无人机基础知识 对飞机整体的认识

1、 对飞机整体认识无人机基础知识 对飞机整体的认识第1页引言固定翼飞机原理创造乔治.克雷(George CAYLEY)于1799年提出了当代固定翼飞机原理： 1）拥有产生升力机翼； 2）拥有独立推进机构；3）拥有用于稳定性控制组合垂尾和平尾。Cayley他在丝绸圆盘上画出了原理图他使用转盘风洞2无人机基础知识 对飞机整体的认识第2页飞机创造1912月17日，莱特弟兄飞机试飞成功，由此人们认为飞机是莱特弟兄创造3无人机基础知识 对飞机整体的认识第3页飞机各个部分4无人机基础知识 对飞机整体的认识第4页Folie 5引言5无人机基础知识 对飞机整体的认识第5页航空知识介绍无人机基础知识 对飞机整体的

2、认识第6页航空&航天大气层以内航行活动大气层以外航行活动空气、重力James Webb Space TelescopeA380区分无人机基础知识 对飞机整体的认识第7页问题航空飞行器有哪些？各自飞行原理是什么？常见航空飞行器（固定翼）由哪几部分组成？各部分功效是什么？航空飞行器有哪些前沿研究？无人机基础知识 对飞机整体的认识第8页内容无人机基础知识 对飞机整体的认识第9页一、航空飞行器分类及飞行机理介绍无人机基础知识 对飞机整体的认识第10页固定翼飞行器概念： 狭义在飞行过程中升力主要由与机身固定机翼提供飞行器。 广义机翼含有将水平速度转化为竖直升力能力飞行器。F35Global HawkBo

3、eing 747无人机基础知识 对飞机整体的认识第11页旋翼类飞行器概念： 飞行过程中，飞行器所需升力由旋翼机构“旋转运动”提供。Boeing AH46单轴旋翼多轴旋翼DJ S900Boeing& Bell V22无人机基础知识 对飞机整体的认识第12页扑翼类飞行器概念： 经过机翼振动与空气产生反作用力来提供飞行所需升力和拉力飞行器。原理： 牛顿第三定律作用力与反作用力。Festo Smartbird无人机基础知识 对飞机整体的认识第13页其它飞艇Northrop GrummanLEMV 原理： 改变本身密度，实现在空气中“上、下浮动”。无人机基础知识 对飞机整体的认识第14页特点对比 固定翼

4、飞行器优点：起飞重量大、航程大、航速高。缺点：起飞条件要求高。旋翼类飞行器优点：能垂直起飞、悬停、起飞条件要求不高。缺点：航程较小、航速较慢。扑翼飞行器优点：体积小、能悬停。缺点：载重量小、航时短、航程小。其它（飞艇）优点：起飞重量大、飞行高度高、长时间滞空。缺点：体积大、操作复杂。无人机基础知识 对飞机整体的认识第15页二、普通固定翼飞行器布局及各部件功效介绍Lockheed MartinF35固定翼飞行器有哪些机构组成？怎么实现飞行？无人机基础知识 对飞机整体的认识第16页固定翼飞行器飞行力学分析空气飞行器发动机地球无人机基础知识 对飞机整体的认识第17页飞机气动布局与机翼几何参数机翼外形

5、五花八门、各种多样，有平直，有三角，有后掠，也有前掠等等。然而，不论采取什么样形状，设计者都必须使飞机含有良好气动外形，而且使结构重量尽可能轻。所谓良好气动外形，是指升力大、阻力小、稳定操纵性好。三角翼后掠翼矩形翼梯形翼椭圆翼18无人机基础知识 对飞机整体的认识第18页Folie 10按机翼和机身连接相互位置分为：按机翼弦平面有没有上反角分为：飞机气动布局与机翼几何参数19无人机基础知识 对飞机整体的认识第19页Folie 11按立尾数量分为：按机翼与平尾相对纵向位置分为：飞机气动布局与机翼几何参数20无人机基础知识 对飞机整体的认识第20页Folie 13美国战术运输机C-130上单翼、平直

6、机翼、4发翼下吊布置、正常式布局飞机气动布局与机翼几何参数21无人机基础知识 对飞机整体的认识第21页Folie 14F-22猛禽当今世界最先进第四代战斗机中单翼、双发、梯形翼、双立尾正常式飞机气动布局与机翼几何参数22无人机基础知识 对飞机整体的认识第22页Folie 15喷火战斗机英国第二次世界大战名机下单翼、椭圆形机翼、正常式布局飞机气动布局与机翼几何参数23无人机基础知识 对飞机整体的认识第23页Folie 16B-52远程战略轰炸机（同温层堡垒）上单翼、8发翼下吊、后掠翼、正常式布局飞机气动布局与机翼几何参数24无人机基础知识 对飞机整体的认识第24页Folie 17协和号超声速客机

7、（Ma=2.04）双发三角形机翼布局飞机气动布局与机翼几何参数25无人机基础知识 对飞机整体的认识第25页Folie 18A380客机远程宽身运输机下单翼、四发翼下吊、后掠翼、正常式布局飞机气动布局与机翼几何参数26无人机基础知识 对飞机整体的认识第26页Folie 19S37前掠翼战斗机（三翼面布局）飞机气动布局与机翼几何参数27无人机基础知识 对飞机整体的认识第27页战斗机：鸭翼 + 三角翼飞机气动布局与机翼几何参数28无人机基础知识 对飞机整体的认识第28页Folie 20普通而言：运输机-多数采取上单翼（便于装货）高亚音速客机-下单翼布局、后掠翼、正常式布局（升阻比大，运行经济，座舱噪

8、声低，视野宽）（在机身下半部放置货物）战斗机-多数采取中或下单翼，三角翼、大后掠翼正常或鸭式布局（速度快、阻力小、机动灵活、失速迎角大）飞机气动布局与机翼几何参数29无人机基础知识 对飞机整体的认识第29页以下是用来衡量机翼气动外形主要几何参数： 翼展：翼展是指机翼左右翼尖之间长度，普通用l=2b表示。 翼弦：翼弦是指机翼沿机身方向弦长。除了矩形机翼外，机翼不一样地方翼弦是不一样，有翼根弦长b0、翼尖弦长b1。机翼面积：是指机翼在oxz平面上投影面积，普通用S=lc表示。 几何平均弦长bpj定义为飞机气动布局与机翼几何参数30无人机基础知识 对飞机整体的认识第30页展弦比：翼展l和平均几何弦长

9、bpj比值叫做展弦比，用表示，其计算公式可表示为：展弦比也能够表示为翼展平方于机翼面积比值。展弦比越大，机翼升力系数越大，但阻力也增大。高速飞机普通采取小展弦比机翼。 根梢比：根梢比是翼根弦长b0与翼尖弦长b1比值，普通用表示，飞机气动布局与机翼几何参数31无人机基础知识 对飞机整体的认识第31页梢根比：梢根比是翼尖弦长b1与翼根弦长b0比值，普通用表示，上反角(Dihedral angle) 上反角是指机翼基准面和水平面夹角，当机翼有扭转时，则是指扭转轴和水平面夹角。当上反角为负时，就变成了下反角(Cathedral angle)。低速机翼采取一定上反角可改进横向稳定性。 飞机气动布局与机翼

10、几何参数32无人机基础知识 对飞机整体的认识第32页后掠角：后掠角是指机翼与机身轴线垂线之间夹角。后掠角又包含前缘后掠角（机翼前缘与机身轴线垂线之间夹角，普通用0表示）、后缘后掠角（机翼后缘与机身轴线垂线之间夹角，普通用1表示）及1/4弦线后掠角（机翼1 /4弦线与机身轴线垂线之间夹角，普通用0.25表示）。假如飞机机翼向前掠，则后掠角就为负值，变成了前掠角。飞机气动布局与机翼几何参数33无人机基础知识 对飞机整体的认识第33页几何扭转角：机翼上平行于对称面翼剖面弦线相对于翼根翼剖面弦线角度称为机翼几何扭转角 ；如右图所表示。 若该翼剖面局部迎角大于翼根翼剖面迎角，则扭转角为正。沿展向翼剖面局

11、部迎角从翼根到翼梢是降低扭转称为外洗，扭转角为负。反之成为内洗。 除了几何扭转角之外还有气动扭转角，指是平行于机翼对称面任一翼剖面零升力线和翼根翼剖面零升力线之间夹角。 安装角 ：机翼安装在机身上时，翼根翼剖面弦线与机身轴线之间夹角称为安装角。飞机气动布局与机翼几何参数34无人机基础知识 对飞机整体的认识第34页固定翼飞行器-尾翼平尾前后位置、数目水平尾翼水平安定面垂直尾翼竖直安定面升降舵方向舵纵向方向稳定性。横向方向稳定性。俯仰运动控制偏航运动控制正常式无尾式鸭式平尾高低位置- 上平尾 - 中平尾 - 下平尾 - “T” 平尾 - 高置平尾无人机基础知识 对飞机整体的认识第35页固定翼飞行器-起落架起落架布局前三点后三点自行车式J-10P-51Harrier Jet无人机基础知识 对飞机整体的认识第36页三、航空飞行器前沿研究介绍高超速飞行器智能飞行器微小型飞行器无人机基础知识 对飞机整体的认识第37页高超声速飞行器马赫数概念：速度与当地声速比值，是一个用于描述速度无量纲数。高超声速飞行器飞行马赫数5以上飞行器，“全球化”打击产物。NACA-X43系列设计飞行马赫数：710DARPA-X51系列设计飞行马赫数：66.5，一小时内可打击全球全部目标。无人机基础知识 对飞机整体的认识第38页智能飞行器智能飞行器空中飞行“机器人”，在没有些人为干扰情况下完成任务。智能识别自我