无人机操控技术课件第3章飞行原理与性能第2节飞行原理

目录01空气动力学基础02飞行原理P04P24

03飞行性能P4904无人机发射回收方式P8805多旋翼基础知识P982.1

升力

机翼是产生升力的主要部件，由于固定翼的机翼是固定不动的，机翼和气流的相对运动方向呈直线型，所以飞行原理的研究模型选用的是固定翼。

2.1.1

升力的产生

固定翼飞机的机翼上表面凸起较多而下表面比较平直。再加上一定的迎角。这样，从前缘到后缘，上翼面的气流流速就比下翼面的流速快，上翼面的静压也就比下翼面的静压低，上下翼面的压力差产生向上的升力。

2.1.1

升力的产生

升力公式

其中：

影响飞机升力的因素：机翼面积、相对速度、空气密度、机翼剖面形状和迎角。2.1.1

升力的产生

机翼的效率受翼型的影响极大，在一定程度上是受翼型弯度的影响和厚度的影响。2.1.1

升力的产生

厚度弯度翼弦

2.1.1

升力的产生

翼展翼弦比后掠角展长与翼尖弦长之比。机翼1/4弦线与垂直机身中心线的直线之间的夹角。展弦比展长与平均几何弦长之比。2.1.1

升力的产生

驻点机翼上空气与前缘相遇的地方称为驻点，这点处空气相对于机翼的速度减小到零的点。对称机翼相对来流仰头旋转一个迎角，驻点稍稍向前缘的下表面移动。2.1.1

升力的产生

当飞机的迎角小于临界迎角时，升力系数随迎角的增大而增大，当迎角超过临界迎角后，迎角增大，升力系数却急剧下降，这种现象称为失速。2.1.2

失速失速指的是飞机以大于临界迎角飞行，升力急剧下降。飞机刚进入失速的速度，称为失速速度。失速速度越大，越容易失速。

原因：迎角过大超过临界迎角，造成机翼上表面附面层大部分分离。出现失速飞行员该立即推杆到底，减小迎角。2.2

阻力

飞机在飞行过程中，除了受到升力的作用，还受到阻力的作用，值得注意的是，升力的方向是垂直于机翼平面向上的，而阻力是和物体运动方向相反的，所以升力和阻力不是一对相互作用力。2.2.1

阻力公式

其中：

影响飞机阻力的因素：机翼、机身表面积、相对速度、空气密度、机翼表面光洁度等。2.2.2

阻力分类阻力零升阻力摩擦阻力压差阻力（形状阻力）干扰阻力升致阻力诱导阻力（涡阻力）按阻力产生原因，飞机低速飞行时的阻力一般分为：2.2.2

阻力分类—摩擦阻力当气流流过飞机表面时，由于空气粘性，空气微团与飞机表面发生摩擦，阻滞了气流的流动，由此而产生的阻力叫做摩擦阻力。附面层就是紧贴物体表面，流速由外部流体的自由流速逐渐降低到零的那一层薄薄的空气层，分为：层流附面层紊流附面层2.2.2

阻力分类—摩擦阻力层流附面层：气流各层不相混杂而成层流动，其摩擦阻力较小。紊流附面层：气流活动杂乱无章，并出席漩涡和横向运动，但整个附面层仍附着于翼面，其摩擦阻力较大。转捩点：层流附面层转变为紊流附面层的点。分离点：附面层开始脱离翼面的点。

气流沿机翼表面附面层类型的变化是可由层流变为紊流。转捩点的位置是将随飞行速度的增高而前移。2.2.2

阻力分类—摩擦阻力层流附面层：气流各层不相混杂而成层流动，其摩擦阻力较小。紊流附面层：气流活动杂乱无章，并出席漩涡和横向运动，但整个附面层仍附着于翼面，其摩擦阻力较大。转捩点：层流附面层转变为紊流附面层的点。分离点：附面层开始脱离翼面的点。

气流沿机翼表面附面层类型的变化是可由层流变为紊流。转捩点的位置是将随飞行速度的增高而前移。2.2.2

阻力分类—压差阻力运动物体前后的压力差所产生的阻力。高压区低压区前缘压力大后缘压力小2.2.2

阻力分类—压差阻力影响压差阻力的因素：物体的迎风面积；物体的形状；减小压差阻力的措施：尽量减小迎风面积；加整流罩2.2.2

阻力分类—干扰阻力飞机各部分之间由于气流相互干扰而产生的一种额外阻力。A点：压强大C点：压强小B点：压强大从B点到C点存在逆流，飞机前进不断有气流沿通道向后流，遇到了后面的这股逆流就形成了气流的阻塞现象，使得气流开始分离，而产生了很多旋涡。产生额外的阻力。2.2.2

阻力分类—干扰阻力减小干扰阻力的措施：减小干扰阻力，必须妥善考虑和安排各个部件的相对位置，在这些部件的连接处假装整流片或整流包皮，使得连接处圆滑过渡。2.2.2

阻力分类—诱导阻力诱导阻力是翼面所独有的一种阻力，它是伴随着升力的产生而产生的，是为了产生升力而付出的一种“代价”。当机翼产生升力时，机翼下表面的压力比上表面的大,而机翼翼展长度又是有限的，所以下翼面的高压气流会绕过两端翼尖,向上翼面的低压区流去。当气流绕过翼尖时,在翼尖部分形成旋涡,这种旋涡的不断产生而又不断地向后流去即形成了所谓翼尖涡流。翼尖涡流使流过机翼的空气产生下洗速度,而向下倾斜形成下洗流。2.2.2

阻力分类—诱导阻力2.2.2

阻力分类—诱导阻力减小干扰阻力的措施：增大展弦比安装翼梢小翼2.2.2

阻力分类—诱导阻力

由于诱导阻力的作用，当飞机飞行贴近地面时，会产生地面效应。地面效应是使飞行器诱导阻力减小，同时能获得比空中更高升阻比的流体力学效应。

诱导阻力减小原因：地面或水面阻止了翼尖涡流的下洗。升力增大原因：机翼下方空气与地面存在摩擦作用，速度减小，导致静压更高，升力增大。2.2.3

升阻比