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任务4 无人机飞行原理

1.相对性原理

在运动学中,把运动的相对性叫作相对性原理或可逆性原理。可简单理解为飞机和空气作相对运动,无论是飞机运动而空气静止,还是飞机静止而空气向飞机运动,只要相对运动速度一样,那么作用在飞机上的空气动力大小就是一样的。

2.连续性原理

图2-12 流线图

连续性原理是研究流体流经不同截面的通道时流速与通道截面积大小的关系。这是描述流体流速与截面关系的定理。当流体连续不断而稳定地流过一个粗细不等的管子,由于管中任何一部分的流体都不能中断或挤压起来,因此在同一时间内,流进任一切面的流体质量和从另一切面流出的流体质量应该相等(图 2-12)。

3.伯努利定律

伯努利定律简单地说就是流体的速度越快,静压力越小,速度越慢,静压力越大。这里说的流体一般是指空气或水(图 2-13)。伯努利方程为:

式中 p ——流体中某点的压强;

v —该点的流速;

ρ —流体密度;

g —重力加速度;

h —该点所在高度;

C —常量。

图2-13 伯努利定律

4.升力的产生

从空气动力角度看,飞机的几何外形由机翼、机身和尾翼等主要部件共同构成。飞机的升力绝大部分是由机翼产生,尾翼通常产生负升力,飞机其他部分产生的升力很小,一般不予考虑(图 2-14)。

图2-14 无人机受力分析

5.阻力的产生

无人机飞行在空气中会受到各种阻力,会阻碍无人机的前进。阻力是与无人机运动方向相反的空气动力,按阻力产生的原因可分为摩擦阻力、压差阻力、诱导阻力和干扰阻力。

(1)摩擦阻力

黏性是空气的重要物理特性之一。由于黏性,当空气流过无人机表面时,会与无人机表面发生摩擦,产生一个阻止飞机前进的力,这个力就是摩擦阻力。

(2)压差阻力

在运动方向上,由前、后的压力差形成的阻力叫压差阻力。无人机的机身、尾翼等部件都会产生压差阻力。

(3)诱导阻力

升力产生的同时还对无人机附加了一种阻力。因产生升力而诱导出来的阻力称为诱导阻力。

(4)干扰阻力

它是无人机各部分之间因气流相互干扰而产生的一种额外阻力。 i/volLlqUpR5OAxP+6yeUGwJ+1HevWe2yp/ms2nHHf2/ZDu97JBcF16nqvfa7oM8

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