簡述固定翼無人機升力產生的原理 漩渦怎麼產生的

時間 2021-08-30 10:29:01

1樓:墨汁諾

固定機翼產生升力依靠伯努利源理,即壓強項、速度頂和液體高度壓強項之和為一個常數。機翼形狀通常為上凸下平,這樣機翼上方流速大而壓強小,下方流速小而壓強大,壓力差就產生了升力。球類運動中的上旋和下旋球也遵從伯努利原理而產生運動軌跡上升和下沉的效果。

對旋翼無人機來說,推力可依靠傾斜旋翼而產生在傾斜方向上的推力,也可以通過控制旋翼在旋轉過程中的姿態而產生推力。對多旋翼無人機未說,推力可以由各旋翼之間的速度差而獲得。 無人機要實現可控/自主飛行,主要需要完成姿態控制、拍攝/測量、資訊儲存/傳輸、環境感知(防撞)。

目標環量分佈

近年來,無人機由於其特有的技術優勢和突出效能,成為了未來航空飛行器的重要發展方向。無人機的飛行主要劃分為起飛階段、空中巡航階段和著陸階段,其中巡航是無人機飛行的主要階段。在巡航階段,機翼阻力的大小直接決定其耗油量和續航時間。

根據breguet關係式可知,機巽升阻比的增加或阻力的減小均可增大航程,若保持航程不變,則可減輕燃料重量。無人機巡航飛行時,誘導阻力佔總阻力的40%,因此為了優化升阻比,研究如何減小誘導阻力是十分必要的。

2樓:紫薇命

無人機要飛起來,首先要產生升力。固定機翼產生升力依靠伯努利源理,即壓強項、速度頂和液體高度壓強項之和為一個常數。機翼形狀通常為上凸下平,這樣機翼上方流速大而壓強小,下方流速小而壓強大,壓力差就產生了升力。

球類運動中的上旋和下旋球也遵從伯努利原理而產生運動軌跡上升和下沉的效果。值得一提的是飛機起飛時機身仰起也可以產生升力,但同時需要發動機做功而克服阻力來實現飛行。直升飛機的螺旋槳通過排走空氣也可以產生升力。

固定翼無人機的推力可以來自於螺旋槳發動機甚至噴氣發動機。對旋翼無人機來說,推力可依靠傾斜旋翼而產生在傾斜方向上的推力,也可以通過控制旋翼在旋轉過程中的姿態而產生推力。對多旋翼無人機未說,推力可以由各旋翼之間的速度差而獲得。

無人機要實現可控/自主飛行,主要需要完成姿態控制、拍攝/測量、資訊儲存/傳輸、環境感知(防撞)。自動控制原理的一個出發點是閉環反饋控制,即在施加輸入調節後,測量控制量的變化情祝並反饋調節至輸入,直至控制量達到目標值為止。例如為無人機設定一條航跡,在飛行過程中實時測量飛行位置是否偏離航跡,並進行相應的偏航校正。

環境感知是通過使用各種感測器(光學攝像機、超聲波等)來探測識別無人機運動軌跡上的障礙物,例如建築物、橋樑等,並進行機動規避。

你知道固定翼無人機飛行是什麼原理嗎?

3樓:**

要了解固定翼無人機的飛行原理就必須先知道飛機的組成以及功用,飛機的升力是如何產生的等問題。今天,我們將這些問題分成幾個部分簡要講解。

一、飛行的主要組成部分及功用

大多數飛機都由機翼、機身、尾翼、起落裝置和動力裝置五個主要部分組成 :

2、機身:機身的主要功用是裝載乘員、旅客、**、貨物和各種裝置,將飛機的其他部件如:機翼、尾翼及發動機等連線成一個整體。

3、尾翼:尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼。水平尾翼由固定的水平安定面和可動的升降舵組成,有的高速飛機將水平安定面和升降舵合為一體成為全動平尾。

垂直尾翼包括固定的垂直安定面和可動的方向舵。尾翼的作用是操縱飛機俯仰和偏轉,保證飛機能平穩飛行。

4、起落裝置:飛機的起落架大都由減震支柱和機輪組成,作用是起飛、著陸滑跑,地面滑行和停放時支撐飛機。

5、動力裝置:動力裝置主要用來產生拉力和推力,使飛機前進。

飛機上除了這五個主要部分外,根據飛機操作和執行任務的需要,還裝有各種儀表、通訊裝置、領航裝置、安全裝置等其他裝置。

二、飛機的升力和阻力

飛機是重於空氣的飛行器,當飛機飛行在空中,就會產生作用於飛機的空氣動力,飛機就是靠空氣動力升空飛行的。在瞭解飛機升力和阻力的產生之前,我們還要認識空氣流動的特性,即空氣流動的基本規律。流動的空氣就是氣流,一種流體,這裡我們要引用兩個流體定理:

連續性定理和伯努利定理:

流體的連續性定理:當流體連續不斷而穩定地流過一個粗細不等的管道時,由於管道中任何一部分的流體都不能中斷或擠壓起來,因此在同一時間內,流進任一切面的流體的質量和從另一切面流出的流體質量是相等的。

連續性定理闡述了流體在流動中流速和管道切面之間的關係。流體在流動中,不僅流速和管道切面相互聯絡,而且流速和壓力之間也相互聯絡。伯努利定理就是要闡述流體流動在流動中流速和壓力之間的關係。

伯努利定理基本內容:流體在一個管道中流動時,流速大的地方壓力小,流速小的地方壓力大。

飛機的升力絕大部分是由機翼產生,尾翼通常產生負升力,飛機其他部分產生的升力很小,一般不考慮。從上圖我們可以看到:空氣流到機翼前緣,分成上、下兩股氣流,分別沿機翼上、下表面流過,在機翼後緣重新匯合向後流去。

機翼上表面比較凸出,流管較細,說明流速加快,壓力降低。而機翼下表面,氣流受阻擋作用,流管變粗,流速減慢,壓力增大。於是機翼上、下表面出現了壓力差,垂直於相對氣流方向的壓力差的總和就是機翼的升力。

這樣重於空氣的飛機藉助機翼上獲得的升力克服自身因地球引力形成的重力,從而能夠飛翔在藍天上了。

飛機飛行在空氣中會有各種阻力,阻力是與飛機運動方向相反的空氣動力,它阻礙飛機的前進,這裡我們也需要對它有所瞭解。按阻力產生的原因可分為摩擦阻力、壓差阻力、誘導阻力和干擾阻力。

1、摩擦阻力——空氣的物理特性之一就是粘性。當空氣流過飛機表面時,由於粘性,空氣同飛機表面發生摩擦,產生一個阻止飛機前進的力,這個力就是摩擦阻力。摩擦阻力的大小,決定於空氣的粘性,飛機的表面狀況,以及同空氣相接觸的飛機表面積。

空氣粘性越大、飛機表面越粗糙、飛機表面積越大,摩擦阻力就越大。

2、壓差阻力——人在逆風中行走,會感到阻力的作用,這就是一種壓差阻力。這種由前後壓力差形成的阻力叫壓差阻力。飛機的機身、尾翼等部件都會產生壓差阻力。

3、誘導阻力——升力產生的同時還對飛機附加了一種阻力。這種因產生升力而誘匯出來的阻力稱為誘導阻力,是飛機為產生升力而付出的一種「代價」。其產生的過程較複雜這裡就不在詳訴。

4、干擾阻力——它是飛機各部分之間因氣流相互干擾而產生的一種額外阻力。這種阻力容易產生在機身和機翼、機身和尾翼、機翼和發動機短艙、機翼和副油箱之間。

以上四種阻力是對低速飛機而言,至於高速飛機,除了也有這些阻力外,還會產生其他阻力。

三、影響升力和阻力的因素

升力和阻力是飛機在空氣之間的相對運動中(相對氣流)中產生的。影響升力和阻力的基本因素有:機翼在氣流中的相對位置(迎角)、氣流的速度和空氣密度以及飛機本身的特點(飛機表面質量、機翼形狀、機翼面積、是否使用襟翼和前緣翼縫是否張開等)。

1、迎角對升力和阻力的影響——相對氣流方向與翼弦所夾的角度叫迎角。在飛行速度等其它條件相同的情況下,得到最大升力的迎角,叫做臨界迎角。迎角增大,阻力也越大,超過臨界迎角,阻力急劇增大。

2、飛行速度和空氣密度對升力阻力的影響——飛行速度越大升力、阻力越大。升力、阻力與飛行速度的平方成正比例,空氣密度大,空氣動力大,升力和阻力自然也大。空氣密度增大為原來的兩倍,升力和阻力也增大為原來的兩倍,即升力和阻力與空氣密度成正比例。

3、機翼面積,形狀和表面質量對升力、阻力的影響——機翼面積大,升力大,阻力也大。升力和阻力都與機翼面積的大小成正比例。機翼形狀對升力、阻力有很大影響,從機翼切面形狀的相對厚度、最大厚度位置、機翼平面形狀、襟翼和前緣翼縫的位置到機翼都對升力、阻力影響較大。

還有飛機表面光滑與否對摩擦阻力也會有影響,飛機表面相對光滑,阻力相對也會較小,反之則大。

簡述固定翼無人機做右轉時機翼如何變化

固定翼無人機做右轉時,它的機翼是根據一個傾斜度來變化的,最主要的還是根據他們的一個遙控器的一個操作模式來進行飛翔的。無人機要飛起來,首先要產生升力。固定機翼產生升力依靠伯努利源理,即壓強項 速度頂和液體高度壓強項之和為一個常數。機翼形狀通常為上凸下平,固定翼無人機桌右轉時機已變化,這個可以以向心力的...

固定翼無人機又哪些基本結構,詳細點

固定翼 起落架,機翼,機身,尾翼,發動裝置。如果說固定翼無人機,那就是加多控制平臺,要控制飛機,例如飛控那些 飛翼佈局的固定翼無人機是指沒有什麼氣動結構? 情感迷茫者的解讀人 飛翼佈局無人機縱向和橫航向控制一般依靠機翼後方.的不同,無人機氣動計算原則上與有人飛行器有本質 俟陽華 飛翼佈局的固定翼無人...

無人機為什麼偏愛多旋翼

大疆公司推出四旋翼一體機 精靈phantom,引爆了消費級無人機的熱潮,圍繞著多旋翼飛行器相關創意 技術 產品 應用和投資等新聞層出不窮。目前,多旋翼已經成為微小型無人機或航模的主流。我們隨處可見多旋翼的身影。隨著大疆產品的走熱 各種相關技術的不斷進步 開源飛控社群的推動 專業人才的不斷加入,以及資...