旋翼机的升降控制原理
多旋翼无人机的结构和原理
多旋翼无人机的结构和原理
翼型的升力：
升力的来龙去脉这是空气动力学中的知识，研究的内容十分广泛，本文只关注通识理论，阐述对翼型升力和旋翼升力的原理。
根据流体力学的基本原理，流动慢的大气压强较大，而流动快的大气压强较小。
由于机翼一般是不对称的，上表面比较凸，而下表面比较平（翼型），流过机翼上表面的气流就类似于较窄地方的流水，流速较快，而流过机翼下表面的气流正好相反，类似于较宽地方的流水，流速较上表面的气流慢。
大气施加与机翼下表面的压力（方向向上）比施加于机翼上表面的压力（方向向下）大，二者的压力差便形成了升力。
［摘自升力是怎样产生的］。
所以对于通常所说的飞机，都是需要助跑，当飞机的速度达到一定大小时，飞机两翼所产生的升力才能抵消重力，从而实现飞行。
旋翼的升力飞机，直升机和旋翼机三种起飞原理是不同的。
飞机依靠助跑来提供速度以达到足够的升力，而直升机依靠旋翼的控制旋转在不进行助跑的条件下实现垂直升降，直升机的旋转是动力系统提供的，而旋翼旋转会产生向上的升力和空气给旋翼的反作用力矩，在设计中需要提供平衡旋翼反作用扭矩的方法，通常有单旋翼加尾桨式（尾桨通常是垂直安装）、双旋翼纵列式（旋转方向相反以抵消反作用扭矩）等;而旋翼机则介于飞机和直升机之间，旋翼机的旋翼不与动力系统相连，由飞行过程中的前方气流吹动旋翼旋转产生升力（像大风车一样），即旋翼为自转式，传递到机身上的扭矩很小，无需专门抵消。
而待设计的四旋翼飞行器实质上是属于直升机的范畴，需要由动力系统提供四个旋翼的旋转动力，同时旋翼旋转产生的扭矩需要进行抵消，因此本着结构简单控制方便，选择类似双旋翼纵列式加横列式的直升机模型，两个旋翼旋转方向与另外两个旋翼旋转方向必须相反以抵消陀螺效应和空机动力扭矩。
旋翼机简介
旋翼机的历史20世代飞机起降时常因故障而失速，导致很多恶性事故。
西班牙工程师谢巴（也有其他音译，如“西尔瓦”等）于是发明了自转旋翼机，试图解决这一问题。
旋翼靠飞机运动时激起气流转动，产生升力，使飞机失速时不会下坠，当时，他的这个发明被新闻界称之为“风车飞机”。
1925年，谢巴在汉普郡芳白露皇家空军基地首次正式试飞。
1926年3月24日，谢巴在英国创办了自己的公司，其成功之作是有名的C.30型双座敞式座仓的轻型旋翼机，1934年底开始交付皇家空军所属的“陆军直接支援作战学校”使用，共计12架，取名为“旋翼Ⅰ”。
有一架C.30和另一架C.19还首次参加了在西班牙内战的实战考验。
1928年，谢巴亲自驾驶旋翼机用1小时时间成功横越英伦海峡。
此后，英美一些公司开始制造旋翼机，用于搜索和测量。
由于得不到政府支持，西谢巴的公司关闭于1940年。
后因美国直升机技术的飞速发展，才使英国人有所醒悟。
1943年底，谢巴才得以重操旧业。
1937年，令整个航空界震惊的是，Heinrich Focke驾驶着他设计的Fw61直升机升空，这立即刷新了世界直升机的所有飞行记录，飞行速度，飞行高度飞行距离和飞行时间。
得益于Focke及其设计伙伴Anton Flettner，德国成为二战期间旋翼飞机的领先者。
1942年，德国海军开始测试Fl 282，海军希望能用它来侦察敌军潜艇和护航。
在第一次世界大战期间，一些国家就开始尝试在潜艇上搭载飞机，但随着战争的结束，兴趣消退了。
二战的爆发，使得德国和日本对这个方案的兴趣大增。
德国海军最初看上了Arado Ar 231，但这种水上飞机并不适合潜艇搭载。
它需要从水面滑跑起飞，组合和分解需要太多时间，这使得潜艇暴露在水面的时间太长，于是海军中止了该项目。
2战期间，潜艇迫切需要远程空中侦察来提供情报，由于潜艇本身的局限性，使得了望员很难辨认9.6－12.8 km (6-8 miles)以外的船只。
第十七章 旋翼机飞行控制
旋翼飞行器飞行手册第十七章旋翼机飞行控制2008年09月07日星期日 19:28早期的旋翼机只有简单的操纵系统，机动性能也很有限。
随着技术的进步，研制出了更好的旋翼控制系统和更好的操纵面。
因此，现代的旋翼机仍具有维护简单的优点，却能享受高操控性的乐趣。
1周期操纵周期操纵使得你能够倾斜旋翼系统来提供所需的能力。
倾斜旋翼系统能提供爬升、下降和侧飞。
最常见的方法是利用操纵杆，通过推拉管或柔软缆绳改变旋翼头的倾角。
另一些旋翼机直接利用头顶刚性连杆直接操纵旋翼头的倾角，操纵硬杆拐弯并伸到驾驶员的前方。
由于这是直接连接，周期操纵响应对操纵输入是相反的。
推杆使桨盘后倾，升力增大，旋翼机爬升；拉杆则导致下降。
侧飞操纵也是相似的。
2油门大部分发动机都使用油门来增大和减小发动机功率，此时飞机拉力也随之b增加和减少。
根据控制系统的设计，油门与功率可能是也可能不是线性关系，对于大部分旋翼机而言，50%的油门开度可能意味着80～90%的发动机可用功率。
这种灵敏度的变化程度使得你必须熟悉一架特定旋翼机独特的油门特性和发动机响应。
3方向舵方向舵是在座舱通过脚蹬进行操纵，从而控制飞机的航向运动的。
对旋翼机而言，这一控制是通过更类似于固定翼飞机的方向舵的控制方式来实现，而不是直升机的反扭矩脚蹬（尾桨脚蹬）。
方向舵用于保持协调的飞行的，有时也可能用于补偿螺旋桨扭矩。
方向舵的灵敏度和效率与舵面气流速度直接成比例。
所以，很多旋翼机的方向舵布置于螺旋桨的滑流范围，以便在发动机工作时提供出色的操纵性。
但在发动机慢车或停止时，这种布置的效率更低，需要更大的偏转。
4水平尾翼面大部分旋翼机的水平尾翼面不是飞行员可操纵的。
这些固定翼面，或者说安定面，是旋翼机设计时用于增加飞机的俯仰稳定性的。
即使一些用到它们的旋翼机也只使用很小的安定面。
这样会使稳定性稍差而操控能力更好。
有时候会用到可动水平翼面，或升力面，作为一个飞机额外的俯仰操纵。
在早期拉式布局的旋翼机上，升力面还被用于偏转螺旋桨滑流，并使其流过旋翼来帮助旋翼预转。
多旋翼飞行原理
多 旋 翼 飞 行 原 理
横滚运动，即左右控制
与图（b）的原理相同，在图（c）中，改变电机2和电机4的转速，保持
电机1和电机3的转速不变，便可以使机身绕x轴方向旋转，从而实现飞行器横 滚运动。
多 旋 翼 飞 行 原 理
偏航运动，Байду номын сангаас旋转控制
四旋翼飞行器偏航运动可以借助旋翼产生的反扭矩来实现。旋翼转动过程 中由于空气阻力作用会形成与转动方向相反的反扭矩，为了克服反扭矩影响， 可使四个旋翼中的两个正转，两个反转，且对角线上的各个旋翼转动方向相同。 反扭矩的大小与旋翼转速有关，当四个电机转速相同时，四个旋翼产生的反扭 矩相互平衡，四旋翼飞行器不发生转动；当四个电机转速不完全相同时，不平 衡的反扭矩会引起四旋翼飞行器转动。在图（d）中，当电机1和电机3的转速
多 旋 翼 无 人 飞 行 器 常 见 机 型 介 绍
DIY用户级多旋翼飞行器——Flame Wheel F450
Flame Wheel F450 的介绍 Flame Wheel（风火轮）系列产品是DJI开发的多旋翼飞行平台。配合 DJI的WooKong-M或Naza-M自动驾驶系统，可完成悬停、巡航、甚至滚转 等飞行动作，广泛应用于休闲娱乐、航拍以及FPV等航模运动中。
多 旋 翼 飞 行 原 理
一般情况下，多旋翼飞行器可以通过调节不同电机的转速来实现4个方向 上的运动，分别为：垂直、俯仰、横滚和偏航。
多 旋 翼 飞 行 原 理
垂直运动，即升降控制
在图（a）中，两对电机转向相反，可以平衡其对机身的反扭矩，当同时
增加四个电机的输出功率，旋翼转速增加使得总的拉力增大，当总拉力足以克 服整机的重量时，四旋翼飞行器便离地垂直上升；反之，同时减小四个电机的 输出功率，四旋翼飞行器则垂直下降，直至平衡落地，实现了沿z轴的垂直运 动。当外界扰动量为零时，在旋翼产生的升力等于飞行器的自重时，飞行器便 保持悬停状态。保证四个旋翼转速同步增加或减小是垂直运动的关键。
直升飞机的原理是什么
直升飞机的原理是什么
直升飞机的原理是基于空气动力学的原理。
直升飞机通过旋转的直升旋翼产生向下的气流，这个气流以高速喷出，产生反作用力从而使飞机升空。
直升旋翼通常由两层或更多的旋翼叶片组成，这些叶片在旋转过程中力求保持相等的升力，通过倾斜变距方式进行操纵，从而实现悬停、垂直起降和向前或向后飞行的能力。
此外，直升飞机通常还配备了尾旋翼，通过控制尾旋翼的旋转速度来抵消旋转作用力，在飞行过程中保持平衡。
用户在操作直升飞机时，通过控制旋翼叶片角度和旋转速度来控制飞机的高度、方向和速度。
旋翼机构造、飞行原理精品文档10页
旋翼机构造、飞行原理部分（霍洪磊）1.旋翼产生拉力的原理：A.旋翼旋转不断排压空气，使空气产生的给旋翼的一个大小相等方向相反的反作用力就是旋翼的拉力。
B.旋翼旋转和空气相互作用共同产生的力就是旋翼拉力。
C.空气的流动产生的对旋翼的一个力就是旋翼拉力。
2.旋翼拉力、空气密度和飞行速度分别对平均诱导速度的影响关系：A．旋翼拉力、空气密度和飞行速度越大，产生的诱导速度越大。
B．旋翼拉力、空气密度和飞行速度越小，产生的诱导速度越大。
C．旋翼拉力、空气密度越大和飞行速度越小，产生的诱导速度越大。
3.旋翼转速对拉力的影响：A.旋翼的拉力与旋翼转速的平方成正比。
B.旋翼的拉力与旋翼转速的两倍成正比。
C.旋翼的拉力与旋翼转速的四次方成正比。
4.桨叶迎角对拉力的影响：A.随着桨叶迎角的增大，旋翼拉力先增大后减小。
B.随着桨叶迎角的增大，旋翼拉力一直增大。
C.随着桨叶迎角的增大，旋翼拉力一直减小。
5.影响直升机俯仰力矩的主要因素有哪些：A.桨矩的提放、飞行速度的改变和重心位置的变化。
B.拉力的改变、飞行速度的改变和空气密度的变化。
C.拉力的改变、飞行速度的改变和重心位置的变化。
6.直升机安定性的定义：A.飞行中受到微小干扰后偏离原来平衡状态，在干扰消失后，不经飞行员操纵，就能自动回复到原来的平衡状态的特性。
B.飞行中受到微小干扰后偏离原来平衡状态，在干扰消失后，经飞行员操纵，能回复到原来的平衡状态的特性。
C.飞行中受到微小干扰后偏离原来平衡状态，经飞行员操纵，能回复到原来的平衡状态的特性。
7.直升机操纵反应时间主要取决下列哪些因素：A.直升机绕重心旋转的转动惯量、直升机角速度阻尼和驾驶杆力。
B.直升机绕重心旋转的转动惯量、操纵者的反应和驾驶杆力。
C.操纵者的反应、直升机角速度阻尼和驾驶杆力。
8.影响直升机平飞行性能的因素：A.平飞的高度、飞行的重量和大气温度。
B.平飞的速度、飞行的重量和大气温度。
C.平飞的速度、飞行的重量和平飞的高度。
直升机升空原理
直升机升空原理
直升机升空是通过不同的工作原理实现的。
首先，直升机的起飞和升空是由旋转的主旋翼提供动力和升力。
主旋翼通常由多个旋翼叶片组成，它们围绕一个垂直轴旋转。
旋翼的旋转产生了向下的气流，使直升机升起。
其次，直升机还使用了尾旋翼来解决主旋翼所产生的扭矩问题。
由于主旋翼的旋转会导致直升机向相反方向旋转，为了抵消这个扭矩，尾旋翼被放置在直升机的尾部。
尾旋翼产生的推力可以抵消主旋翼的扭矩，使直升机保持平衡。
同时，直升机还配备了发动机来提供动力。
发动机通常使用喷气式发动机或活塞式发动机。
活塞式发动机通过活塞的上下运动来产生动力，而喷气式发动机则通过燃烧燃料并排出高速气流来提供动力。
这些动力源将能量传输到主旋翼和尾旋翼，从而使直升机获得推力和升力。
最后，直升机的升空过程还涉及操纵系统。
操纵系统包括操纵杆、脚蹬和配平装置等，它们通过改变旋翼叶片角度来调整升力和推力的大小，从而操控直升机的上升和下降。
总的来说，直升机升空的原理是通过旋转的主旋翼提供升力，尾旋翼平衡扭矩，发动机提供动力，操纵系统控制升力和推力的大小。
这些原理的组合使直升机能够垂直起降，并在空中悬停和飞行。
直升机旋翼原理
自动侧斜器主要部分为：（1）旋转环（又称动环）3——它通过变距拉杆（又称小拉杆）8分别于各片桨叶变距铰的摇臂连接，并通过扭力臂（又称拨杆）与旋翼桨相连，旋翼旋转时则与桨同步旋转。
另一面，它通过轴承4与不旋转环2相连接,从而产生相对转动。
它与不旋转环可一起升降或倾斜,从而将操纵位移通过变距拉杆8传递给桨叶变距饺,以改变各片桨叶的安装角(即桨距角)。
（2）不旋转环(又称不动环)2一它通过十字接头或球饺与内层的滑筒相连,两者能一起升降或产生相对倾斜滑筒上还装有纵向5及横向6的操纵摇臂支座,纵、横向操纵拉杆分别经此与不旋转环相连。
纵、横向操纵动作经此使不旋转环连同旋转环一起相对于滑筒向所需方向倾斜,从而周期性改变各片桨叶的安装角. （3）滑筒一套装在导筒座1上,两者能产生轴向相对滑动,同时滑筒还与总距操纵拉杆7相连.总距操纵动作经此使滑筒连同十字接头,不旋转环、旋转环一起升降,然后将操纵位移传递给每片桨叶的变距校。
当驾驶员进行总距操纵时(如图4.4匀,例如上提(下压)总距操纵轩2,操纵动作经滑筒、十字接头、不旋转环、旋转环及桨叶变距拉轩传至桨叶变距饺,使各片桨叶改变同样大小的安装角,从而达到增加(减小)旋翼拉力的目的。
当驾驶员移动驾驶轩1进行纵、横向操纵时,操纵动作分别由装在滑筒上的纵、横向操纵臂传至不旋转环上,便不旋转环连同旋转环一起向所需方向倾斜,从而使桨叶安装角发生周期性变化,造成旋翼空气动力的不对称,再使旋翼锥体(即旋翼拉力)向所需方向倾斜,以达到操纵直升机飞行的目的。
此外,当驾驶员进行航向操纵时,对于单旋翼带尾桨的直升机来说,脚蹬操纵动作通过尾桨操纵系统改变尾桨拉力大小,由此破坏了原来的航向平衡状态,达到改变航向的目的。
6.直升机的飞行性能与普通固定翼飞机一样,随着时代和技术的发展,人们对直升机飞行性能的要求也日益提高。
通常直升机有一些与普通固定翼飞机相似的飞行性能要求,例如: 最大平飞速度(Vmax)最大巡航速度(Vcmax)及经济巡航速度(Vce)使用升限(或动升限)(Hs)最大爬升速度（Vy max）航程（L）、活动半径，转场航程续航时间或续航力(T）除此之外,直升机有以下几项特有的飞行性能指标:垂直爬升速度(Vyv)悬停升限(或静升限)(Ht一其中又可分为无地效悬停升限和有效地,悬停升限。
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旋翼机的升降控制原理
jzgenius 发表于: 2008-10-11 02:14 来源: 模型酒吧-精心打造中国模型资讯顶级门户
画个图给你看比较清楚图草草画的有点丑请多包含这是用旋翼头控制升降舵部分旋翼机-升降舵. 从缩短
起飞距离到垂直起飞---旋翼机的各种预旋方式
旋翼机发展至今，技术不断更新，在保持自己安全简洁的基础上，性能也不断向直升机靠近，由于有了预旋机构，大大的缩短了起飞距离，甚至达到垂直起飞的能力，这也大大提高了它的优势。
1软轴驱动预旋---从发动机输出端的一个离合器，在需要的时候，将发动机动力直接输送到旋翼，不但能迅速达到起飞转速，如果动力足够，甚 ... 飞机重心為旋翼头的位置其实跟固定翼飞机很像, (固定翼飞机重心為主翼前缘向后
三分之一)
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