《无人机操控技术》教学课件—03飞行原理与性能
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无人机操控技术课件第6章飞行部分
习目标
将飞机沿1-2-3-4-5-6-7-8-1轨迹连续运动，速度越慢 越好，高度2m。如图所示。
1.2.5 水平8字航点练习
学习目标
操作飞机在1-2-3-4-1-5-6-7-1各点分别保持各自的姿 态停留5S，高度2m。如图所示。
1.2.6 水平8字航点练习
学习目标
将飞机沿1-2-3-4-1-5-6-7-1轨迹运动，每个点处做一 次自旋360°。如图所示。
学习安排：
四个舵面的含义，对于我们此次安排练习的多旋 翼模型为例：
1）副翼控制飞行器的左右平移，机头不偏转，飞 行器绕自身纵轴旋转。
2）升降控制飞行器的前后平移，飞行器绕自身横 轴旋转。
3）油门控制飞行器的上下移动，飞行器沿立轴移 动。
4）方向控制飞行器的偏航旋转，飞行器绕自身立 轴旋转。
1.1.1 认识两根摇杆作用
3.3 航线飞行训练
训练内容 1.速度控制练习；
2.航点的练习； 3.圆周航线练习； 4.外场实操科目考核。
1.1.2 八位悬停的含义
学习目标
1. 熟悉八位悬停的基本含义。 2. 理解同一姿态在不同位置的视图。 3. 飞机飞行八字航线的过程中，飞机姿态在各个点的变化
过程。
1.1.2 八位悬停的含义
学习安排
1.用模型飞机分别演示对尾，对头，左右侧位悬停的 状态。
2.用模型飞机分别演示45°悬停的四种状态，每个姿 态均是以机头朝向的位置来判断的。
2.以副翼通道为例：将飞机能够很稳定的停留在1 2 3 4 5五点上。
3.在升降通道上也可以将飞机能够很稳定的停留在如 图所示的1 2 3 4 5五点上。
1.1.3 模拟器单通道练习
学习安排
进入模拟器悬停训练的单通道模式，如果选择直升机， 请把模拟速度改为70%，多旋翼保持默认值100%。
将飞机沿1-2-3-4-5-6-7-8-1轨迹连续运动，速度越慢 越好，高度2m。如图所示。
1.2.5 水平8字航点练习
学习目标
操作飞机在1-2-3-4-1-5-6-7-1各点分别保持各自的姿 态停留5S，高度2m。如图所示。
1.2.6 水平8字航点练习
学习目标
将飞机沿1-2-3-4-1-5-6-7-1轨迹运动，每个点处做一 次自旋360°。如图所示。
学习安排：
四个舵面的含义，对于我们此次安排练习的多旋 翼模型为例：
1）副翼控制飞行器的左右平移，机头不偏转，飞 行器绕自身纵轴旋转。
2）升降控制飞行器的前后平移，飞行器绕自身横 轴旋转。
3）油门控制飞行器的上下移动，飞行器沿立轴移 动。
4）方向控制飞行器的偏航旋转，飞行器绕自身立 轴旋转。
1.1.1 认识两根摇杆作用
3.3 航线飞行训练
训练内容 1.速度控制练习；
2.航点的练习； 3.圆周航线练习； 4.外场实操科目考核。
1.1.2 八位悬停的含义
学习目标
1. 熟悉八位悬停的基本含义。 2. 理解同一姿态在不同位置的视图。 3. 飞机飞行八字航线的过程中，飞机姿态在各个点的变化
过程。
1.1.2 八位悬停的含义
学习安排
1.用模型飞机分别演示对尾，对头，左右侧位悬停的 状态。
2.用模型飞机分别演示45°悬停的四种状态，每个姿 态均是以机头朝向的位置来判断的。
2.以副翼通道为例：将飞机能够很稳定的停留在1 2 3 4 5五点上。
3.在升降通道上也可以将飞机能够很稳定的停留在如 图所示的1 2 3 4 5五点上。
1.1.3 模拟器单通道练习
学习安排
进入模拟器悬停训练的单通道模式，如果选择直升机， 请把模拟速度改为70%，多旋翼保持默认值100%。
无人机课程最全
农业植保与精准农业 无人机可用于农业植保，搭载喷洒设备对农作物进行精准 施药，同时还可结合遥感技术进行作物状态监测和精准农 业管理。
物流与快递配送 无人机可用于物流和快递配送，实现快速、准确的货物投 送，尤其在偏远地区和紧急情况下具有显著优势。
法规政策对无人机产业的影响
飞行管制政策
各国对无人机的飞行管制政策不同，对无人机的飞行高度、范围 和时间等有限制，需要遵守相关法规并获得许可。
农业保险勘察
无人机可快速获取受灾区 域的影像数据，为农业保 险勘察和定损提供准确依 据。
航拍摄影领域应用案例
电影、广告拍摄
无人机可搭载高清摄像机，拍摄 高空、远景等难以用传统方法拍
摄的镜头。
新闻报道
无人机可快速到达新闻现场，拍 摄实时画面，为新闻报道提供独
特视角。
旅游宣传
无人机可拍摄旅游景区的优美风 光，制作旅游宣传片，吸引游客。
测等科学研究。
02 无人机硬件组成与原理
飞行控制系统
飞行控制板
遥控器与接收器
负责接收和处理各种传感器数据，控 制无人机的飞行姿态和轨迹。
遥控器发送控制信号，接收器接收信 号并将其传输给飞行控制板。
电子调速器（ESC）
根据飞行控制板的指令，控制电机的 转速，实现无人机的升降、前进、后 退等动作。
动力系统
包括加速度计和陀螺仪，用于检测无 人机的加速度和角速度，实现姿态控 制和稳定飞行。
气压高度计
测量无人机所处的高度，辅助实现定 高飞行和悬停。
超声波/红外测距传感器
用于检测无人机与障碍物之间的距离， 实现避障功能。
通信与数据传输系统
数传电台
01
实现地面站与无人机之间的远程通信，传输控制指令和遥测数
物流与快递配送 无人机可用于物流和快递配送，实现快速、准确的货物投 送，尤其在偏远地区和紧急情况下具有显著优势。
法规政策对无人机产业的影响
飞行管制政策
各国对无人机的飞行管制政策不同，对无人机的飞行高度、范围 和时间等有限制，需要遵守相关法规并获得许可。
农业保险勘察
无人机可快速获取受灾区 域的影像数据，为农业保 险勘察和定损提供准确依 据。
航拍摄影领域应用案例
电影、广告拍摄
无人机可搭载高清摄像机，拍摄 高空、远景等难以用传统方法拍
摄的镜头。
新闻报道
无人机可快速到达新闻现场，拍 摄实时画面，为新闻报道提供独
特视角。
旅游宣传
无人机可拍摄旅游景区的优美风 光，制作旅游宣传片，吸引游客。
测等科学研究。
02 无人机硬件组成与原理
飞行控制系统
飞行控制板
遥控器与接收器
负责接收和处理各种传感器数据，控 制无人机的飞行姿态和轨迹。
遥控器发送控制信号，接收器接收信 号并将其传输给飞行控制板。
电子调速器（ESC）
根据飞行控制板的指令，控制电机的 转速，实现无人机的升降、前进、后 退等动作。
动力系统
包括加速度计和陀螺仪，用于检测无 人机的加速度和角速度，实现姿态控 制和稳定飞行。
气压高度计
测量无人机所处的高度，辅助实现定 高飞行和悬停。
超声波/红外测距传感器
用于检测无人机与障碍物之间的距离， 实现避障功能。
通信与数据传输系统
数传电台
01
实现地面站与无人机之间的远程通信，传输控制指令和遥测数
无人机操控技术课件第1章无人机概述
固定翼无人机就是指飞机的机翼固定不动，靠 机翼的空气动力特性而产生升力的一种机型。
1.3.2 旋翼机
旋翼机是指通过飞机机翼（桨叶）旋转而产生 升力的一种机型，主要包含多旋翼、直升机、自转 旋翼机。
1.3.3 垂直起降固定翼
垂直起降固定翼无人机是近三年新研发出来的 一款无人机机型，单纯从结构上看可以看做是多旋 翼和固定翼的结合体，它既有多旋翼起降简单、没 有场地要求的优点，又有固定翼长航时、大载重的 优点，很适合做行业的测绘、监测、管路巡查等工 作。
在视距内，视距距离不超过500米
飞 控 有智能化的飞控系统 人机界面 有地面站
无智能化的飞控系统，必须由人来通过 遥控器控制
仅有操纵手柄
任务用途
有任务载荷系统，主要执行军用和民用 的各种比较复杂的任务
一般无载荷系统，侧重于航空模型运动、 竞赛、爱好者研究交流以及个人娱乐
人员资质
包括观测员、视距内驾驶员、超视距驾 驶员和教员，大多数还需要执照
无资质要求
主管单位 民航局和AOPA管理，适用航空类法规
航空运动管理中心管理，适用体育类法 规
1.2 无人机系统
无人机与航空模型区别：
1.3 无人机分类
按照不同的平台，无人机包括固定翼、旋翼机、 垂直起降固定翼、无人飞艇等。根据飞行场地和任 务需求，选用不同种类的无人机进行作业。
1.3.1 固定翼
1.2 无人机系统
无人机系统，也称无人驾驶航空器系统，是指 由无人机、相关的遥控站、所需的指挥与管制链路 以及批准的型号设计规定的任何其他部件组成的系 统。简称：UAS(Unmanned Aircraft System)。
1.2 无人机系统
无人机与航空模型区别：
无人机
1.3.2 旋翼机
旋翼机是指通过飞机机翼（桨叶）旋转而产生 升力的一种机型，主要包含多旋翼、直升机、自转 旋翼机。
1.3.3 垂直起降固定翼
垂直起降固定翼无人机是近三年新研发出来的 一款无人机机型，单纯从结构上看可以看做是多旋 翼和固定翼的结合体，它既有多旋翼起降简单、没 有场地要求的优点，又有固定翼长航时、大载重的 优点，很适合做行业的测绘、监测、管路巡查等工 作。
在视距内，视距距离不超过500米
飞 控 有智能化的飞控系统 人机界面 有地面站
无智能化的飞控系统，必须由人来通过 遥控器控制
仅有操纵手柄
任务用途
有任务载荷系统，主要执行军用和民用 的各种比较复杂的任务
一般无载荷系统，侧重于航空模型运动、 竞赛、爱好者研究交流以及个人娱乐
人员资质
包括观测员、视距内驾驶员、超视距驾 驶员和教员，大多数还需要执照
无资质要求
主管单位 民航局和AOPA管理，适用航空类法规
航空运动管理中心管理，适用体育类法 规
1.2 无人机系统
无人机与航空模型区别：
1.3 无人机分类
按照不同的平台，无人机包括固定翼、旋翼机、 垂直起降固定翼、无人飞艇等。根据飞行场地和任 务需求，选用不同种类的无人机进行作业。
1.3.1 固定翼
1.2 无人机系统
无人机系统，也称无人驾驶航空器系统，是指 由无人机、相关的遥控站、所需的指挥与管制链路 以及批准的型号设计规定的任何其他部件组成的系 统。简称：UAS(Unmanned Aircraft System)。
1.2 无人机系统
无人机与航空模型区别：
无人机
无人机操控技术课件第3章飞行原理与性能第3节飞行性能【可编辑全文】
3.3 飞行性能
无人机飞行性能是描述飞机质心运动规律的性
能，包括飞机的飞行速度、飞行高度、航程、航时、
起飞和着陆性能等。与有人机不同的是，无人机几
乎涉及不到筋斗、盘旋、战斗转弯等机动性能，所
以不加以讨论。
3.3 飞行性能—高度
理论静升限：飞机能作水平直线飞行的最大高度。
实用静升限：飞机最大爬升率等于0.5m/s（亚声速飞机）
的，反之则称飞机是不稳定的。
3.1 稳定性
飞机的稳定性包括：纵向稳定、横向稳定、侧向
（航向）稳定。
3.1.1 机体坐标系
不论是固定翼、直升机、还
是多旋翼无人机，研究其稳定性
的时候首先要建立机体坐标系。
原点(0点)： 位于飞行器的
重心；
纵轴(0X轴)：位于飞行器参
考平面内平行于机身轴线并 指
向飞行器前方；
螺旋（尾旋）：飞机失速
后机翼自转，飞机以小半径的
圆周盘旋下降运动。
原因：飞机横向稳定性过弱，
航向稳定性过强，产生螺旋
不稳定。
改出：立即向螺旋反方向打
舵到底制止滚转。
3.1.6 航向与横向稳定性的耦合
荷兰滚（飘摆） ：非指令的时而左滚，时而
右滚，同时伴随机头时而左偏，时而右偏的现象。
原因：飞机的横向稳定性过强，而航向稳定性
3.1.2 姿态角—俯仰角
机体坐标系纵轴与水平面的夹角。抬头时，俯
仰角为正，否则为负。
3.1.2 姿态角—滚转角
机体坐标系立轴与通过机体纵轴的铅垂面间的
夹角，机体向右滚为正，反之为负。
3.1.2 姿态角—偏航角
机体坐标系纵轴与垂直面的夹角，机头右偏航
为正，反之为负。
第三章 飞行原理与飞行性能
在机翼上，压力最高的点也就是所谓的驻点，在驻点处是空气与前缘相 遇的地方。这点是空气相对于机翼的速度减小到零的点。
在一个迎角为零、完全对称的机翼上，从驻点开始，流经上下表面气 流速度是相同的，所以上下表面的压力变化也是完全相同的。
如果对称机翼相对来流旋转了一个迎角，驻点就会稍稍向前缘的下表 面移动，并且流经上下表面的空气流动情况改变了，流经上表面的空气被 迫多走了一段距离，在上下表面，空气仍然有一个从驻点加速离开的过程， 但是在下表面的最高速度要小于上表面的最高速度。
质量守恒定律：质量不会自生也不会自灭。 流体的质量流量：单位时间流过横截面面积S的流体质量。
q sv
3.流体连续方程
1s1v1 2s2v2 3s3v3 ...... const. 即： sv const.
当流体不可压缩时
即： const. 时：
有： sv const.
惯性向外 （离心力）
6.力的分解
一个水平飞行的动力模型受到许多施加在它每个部分的力的影响， 但是所有的这些力都可以按作用和反作用分成4个力
三、机动飞行中的空气动力
1.飞机的几何外形和参数
翼型及其参数
♦翼型： 机翼的横剖面形状。翼型最前端的一点叫“前缘”， 最后端一点叫“后缘”。 翼型前缘点与后缘点之间连线称为翼弦。
目前所使用的大多是自动式前缘缝翼。这种前缘缝翼用滑动机 构与基本机翼相连，依靠前缘空气动力的压力和吸力来自动控制其 闭合和打开。
4.飞机低速飞行的阻力
按阻力产生的原因，飞机低速飞行时的阻力一般可分为：
• 摩擦阻力 • 压差阻力 • 诱导阻力 • 干扰阻力
阻力的计算公式：
Q
C（x
1 2
无人机操控技术课件第1-2章
04 任务载荷
P27
05 数据链路系统
P34
4.1 航拍（航拍、直播、取证）
任务载荷应该按行业分类，航拍，即航空拍摄或者航 空摄影，是指在空中拍摄的镜头画面。航拍无人机的诞生， 彻底改变了航拍方式，电影、电视、大型晚会、体育赛事 的直播，快手、抖音等APP视频的录制，环境监察人员执 法取证，都离不开航拍无人机的应用。挂载设备主要是可 见光吊舱。
2.3 旋翼无人机平台
多旋翼无人机，是一种具有三个及以上旋翼轴的直升 机。和直升机相比，具有以下特点：1、直升机通过改变 螺距改变升力，多旋翼通过改变每个旋翼的转速改变升力； 1) 直升机需要尾桨抵消反扭力，多旋翼可以两两旋翼相互
抵消。 2) 直升机结构复杂，多旋翼结构简单。 3) 直升机飞行速度快、机动性好，多旋翼飞行速度慢、比
4.5 电力（电线、电塔、太阳能板）
电力行业主要应用是电力巡线，其中包含巡 线、巡塔、巡太阳能板，应用的吊舱有可见光吊 舱、可见光高倍吊舱、红外吊舱。
4.6 安防（喊话、照明、灭火弹、烟雾弹）
安防系统广泛应用武警、交警、公安、救援 队等单位，载荷包括喊话、救援脱钩、照明、灭 火弹、烟雾弹、监测、跟踪等。
01 操作人员
P04
02 航空器
P1 1
03 地面系统
P22
04 任务载荷
P27
05 数据链路系统
P34
ห้องสมุดไป่ตู้
2.1 航空器
飞行器按在大气层内或大气层外飞行可分为航 空器和航天器。
根据产生升力的原理：
轻于空气的航空器
航 空 器
重于空气的航空器
气球 飞艇 固定翼航空器 旋翼航空器 扑翼机
直升机 多旋翼 旋翼机
无人机飞行操作培训ppt课件
• 飞机起飞前一定要把目标航点设为1点。
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
2.3 出航 • 在遥控模式下飞机起飞后，要观察飞机的飞行高度是否与地面站
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
1.2 飞控手操作流程—飞机迎风弹射起飞后
调试飞机、 与地面站沟 通，捕捉中 立位
告知地面站 人员开始爬 高，操控飞 机开始爬高 至300米左
右
将机头朝向1 点方向切自驾， 如有异常，及 时切回手动进 行处理，操控 为可控制范围
地面站人员下 达关闭发射器 命令后，关闭 遥控器，观察 飞机出航状态
飞机准备返航， 走到降落点位置， 检查遥控器所有 开关、开启遥控 器，在安全高度 切手动模式，进
行伞降或滑降
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
时刻对飞机进行监控。
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
（二）地面站
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
2.3 出航 • 在遥控模式下飞机起飞后，要观察飞机的飞行高度是否与地面站
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
1.2 飞控手操作流程—飞机迎风弹射起飞后
调试飞机、 与地面站沟 通，捕捉中 立位
告知地面站 人员开始爬 高，操控飞 机开始爬高 至300米左
右
将机头朝向1 点方向切自驾， 如有异常，及 时切回手动进 行处理，操控 为可控制范围
地面站人员下 达关闭发射器 命令后，关闭 遥控器，观察 飞机出航状态
飞机准备返航， 走到降落点位置， 检查遥控器所有 开关、开启遥控 器，在安全高度 切手动模式，进
行伞降或滑降
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
时刻对飞机进行监控。
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
（二）地面站
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
无人机工作系统实用技术课件：无人机飞控系统
人机飞行提供各种数 据信息。
飞控系统
数据处理
机载计算机负责整个无人机姿态的运算和判断，为飞机任 务系统提供高性能的计算机硬件资源和丰富的通信接口。
执行机构
伺服作动设备的作用是根据飞控计算机的指令，按规定的 静态和动态要求，通过对无人机各控制舵面和发动机节风 门的控制，实现对无人机的飞行控制。
（b）PIX飞控
02
PixHawk开源飞控的外观 与通信接口
接口
学习任务三 空速计与飞行模式的认知
知识目标
1.学习空速计的原理。 2.掌握空速计在固定翼无人机上的作用。 3.掌握空速计在固定翼上的安装方法。 4.了解固定翼无人机常用的飞行模式。
01
固定翼上的空速计
空速计
多旋翼无人机主要依靠多个旋翼带来的升力进行飞行，而固定翼依靠机翼带来的升力进行飞行，此升力由 当固定翼无人机运动时，与无人机相对的气流流过机翼上下表面导致的流速不一致产生的压力差形成。
常用的空速计一般由金属的空速管、硅胶的皮托管、空速计和相应的I2C数据线四部分组成。
空速计安装
在安装时，我们将空速传感器放入飞机中时，并安装皮托管套件。一般情况下，我们把空速管安装在机头 方向，需要将管子顶部穿过机头，使金属空速管伸出才可以完全接触到气流，并且要注意空速管侧面的孔没有 被堵塞，这些孔距离机头至少伸出1厘米。然后将硅胶的皮托管连接到空速传感器上，并在无人机内部固定好 ，不要弯折，以免影响管内气流流动。
舵机的组成
电动舵机主要是由外壳、电路板、驱动电机、减速器与位置检测元件所构成。
学习任务二 开源飞控的认知
知识目标
1.掌握什么是开源飞控。 2.掌握固件和硬件的区别。 3.掌握PixHawk飞控的接口含义。 4.自行了解更多的飞控。
飞控系统
数据处理
机载计算机负责整个无人机姿态的运算和判断，为飞机任 务系统提供高性能的计算机硬件资源和丰富的通信接口。
执行机构
伺服作动设备的作用是根据飞控计算机的指令，按规定的 静态和动态要求，通过对无人机各控制舵面和发动机节风 门的控制，实现对无人机的飞行控制。
（b）PIX飞控
02
PixHawk开源飞控的外观 与通信接口
接口
学习任务三 空速计与飞行模式的认知
知识目标
1.学习空速计的原理。 2.掌握空速计在固定翼无人机上的作用。 3.掌握空速计在固定翼上的安装方法。 4.了解固定翼无人机常用的飞行模式。
01
固定翼上的空速计
空速计
多旋翼无人机主要依靠多个旋翼带来的升力进行飞行，而固定翼依靠机翼带来的升力进行飞行，此升力由 当固定翼无人机运动时，与无人机相对的气流流过机翼上下表面导致的流速不一致产生的压力差形成。
常用的空速计一般由金属的空速管、硅胶的皮托管、空速计和相应的I2C数据线四部分组成。
空速计安装
在安装时，我们将空速传感器放入飞机中时，并安装皮托管套件。一般情况下，我们把空速管安装在机头 方向，需要将管子顶部穿过机头，使金属空速管伸出才可以完全接触到气流，并且要注意空速管侧面的孔没有 被堵塞，这些孔距离机头至少伸出1厘米。然后将硅胶的皮托管连接到空速传感器上，并在无人机内部固定好 ，不要弯折，以免影响管内气流流动。
舵机的组成
电动舵机主要是由外壳、电路板、驱动电机、减速器与位置检测元件所构成。
学习任务二 开源飞控的认知
知识目标
1.掌握什么是开源飞控。 2.掌握固件和硬件的区别。 3.掌握PixHawk飞控的接口含义。 4.自行了解更多的飞控。
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牛顿第一定律（惯性定律）
动态平衡：以恒定的速 度爬升、俯冲或滑行的 飞机。
保持匀速平飞、上升或下降时，飞机所受力是平衡的， 即升力与重力相等、推力与阻力相等。
平衡是事物一种非常普遍的状态，不稳定运动状态与 稳定运动或者静止状态的情况不同之处就是多了加速度。
1.2 牛顿运动定律
牛顿第二定律
物体的加速度跟物体所受的合外力成正比，跟物体的质 量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。
P88
05 多旋翼基础知识
P98
2.1 升力
机翼是产生升力的主要部件，由于固定翼的机翼 是固定不动的，机翼和气流的相对运动方向呈直线型， 所以飞行原理的研究模型选用的是固定翼。
2.1.1 升力的产生
固定翼飞机的机翼上表面凸起较多而下表面比较 平直。再加上一定的迎角。这样，从前缘到后缘，上 翼面的气流流速就比下翼面的流速快，上翼面的静压 也就比下翼面的静压低，上下翼面的压力差产生向上 的升力 。
空间环境
地球引力，前行阻力极小，借 助惯性向前运动。
1.1.1 大气成分
研究大气特性对了解无人机至关重要研究大气 中的气象现象时，可将大气看作一种混合物，它由 三个部分组成：干洁空气、水汽和大气杂质。干洁 空气主要由78%的氮气，21%的氧气以及1%的其它气 体组成 。
1.1.2 大气垂直分层
散逸层
状态为：
1.1.4 大气状态方程
状态方程： 其中：
1.1.5 大气特性—连续性
当航空器在空气介质中运动时，由于其外形尺 寸远远大于气体分子的自由行程，故在研究航空器 和大气之间的相对运动时，气体分子之间的距离完 全可以忽略不计，即把气体看成是连续的介质。
1.1.5 大气特性—可压缩性
当气体的压强改变时，其密度和体积改变的性质。当气 体流速很小时，压强和密度变化很小，可以不考虑大气压缩 性的影响。但当流速较高时，气体压强和密度变化很明显， 必须考虑气体压缩性。
无人机操控技术
第三章 飞行原理与性能
目录
01 空气动力学基础
P04
02 飞行原理
P24
03 飞行性能
P49
04 无人机发射回收方式
P88
05 多旋翼基础知识
P98
目录
01 空气动力学基础
P04
02 飞行原理
P24
03 飞行性能
P49
04 无人机发射回收方式
P88
05 多旋翼基础知识
P98
1.1 大气特性
牛顿第二定律表明，要获得给定加速度所施加的力的大 小取决于无人飞机的质量。一个具有很大质量的物体需要用 更大的力去打破它的平衡才能达到给定的加速度，而小质量 的物体所需的力则小。
加速度向内
（向心力）
惯性向外 （离心力）
1.2 牛顿运动定律
牛顿第二定律
力的分解：将一个力化作等效的两个或两个以上的分力。 一个飞行器受到许多施加在它每个部分的力的影响，但是所 有的这些力都可以按方向分成4个力。
伯努利方程实质是能量转化和守恒定律，即静 压代表的势能和动压代表的动能之间可以相互转化， 但它们总量保持不变。
1.3 伯努利定理
伯努利定理 对于低速流体，流速越大，压强越小，流速越小， 压强越大。
1.3 伯努利定理
目录Leabharlann 01 空气动力学基础P04
02 飞行原理
P24
03 飞行性能
P49
04 无人机发射回收方式
800km
密
度
、
压 强
电离层
85km
随
高
度
中间层
增
55km
加
而
减
平流层（空航气空没器有活上动下集对中流在 ）
少
对流1层1k和m 平流层
对流层
地球中纬度地区
1.1.2 大气垂直分层
对流层因空气有强烈的对流运动而得名，它的底界 为地面，上界高度随纬度、季节、天气等因素而变化。 一般中纬度地区上界高度10-12km，同一地区上界高度 夏季大于冬季。 对流层的主要特征： •气温随高度升高而降低。平均气温垂直递减率为 0.65℃/100m。 •气温、湿度的水平分布很不均匀。主要受地表性质影 响。 •空气具有强烈的垂直混合。底层暖空气有上升趋势， 上层冷空气有下降趋势。
空气动力是无人机原理的基础，主要研究气体
在无人机表面的流动及产生升力的原理。大气是无
人机运行的空间环境，研究大气特性对了解无人机
至关重要。
大气环境
是航空器唯一飞行环境，飞行 原理：借助空气产生的升力来
飞
平衡地球引力，借助发动机推 力平衡空气阻力。
行
环
是航天器的主要飞行环境，飞
境
行原理：借助关系离心力平衡
2.1.1 升力的产生
升力公式
其中：
影响飞机升力的因素：机翼面积、相对速度、空气密度、 机翼剖面形状和迎角。
2.1.1 升力的产生
机翼的效率受翼型的影响极大，在一定程度上是受翼型 弯度的影响和厚度的影响。
2.1.1 升力的产生
➢ 翼弦 ➢ 厚度
➢ 弯度
2.1.1 升力的产生
1.3 伯努利定理
空气相对运动原理 空气不动，飞机飞行时，作用在飞机上的空气 动力和飞机不动，空气吹过时作用在飞机上的空气 动力是等效的。
1.3 伯努利定理
流体流动的连续性定理（质量守恒）
连续流动时，单位时间流过不同剖面时流体质 量相同，顾剖面与速度成反比。
1.3 伯努利定理
伯努利方程（能量守恒）
1.2 牛顿运动定律
牛顿第一定律（惯性定律）
如果一个物体处于平衡状态，那么它就有保持这种平衡 状态的趋势。所有施加在平衡物体上的外力都是平衡的，不 会有任何改变其状态或往任何方向加速或减速的趋势存在。
静态平衡：静止
动态平衡：匀速直线水平飞行 的飞机，没有加速，没有减速， 也没有转弯
1.2 牛顿运动定律
马赫数：作为判断空气受到压缩程度的指标。
飞行器飞行速度越大，马赫数就越大，飞行器前面的空 气就压缩的越厉害。
1.1.5 大气特性—粘性
大气的粘性是空气在流动过程中表现出的一种 物理性质。大气的粘性力是相邻大气层之间相互运 动时产生的牵扯作用力，也叫大气内摩擦力。它和 相邻流动层的速度差和接触面积成正比，与相邻层 的距离成反比，不考虑粘性的流体称为理想流体或 无粘流体。
一般的无人机只能够在对流层飞行，民航客机和战 斗机可以在平流层飞行。
1.1.3 国际标准大气
目的：为了准确描述飞行器的飞行性能，就必须建立 一个统一的标准，即标准大气。
1.1.3 国际标准大气
国际标准大气的规定：
大气被看成完全气体，服从气体状态方程； 以海平面的高度为零。且在海平面上，大气标准
动态平衡：以恒定的速 度爬升、俯冲或滑行的 飞机。
保持匀速平飞、上升或下降时，飞机所受力是平衡的， 即升力与重力相等、推力与阻力相等。
平衡是事物一种非常普遍的状态，不稳定运动状态与 稳定运动或者静止状态的情况不同之处就是多了加速度。
1.2 牛顿运动定律
牛顿第二定律
物体的加速度跟物体所受的合外力成正比，跟物体的质 量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。
P88
05 多旋翼基础知识
P98
2.1 升力
机翼是产生升力的主要部件，由于固定翼的机翼 是固定不动的，机翼和气流的相对运动方向呈直线型， 所以飞行原理的研究模型选用的是固定翼。
2.1.1 升力的产生
固定翼飞机的机翼上表面凸起较多而下表面比较 平直。再加上一定的迎角。这样，从前缘到后缘，上 翼面的气流流速就比下翼面的流速快，上翼面的静压 也就比下翼面的静压低，上下翼面的压力差产生向上 的升力 。
空间环境
地球引力，前行阻力极小，借 助惯性向前运动。
1.1.1 大气成分
研究大气特性对了解无人机至关重要研究大气 中的气象现象时，可将大气看作一种混合物，它由 三个部分组成：干洁空气、水汽和大气杂质。干洁 空气主要由78%的氮气，21%的氧气以及1%的其它气 体组成 。
1.1.2 大气垂直分层
散逸层
状态为：
1.1.4 大气状态方程
状态方程： 其中：
1.1.5 大气特性—连续性
当航空器在空气介质中运动时，由于其外形尺 寸远远大于气体分子的自由行程，故在研究航空器 和大气之间的相对运动时，气体分子之间的距离完 全可以忽略不计，即把气体看成是连续的介质。
1.1.5 大气特性—可压缩性
当气体的压强改变时，其密度和体积改变的性质。当气 体流速很小时，压强和密度变化很小，可以不考虑大气压缩 性的影响。但当流速较高时，气体压强和密度变化很明显， 必须考虑气体压缩性。
无人机操控技术
第三章 飞行原理与性能
目录
01 空气动力学基础
P04
02 飞行原理
P24
03 飞行性能
P49
04 无人机发射回收方式
P88
05 多旋翼基础知识
P98
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01 空气动力学基础
P04
02 飞行原理
P24
03 飞行性能
P49
04 无人机发射回收方式
P88
05 多旋翼基础知识
P98
1.1 大气特性
牛顿第二定律表明，要获得给定加速度所施加的力的大 小取决于无人飞机的质量。一个具有很大质量的物体需要用 更大的力去打破它的平衡才能达到给定的加速度，而小质量 的物体所需的力则小。
加速度向内
（向心力）
惯性向外 （离心力）
1.2 牛顿运动定律
牛顿第二定律
力的分解：将一个力化作等效的两个或两个以上的分力。 一个飞行器受到许多施加在它每个部分的力的影响，但是所 有的这些力都可以按方向分成4个力。
伯努利方程实质是能量转化和守恒定律，即静 压代表的势能和动压代表的动能之间可以相互转化， 但它们总量保持不变。
1.3 伯努利定理
伯努利定理 对于低速流体，流速越大，压强越小，流速越小， 压强越大。
1.3 伯努利定理
目录Leabharlann 01 空气动力学基础P04
02 飞行原理
P24
03 飞行性能
P49
04 无人机发射回收方式
800km
密
度
、
压 强
电离层
85km
随
高
度
中间层
增
55km
加
而
减
平流层（空航气空没器有活上动下集对中流在 ）
少
对流1层1k和m 平流层
对流层
地球中纬度地区
1.1.2 大气垂直分层
对流层因空气有强烈的对流运动而得名，它的底界 为地面，上界高度随纬度、季节、天气等因素而变化。 一般中纬度地区上界高度10-12km，同一地区上界高度 夏季大于冬季。 对流层的主要特征： •气温随高度升高而降低。平均气温垂直递减率为 0.65℃/100m。 •气温、湿度的水平分布很不均匀。主要受地表性质影 响。 •空气具有强烈的垂直混合。底层暖空气有上升趋势， 上层冷空气有下降趋势。
空气动力是无人机原理的基础，主要研究气体
在无人机表面的流动及产生升力的原理。大气是无
人机运行的空间环境，研究大气特性对了解无人机
至关重要。
大气环境
是航空器唯一飞行环境，飞行 原理：借助空气产生的升力来
飞
平衡地球引力，借助发动机推 力平衡空气阻力。
行
环
是航天器的主要飞行环境，飞
境
行原理：借助关系离心力平衡
2.1.1 升力的产生
升力公式
其中：
影响飞机升力的因素：机翼面积、相对速度、空气密度、 机翼剖面形状和迎角。
2.1.1 升力的产生
机翼的效率受翼型的影响极大，在一定程度上是受翼型 弯度的影响和厚度的影响。
2.1.1 升力的产生
➢ 翼弦 ➢ 厚度
➢ 弯度
2.1.1 升力的产生
1.3 伯努利定理
空气相对运动原理 空气不动，飞机飞行时，作用在飞机上的空气 动力和飞机不动，空气吹过时作用在飞机上的空气 动力是等效的。
1.3 伯努利定理
流体流动的连续性定理（质量守恒）
连续流动时，单位时间流过不同剖面时流体质 量相同，顾剖面与速度成反比。
1.3 伯努利定理
伯努利方程（能量守恒）
1.2 牛顿运动定律
牛顿第一定律（惯性定律）
如果一个物体处于平衡状态，那么它就有保持这种平衡 状态的趋势。所有施加在平衡物体上的外力都是平衡的，不 会有任何改变其状态或往任何方向加速或减速的趋势存在。
静态平衡：静止
动态平衡：匀速直线水平飞行 的飞机，没有加速，没有减速， 也没有转弯
1.2 牛顿运动定律
马赫数：作为判断空气受到压缩程度的指标。
飞行器飞行速度越大，马赫数就越大，飞行器前面的空 气就压缩的越厉害。
1.1.5 大气特性—粘性
大气的粘性是空气在流动过程中表现出的一种 物理性质。大气的粘性力是相邻大气层之间相互运 动时产生的牵扯作用力，也叫大气内摩擦力。它和 相邻流动层的速度差和接触面积成正比，与相邻层 的距离成反比，不考虑粘性的流体称为理想流体或 无粘流体。
一般的无人机只能够在对流层飞行，民航客机和战 斗机可以在平流层飞行。
1.1.3 国际标准大气
目的：为了准确描述飞行器的飞行性能，就必须建立 一个统一的标准，即标准大气。
1.1.3 国际标准大气
国际标准大气的规定：
大气被看成完全气体，服从气体状态方程； 以海平面的高度为零。且在海平面上，大气标准