新人提问:做一个智能直升机航模需要做些什么?
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劲鹰无人机航模基础知识简介
1、飞机各部分的名称和作用
模型飞机通常与载人的飞机一样,主要是由机翼、尾翼、机身、起落架和发动机这五个部分组成。
(1)机翼:是模型飞机在飞行时产生升力、克服飞机的重力,保证飞机离地、上升和在空中飞行时的横侧安定。
(2)尾翼:包含水平尾翼和垂直尾翼两部分。水平尾翼是保持模型飞机飞行时的俯仰安定,垂直尾翼是保持模型飞机飞行时的方向安定。水平尾翼上的升降舵可用来控制模型飞机的升降,垂直尾翼上的方向舵可用来控制模型飞机的飞行方向。
(3)机身:将模型的各部分联结成一个整体的主干部分叫机身。同时机身内可以装载必要的控制机件,设备和燃料等。
(4)起落架:提供模型飞机起飞、着陆和停放的装置。前部一个起落架 ,后面两面三个起落架叫做前三点式;前部两面三个起落架,后面一个起落架叫后做三点式。
(5)动力装置:它是模型飞机产生动力的装置。模型飞机一般常用的动力装置有:橡筋束、活塞式发动机、喷气式发动机、电动机。
典型的常规飞机一般都具有以上五个部分,但在特殊形式的飞机上也有例外,例如在滑翔机上就没有动力装置;在“飞翼”式飞机上没有水平尾翼和机身等。
2、一般飞机的操纵面和它们的作用
(1)副翼:一般在机翼两端的后部,驾驶员通过操纵杆操纵副翼,可以使飞机左、右倾斜。
(2)升降舵:一般在水平尾翼的后部,驾驶员通过操纵杆,使升降舵上翘和下弯,可以使飞机抬头和低头。
(3)方向舵:一般在垂直尾翼的后部,驾驶员通过脚踏板,使方向舵左右偏转,可以使飞机向左转或右转。
3、空气和空气动力
由于目前的模型飞机都是在大气中靠空气动力飞行的,因此在进行航模活动时要对空气和空气的流动规律做些初步了解。
(1)空气
空气是无色透明的气体,在标准大气压气温为15℃的情况下,每立方米干燥空气的重量为1293克。当物体和空气发生相对运动时,如我们迎风站在广场上被风吹,或是我们在无风时骑自行车前进,都会感到有风从前面吹来。在这两种情况下,我们与空气发生了相对运动,空气向后推我们的力就叫“空气动力”。
(2)风
一般把空气的流动现象特别是空气的水平流动称为风。一般用风速和风向(或风级)来表示风的特性。
风对飞机的飞行产生影响,特别是对飞行速度较低的模型飞机影响很大。当然,风对靠风力飞行的风筝有更大的影响。因此在飞行模型飞机时,对风的影响不能不加以考虑。如飞行速度较慢的初级橡筋动力模型飞机就不适宜在3级以上的风速下飞行。自由飞模型飞机也不适宜在较大的风速下飞行,因为它在飞行中会被风吹到很远的地方,不容易收回。
飞机的起飞最好选在逆风的方向,同时也要考虑如何操纵才能使飞机能够落在预定的场地。自由飞模型飞机要考虑风向对回收的影响。
(3)气流。
其实,气流也是风。在航模中“气流”往往是指局部的空气流动,包括垂直方向的流动。而风往往是指空气在较大范围的总体流动。
在空气的流动中,在接近地面的低空往往会遇到很多障碍物,如房屋、树木、小坡等,它们都会对空气的流动产生影响,使原来的风向、风速都发生变化。而在低空飞行的模型飞机也会受到这些变化了的气流的影响。这就是地形性气流对模型飞机的影响。此外,由于局部温度的影响,会使热空气上升,形成热上升气流,而在它的周围冷空气的流动又会产生下降气流区。如果模型飞机能够利用上升气流,它就能在同样条件下飞得更高。
4、升力的产生
(1)机翼的升力:
为了使飞机升空,必须克服飞机的重力,这个垂直向上的、克服重力的力就叫升力。目前在一般的飞机上,升力主要是由机翼产生的。
对机翼升力产生的原理,我们可以从两个不同的方面来解释:
①从总体来看,不论是弧形翼面还是有一定正迎角的平板翼面,当空气流过它们时,都会产生一种稍稍向下倾斜的流动,这种向下倾斜流动的空气的反作用力,就会向上推翼面而产生升力。
②从局部来看,不论是弧形翼面还是有一定正迎角的平板翼面,它们都会使流过的空气形成上下不对称的流动,因而造成上下翼面的压力差而产生升力。
③当飞机的机翼为对称形状,气流沿着机翼对称轴流动时,由于机翼两个表面的形状一样,因而气流速度一样,所产生的压力也一样,此时机翼不产生升力。
(2)翼型的种类
对称翼型:这类翼型的阻力很小,稳定性很好,升阻比很小,常用在要求具有良好操纵性能的线操纵特技或遥控特技的机翼上。
双凸翼型:这类翼型升阻比较小,稳定性也较好,可用在要求具有良好操纵性能的遥控特技的机翼上以及像真模型的机翼上。
平凸翼型:这类翼型的升阻比不大,但稳定性比较好,制作和调整较容易,可用在入门型机翼上。
凹凸翼型:这类翼型的升阻比很大,由于它能产生比较大的升力,同时阻力也较大,所以它常用在低速的竞时模型飞机和室内模型飞机的机翼上。
S形翼型:这类翼型的力矩特性是稳定的,它用于要求稳定性很好的没有水平尾翼的飞翼式模型飞机上。
5、模型飞机飞行时所受到的阻力
模型飞机飞行中受到与飞行方向相反的阻力,阻碍模型飞机前进。按照阻力产生的原因它分为4类,即:摩擦阻力,约占总阻力35%-40%;压差阻力约占总阻力15%-20%;诱导阻力,约占总阻力30%-40%;干扰阻力约占总阻力5%-10%。
(1)摩擦阻力
空气是一种流体,也具有黏性,只是我们已习惯在空气中生活,察觉不出来。由于空气运动被物体表面粘住而产生的阻力叫摩擦阻力。
摩擦阻力的大小,取决于空气的黏性。模型飞机表面光滑程度和与空气接触面积的大小。所以减小摩擦阻力主要从表面光滑着手。
(2)压差阻力
将一块平板垂直地放在水平流动的气流中,平板的前面正对着迎面吹来的气流,气流受到平板阻碍,速度急剧减小,压强大大增加,向被平板分开的气流,绕过平板,来不及聚拢,形成一个很大的涡流区,涡流区的压强很小,这样平板的前后就产生了压强差,形成了压差阻力。
(3)诱导阻力
诱导阻力是随着升力而产生的,或者说是由升力“诱导”而产生的,所以称诱导阻力。
当机翼产生升力时,由于机翼下表面的压力大,机翼上表面的压力小,因此机翼下表面的气流力图通过翼尖从下面向上表面流动,于是,翼尖部分的气流发生扭转,形成翼尖涡流,阻碍飞机向前飞。减小诱导阻力的方法有:①加大机翼的展弦比;②改变机翼的形状,椭圆形机翼诱导阻力最小,梯形次之,长方形最大;③改变翼尖形状,从翼根到翼尖逐渐变薄;加装整流条或加装小翼。
(4)干扰阻力
气流流过物体结合处时,气流被扰动而成为不稳定气流,产生的阻力叫干扰阻力。
减小干扰阻力的方法是制作模型飞机时,把边角结合处的地方,做成圆弧形或加装整流条。
6、空气动力实验
为了通过实验,研究机翼的升力和翼面之间的关系,需要通过一些专门的仪器进行,在这些仪器中,最常见的就是风洞。
简单地讲,风洞就是一个吹风的筒子,有了它,我们就可以使模型飞机静止不动地固定在支架上,靠风洞对它吹风而造成和飞行时相似的情况,来进行实验。
科研用的风洞是巨大而复杂的实验设备,在模型飞机实验中我们可以用简单的方法进行。
(1)简易风洞。简易风洞是用一般的家庭用电风扇做成的。家用电扇的风力稳定,并且可以变速,这都是风洞所需要的性能。但直接用风扇吹风的主要缺点是风扇吹出的气流有一定的旋扭,而不是平行的。为了使风扇吹出的气流平顺,我们可用三合板或硬卡纸制成一个气流栅格。
(2)风洞实验。有了简易风洞,还必须有一个简易的测量升力大小的空气动力天平。
把不同的机翼模型插在模型孔(横杆前端)处,并在配重挂钩上放上适当的配重使其平衡,然后放在栅格前,打开风扇,我们就可以看到作用在机翼模型上的空气动力了(由横杆末端的细针在刻度盘上指示出来)。也可以做如图8所示的简易机翼升力演示仪器。
改变机翼与相对气流之间的迎角,我们也可以从刻度盘上看出升力的变化来。改变风扇的速度,升力也会发生变化。通过各种不同剖面的模型,在不同迎角和不同速度下实验,我们可以初步找出升力与这些因素之间的关系。
劲鹰无人机航模基础知识简介
1、飞机各部分的名称和作用
模型飞机通常与载人的飞机一样,主要是由机翼、尾翼、机身、起落架和发动机这五个部分组成。
(1)机翼:是模型飞机在飞行时产生升力、克服飞机的重力,保证飞机离地、上升和在空中飞行时的横侧安定。
(2)尾翼:包含水平尾翼和垂直尾翼两部分。水平尾翼是保持模型飞机飞行时的俯仰安定,垂直尾翼是保持模型飞机飞行时的方向安定。水平尾翼上的升降舵可用来控制模型飞机的升降,垂直尾翼上的方向舵可用来控制模型飞机的飞行方向。
(3)机身:将模型的各部分联结成一个整体的主干部分叫机身。同时机身内可以装载必要的控制机件,设备和燃料等。
(4)起落架:提供模型飞机起飞、着陆和停放的装置。前部一个起落架 ,后面两面三个起落架叫做前三点式;前部两面三个起落架,后面一个起落架叫后做三点式。
(5)动力装置:它是模型飞机产生动力的装置。模型飞机一般常用的动力装置有:橡筋束、活塞式发动机、喷气式发动机、电动机。
典型的常规飞机一般都具有以上五个部分,但在特殊形式的飞机上也有例外,例如在滑翔机上就没有动力装置;在“飞翼”式飞机上没有水平尾翼和机身等。
2、一般飞机的操纵面和它们的作用
(1)副翼:一般在机翼两端的后部,驾驶员通过操纵杆操纵副翼,可以使飞机左、右倾斜。
(2)升降舵:一般在水平尾翼的后部,驾驶员通过操纵杆,使升降舵上翘和下弯,可以使飞机抬头和低头。
(3)方向舵:一般在垂直尾翼的后部,驾驶员通过脚踏板,使方向舵左右偏转,可以使飞机向左转或右转。
3、空气和空气动力
由于目前的模型飞机都是在大气中靠空气动力飞行的,因此在进行航模活动时要对空气和空气的流动规律做些初步了解。
(1)空气
空气是无色透明的气体,在标准大气压气温为15℃的情况下,每立方米干燥空气的重量为1293克。当物体和空气发生相对运动时,如我们迎风站在广场上被风吹,或是我们在无风时骑自行车前进,都会感到有风从前面吹来。在这两种情况下,我们与空气发生了相对运动,空气向后推我们的力就叫“空气动力”。
(2)风
一般把空气的流动现象特别是空气的水平流动称为风。一般用风速和风向(或风级)来表示风的特性。
风对飞机的飞行产生影响,特别是对飞行速度较低的模型飞机影响很大。当然,风对靠风力飞行的风筝有更大的影响。因此在飞行模型飞机时,对风的影响不能不加以考虑。如飞行速度较慢的初级橡筋动力模型飞机就不适宜在3级以上的风速下飞行。自由飞模型飞机也不适宜在较大的风速下飞行,因为它在飞行中会被风吹到很远的地方,不容易收回。
飞机的起飞最好选在逆风的方向,同时也要考虑如何操纵才能使飞机能够落在预定的场地。自由飞模型飞机要考虑风向对回收的影响。
(3)气流。
其实,气流也是风。在航模中“气流”往往是指局部的空气流动,包括垂直方向的流动。而风往往是指空气在较大范围的总体流动。
在空气的流动中,在接近地面的低空往往会遇到很多障碍物,如房屋、树木、小坡等,它们都会对空气的流动产生影响,使原来的风向、风速都发生变化。而在低空飞行的模型飞机也会受到这些变化了的气流的影响。这就是地形性气流对模型飞机的影响。此外,由于局部温度的影响,会使热空气上升,形成热上升气流,而在它的周围冷空气的流动又会产生下降气流区。如果模型飞机能够利用上升气流,它就能在同样条件下飞得更高。
4、升力的产生
(1)机翼的升力:
为了使飞机升空,必须克服飞机的重力,这个垂直向上的、克服重力的力就叫升力。目前在一般的飞机上,升力主要是由机翼产生的。
对机翼升力产生的原理,我们可以从两个不同的方面来解释:
①从总体来看,不论是弧形翼面还是有一定正迎角的平板翼面,当空气流过它们时,都会产生一种稍稍向下倾斜的流动,这种向下倾斜流动的空气的反作用力,就会向上推翼面而产生升力。
②从局部来看,不论是弧形翼面还是有一定正迎角的平板翼面,它们都会使流过的空气形成上下不对称的流动,因而造成上下翼面的压力差而产生升力。
③当飞机的机翼为对称形状,气流沿着机翼对称轴流动时,由于机翼两个表面的形状一样,因而气流速度一样,所产生的压力也一样,此时机翼不产生升力。
(2)翼型的种类
对称翼型:这类翼型的阻力很小,稳定性很好,升阻比很小,常用在要求具有良好操纵性能的线操纵特技或遥控特技的机翼上。
双凸翼型:这类翼型升阻比较小,稳定性也较好,可用在要求具有良好操纵性能的遥控特技的机翼上以及像真模型的机翼上。
平凸翼型:这类翼型的升阻比不大,但稳定性比较好,制作和调整较容易,可用在入门型机翼上。
凹凸翼型:这类翼型的升阻比很大,由于它能产生比较大的升力,同时阻力也较大,所以它常用在低速的竞时模型飞机和室内模型飞机的机翼上。
S形翼型:这类翼型的力矩特性是稳定的,它用于要求稳定性很好的没有水平尾翼的飞翼式模型飞机上。
5、模型飞机飞行时所受到的阻力
模型飞机飞行中受到与飞行方向相反的阻力,阻碍模型飞机前进。按照阻力产生的原因它分为4类,即:摩擦阻力,约占总阻力35%-40%;压差阻力约占总阻力15%-20%;诱导阻力,约占总阻力30%-40%;干扰阻力约占总阻力5%-10%。
(1)摩擦阻力
空气是一种流体,也具有黏性,只是我们已习惯在空气中生活,察觉不出来。由于空气运动被物体表面粘住而产生的阻力叫摩擦阻力。
摩擦阻力的大小,取决于空气的黏性。模型飞机表面光滑程度和与空气接触面积的大小。所以减小摩擦阻力主要从表面光滑着手。
(2)压差阻力
将一块平板垂直地放在水平流动的气流中,平板的前面正对着迎面吹来的气流,气流受到平板阻碍,速度急剧减小,压强大大增加,向被平板分开的气流,绕过平板,来不及聚拢,形成一个很大的涡流区,涡流区的压强很小,这样平板的前后就产生了压强差,形成了压差阻力。
(3)诱导阻力
诱导阻力是随着升力而产生的,或者说是由升力“诱导”而产生的,所以称诱导阻力。
当机翼产生升力时,由于机翼下表面的压力大,机翼上表面的压力小,因此机翼下表面的气流力图通过翼尖从下面向上表面流动,于是,翼尖部分的气流发生扭转,形成翼尖涡流,阻碍飞机向前飞。减小诱导阻力的方法有:①加大机翼的展弦比;②改变机翼的形状,椭圆形机翼诱导阻力最小,梯形次之,长方形最大;③改变翼尖形状,从翼根到翼尖逐渐变薄;加装整流条或加装小翼。
(4)干扰阻力
气流流过物体结合处时,气流被扰动而成为不稳定气流,产生的阻力叫干扰阻力。
减小干扰阻力的方法是制作模型飞机时,把边角结合处的地方,做成圆弧形或加装整流条。
6、空气动力实验
为了通过实验,研究机翼的升力和翼面之间的关系,需要通过一些专门的仪器进行,在这些仪器中,最常见的就是风洞。
简单地讲,风洞就是一个吹风的筒子,有了它,我们就可以使模型飞机静止不动地固定在支架上,靠风洞对它吹风而造成和飞行时相似的情况,来进行实验。
科研用的风洞是巨大而复杂的实验设备,在模型飞机实验中我们可以用简单的方法进行。
(1)简易风洞。简易风洞是用一般的家庭用电风扇做成的。家用电扇的风力稳定,并且可以变速,这都是风洞所需要的性能。但直接用风扇吹风的主要缺点是风扇吹出的气流有一定的旋扭,而不是平行的。为了使风扇吹出的气流平顺,我们可用三合板或硬卡纸制成一个气流栅格。
(2)风洞实验。有了简易风洞,还必须有一个简易的测量升力大小的空气动力天平。
把不同的机翼模型插在模型孔(横杆前端)处,并在配重挂钩上放上适当的配重使其平衡,然后放在栅格前,打开风扇,我们就可以看到作用在机翼模型上的空气动力了(由横杆末端的细针在刻度盘上指示出来)。也可以做如图8所示的简易机翼升力演示仪器。
改变机翼与相对气流之间的迎角,我们也可以从刻度盘上看出升力的变化来。改变风扇的速度,升力也会发生变化。通过各种不同剖面的模型,在不同迎角和不同速度下实验,我们可以初步找出升力与这些因素之间的关系。
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