無(wú)人機(jī)結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)(固定翼無(wú)人機(jī)飛行原理)

無(wú)人機(jī)結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)職業(yè)教育無(wú)人機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)（十三五）規(guī)劃教材機(jī)械工業(yè)出版社出版社2020年5月

無(wú)人機(jī)翼型基礎(chǔ)知識(shí)及其選擇教學(xué)ppt第二章第二章無(wú)人機(jī)翼型基礎(chǔ)知識(shí)及其選擇第二章無(wú)人機(jī)翼型基礎(chǔ)知識(shí)及其選擇翼型的幾何參數(shù)和主要類(lèi)型第一節(jié)確定翼型第二節(jié)2.1.2翼型的主要類(lèi)型2.1.1翼型的定義和幾何參數(shù)2.2.1翼型空氣動(dòng)力特性2.2.2影響翼型空氣動(dòng)力的因素2.2.3翼型的選擇第二章

無(wú)人機(jī)的翼型直接影響到無(wú)人機(jī)的飛行原理和飛行性能，因此本章主要介紹了無(wú)人機(jī)翼型的幾何參數(shù)和主要類(lèi)型、翼型空氣動(dòng)力特性及其影響因素，并在此基礎(chǔ)上選擇出滿足無(wú)人機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)要求的翼型。學(xué)習(xí)導(dǎo)論第二章1.了解翼型的幾何參數(shù)和主要類(lèi)型；2.掌握NACA4位和NACA5位數(shù)字翼型族表示方法；3.熟悉翼型空氣動(dòng)力特性，包括升力特性、阻力特性、極曲線等；4.了解影響翼型空氣動(dòng)力的因素，如雷諾數(shù)、馬赫數(shù)、音障等5.掌握翼型選擇辦法。學(xué)習(xí)目標(biāo)第二章無(wú)人機(jī)翼型基礎(chǔ)知識(shí)及其選擇2.1翼型的幾何參數(shù)和主要類(lèi)型1.翼定義固定翼無(wú)人機(jī)的機(jī)翼或多旋翼無(wú)人機(jī)的螺旋槳橫剖面形狀稱為翼型。2.1.1翼型的定義和幾何參數(shù)452.1翼型的幾何參數(shù)和主要類(lèi)型中弧線：到上下翼面距離相等的曲線，如圖2-1所示。2.幾何參數(shù)前緣點(diǎn)：中弧線與上下翼面的外形線在前端的交點(diǎn)。后緣點(diǎn)：中弧線與上下翼面的外形線在后端的交點(diǎn)。后緣角：上下翼面在后緣點(diǎn)處切線間的夾角。2.1.1幾何參數(shù)翼弦：前緣點(diǎn)與后緣點(diǎn)之間的連線。弦長(zhǎng)(b)：前緣點(diǎn)與后緣點(diǎn)之間的距離。前緣半徑：與前緣相切的圓的半徑。2.幾何參數(shù)2.1翼型的幾何參數(shù)和主要類(lèi)型中弧線的彎度除此之外，機(jī)翼在安裝時(shí)還可能帶有上反角或者下反角。上反角是指機(jī)翼基準(zhǔn)面和水平面的夾角，當(dāng)上反角為負(fù)時(shí)，就變成了下反角。上反角作用：自動(dòng)修正飛行姿態(tài)異常上反角上反角2.1.2翼型的主要類(lèi)型

翼型是是產(chǎn)生升力和阻力的主要部件，影響無(wú)人機(jī)的氣動(dòng)性能和飛行品質(zhì)的關(guān)鍵因素之一，對(duì)于不同類(lèi)型的無(wú)人機(jī)和不同的飛行速度，所需要的翼型是不同的。一般翼型可分為兩類(lèi)，一類(lèi)是圓頭尖尾型，另一類(lèi)是尖頭尖尾型。絕大多數(shù)無(wú)人機(jī)采用為圓頭尖尾型。在每類(lèi)中又分為對(duì)稱型和非對(duì)稱型，如圖2-2所示。（1）翼型的分類(lèi)2.1翼型的幾何參數(shù)和主要類(lèi)型492.1.2翼型的主要類(lèi)型（2）翼型的標(biāo)準(zhǔn)號(hào)翼型一般都有標(biāo)準(zhǔn)號(hào)，是用設(shè)計(jì)者或者研究機(jī)構(gòu)名字的縮寫(xiě)加數(shù)字來(lái)表示。2.1翼型的幾何參數(shù)和主要類(lèi)型50NACA：美國(guó)國(guó)家航空咨詢委員會(huì)2.1.2翼型的主要類(lèi)型（2）翼型的標(biāo)準(zhǔn)號(hào)2.1翼型的幾何參數(shù)和主要類(lèi)型512.2確定翼型2.2.1翼型空氣動(dòng)力特性1.翼型的升力特性閱迎角又稱“攻角”。是指機(jī)翼前進(jìn)的方向與翼弦的夾角。抬頭角2.翼型的極曲線

通常情況下，把翼型升力特性和阻力特性結(jié)合起來(lái)，構(gòu)成表示翼型升力系數(shù)和阻力系數(shù)的關(guān)系曲線，稱為極線，如圖2-8所示。

2.2.1翼型空氣動(dòng)力特性51

極曲線是衡量飛機(jī)升阻特性最重要的氣動(dòng)數(shù)據(jù)，也是計(jì)算飛機(jī)性能最重要的原始數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)可通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)獲得，也可在飛行試驗(yàn)的過(guò)程中獲得。2.2確定翼型2.2.2影響翼型空氣動(dòng)力的影響因素有哪些？

1.無(wú)人機(jī)的飛行高度、飛行速度、風(fēng)速、空氣溫度和濕度狀況、翼型的幾何形狀、表面粗糙度等參都影響翼型空氣動(dòng)力，但其中最主要的影響因素有雷諾數(shù)、馬赫數(shù)、音障和失速。2.2.2影響翼型空氣動(dòng)力的因素2.馬赫數(shù)3.音障音障是一種物理現(xiàn)象，當(dāng)無(wú)人機(jī)的速度接近音速時(shí)，將會(huì)逐漸追上自己發(fā)出的聲波。聲波疊合累積的結(jié)果，會(huì)造成震波的產(chǎn)生，進(jìn)而對(duì)無(wú)人機(jī)的加速產(chǎn)生障礙，而這種因?yàn)橐羲僭斐商嵘俣鹊恼系K稱為音障。55馬赫數(shù)：是物體速度與音速的比值，即音速的倍速。54

飛機(jī)突破音障時(shí)，由于物體本身對(duì)空氣的壓縮無(wú)法迅速傳播，逐漸在物體的迎風(fēng)面積累而終形成激波面，在激波面上聲學(xué)能量高度集中。這些能量傳到人們耳朵里時(shí)，會(huì)讓人感受到短暫而極其強(qiáng)烈的爆炸聲，稱為音爆(SonicBoom)。音爆4.失速

當(dāng)翼型迎角小于臨界迎角時(shí)，無(wú)人機(jī)螺旋槳的升力與迎角成正比，升力隨迎角增大而增大。但當(dāng)超過(guò)臨界迎角之后，流經(jīng)槳葉上表面的氣流會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重分離，形成大量渦流，升力開(kāi)始下降，阻力極具增加，飛行速度急劇下降，無(wú)人機(jī)劇烈抖動(dòng)，隨后下墜，造成嚴(yán)重的飛行事故，這種現(xiàn)象成為失速。2.2.2影響翼型空氣動(dòng)力的因素552.2確定翼型2.2.3翼型的選擇對(duì)現(xiàn)有各種翼型的幾何參數(shù)和性能進(jìn)行對(duì)比分析，從中選出能滿足無(wú)人機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)要求的翼型，此過(guò)程為翼型的選擇。選擇翼型時(shí)通常要考慮以下兩大因素。1.翼型總體外形的考慮2.翼型幾何參數(shù)的考慮（1）彎度（3）前緣（2）厚度（4）對(duì)稱翼型57第二章1