《无人机飞行原理》课件-项目三、无人机飞行原理

《无人机驾驶基础》工程测量技术专业项目三无人机飞行原理无人机驾驶基础无人机系统组成双像无人机飞行原理01OPTIONOPTION项目三无人机飞行原理无人机操纵和维护双像无人机管理与申报03OPTION04OPTION022020-2021年度工程测量技术专业项目三无人机飞行原理项目三无人机飞行原理无人机驾驶基础2.1

空气动力学基础2.2飞机的稳定性与操纵2.3气象项目三无人机飞行原理项目三无人机飞行原理无人机驾驶基础项目三无人机飞行原理大气环境2.1

空气动力学基础飞行环境空间环境是航空器唯一飞行环境，飞行原理是借助空气产生的升力来平衡地球引力，借助发动机推力平衡空气阻力。是航天器主要飞行环境，飞行原理是借助惯性离心力平衡地球引力，前行阻力极小，借助惯性向前运动。无人机驾驶基础项目三无人机飞行原理无人机驾驶基础项目三无人机飞行原理2.1.1大气分层无人机驾驶基础项目三无人机飞行原理对流层是紧贴地面的一层，受地面影像最大。地面附近的空气受热上升，位于上面的冷空气下沉，这样就发生了对流运动。对流层特点：气温随高度增加而逐渐降低，空气上下对流激烈，有云、雨、雾、雪等天气现象。2.1.1大气分层无人机驾驶基础项目三无人机飞行原理2.1.2标准大气海平面的高度为零，在海平面上大气的标准状态为：气温T=15℃压强P=1个标准大气压无人机驾驶基础项目三无人机飞行原理2.1.3低速流动气体基本规律——连续性定理和伯努利方程连续性定理：当流体低速、稳定、连续不断地流动时，在流管中的任意一部分流体都不能中断或积聚，因此在同一时间内，流进流管任何一个截面的流体质量和从该流管另一个截面流出的流体质量应当相等。如果在流动过程中,流体密度不变，单位时间内流过任何截面的流体质量都是相等的，故ρvS=常数。ρ1v1S1=ρ2v2S2无人机驾驶基础项目三无人机飞行原理2.1.3低速流动气体基本规律——连续性定理和伯努利方程伯努利定理是能量守恒定律在空气动力学中的具体应用。连续性定理和伯努利定理说明了流管截面积S、气体速度V和压力P这三者之间的关系：同连续性定理一样，伯努利定理的应用也是有条件的，它只适应于低速，即认为密度不变，不适应于高速。低速定常流动的流体:

流过的截面积大的地方，速度小，压强大；流过的截面积小的地方，流速大，压强小。这一结论是解释机翼上空气动力产生的根据。P表示压力，密度ρ是常数，压力和速度为变量：高速低压或低速高压。无人机驾驶基础项目三无人机飞行原理2.1.3高速流动气体特性因为空气流过飞机的速度发生了变化，引起作用于飞机的空气密度和压力发生变化，才使得空气动力发生变化。影响飞机升力的因素：机翼的面积、相对速度、空气密度、机翼剖面形状和迎角飞机的稳定性是飞机设计中衡量飞机品质的一个重要参数，如果飞机收到扰动后，在驾驶员不进行任何操纵的情况下能够回到受扰动前的原始状态，则称飞机是稳定的，反之飞机是不稳定的。无人机驾驶基础项目三无人机飞行原理2.2飞机的稳定性与操纵飞机的稳定包括纵向稳定、航向稳定和横向稳定。飞机产生俯仰、偏航和滚转运动，绕横轴OZ的运动为俯仰运动，绕立轴OY的运动为偏航运动，绕纵轴OX的运动为滚转运动，横轴立轴纵轴无人机驾驶基础项目三无人机飞行原理2.2.1飞机的纵向稳定性飞机主要靠水平尾翼和机翼来保证飞机的纵向稳定性，而飞机的重心位置对飞机的纵向稳定性有很大影响。当飞机的迎角发生变化时，在机翼和尾翼上都会产生一定的附加升力，这个附加升力的合力作用点称为飞机的焦点。飞机的纵向稳定性主要取决于飞机重心的位置，只有当飞机的重心位于焦点前面时，飞机才是纵向稳定的；如果飞机的重心位于焦点之后，飞机则是纵向不稳定的。重心前移可以增加飞机和纵向静稳定性。无人机驾驶基础项目三无人机飞行原理2.2.2飞机的航向稳定性飞机主要靠垂直尾翼的作用来保证航向稳定性。航向稳定力矩是在侧滑中产生的。飞机的侧滑是一种既向前又向侧方的运动。飞机发生偏航后，气流和垂直尾翼之间有个夹角，使垂直尾翼上产生附加侧向力，相对于重心形成方向稳定力矩。无人机驾驶基础项目三无人机飞行原理2.2.3飞机的横向稳定性飞机自动恢复原来横侧向平衡状态的滚转力矩，主要是由机翼上反角、机翼后掠角和垂直尾翼的作用产生的。在飞机平飞过程中，当一阵风吹高层次飞机的左翼上，使飞机的左翼抬起，右翼下沉，飞机受扰动而产生向右的倾斜，使飞机沿着合力的方向沿右下方产生侧滑。此时，空气从右前方吹来，因上反角的作用，右翼有效迎角增大升力也增大；左翼则相反，有效迎角和升力都减小。左右机翼升力之差形成的滚转力矩，力图减小或消除倾斜，进而消除侧滑，使飞机具有自动恢复横向平衡状态的趋势。无人机驾驶基础项目三无人机飞行原理2.2.4飞机的操纵性飞机的操纵性是指驾驶员通过飞机的操纵机构改变飞机飞行状态。飞机的操纵主要通过升降舵、方向舵和副翼来实现。通过推拉驾驶