂直下降状态的自转 58
3.3垂直爬升飞行 61
3.4垂直阻力 62
3.5悬停状态双旋翼间的干扰 64
3.6地面效应 66
第四章 前飞Ⅰ 68
4.1前飞状态的动量理论 68
4.1.1旋翼诱导功率 68
4.1.2前飞状态下的爬升、下降和自转 71
4.1.3桨尖损失系数 72
4.2前飞状态的涡流理论 73
4.2.1经典涡流理论的结果 73
4.2.2前飞状态诱导速度的变化 75
4.2.3参考文献 76
4.3前飞状态双旋翼间的干扰 77
4.4前飞状态的地面效应 80
第五章 前飞Ⅱ 81
5.1前飞状态的直升机旋翼 81
5.2前飞空气动力学 91
5.3旋翼气动力 93
5.4前飞状态的功率 98
5.5旋翼挥舞运动 102
5.6前飞状态性能和挥舞的算例 107
5.7对假设的评述 110
5.8桨尖损失和桨根切除 111
5.9桨叶的重力力矩 111
5.10线性入流变化 112
5.11高阶谐波挥舞运动 114
5.12型阻功率和径向流动 116
5.13具有铰链弹簧的挥舞运动 121
5.14挥舞铰偏置 125
5.15无铰旋翼 129
5.16万向接头式和跷板式旋翼 130
5.17变距-挥舞耦合 132
5.18直升机的力、力矩和功率平衡 135
5.19摆振运动 139
5.20反向流动 142
5.21压缩性 146
5.22尾旋翼 147
5.23数值解 148
5.24参考文献 148
第六章 性能 157
6.1悬停性能 157
6.1.1悬停和垂直飞行的需用功率 157
6.1.2爬升和下降 158
6.1.3可用功率 158
6.2前飞性能 159
6.2.1前飞时的需用功率 159
6.2.2前飞时的爬升与下降 161
6.2.3D/L的公式 161
6.2.4旋翼的升力和阻力 162
6.2.5P/T的公式 163
6.3直升机性能参数 164
6.3.1悬停性能 164
6.3.2悬停时的最小功率负荷 164
6.3.3平飞时的需用功率 166
6.3.4爬升与下降 167
6.3.5最大速度 168
6.3.6最大飞行高度 168
6.3.7航程与续航时间 169
6.4其它的性能问题 170
6.4.1旋翼机功率的确定 170
6.4.2旋翼轴角度的确定（有尾桨时） 171
6.5性能计算的改进 172
6.6参考文献 172
第七章 设计 178
7.1旋翼的类型 178
7.2直升机类型 179
7.3初步设计 181
7.4直升机的速度限制 182
7.5发动机停车后的自转着陆 184
7.6直升机阻力 187
7.7 旋翼桨叶翼型选择 188
7.8旋翼桨叶的翼型阻力 191
7.9参考文献 193
第八章 旋翼系统的数学问题 196
8.1傅里叶级数 196
8.2谐波量的求和 197
8.3谐波分析 199
8.4傅里叶坐标转换 200
8.4.1自由度的变换 200
8.4.2运动方程的变换 203
8.5旋翼运动的特征与特征矢量 207
8.6线性、周期系统的分析 209
8.6.1线性常系数方程 211
8.6.2线性周期系数方程 213
第九章 旋翼动力学Ⅰ 219
9.1斯图姆-柳维叶（Sturm-Liouville）理论 219
9.2挥舞平面的运动 221
9.2.1刚体挥舞 221
9.2.2挥舞平面内的弯曲 222
9.2.3不转坐标系 226
9.2.4弯距 227
9.3旋转平面内的运动 228
9.3.1刚体挥舞与刚体摆振 228
9.3.2旋转平面内的弯曲 230
9.3.3旋转平面与挥舞平面弯曲 232
9.4扭转运动 234
9.4.1刚体变距-挥舞 234
9.4.2结构上的变距-挥舞和变距-摆振耦合 237
9.4.3扭转与挥舞平面弯曲 240
9.4.4非旋转坐标系 246
9.5桨毂反力 246
9.5.1旋转载荷 247
9.5.2不转载荷 251
9.6旋翼轴运动 255
9.7挥舞-摆振-扭转耦合运动 260
9.8旋翼桨叶弯曲模态 260
9.8.1带扭转桨叶的工程梁理论 260
9.8.2模态方程 266
9.8.3弯曲自然频率 267
9.8.4参考文献 269
9.9运动方程的推导 269
9.9.1积分形式的牛顿方法 270
9.9.2微分形式的牛顿方法 270
9.9.3正交模态方法 271
9.9.4Galerkin方法 272
9.9.5Lagrange方法 273
9.9.6Rayleigh-Ritz方法 274
9.9.7集中参数方法 275
第十章 旋翼空气动力学Ⅰ 276
10.1升力线理论 276
10.2二元非定常机翼理论 277
10.3近段脱落尾涡 285
10.4自由流随时间而变的非定常翼型理论 289
10.5旋翼非定常空气动力学的二元模型 293
10.6旋翼非定常空气动力学的近似解 301
10.6.1升力线近似方法 301
10.6.2二元连续尾涡近似方法 302
10.6.3旋翼的作用盘模型 302
10.6.4旋翼非定常空气动力的扰动入流模型 306
10.7旋翼的非定常机翼理论 310
10.8涡诱导的速度 315
10.8.1无限长直线涡 315
10.8.2有限长涡线 318
10.8.3长方形涡面 319
第十一章 旋翼空气动力学Ⅱ 322
11.1剖面空气动力学 322
11.2挥舞运动 326
11.3挥舞与摆振运动 330
11.4非旋转坐标系 333
11.5桨毂反力 340
11.5.1旋转坐标系 340
11.5.2非旋转坐标系 344
11.6旋翼轴运动 347
11.7小结 352
11.8变距与挥舞运动 356
第十二章 旋翼动力学Ⅱ 360
12.1挥舞动力学 360
12.1.1旋转坐标系 360
12.1.1.1悬停时的特征根 361
12.1.1.2前飞状态的特征根 362
12.1.1.3悬停传递函数 365
12.1.2非旋转坐标系 366
12.1.2.1悬停特征根与模态 367
12.1.2.2悬停传递函数 368
12.1.3低频响应 372
12.1.4桨毂反力 376
12.1.5两片桨叶的旋翼 379
12.1.6参考文献 381
12.2颤振 383
12.2.1变距-挥舞方程 383
12.2.2发散不稳定性 385
12.2.3颤振不稳定性 385
12.2.4影响变距-挥舞稳定性的其它因素 388
12.2.4.1脱落涡的影响 388
12.2.4.2尾涡激励颤振 389
12.2.4.3前飞的影响 389
12.2.4.4桨叶的耦合 390
12.2.4.5附加自由度 390
12.2.5参考文献 391
12.3挥舞-摆振动力学 392
12.3.1挥舞-摆振方程 392
12.3.2铰接式旋翼 395
12.3.3无铰旋翼 396
12.3.4改进的分析模型 400
12.3.5参考文献 400
12.4地面共振 402
12.4.1地面共振方程 403
12.4.2无阻尼情况 406
12.4.3地面共振稳定性所需的阻尼 410
12.4.4两片桨叶的旋翼 412
12.4.5参考文献 417
12.5振动与载荷 418
12.5.1振动 418
12.5.2载荷 421
12.5.3振动与载荷计算 426
12.5.4桨叶频率 426
12.5.5参考文献 426
第十三章 旋翼空气动力学Ⅲ 429
13.1旋翼尾涡 429
13.2不均匀入流 430
13.3尾涡几何形态 442
13.4涡诱导的载荷 448
13.5涡与尾涡 450
13.6升力面理论 450
13.7附面层 451
第十四章 直升机气动弹性力学 453
14.1气动弹性分析 453
14.2运动方程的积分 455
14.3参考文献 459
第十五章 稳定性与操纵性 461
15.1操纵 461
15.2稳定性 464
15.3悬停时的飞行品质 465
15.3.1运动方程 465
15.3.2垂直动力特性 468
15.3.3偏航动力特性 470
15.3.4纵向动力特性 471
15.3.4.1运动方程 471
15.3.4.2极点与零点 472
15.3.4.3回路分割线 475
15.3.4.4无铰旋翼 477
15.3.4.5操纵响应 479
15.3.4.6例子 480
15.3.4.7飞行品质特性 481
15.3.5横向动力特性 482
15.3.6耦合的纵向与横向动力特性 483
15.3.7纵列式直升机 485
15.4前飞时的飞行品质 490
15.4.1运动方程 490
15.4.2纵向动力特性 493
15.4.2.1运动方程 493
15.4.2.2极点 494
15.4.2.3短周期（或短时）近似 495
15.4.2.4静稳定性 498
15.4.2.5例子 499
15.4.2.6飞行品质特性 500
15.4.3横向动力特性 501
15.4.4纵列式直升机 503
15.4.5无铰旋翼直升机 505
15.5低频旋翼响应 505
15.6增稳问题 506
15.7飞行品质规范 511
15.8参考文献 514
第十六章 失速 518
16.1旋翼失速特性 518
16.2NACA的失速研究 522
16.3动态失速 525
16.4参考文献 531
第十七章 噪声 534
17.1直升机旋翼噪声 534
17.2涡流噪声 537
17.3旋转噪声 542
17.3.1旋翼压力分布 542
17.3.2定常载荷的悬停旋翼 544
17.3.3垂直飞行和定常载荷 549
17.3.4带非定常载荷的定常运转旋翼 550
17.3.5前飞和定常载荷 551
17.3.6前飞和非定常载荷 553
17.3.7厚度噪声 556
17.3.8旋转系统分析法 558
17.3.9Doppler频移 564
17.4桨叶拍击 564
17.5旋翼噪声的降低 566
17.6参考文献 567
引用文献 569