固定翼和旋转翼飞机的飞行原理共60页
【固定翼 无人机】固定翼的飞行教程及原理
【固定翼无人机】固定翼的飞行教程及原理1. 引言固定翼无人机是一种飞行器，通过固定在机身上的机翼产生升力来进行飞行。
与多旋翼无人机相比，固定翼无人机具有较长的续航时间和较大的飞行速度。
在本文档中，我们将介绍固定翼无人机的飞行教程及其背后的原理。
2. 固定翼无人机的组成部分固定翼无人机由多个组成部分构成，包括机翼、机身、尾翼、电机、螺旋桨、控制面以及飞行控制系统等。
其中，机翼是固定翼无人机最重要的部分，它产生升力让飞行器能够飞起来。
控制面则用来进行飞行姿态的控制，使得固定翼无人机能够稳定地飞行。
3. 固定翼无人机的飞行原理固定翼无人机的飞行原理基于空气动力学的理论。
当飞行器在空中运动时，机翼上的气流通过机翼的形状和角度变化，使得上表面的气流速度更快，下表面的气流速度更慢，从而产生升力。
升力的大小取决于机翼的面积、空气流速和机翼的攻角等因素。
除了升力，固定翼无人机还需要考虑阻力、重力和推力等因素。
阻力是空气对飞行器运动的阻碍力，它与飞行速度和飞行器外形等因素有关。
重力是地球对飞行器的吸引力，它通过重力作用在飞行器的质量中产生向下的力。
而推力则是由电机和螺旋桨产生的向前的力，使得飞行器能够向前运动。
综合考虑这些因素，固定翼无人机的飞行姿态可以通过调整控制面的角度来实现。
例如，如果需要上升，可以增加上升角度以增加升力，从而克服重力。
如果需要转向，可以调整方向舵的角度，改变机翼的升力分布，从而产生横向的力矩来改变飞行方向。
4. 固定翼无人机的起飞与降落固定翼无人机的起飞与降落是飞行过程中最关键的阶段。
在起飞过程中，需要通过增加螺旋桨的推力和控制面的角度来产生足够的升力。
当飞机达到足够的速度和升力后，就可以离地起飞。
降落过程中，飞行员需要选择一个合适的着陆点，并调整下降角度和进近速度。
在接近地面时，要逐渐减小推力和调整控制面角度，以减小飞机的速度并使其平稳地着陆。
5. 固定翼无人机的飞行姿态控制固定翼无人机的飞行姿态控制是通过改变控制面的角度来实现的。
各种飞机的操纵原理
直升机操纵原理
直升机操纵原理
直升机操纵原理
直升机操纵的特点
油门总距杆（总距操纵杆）
总矩操纵杆（油门总距杆）
周期变距操纵杆
周期变距操纵杆
自动倾斜器
自动倾斜器
飞机的操纵性小结
操纵性的定义 飞机的俯仰操纵性
– 直线飞行中改变迎角的基本原理 – 驾驶杆力与调整片
特点：
❖ 操纵信号由系统本身产生，对飞机实施自动和半自动控制，协 助驾驶员工作或自动控制飞机对扰动的响应
组成：
❖ 自动驾驶仪 ❖ 发动机油门自动控制 ❖ 结构振动模态抑制系统。
飞行操纵系统分类——信号传递
❖ 机械操纵系统
机械操纵系统的操纵信号由钢索、传动杆的机 械部件传动。
❖ 电传操纵系统
而电传操纵系统的操纵信号通过电缆传动。
●横侧反操纵
小迎角时，压右盘，飞机右滚，形成右侧滑，出现横侧稳 定力矩，阻止右滚。接近临界迎角时，压右盘，下偏副翼的左 侧机翼阻力很大，上偏副翼的右侧机翼阻力较小，这一阻力差 将加大飞机的侧滑角，从而加大使飞机左滚的横侧稳定力矩。 当稳定力矩大于操纵力矩时，出现压右盘导致飞机左滚。
偏转副翼引起的有害偏航
座舱操纵机构
手脚操纵机构
驾驶杆、脚蹬操纵机构、 安装座操纵摇臂、支架、 连杆
油门操纵机构：对发动机的控制
操纵负荷系统力感介绍
力感仿真是指飞行员完成任务的操纵感觉仿真：功 能是模拟飞机在飞行、地面滑行过程中以及故障状 态下，飞行员驾驶飞机时的操纵力感，复现飞机在 不同飞行条件下和不同操纵模式下操纵系统的静态 和动态特性。
飞机的方向操纵性（无滚转）
– 飞行中改变侧滑角的基本原理 – 蹬舵反倾斜现象
固定翼飞机飞行原理简介
努利定理就是要阐述流体流淌在流淌中流速和压力之间的关系。
伯努利定理基本内容流体在一个管道中流淌时流速大的地方压力小流速小的地方压力大。
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考虑。
从上图我们可以看到空气流到机翼前缘分成上、下两股气流分别沿机翼上、下外表流过在机翼后缘重新汇合向后流去。
机翼上外表比较凸出流管较细说明流速加快压力降低。
而机翼下外表气流受阻挡作用流管变粗流速减慢压力增大。
这里我们就引用到了上述两个定理。
于是机翼上、下外表出现了压力差垂直于相对气流方向的压力差的总和就是机翼的升力。
这样重于空气的飞机借助机翼上获得的升力克服自身因地球引力形成的重力从而翱翔在蓝天上了。
机翼升力的产生主要靠上外表吸力的作用而不是靠下外表正压力的作用一般机翼上外表形成的吸力占总升力的60-80左右下外表的正压形成的升力只占总升力的20-40左右。
飞机飞行在空气中会有各种阻力阻力是与飞机运动方向相反的空气动力它阻碍飞机的前进这里我们也需要对它有所了解。
按阻力产生的缘由可分为摩擦阻力、压差阻力、诱导阻力和干扰阻力。
1.摩擦阻力——空气的物理特性之一就是粘性。
当空气流过飞机外表时由于粘性空气同飞机外表发生摩擦产生一个阻挡飞机前进的力这个力就是摩擦阻力。
摩擦阻力的大小确定于空气的粘性飞机的外表状况以及同空气相接触的飞机外表积。
空气粘性越大、飞机外表越粗糙、飞机外表积越大摩擦阻力就越大。
2.压差阻力——人在逆风中行走会感到阻力的作用这就是一种压差阻力。
这种由前后压力差形成的阻力叫压差阻力。
飞机的机身、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飞机附加了一种阻力。
这种因产生升力而诱导出来的阻力称为诱导阻力是飞机为产生升力而付出的一种“代价〞。
其产生的过程较冗杂这里就不在详诉。
4.干扰阻力——它是飞机各部分之间因气流互相干扰而产生的一种额庾枇ΑＵ庵肿枇θ菀撞诨砗突怼⒒砗臀惨怼⒒砗头⒍滩铡⒒砗透庇拖渲洹?以上四种阻力是对低速飞机而言至于高速飞机除了也有这些阻力外还会产生波阻等其他阻力。
固定翼无人机飞行原理
固定翼无人机飞行原理
固定翼无人机是一种能够在空中自主飞行并完成多种任务的航
空器。
其核心是飞行控制系统，包括飞行控制器、遥控器、传感器和自主导航系统等。
固定翼无人机的飞行原理是通过机翼产生升力，机身产生阻力，以及控制舵面调整飞行方向和姿态。
机翼的前缘和后缘之间的曲面叫做翼型，翼型的不同会影响飞行性能。
在飞行中，机翼上的空气流动和翼型的作用使得机翼上方的气压低于下方，从而产生升力。
升力的大小与机翼的面积、机翼的倾角、飞机的速度、空气密度等因素有关。
为了控制飞机的姿态和方向，固定翼无人机配备了多个舵面，分别为副翼、升降舵和方向舵。
副翼的作用是调整飞机的滚转角度，升降舵的作用是调整飞机的俯仰角度，方向舵的作用是调整飞机的偏航角度。
这些舵面通过电机驱动，由飞行控制器进行控制。
固定翼无人机的飞行还需要考虑飞机的重心位置和飞机的稳定性。
重心位置可以通过调整电池和其他电子设备的位置来调整。
稳定性则是通过配备陀螺仪和加速度计等传感器来实现的。
这些传感器可以感知飞行器的姿态和运动状态，并通过飞行控制器进行计算和调整，以保持飞机的稳定性。
总的来说，固定翼无人机的飞行原理涉及机翼升力、舵面控制、重心位置和稳定性等多方面因素。
优秀的飞行控制系统和传感器是保证飞机安全、稳定和高效飞行的关键。
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航空器飞行原理
涡桨发动机原理图
涡喷发动机
航空器飞行原理
一、 多旋翼的飞行原理
二、 直升机的飞行原理
三、 固定翼的飞行原理
飞行原理：
多旋翼无人机，是一种具有三个及以上 旋翼轴的特殊的无人驾驶直升机。 其通过 每个轴上的电动机转动，带动旋翼，从而 产生推力。旋翼的总距固定，而不像一般 直升机那样可变。通过改变不同旋翼之间 的相对转速，可以改变单轴推进力的大小， 从而控制飞行器的运动轨迹。
按 照 轴 数 分 为 ： 三轴、四轴、六轴、八轴等。 按照发动机个数分为：三旋翼、四旋翼、六旋翼、八旋翼等。
多旋翼无人机的实际
应用
农林植保
航拍摄影
线路巡检
多旋翼无人机飞行姿态控制
向前飞：前面电机减速，后边电机加速。
向左飞： 左边电机减速，右边电机加速。 向左偏航时，反桨加速正桨减速。
向右飞： 右边电机减速，左边电机加速。
向右偏航时，正桨加速反桨减速。
向后飞：前面电机加速，后面电机减速。
直升机：
主要靠主螺旋桨转动提供升力，尾桨转动抵 消反扭矩，通过操纵总距杆、周期变距杆、脚蹬 来控制飞机的运动姿态。
军用： 武装直升机
民用：私人飞机、观光旅游、紧急救援等
固定翼飞行原理
固定翼飞机通常包括方向、副翼、升降、油门、襟翼等控制舵面，通过舵机改 变飞机的翼面，产生相应的扭矩，控制飞机转弯、爬升、俯冲、横滚等动作。 发动机提供动力，机翼产生升力，各个舵面控制飞行姿态，从而实现飞行。
固定翼飞机操纵舵面示意图
塞斯纳商务机 安225运输机
苏35
F22
根据机翼平面形状分类
平直翼飞机 梯形翼飞机 前掠翼飞机
后掠翼飞机
三角翼飞机
各种飞机的操纵原理PPT课件
自动飞行控制系统
特点：
操纵信号由系统本身产生，对飞机实施自动和半自动控制，协 助驾驶员工作或自动控制飞机对扰动的响应
低速副翼 全速副翼 滚转扰流板 升降
可配平的水平安定面 方向舵
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固定翼飞机的操纵面
左副翼
右副翼
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固定翼飞机的操纵面
左副翼
右副翼
左升降舵
右升降舵
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固定翼飞机的操纵面
左副翼
右副翼
左升降舵 升降舵调整片
右升降舵 升降舵调整片
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固定翼飞机的操纵面
左副翼
右副翼
俯仰配平
– 直线飞行中改变迎角的基本原理 – 驾驶杆力与调整片
飞机的方向操纵性（无滚转）
– 飞行中改变侧滑角的基本原理 – 蹬舵反倾斜现象
飞机的横侧操纵性（无侧滑）
– 飞行中不带侧滑的横侧操纵基本原理
– 横侧反操纵(有害偏航) – 副翼操纵的失效和反逆
– 提高飞机侧向操纵效率
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中央操纵机构 手操纵机构 脚操纵机构
飞行操纵系统构成
传动机构 机械传动 电传操纵 光传操纵
驱动机构 人力驱动 液压助力 电动助力
操纵面
副翼
主
操
升降舵
纵
方向舵
襟翼、缝翼 辅
助 操
扰流板
纵 安定面
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飞行操纵系统分类——信号来源
人工飞行操纵系统
特点：操纵信号由驾驶员发出
组成：
飞机的俯仰、滚转和偏航操纵系统（主操纵系统）
增升、增阻操纵系统，人工配平系统等（辅助操纵系统）
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什么是旋翼飞机？
什么是旋翼飞机？旋翼飞机是一种以旋翼作为主要升力装置的航空器，与传统的固定翼飞机不同，它能够在垂直、水平和倾斜飞行中提供升力和推力。
旋翼飞机具有灵活性高、起降距离短等特点，因此在军事、民用等多个领域有着广泛的应用。
那么，旋翼飞机究竟是如何实现垂直起降及俯冲、翻滚等特殊飞行动作的呢？为了更好地理解旋翼飞机的工作原理以及其应用领域，让我们一起深入探索。
一、旋翼飞机的工作原理旋翼飞机的核心是旋翼，旋翼的设计与工作原理决定了机身的升力和推力来源。
旋翼通过快速旋转产生气流，在气流的作用下产生升力，使得飞机能够悬停和向上飞行。
同时，通过控制旋翼的倾斜角度，飞机能够实现向前或向后飞行，以及左右移动等。
这种多功能性使得旋翼飞机在特定环境下具有独特的优势。
二、旋翼飞机的应用领域1. 军事应用旋翼飞机在军事领域中扮演着重要角色。
它们被广泛用于侦察、反恐、救援和运输任务中。
旋翼飞机的垂直起降能力使其能够在狭小空间中执行任务，例如在城市战斗环境中提供特种部队支援，或者在海上执行紧急救援任务等。
2. 民用应用旋翼飞机在民用领域中也有广泛的用途。
一些公共公共安全部门使用旋翼飞机进行交通监控、搜索救援等任务。
同时，旋翼飞机也常用于航拍、旅游以及林业、农业等行业的勘测工作中。
3. 科研与探索旋翼飞机也被用于科研和探索领域。
例如，科学家们使用旋翼飞机在极地、高山等环境中收集数据，以进行科学研究。
此外，一些无人驾驶的旋翼飞机被用于探测火山活动、研究天气变化等任务。
三、旋翼飞机的优势和挑战1. 优势旋翼飞机相比传统固定翼飞机具有一些独特的优势。
首先，它们能够实现垂直起降，并可以在狭小空间中运动，具有更好的灵活性。
其次，旋翼飞机通常具有短起飞和降落距离，能够在复杂地形或临时着陆点进行任务执行。
此外，旋翼飞机对于机场设施的需求较低，能够在条件有限的地方执行任务。
2. 挑战然而，旋翼飞机也面临着一些挑战。
首先，由于旋翼旋转产生的气流会带来噪音和振动，这对飞行员和机上设备都会产生影响。
模块固定翼飞机的结构及飞行原理
模块固定翼飞机的结构及飞行原理固定翼飞机是目前世界上使用最广泛的民用飞行器，它是以翼面固定的机翼为主要承载结构的飞行器。
本文将详细介绍固定翼飞机的结构及飞行原理。
一、固定翼飞机的结构1.机身结构：固定翼飞机的机身包括机头、机身集装箱、货仓区、座舱等部分。
机身通常采用铝合金或碳纤维复合材料制作，以保证机身的轻量化和强度。
2.机翼结构：固定翼飞机的机翼是飞机最重要的承载部分，其主要由前缘翼和后缘翼组成。
前缘翼靠近机头，负责产生升力；后缘翼位于机翼的后部，用于提高飞机的操纵性能。
机翼大部分由铝合金构成，具有一定的柔韧性和强度。
3.尾翼结构：固定翼飞机的尾翼包括升降舵和方向舵。
升降舵位于飞机的尾部，负责控制飞机的上升和下降；方向舵位于升降舵的上方，用于控制飞机的方向。
4.着陆装置：固定翼飞机的着陆装置由起落架和车轮组成。
起落架能够在起飞和降落时收起和伸展，以减小飞机的阻力。
车轮通常由高强度合金钢制成，能够抵抗大量的冲击力。
5.动力装置：固定翼飞机的动力装置通常由发动机和推进器组成。
发动机可采用涡轮螺旋桨发动机、涡喷发动机或喷气发动机等。
推进器则将发动机产生的动力转化为推力，推动飞机前进。
二、固定翼飞机的飞行原理1.升力产生：固定翼飞机的翼面通过空气动力学原理产生升力。
当机翼上方的气流速度较快时，机翼的气压较低，下方的气流速度较慢时，机翼的气压较高。
因此，在机翼的上表面产生低压区，下表面产生高压区，从而形成向上的升力。
2.驱动力产生：固定翼飞机的驱动力主要由发动机和推进器提供。
发动机产生的动力通过推进器转化为推力，推动飞机前进。
3.操纵性：固定翼飞机通过控制升降舵和方向舵来实现操纵。
升降舵的操作可以改变机翼的攻角，从而控制飞机的升降。
方向舵的操作可以改变飞机的姿态，实现飞机的转向。
4.稳定性：固定翼飞机通过设计合理的重心位置和稳定装置，以及采取相应的飞行控制手段来保持飞机的稳定。
例如，采用重心靠近机头的设计可以提高飞机的稳定性。