单选题
PD01194关于摆振运动说法正确的是()。
A
桨叶绕垂直铰的前后摆动,就称为桨叶的摆振运动。
B
桨叶上挥时,哥氏力欲使桨叶加速旋转,桨叶可绕垂直铰向后摆动一个角度。
C
当桨叶下挥时,哥氏力欲使桨叶减速旋转,桨叶可绕垂直铰向前摆动一个角度。
答案解析
正确答案:A
解析:
**解析:**
本题考查直升机旋翼系统中桨叶的摆振运动(Lead-Lag Motion)及其受力分析。
1. **分析选项 A**:
* **定义判断**:在直升机旋翼结构中,桨叶通常通过水平铰(挥舞铰)、垂直铰(摆振铰/滞后铰)和变距铰与桨毂连接。
* **运动描述**:桨叶绕**垂直铰**在旋转平面内进行的**前后摆动**,确实被称为**摆振运动**(或称滞后运动、拖曳运动)。
* **结论**:该选项对摆振运动的定义描述准确,故 **A 正确**。
2. **分析选项 B 和 C**:
* 这两个选项涉及哥氏力(Coriolis Force)对桨叶摆振的影响。我们需要根据科里奥利力的原理进行分析。
* **基本原理**:当质点在旋转参考系中沿径向运动时,会受到科里奥利力的作用。对于旋翼桨叶,当桨叶上下挥舞时,其质心到旋转中心的距离发生变化,从而产生切向的科里奥利力分量,导致桨叶在旋转平面内前后摆动。
* **具体推导**:
* **上挥时(Flapping Up)**:桨叶向上挥舞,质心向旋转中心靠近(半径 $r$ 减小)。根据角动量守恒或科里奥利力公式 $F_c = -2m(\vec{\omega} \times \vec{v})$,为了保持角动量或抵抗半径减小带来的线速度变化趋势,桨叶倾向于**加速**旋转(即向前摆动,Leading)。或者从科氏力方向看,径向向内的速度分量会产生一个与旋转方向相同的切向力,使桨叶**向前**摆动。
* **下挥时(Flapping Down)**:桨叶向下挥舞,质心远离旋转中心(半径 $r$ 增大)。桨叶倾向于**减速**旋转(即向后摆动,Lagging)。科氏力产生的切向分量与旋转方向相反,使桨叶**向后**摆动。
* **对比选项**:
* 选项 B 称“上挥时……向后摆动”,这与物理事实相反(应为向前)。
* 选项 C 称“下挥时……向前摆动”,这也与物理事实相反(应为向后)。
* **结论**:选项 B 和 C 关于哥氏力引起的摆动方向描述错误。
**综上所述:**
* 选项 A 正确定义了摆振运动。
* 选项 B 和 C 错误地描述了哥氏力作用下桨叶的摆动方向(实际上:上挥导致前摆/加速,下挥导致后摆/减速)。
因此,正确答案是 **A**。
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