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【 一、无人机的基本结构】 [ 1、固定翼飞机主要组成部分 ——小型固定翼无人机的主要部件] [2、机翼平面形状] 【二、大气】 [ 1、大气的成分和分层] 例如空气的水平方向对流,会使无人机的飞行方向和距离发生变化 空气的上下对流会使无人机发生颠簸,给无人机操作带来困难
[2、大气的压强] 指物体单位面积上所承受的空气的垂直作用力 静止大气中每一处的气压都与该处大气柱的质量相平衡
气体流动时,速度愈大而同时静压强愈小 速度愈小动压强愈小而静压强愈大 气体不动时,静压强便最大。
[3、空气密度] [4、空气的黏性] [5、国际标准大气和非标准大气] 【三、空气动力】 [1、气流特性] 空气微团流动的路线
由许多流线组成的流动图形
流线组成的管子
物体的形状不同,空气流过物体的流线谱就不同 即使物体的形状相同,只要空气流向物体的相对关系位置不同,流线谱不同 凡是空气流向物体受到阻挡时,流管就要扩张变粗,凡是空气流过物体外凸地方时,流管就要收缩变细 空气流过物体时,在物体的后部都要形成一定的涡流区
当物体连续不断而稳定流过一个粗细不等的管子时,由于管中任何一部分的流体都不能中断或挤压出来,因此在同一时间内,流进任意切面的流体质量和从另一切面流出的物体质量应该相等 连续性定理的数学表达式—— 连续性方程
在管道粗的地方必然流的慢 在管道细的地方必然流的快
这个不变的数值,就是全压 由此可见,动压大,则静压小;动压小,则静压大 即流速大,压力小;流速小,压力大
在不受任何外力或所受外力之和为零的状态下,物体总是保持匀速直线运动状态或静止状态
任何物体都保持静止或匀速直线运动的状态,直到受到其他物体的作用迫使它改变这种状态为止 物体都有维持静止和作匀速直线运动的趋势,因此物体的运动状态是有它的运动速度决定的
没有外力,它的运动状态是不会改变的,物体的这种性质称为惯性 L——升力,牛 p——空气密度,在海平面及标准大气条件下可用1.226㎏/m³ V——无人机与气流相对速度,m/s S——机翼面积,㎡ CL——机翼升力系数
压力中心的位置和速度无关 压力中心的位置和翼型无关 压力中心的位置通常和迎角有关(对称型例外)
附面层就是指空气流过无人机时,贴近无人机表面、气流速度由层外主流速度逐渐降低为零那一层空气流动层
可以说诱导阻力是为产生升力而付出的一种“代价”
D——阻力,牛 p——空气密度,㎏/m³ V——飞行速度,m/s S——机翼面积 CD为阻力系数
阻力系数是没有单位的系数,其数值通过实验测定获得的 分别代表迎角、机翼形状和无人机表面质量等因素对阻力的综合影响,阻力系数主要由迎角的大小来确定
【四、无人机的安全性和操作性】 [ 1、无人机的重心和三轴] 不一定是水平运动 也不能误认为平动必须是直线运动
通过无人机重心,位于无人机对称面内 滚转 无人机绕机体纵轴转动
通过无人机重心,位于无人机对称面内,并与纵轴垂直 偏转 绕机体立轴转动
通过无人机重心,并与纵轴和立轴垂直 俯仰转动 绕机体横轴转动
[2、无人机的平衡] [3、无人机的安定性] 无人机在滚转后能够自动恢复到机翼水平状态的特性 横侧安定力矩
无人驾驶航空器各部分的重量分布,特别是沿机身(纵轴)方向的分布 重量纵向分布的作用通常用飞机对横轴的转动惯量来表示 此机身很长,且机头、机尾很重的飞机,纵向动稳定性不会好,飞机的重量愈是集中在重心附近,动稳定性愈好
[4、飞机的操纵性] [ 5、飞行动作分析] 第一,尽量减少飞行重量 第二,增大升阻比
第一,提高能量的利用率,如提高发动机、螺旋桨效率 第二减小飞机平飞需要功率
减少飞行重量 减小阻力、增大升力以提高功率因数值
飞机的对称面和相对气流方向不一致的飞行叫侧滑 侧滑产生的原因
飞机的对称面偏高飞行轨迹 飞行轨迹偏离飞机的对称面
厚翼型(圆前缘最大厚度大于14%) 较薄的翼型 非常薄的翼型
【 五、螺旋桨基本原理】 [ 1、螺旋桨一般介绍] 大多数轻小型固定翼无人驾驶航空器配置的活塞式发动机都采用右旋翼螺旋桨
桨叶剖面的弦线与旋转平面之间的夹角称为桨叶角 愈靠近旋转轴,剖面的桨叶角愈大 愈接近桨尖,剖面的桨叶角愈小 从桨尖到桨根,桨叶角的扭转程度是逐渐增大的
旋转速度U 前进速度V 合速度W 桨叶迎角α 气流角θ 几何螺旋H₀ 实际螺旋Hₐ
[2、螺旋桨的桨叶角与几何螺距] [3、螺旋桨几何尺寸和翼型] [4、 螺旋桨的副作用] 一方面使之向后加速流动 另一方面又使之顺着螺旋桨的旋转方向扭转流动
【六、多旋翼无人机介绍】 [ 1、多旋翼飞行器总览] [2、四旋翼飞行器结构和原理] [3、四旋翼无人飞行器的机架] [ 4、飞行控制器(飞控)] 主控制模板 信号调理 接口模块 数据采集模块 舵机驱动模块
逻辑电路芯片EPLD译码电路的程序设计 飞控系统的应用程序设计
时同管理模块 数据采集与处理模块 通信模块 控制率解算模块
[5、电调、电机、螺旋桨] [ 6、电池] [7、遥控器] [ 8、旋翼飞行器的调试] 新出厂或组装首次投入飞行的 进行结构调整、更换重要零部件的 停放时间较长的 严重损伤后经过修复的旋翼无人机
进行通电调试,检查飞控、电调和电机检查飞控、电调和电机是否可以正常通电 进行通控器与无人机的连按,检查和调整各控制通道的工作状态 确认各个通道可有效控制飞机,检查各个电机的工作状态,确保转动方向和工作方式正确无误
连接线路 发射机(遥控器)检查 接通电源,匹配接收机 无桨调试的重点检查项目
选择具备测试条件的飞行场地 安装桨叶时,飞控和电调必须断电 确认桨叶完好无损 正桨和反桨对应不同的电机安装,不得装反 桨叶安装必须牢固,防止发生“射桨”事故 确认电机型号与桨叶匹配 确认发射机(遥控器)中点和油门行程已校正 确认发射机(遥控器)电池电量充足 确认调试飞机周围2米以内无人员和障碍物 必要时,采用系留装置,限制飞机飞行范围
推动油门使飞机平稳离地,上升至一定高度后拉油门操纵飞机缓慢下降,在一定高度悬停
左右按动操纵杆,使飞行器原地转动,然后在前行偏航操作,使飞行器转弯
机头指向朝前时,前后推动操纵杆,向前飞机下俯(前进),向后拉则飞机上仰
操纵原理与俯仰相似,左右摆动操纵杆,飞机即向左右滚转或向左右改变运动方向
[ 9、基本操作要求和日常维护] 飞行器整体目视检查 遥控器检查 地面站检查 环境与飞行场地检查
场地和净空条件符合起降要求 飞行空间内无危险障碍物 尽量避开无线电干扰源 选择和布置工作区、地面站和起降点,设置警戒线警戒点 目测天气状况,排除在飞行时间内出现危险天气的可能性,测定风向风速,确定起降方向
清洁重点是电机、飞控、电调、电台等电子、电器设备,以及飞行器的连接和固定件
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