任务1.4-认知固定翼无人机平台

项目1·认知无人机结构组成任务1.4认知固定翼无人机平台展翅翱翔——固定翼无人机构型全览课程导入依靠机翼相对气流生成升力，依赖前进速度完成起降，具备高速远航的飞行优势。固定翼与多旋翼无人机升力原理对比01民航客机和战斗机为什么都长着固定的翅膀？升力来源：固定翼靠机翼与空气的相对运动产生升力（伯努利效应+反作用力），发动机只提供前飞推力，不靠旋翼持续耗电悬停。02固定翼无人机和多旋翼无人机最大的区别是什么？最大区别：固定翼必须保持前进速度才能获得升力，因此通常需滑跑/弹射起飞、滑跑/伞降回收；多旋翼靠旋翼垂直升力可悬停、可垂直起降。课程目录本任务知识模块展翅翱翔——固定翼无人机构型全览固定翼无人机概述固定翼无人机靠机翼产生升力，续航强，多系统协同工作01固定翼无人机的机体结构固定翼无人机由机身、机翼、尾翼、起落架构成，各司其职保障飞行02固定翼无人机的几何尺寸参数介绍固定翼无人机机身、机翼、尾翼各类几何尺寸及气动参数0301固定翼无人机概述固定翼无人机靠机翼产生升力，续航强，多系统协同工作二、系统组成机体结构：模块化设计，便于携带与快速组装。航电系统：含飞控计算机、传感器、任务载荷等，是飞行控制核心。动力系统：由电池、电机、螺旋桨构成，提供飞行动力。起降系统：含弹射装置、降落伞，辅助完成起飞与着陆。地面控制站：含计算机、操控设备，用于航线规划与飞行监控。一、核心特征定义：机翼固定，依靠气流流过机翼产生升力。起降方式：需滑跑/弹射起飞，滑跑/伞降着陆，对场地有一定要求。核心优势：续航时间长、飞行效率高、载荷能力强。第一部分·固定翼无人机概述固定翼无人机概述天鹰无人机翼龙-102固定翼无人机的机体结构固定翼无人机由机身、机翼、尾翼、起落架构成，各司其职保障飞行基本原理固定翼无人机依靠动力系统提供推力，机翼与气流作用产生升力，实现大气层内飞行。机体主要由机身、机翼、尾翼、起落架四大部分组成。第二部分·固定翼无人机的机体结构固定翼无人机的机体结构一、机身整机的安装基体，连接机翼、尾翼、起落架；内部用于装载设备、燃料等载荷。固定翼无人机的机体结构二、机翼（核心升力部件）机翼是产生升力的关键，升力大于重力无人机方可升空；军用机型机翼可设置外挂点挂载武器。第二部分·固定翼无人机的机体结构1—前缘缝翼；2—副翼；3—扰流板；4—襟翼（一）机翼部位：前缘、后缘、翼尖（翼梢小翼）、翼根；翼型为机翼剖面，是产生升力的根本。（二）操纵舵面与增升装置副翼：机翼外侧后缘舵面，差动偏转产生滚转力矩，控制无人机滚转。前缘缝翼：前缘增升装置，起降/低速打开，高速巡航收起，延缓气流分离，提升升力。襟翼：机翼内侧后缘活动面，用于增大升力。固定翼无人机的机体结构垂直尾翼和水平尾翼第二部分·固定翼无人机的机体结构固定翼无人机的机体结构三、尾翼尾翼用于无人机的配平、飞行稳定与姿态操控，分为垂直尾翼和水平尾翼。垂直尾翼垂直布置于机身后部，提供方向稳定性；面积越大，方向稳定效果越强。包含固定垂直安定面、后部方向舵。方向舵：可动舵面，控制无人机航向偏转。水平尾翼水平布置于机身后部，提供俯仰稳定性；面积越大，俯仰稳定效果越强。包含固定水平安定面、后部升降舵。升降舵：可动舵面，控制无人机俯仰运动；部分机型采用全动平尾替代升降舵。第二部分·固定翼无人机的机体结构前三点式起落架后三点式起落架四、起落架起落架用于支撑无人机停放、滑行、起飞与着陆滑跑，安装在机身或机翼的坚固位置。基本组成与环境适配构型组成：支柱、缓冲器、刹车装置、机轮、收放机构陆上机型：减震支柱+机轮水上机型：配备浮筒装置雪地机型：采用滑橇式结构按布局形式划分前三点式：主起落架后置，转向轮前置；方向稳定性好；结构复杂、重量大。后三点式：主起落架前置，转向轮后置；结构简单、重量轻；方向稳定性较差。按安装方式划分固定式：结构简单、重量轻、成本低，多数固定翼无人机采用。收放式：起降时放出，飞行时收纳进机体，减小飞行空气阻力，多用于少数机型。固定翼无人机的机体结构03固定翼无人机的几何尺寸参数介绍固定翼无人机机身、机翼、尾翼各类几何尺寸及气动参数二、机翼参数机翼是固定翼无人机的核心气动部件,其几何参数直接影响升力特性。第三部分·固定翼无人机的几何尺寸参数固定翼无人机的几何尺寸参数翼展是左右机翼翼尖之间的距离,

它是衡量固定翼无人机大小的重要数据,

因为无人机几何尺寸通常与翼展呈现一定的比例,

所以通过翼展数据可以粗略估算固定翼无人机的其他尺寸数据。翼弦是机翼剖面前缘与后缘的连线。翼弦长度称为弦长,

对固定翼无人机的设计和测量具有实际意义。1—前缘；2—后缘；3—上弧线；4—中弧线；5—下弧线；6—翼弦；7—翼弦长度一、机身参数机长和机高是固定翼无人机重要的尺寸参数。（1）机长是指从固定翼无人机机头最前端至机尾最后端之间的距离,反映了固定翼无人机的尺寸大小。（2）机高是指固定翼无人机停放在水平地面上时,最高点至地面的垂直距离。二、机翼参数第三部分·固定翼无人机的几何尺寸参数固定翼无人机的几何尺寸参数（3）展弦比是航空动力学专有名词，即翼展长度与平均几何弦长的比值。设计时需根据任务需求选择合适的展弦比。大展弦比：机翼长而窄；小展弦比：机翼短而宽。展弦比规律与作用规律：垂直尾翼展弦比<水平尾翼展弦比<主翼展弦比。核心作用：水平尾翼展弦比相对较小，失速特性好，能在较大迎角下保持不失速，可在主翼失速时控制姿态，帮助无人机脱离失速。（4）机翼面积是机翼投影到垂直于飞行方向平面的总面积,含副翼、襟翼等活动部件。（5）最大厚度是机翼剖面上下表面之间的最大垂直距离。（6）相对厚度是最大厚度与弦长的百分比。（7）最大弯度是中弧线与弦线的最大垂直距离。1—机翼前缘；2—机翼后缘；3—后掠角；4—翼弦b₀；5—翼弦b₁；6—翼展L二、机翼参数第三部分·固定翼无人机的几何尺寸参数固定翼无人机的几何尺寸参数

（8）相对弯度弦是最大弯度与弦长的百分比。（9）几何平均长是简单的几何平均值，表示机翼总面积除以翼展得到的平均弦长。（10）平均气动弦长是航空工程中用于表征机翼气动特性的基准参数，本质为假想矩形机翼的等效弦长，其空气动力特性与原机翼一致。（11）上反角是指机翼上翘的角度。上反角的大小直接影响着固定翼无人机的横侧稳定性。正常范围内，上反角越大，固定翼无人机的横侧稳定性越好，反之则越差。要求稳定性好的固定翼无人机的上反角相对较大，操纵性好的特技航模的上反角相对较小。上反角样式比较多，有单折上反角、双折上反角、三折上反角、弧形上反角等。（12）后掠角是机翼前缘与机身横轴之间的夹角，用于衡量机翼向后倾斜的程度，后掠角对横侧稳定性有一定影响。二、机翼参数第三部分·固定翼无人机的几何尺寸参数固定翼无人机的几何尺寸参数（13）安装角是指机翼安装在机身上，翼根翼剖面弦线和机身轴线之间保持的夹角

。机翼安装角示意图三、尾翼参数（1）水平尾翼面积是水平尾翼在机身基准平面中的投影面积，直接影响固定翼无人机的俯仰稳定性。（2）垂直尾翼面积是垂直尾翼在机身纵向对称平面中的投影面积，直接影响固定翼无人机的航向稳定性。课堂总结课堂思考：结合任务1.4所学内容，思考固定翼无人机平台在你的专业领域中有哪些应用前景？固定翼无人机平台知识点总结1固定翼无人机概述固定翼无人机靠机翼气流获升力，续航载荷强，由机体、航电、动力、起降及地面站组成。2固定