無人機基礎(chǔ)知識 對飛機整體的認識

1、 對飛機整體認識無人機基礎(chǔ)知識 對飛機整體的認識第1頁引言固定翼飛機原理創(chuàng)造喬治.克雷(George CAYLEY)于1799年提出了當(dāng)代固定翼飛機原理： 1）擁有產(chǎn)生升力機翼； 2）擁有獨立推進機構(gòu)；3）擁有用于穩(wěn)定性控制組合垂尾和平尾。Cayley他在絲綢圓盤上畫出了原理圖他使用轉(zhuǎn)盤風(fēng)洞2無人機基礎(chǔ)知識 對飛機整體的認識第2頁飛機創(chuàng)造1912月17日，萊特弟兄飛機試飛成功，由此人們認為飛機是萊特弟兄創(chuàng)造3無人機基礎(chǔ)知識 對飛機整體的認識第3頁飛機各個部分4無人機基礎(chǔ)知識 對飛機整體的認識第4頁Folie 5引言5無人機基礎(chǔ)知識 對飛機整體的認識第5頁航空知識介紹無人機基礎(chǔ)知識 對飛機整體的

2、認識第6頁航空&航天大氣層以內(nèi)航行活動大氣層以外航行活動空氣、重力James Webb Space TelescopeA380區(qū)分無人機基礎(chǔ)知識 對飛機整體的認識第7頁問題航空飛行器有哪些？各自飛行原理是什么？常見航空飛行器（固定翼）由哪幾部分組成？各部分功效是什么？航空飛行器有哪些前沿研究？無人機基礎(chǔ)知識 對飛機整體的認識第8頁內(nèi)容無人機基礎(chǔ)知識 對飛機整體的認識第9頁一、航空飛行器分類及飛行機理介紹無人機基礎(chǔ)知識 對飛機整體的認識第10頁固定翼飛行器概念： 狹義在飛行過程中升力主要由與機身固定機翼提供飛行器。 廣義機翼含有將水平速度轉(zhuǎn)化為豎直升力能力飛行器。F35Global HawkBo

3、eing 747無人機基礎(chǔ)知識 對飛機整體的認識第11頁旋翼類飛行器概念： 飛行過程中，飛行器所需升力由旋翼機構(gòu)“旋轉(zhuǎn)運動”提供。Boeing AH46單軸旋翼多軸旋翼DJ S900Boeing& Bell V22無人機基礎(chǔ)知識 對飛機整體的認識第12頁撲翼類飛行器概念： 經(jīng)過機翼振動與空氣產(chǎn)生反作用力來提供飛行所需升力和拉力飛行器。原理： 牛頓第三定律作用力與反作用力。Festo Smartbird無人機基礎(chǔ)知識 對飛機整體的認識第13頁其它飛艇Northrop GrummanLEMV 原理： 改變本身密度，實現(xiàn)在空氣中“上、下浮動”。無人機基礎(chǔ)知識 對飛機整體的認識第14頁特點對比 固定翼

4、飛行器優(yōu)點：起飛重量大、航程大、航速高。缺點：起飛條件要求高。旋翼類飛行器優(yōu)點：能垂直起飛、懸停、起飛條件要求不高。缺點：航程較小、航速較慢。撲翼飛行器優(yōu)點：體積小、能懸停。缺點：載重量小、航時短、航程小。其它（飛艇）優(yōu)點：起飛重量大、飛行高度高、長時間滯空。缺點：體積大、操作復(fù)雜。無人機基礎(chǔ)知識 對飛機整體的認識第15頁二、普通固定翼飛行器布局及各部件功效介紹Lockheed MartinF35固定翼飛行器有哪些機構(gòu)組成？怎么實現(xiàn)飛行？無人機基礎(chǔ)知識 對飛機整體的認識第16頁固定翼飛行器飛行力學(xué)分析空氣飛行器發(fā)動機地球無人機基礎(chǔ)知識 對飛機整體的認識第17頁飛機氣動布局與機翼幾何參數(shù)機翼外形

5、五花八門、各種多樣，有平直，有三角，有后掠，也有前掠等等。然而，不論采取什么樣形狀，設(shè)計者都必須使飛機含有良好氣動外形，而且使結(jié)構(gòu)重量盡可能輕。所謂良好氣動外形，是指升力大、阻力小、穩(wěn)定操縱性好。三角翼后掠翼矩形翼梯形翼橢圓翼18無人機基礎(chǔ)知識 對飛機整體的認識第18頁Folie 10按機翼和機身連接相互位置分為：按機翼弦平面有沒有上反角分為：飛機氣動布局與機翼幾何參數(shù)19無人機基礎(chǔ)知識 對飛機整體的認識第19頁Folie 11按立尾數(shù)量分為：按機翼與平尾相對縱向位置分為：飛機氣動布局與機翼幾何參數(shù)20無人機基礎(chǔ)知識 對飛機整體的認識第20頁Folie 13美國戰(zhàn)術(shù)運輸機C-130上單翼、平直

6、機翼、4發(fā)翼下吊布置、正常式布局飛機氣動布局與機翼幾何參數(shù)21無人機基礎(chǔ)知識 對飛機整體的認識第21頁Folie 14F-22猛禽當(dāng)今世界最先進第四代戰(zhàn)斗機中單翼、雙發(fā)、梯形翼、雙立尾正常式飛機氣動布局與機翼幾何參數(shù)22無人機基礎(chǔ)知識 對飛機整體的認識第22頁Folie 15噴火戰(zhàn)斗機英國第二次世界大戰(zhàn)名機下單翼、橢圓形機翼、正常式布局飛機氣動布局與機翼幾何參數(shù)23無人機基礎(chǔ)知識 對飛機整體的認識第23頁Folie 16B-52遠程戰(zhàn)略轟炸機（同溫層堡壘）上單翼、8發(fā)翼下吊、后掠翼、正常式布局飛機氣動布局與機翼幾何參數(shù)24無人機基礎(chǔ)知識 對飛機整體的認識第24頁Folie 17協(xié)和號超聲速客機

7、（Ma=2.04）雙發(fā)三角形機翼布局飛機氣動布局與機翼幾何參數(shù)25無人機基礎(chǔ)知識 對飛機整體的認識第25頁Folie 18A380客機遠程寬身運輸機下單翼、四發(fā)翼下吊、后掠翼、正常式布局飛機氣動布局與機翼幾何參數(shù)26無人機基礎(chǔ)知識 對飛機整體的認識第26頁Folie 19S37前掠翼戰(zhàn)斗機（三翼面布局）飛機氣動布局與機翼幾何參數(shù)27無人機基礎(chǔ)知識 對飛機整體的認識第27頁戰(zhàn)斗機：鴨翼 + 三角翼飛機氣動布局與機翼幾何參數(shù)28無人機基礎(chǔ)知識 對飛機整體的認識第28頁Folie 20普通而言：運輸機-多數(shù)采取上單翼（便于裝貨）高亞音速客機-下單翼布局、后掠翼、正常式布局（升阻比大，運行經(jīng)濟，座艙噪

8、聲低，視野寬）（在機身下半部放置貨物）戰(zhàn)斗機-多數(shù)采取中或下單翼，三角翼、大后掠翼正?；蝤喪讲季郑ㄋ俣瓤臁⒆枇π?、機動靈活、失速迎角大）飛機氣動布局與機翼幾何參數(shù)29無人機基礎(chǔ)知識 對飛機整體的認識第29頁以下是用來衡量機翼氣動外形主要幾何參數(shù)： 翼展：翼展是指機翼左右翼尖之間長度，普通用l=2b表示。 翼弦：翼弦是指機翼沿機身方向弦長。除了矩形機翼外，機翼不一樣地方翼弦是不一樣，有翼根弦長b0、翼尖弦長b1。機翼面積：是指機翼在oxz平面上投影面積，普通用S=lc表示。 幾何平均弦長bpj定義為飛機氣動布局與機翼幾何參數(shù)30無人機基礎(chǔ)知識 對飛機整體的認識第30頁展弦比：翼展l和平均幾何弦長

9、bpj比值叫做展弦比，用表示，其計算公式可表示為：展弦比也能夠表示為翼展平方于機翼面積比值。展弦比越大，機翼升力系數(shù)越大，但阻力也增大。高速飛機普通采取小展弦比機翼。 根梢比：根梢比是翼根弦長b0與翼尖弦長b1比值，普通用表示，飛機氣動布局與機翼幾何參數(shù)31無人機基礎(chǔ)知識 對飛機整體的認識第31頁梢根比：梢根比是翼尖弦長b1與翼根弦長b0比值，普通用表示，上反角(Dihedral angle) 上反角是指機翼基準(zhǔn)面和水平面夾角，當(dāng)機翼有扭轉(zhuǎn)時，則是指扭轉(zhuǎn)軸和水平面夾角。當(dāng)上反角為負時，就變成了下反角(Cathedral angle)。低速機翼采取一定上反角可改進橫向穩(wěn)定性。 飛機氣動布局與機翼

10、幾何參數(shù)32無人機基礎(chǔ)知識 對飛機整體的認識第32頁后掠角：后掠角是指機翼與機身軸線垂線之間夾角。后掠角又包含前緣后掠角（機翼前緣與機身軸線垂線之間夾角，普通用0表示）、后緣后掠角（機翼后緣與機身軸線垂線之間夾角，普通用1表示）及1/4弦線后掠角（機翼1 /4弦線與機身軸線垂線之間夾角，普通用0.25表示）。假如飛機機翼向前掠，則后掠角就為負值，變成了前掠角。飛機氣動布局與機翼幾何參數(shù)33無人機基礎(chǔ)知識 對飛機整體的認識第33頁幾何扭轉(zhuǎn)角：機翼上平行于對稱面翼剖面弦線相對于翼根翼剖面弦線角度稱為機翼幾何扭轉(zhuǎn)角 ；如右圖所表示。 若該翼剖面局部迎角大于翼根翼剖面迎角，則扭轉(zhuǎn)角為正。沿展向翼剖面局

11、部迎角從翼根到翼梢是降低扭轉(zhuǎn)稱為外洗，扭轉(zhuǎn)角為負。反之成為內(nèi)洗。 除了幾何扭轉(zhuǎn)角之外還有氣動扭轉(zhuǎn)角，指是平行于機翼對稱面任一翼剖面零升力線和翼根翼剖面零升力線之間夾角。 安裝角 ：機翼安裝在機身上時，翼根翼剖面弦線與機身軸線之間夾角稱為安裝角。飛機氣動布局與機翼幾何參數(shù)34無人機基礎(chǔ)知識 對飛機整體的認識第34頁固定翼飛行器-尾翼平尾前后位置、數(shù)目水平尾翼水平安定面垂直尾翼豎直安定面升降舵方向舵縱向方向穩(wěn)定性。橫向方向穩(wěn)定性。俯仰運動控制偏航運動控制正常式無尾式鴨式平尾高低位置- 上平尾 - 中平尾 - 下平尾 - “T” 平尾 - 高置平尾無人機基礎(chǔ)知識 對飛機整體的認識第35頁固定翼飛行器-起落架起落架布局前三點后三點自行車式J-10P-51Harrier Jet無人機基礎(chǔ)知識 對飛機整體的認識第36頁三、航空飛行器前沿研究介紹高超速飛行器智能飛行器微小型飛行器無人機基礎(chǔ)知識 對飛機整體的認識第37頁高超聲速飛行器馬赫數(shù)概念：速度與當(dāng)?shù)芈曀俦戎担且粋€用于描述速度無量綱數(shù)。高超聲速飛行器飛行馬赫數(shù)5以上飛行器，“全球化”打擊產(chǎn)物。NACA-X43系列設(shè)計飛行馬赫數(shù)：710DARPA-X51系列設(shè)計飛行馬赫數(shù)：66.5，一小時內(nèi)可打擊全球全部目標(biāo)。無人機基礎(chǔ)知識 對飛機整體的認識第38頁智能飛行器智能飛行器空中飛行“機器人”，在沒有些人為干擾情況下完成任務(wù)。智能識別自我