固定翼飞行原理硬件介绍以及制作指导

固定翼篇目录：一．飞翔原理二．硬件介绍三．制作指导一．飞翔原理飞机飞翔时遇到的作使劲飞机在飞翔时会遇到4个基本的作使劲：升力（lift）、重力（weight）、推力（thrust）与阻力（drag）。1.1升力机翼的运动在穿越空气时，会产生一股向上作用的力量，这就是升力。机翼的行进运动，会让上下翼面所蒙受的压力产生略微的差别，这个上下差别，就是升力的根源。因为升力的存在，飞机才能够保持在空中飞翔。产生升力的主要原由：（有翼型固定翼）伯努利定律是空气动力最重要的公式，简单的说流体的速度越大，静压力越小，速度越小，静压力越大，这里说的流体一般是指空气或水，在这里自然是指空气，想法使机翼上部空气流速较快，静压力则较小，机翼下部空气流速较慢，静压力较大，两边相互较力，于是机翼就被往上推去，而后飞机就飞起来，从前的理论以为两个相邻的空气质点同时由机翼的前端今后走，一个流经机翼的上缘，另一个流经机翼的下缘，两个质点应在机翼的后端相会集，经过认真的计算后觉察如依上述理论，上缘的流速不够大，机翼应当没法产生那么大的升力，此刻经风洞实验已证明，两个相邻空气的质点流经机翼上缘的质点会比流经机翼的下缘质点先抵达后缘。（平板固定翼）攻角（迎角）:当飞机的机翼为对称形状，气流沿着机翼对称轴流动时，因为机翼两个表面的形状相同，因此气流速度相同，所产生的压力也相同，此机遇翼不产生升力。可是当对称机翼以必定的倾斜角（称为攻角或迎角）在空气中运动时，就会出现与非对称机翼近似的流动现象，使得上下表面的压力不一致，进而也会产生升力。1.2重力重力是向下的作使劲。因为飞翔员能够决定飞机的载重要小，所以某种程度上，你能够说这是人为能够控制的力量。除了燃料跟着旅途慢慢耗费之外，飞机的实质重量在航程中不大简单改动。在等速飞翔中（飞机的速度与方向保持必定不变），升力与重力保持着某种均衡。1.3推力和阻力引擎驱动螺旋桨后，所产生的行进力量就是推力。大部分状况下，引擎越大（表示马力越足），所产生的推力就会越大，飞机行进的速度也就越快（直到某个极限为止）。只需任何交通工具运动行进，永久都会碰到一个空气动力学上的阻碍：阻力。阻力会让飞机产生一股向后的拉力，道理很简单，当你的运动穿过大气层的分子时，这些分子就会产生撞击推挤，阻力就是这么来的。这能够简称为“风阻”。推力为飞机加快，可是机身遇到的阻力才是决定真实飞翔速度的重点。当飞机的速度增添，相对地，阻力也会增加。飞机的速度每提升一倍，实质大将会产生四倍的阻力；最后，向后作用的阻力与引擎产生的推力相等，飞机就会所以保持必定的速度飞翔。2．航模常用术语1、翼展——机翼（尾翼）左右翼尖间的直线距离。（穿过机身部分也计算在内）。2、机身全长——模型飞机最前端到最尾端的直线距离。3、重心——模型飞机各部分重力的协力作用点称为重心。4、尾心臂——由重心到水平尾翼前缘四分之一弦优点的距离。5、翼型——机翼或尾翼的横剖面形状。6、前缘——翼型的最前端。7、后缘——翼型的最后端。8、翼弦——前后缘之间的连线。（前后弦的距离称为弦长，假如机翼平面形状不是长方形，一般在参数计算时采纳制造商指定地点的弦长或均匀弦长）9、展弦比——翼展与均匀翼弦长度的比值。展弦比大说明机翼狭长。10、迎角——机翼的行进方向（相当与气流的方向）和翼弦（与机身轴线不同）的夹角叫迎角，也称为攻角，它是确立机翼在气流中姿态的基准。翼载荷——指整机载荷（质量）跟翼面面积的比值。推重比——指飞灵活力系统产生的推力跟整机重量的比值。机翼详尽介绍1.翼型介绍常有翼型全对称翼：上下弧线均凸且对称。半对称翼：上下弧线均凸但不对称。.克拉克Y翼：下弧线为向来线，其实应叫平凸翼，有好多其余平凸翼型,不过克拉克Y翼最闻名，故把这种翼型都叫克拉克Y翼，但要注意克拉克Y翼也有好几种。.S型翼：中弧线是一个平躺的S型，这种翼型因攻角改变时，压力中心较不改动，常用于无尾翼机。5.内凹翼：下弧线在翼弦在线，升力系数大，常有于初期飞机及牵引滑翔机，全部的鸟类除蜂鸟外都是这种翼型。飞翔控制、八、■前言：图1－3显示穿过机身的三道想像轴线。籍着你的控制，飞机能够环绕一道、或多道的轴线旋转运动。1.垂直轴：飞机由上往下经过机身重心，有一道垂直轴(verticalaxis)，正好穿过座舱与机腹的地点。飞机环绕这道轴线偏航( yaw)。2.纵轴(longitudinalaxis)也称“长轴”，从机头穿透机身的中心，从机尾拉出来。当飞机进行滚转(roll)或许侧倾(bank)动作时，会沿着这道轴线旋起色身。3.侧轴：从一边的机翼尾端，穿过机翼、机身，再从另一边机翼延长到尾端拉出来的轴线，就成为侧轴(lateralaxis)。环绕着侧轴，飞机能够进行俯仰(pitch)动作。正文：4.1.1副翼副翼(aileron)是位于机翼后缘的可挪动的控制片。它们的功用，是让飞机跟着你所希望的方向进行侧倾与滚转动作。当你往右打副翼时，两片副翼就会在同一时间内，以相互相反的方向偏摆。左翼的副翼放下，左翼所承受的升力就会提升；右翼的副翼升起，右翼的升力便会降低。升力的差别，将会让飞机向右边倾。副翼让某一侧的机翼所蒙受的升力提升，同时减少另一侧机翼的升力。两翼升力的差别能够让飞机侧倾。4.1.2转弯的原理图2－1中的飞机A代表在平直飞翔状态的飞机。以上清楚的图解告诉我们，升力沿着垂直方向（向上拉拽飞机），可让飞机保持凌空状态。自然，假如升力能够向上拉拽，同时它也能够向左或右产生小规模的分力。这些分力发挥作用时，飞机就会转弯。图2－1中的飞机B显示出飞机侧倾时的升力总和。部分升力将飞机向上拉拽（升力的垂直部分），部分升力则将飞机朝转弯的方向拉拽（升力的水均分力）。这些箭头分别代表构成整体升力的每道分力。也就是说，带动飞机转弯的是升力中的水均分力。所以，侧倾角度愈大，升力的水均分力愈大，转弯的速度也会愈快。总结：怎样转弯？答案：用副翼来转弯4.1.3赔偿重力的影响在飞机转弯时，总和升力会被折散成分力，这表示本来承托飞机重量的垂直升力减少了（请回头参阅图2-1中的飞机B）。这时飞机遇朝当时作用力最大的方向挪动，也就是向下的重力。我们能够随时在进入转弯动作时，略微提升我们的升力来抵消重力的影响，即你能够往下拉起落舵，以加大机翼（主翼）的攻角，因此小幅度提升机翼的升力。但是。攻角加大，相对的阻力也会跟从提升，飞机的速度将所以降低。进行小坡度转弯时（30度左右或一下），你其实不需要担忧这种减速现象。可是在进行大坡度转弯时（45度或以上），可能就需要额外的动力来防止空速过分降低，即你需要加大油门量。4.2.1方向舵方向舵（rudder）是位于飞机后端的可动垂直控制面。他的功能是保持机头对向飞机要转弯的方向，而不是让飞机转弯！记着飞机是借着侧倾动作来转弯的。方向舵就是负责调校全部会让飞机偏离转弯方向的力量。4.2.2有关观点：反向偏航反向偏航是飞机之所以需要装备方向舵的原由。飞机向右边倾斜时，左副翼在放下的状态，会使左翼上涨。放下的副翼提升了左翼的升力，却也同时稍稍提升了阻力。飞机右转弯时，左翼上的副翼会放下来，提升该翼升力，所以左机翼会抬升；可是，相对提升的阻力，也会将左翼稍稍今后方拉拽。这会让飞机在向右边倾的同时，机头被朝着反方向（左边）拉拽（偏航）。反向偏航这个名词，就是这么来的。假如你的飞机向右边倾，你必定会让机头也对着右边方向飞翔，这就是方向舵派得上用处的地方。请记着，飞机在进入与结束侧倾滚转的时候，都会遇到反向偏航的影响，此时，需要施加在方向舵的力量也愈大。一旦你在转弯时稳固住飞机，常常方向舵就能恢复对中，而机头也朝着预约的方向行进。图一：出现反向偏航现象，这时需要往右打方向舵来让机头转向箭头方向。图二：机头恰好调整到箭头方向，飞机按预约路线飞翔。图三：方向舵打过度了，这时需要往左打方向舵，让机头转回箭头方向。4.3.1起落舵起落舵(elevator)是位于飞机后端的可挪动水平控制面。它的作用是让飞机调整俯仰角度。控制起落舵与副翼，在航空动力学原理上是同一回事。将驾驶盘今后拉(如上图所示)，就能够让起落舵控制面向上挪动，机尾下方压力减低。于是机尾下降，机头则以仰角抬升。如上图：将遥控器起落舵往前推，起落舵控制面向下挪动，这样一来，机尾上方的压力会下降，机尾所以开始上涨，机身会沿着侧轴向机头方向垂倾，造成机头下降。简单的说，要想抬升机头，就将遥控器起落舵今后拉；要想降下机头，将遥控器起落舵往前推就行了。4.3.2腾飞腾飞时，你的目标是将飞机加快到足够的速度，以抬高机头成为爬升姿态。此时，飞机便会往上飞。4.3.3爬升与下降有关飞翔最大的一个错误观点之一，就是以为飞机是以多出来的升力进行爬升动作。飞机爬升所依靠的是多出来的推力，而非升力。就像汽车，汽以相同功率爬坡，坡度越大，速度越慢。飞机也相同，抬高机头，空速就会减缓；降低机头，速度就会回增。机头的俯仰，换句话说，就是你所选择的飞机姿态或爬升坡度，将决定空速表接下来的状态。（失速：失速实质上并不是指飞机速度不足，而是指流经翼面的气流因为逆压梯度与粘性作用发生疏别，造成上翼面分别处压力上涨，因此以致升力忽然下降。保持飞机飞翔所需要的最低速度，就叫做飞机的“失速速度”（stallspeed）。若是飞机的失速速度为时速60英里，那么再以略微大一点的坡度爬升时，那么空速便会降到少于60英里，此时气流对机翼的附着能力降低，机翼的升力便会忽然骤降，承托飞机重量的升力就会不够。这种情况就称为“失速”（stall）。假如这发生在真的飞机上，那么飞机就见面对坠机的危险。你还需要认识一点，拥有充分动力的飞机（如发射战斗机），才能以陡峭的角度爬升；动力有限的飞机，一定采纳较缓的角度来爬升。 ）4.3.4着陆着陆诀要一一把绝大部分工作交给飞机。只需飞机稳固并保持合适的空速，你除了保持机翼水平以及调整油门改变下滑道外，就几乎不需要其余操作了。飞机只需对正跑道，基本上就会自己着陆了。 （航模飞机着陆大体做法：在离跑到合适远处减少油门，让飞机处于一个较低的速度，合适推点起落舵（机头稍稍向下，也得看状况），此时飞机高度便会慢慢降低，当飞机降到一个较安全的高度的时候关掉油门，拉起落舵，让机头稍稍往上，因为此时主翼攻角变大，升力会增添一点，着陆便会比较轻柔，特别是脚架是前三角布局的飞机，一定先此后轮先着地，前轮再慢慢着地。 ）拓展：襟翼你能否想过大型客机在腾飞和着陆前为什么要从机翼伸出些铝片呢？高速飞机需要又薄又小的机翼，这样才能达到令人惊诧的速度，以知足此刻渴求高速的空中旅客。可问题是又薄又小的机翼失速速度很高。假如喷气式客机不可以经过增大机翼面积和曲度来创建一个暂时的、低速性能佳的机翼的话，大部分喷气式客机就不得不以200英里/小时的速度下降和腾飞，进而保证足够的安全裕度防备失速。设计机翼时工程师经过安装襟翼就能够达到预期目的。收放襟翼能够改变机翼的升力和阻力特征。放低襟翼，也同时延长、放低了机翼后缘，如下图。有两个原由使机翼的升力增添了。第一，降低的后缘增大了翼弦和相对风的夹角。增大的迎角产生了更大的升力。此外，降低的襟翼会增添机翼的部分曲度，惹起机翼上表面的空速增添。在给定空速下，因为迎角和曲度的增大，襟翼会供给更多的升力。那么为什么要在小飞机上安装襟翼呢？第一它们能够产生必要的升力以保持低速飞翔。着陆时，你的目标就是以相当低的速度进近、接地。你自然不想以巡航速度接地，那会把你的机轮变为三缕青烟的。襟翼能够使你在保证失速安全裕度的前提下以较低的速度进近、着陆。以较低的速度接地意味着使飞机停下只需较短的跑道。（可是襟翼一方面为飞机带来升力，一方面也会带来阻力。襟翼全放，飞机的速度会全面降低。）二．硬件介绍遥控器常有的遥控器品牌：Futaba、天地飞、华科尔等。常有术语——通道，通道是指飞机控制的功能，通道数是指能控制飞机功能的个数。遥控器分美国手和日本手，分别指左手油门、右手油门。接收机接收机一般与遥控器配套，实质上只需编码方式相同就能够与遥控器对频，这里不作解说。电机电机分为无刷电机和有刷电机，此刻航模主流是无刷电机，无刷电机拥有重量轻、功率高、耐用等特色。无刷电机常用术语一一KV值，KV值用于权衡电机转速对电压增添的敏感度，比如KV2000的意思是：电压每增添1伏，电机每分钟转速就提升2000转。新达西或朗宇电机常会有类似2205220822122217这些参数，这是描绘电机大小的参数，前两位代表电机直径，后两位代表电机长度（比如：22代表直径，05代表长度）电机越大，拉力越大，电机也越重。（有刷电机不作介绍）电子调速器（电调）电调也分为无刷电调解有刷电调，要依据电机的峰值功率或最高放电电流来选电调，电调要求的最大电流（功率）要比电机的峰值电流（功率）要大，要否则会烧电调。舵机航模舵机是控制航模各个操控翼面的电子件。电池锂电池是航模常用的电池（镍氢电池不作介绍），锂电池常用参数符号单位有：S、C、mA。S即代表锂电池片，一个锂电池片均匀电压为3.7V（实质电压为2.75~4.2V），1S指一块锂电池片构成的锂电池，2S指2块锂电池片构成的锂电池（7.4V）。mA是电池的容量单位，比如2200mA。C称为电池的放电倍率，1C是指电池用1C的放电率放电能够连续工作1小时。例：2200mah容量的电池连续工作1小时，那么均匀电流是2200ma,即2.2A。一般电池都有表示C数，用C数乘以电池容量即电池的最大放电电流，最大放电电流原则上要比电机的峰值电流大，这样电池的供电会比较轻松。单片锂电池的储藏电压为3.75V-3.95V。使用锂电池尽量不要过放，单节电池保持3.7V。电子报警器电子报警器是用来测电池电压的，当电池电压过低时会发出蜂鸣声。配件：1.螺旋桨参数举例：1060浆，10代表长的直径是10寸，60表示浆角（螺距）.前两位数表示直径，后两位表示螺距。一般翼展与桨比大体要达到10CM：1英寸以上，比值过小会推理不够，比值过大会增添飞机横向转动的趋向（反扭）。香蕉接头（公母）、T头（公母）、浆保护器、子弹头、舵杆、舵角、起落架、轮子。工具：电烙铁、热熔胶枪（胶条）、扩孔器、KT板、宽透明胶、纤维胶带（选用）。三•制作指导固定翼飞机参数设定.确立翼型。练习机一般采纳经典的平凸翼型克拉克Y型翼，这种翼型的特色是升力大，特别是低速飞翔时。阻力中等，不太合适倒飞。练习机一般采纳矩形翼，矩形翼构造简单，制作简单，可是重量较大，合适于低速飞翔。（其余机型采纳翼型不作介绍）.确立机翼的面积。模型飞机能不可以飞起来，好不好飞，腾飞下降速度快不快，翼载荷特别重要。一般讲，滑翔机的翼载荷在35克/平方分米以下，一般固定翼飞机的翼载荷为35-100克/平方分米，像真机的翼载荷在100克/平方分米，甚至更多。一般固定翼飞机的展弦比应在 5-6之间。3．确立副翼的面积。机翼的尺寸确立后，就该算出副翼的面积了。副翼面积应占机翼面积的20%左右。4．确立机翼安装角（攻角）。以飞机拉力轴线为基准,机翼的翼弦线与拉力轴线的夹角就是机翼安装角。机翼安装角应在正0-3度之间。机翼设计安装角的目的，是为了为使飞机在低速下有较高的升力。5．确立机翼上反角（翼端的上翘角）。机翼的上反角，是为了保证飞机横向的稳固性。有上反角的飞机，当机翼副翼不起作用时还可以用方向舵转弯。上反角越大，飞机的横向稳固性就越好，反之就越差。（因为上反角比较难做，我一般不做上反角，有兴趣的能够自己做）6．确立重心地点。重心确实定特别重要，重心太靠前，飞机就头沉，起飞下降仰头困难。同时，飞翔中因需大批的起落舵来配平，也耗费了大批动力。重心太靠后的话，俯仰太敏捷，不易操作，甚至造成俯仰过分。一般飞机的重心在机翼前缘后的25~30%均匀气动弦优点。特技机27~40%。7．确立机身长度。翼展和机身的比率一般是70--80%。8．确立机头的长度。机头的长度（指机翼前缘到螺旋浆后平面的之间的距离）,等于或小于翼展的15%。9．确立垂直尾翼的面积。垂直尾翼是用来保证飞机的纵向稳固性的。垂直尾翼面积越大，纵向稳固性越好。自然，垂直尾翼面积的大小，还要以飞机的速度而定。速度大的飞机，垂直尾翼面积越大，反之就小。垂直尾翼面积约占机翼的10%。10．确立方向舵的面积。方向舵面积约为垂直尾翼面积的25%。．确立水平尾翼的翼型和面积。水平尾翼只好采纳双凸对称翼型和平板翼型，不可以采纳有升力平凸翼型（解说）。水平尾翼的面积应为机翼面积的20-25%。水平尾翼的宽度约等于机翼弦长的70%。．确立起落舵面积。起落舵的面积约为水平尾翼积的20-25%。．确立水平尾翼的安装地点。从机翼前缘到水平尾翼之间的距离（就是尾力臂的长度）,大概等于翼弦长的3倍。此距离短时,操控时反响敏捷，可是俯仰不精准。此距离长时,操控反响稍慢，但俯仰较精准。．确立发动机。一般