無(wú)人機(jī)培訓(xùn)教材無(wú)人機(jī)項(xiàng)目實(shí)施方案

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1、無(wú)人機(jī)工程實(shí)施方案 無(wú)人機(jī)工程實(shí)施方案 此文檔 word 版本下載后可任意編輯修改 第一章 飛行原理 本章介紹一些根本物理觀念,在此只能點(diǎn)到為止,如果你 在學(xué)校已上過(guò)了或沒(méi)興趣學(xué),請(qǐng)?zhí)^(guò)這一章直接往下看. 第一節(jié)速度與加速度 速度即物體移動(dòng)的快慢及方向,我們常用的單位是每秒多 少公尺〔公尺/秒〕0 加速度即速度的改變率,我們常用的單位是〔公尺 /秒/ 秒〕,如果加速度是負(fù)數(shù),那么代表減速. 第二節(jié)牛頓三大運(yùn)動(dòng)定律 第一定律：除非受到外來(lái)的作用力,否那么物體的速度 〔v〕會(huì)保持 不變. 沒(méi)有受力即所有外力合力為零,當(dāng)飛機(jī)在天上保持等速直 線飛行時(shí),這時(shí)飛機(jī)所受的合力

2、為零,與一般人想象不同的是, 當(dāng)飛機(jī)降落保持相同下沉率下降,這時(shí)升力與重力的合力仍是 零,升力并未減少,否那么飛時(shí)機(jī)越掉越快. 第二定律：某質(zhì)量為 m的物體的動(dòng)量〔p = mv〕變化率是正比于外 加力 F 并且發(fā)生在力的方向上. 此即著名的 F=ma 公式,當(dāng)物體受一個(gè)外力后,即在外力 的方向產(chǎn)生一個(gè)加速度, 飛機(jī)起飛滑行時(shí)引擎推力大于阻力, 于 是產(chǎn)生向前的加速度, 速度越來(lái)越快阻力也越來(lái)越大, 遲早引擎 推力會(huì)等于阻力,于是加速度為零,速度不再增加,當(dāng)然飛機(jī)此 時(shí)早已飛在天空了. 第三定律：作用力與反作用力是數(shù)值相等且方向相反. 你踢門一腳,你的腳也會(huì)痛,由于門也對(duì)你施了一個(gè)相同

3、 大小的力 第三節(jié)力的平衡 作用于飛機(jī)的力要?jiǎng)偤闷胶?如果不平衡就是合力不為零, 依牛頓第二定律就會(huì)產(chǎn)生加速度, 為了分析方便我們把力分為 X、 Y、Z 三個(gè)軸力的平衡及繞 X、Y、Z 三個(gè)軸彎矩的平衡. 軸力不平衡那么會(huì)在合力的方向產(chǎn)生加速度,飛行中的飛機(jī) 受的力可分為升力、重力、阻力、推力 〔如圖1-1〕,升力由機(jī) 翼提供,推力由引擎提供,重力由地心引力產(chǎn)生,阻力由空氣產(chǎn) 生,我們可以把力分解為兩個(gè)方向的力, 稱x及y方向〔當(dāng)然 還有一個(gè)z方向,但對(duì)飛機(jī)不是很重要,除非是在轉(zhuǎn)彎中丨,飛 機(jī)等速直線飛行時(shí)x方向阻力與推力大小相同方向相反, 故x方 向合力為零,飛機(jī)速度不變, y

4、 方向升力與重力大小相同方向相 反,故 y 方向合力亦為零,飛機(jī)不升降,所以會(huì)保持等速直線飛 圖1-1 彎矩不平衡那么會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)加速度, 在飛機(jī)來(lái)說(shuō),X軸彎矩不 平衡飛時(shí)機(jī)滾轉(zhuǎn),Y軸彎矩不平衡飛時(shí)機(jī)偏航、Z軸彎矩不平衡 飛時(shí)機(jī)俯仰〔如圖1-2〕. Y軸〔偏航軸〕 Z軸〔俯仰軸〕 圖1-2 第四節(jié)伯努利定律 伯努利定律是空氣動(dòng)力最重要的公式,簡(jiǎn)單的說(shuō)流體的速 度越大,靜壓力越小,速度越小,靜壓力越大,這里說(shuō)的流體一 般是指空氣或水,在這里當(dāng)然是指空氣,設(shè)法使機(jī)翼上部空氣流 速較快,靜壓力那么較小,機(jī)翼下部空氣流速較慢,靜壓力較大, 兩邊互相較力〔如圖1-3〕,于

5、是機(jī)翼就被往上推去,然后飛機(jī) 就飛起來(lái),以前的理論認(rèn)為兩個(gè)相鄰的空氣質(zhì)點(diǎn)同時(shí)由機(jī)翼的前 端往后走,一個(gè)流經(jīng)機(jī)翼的上緣,另一個(gè)流經(jīng)機(jī)翼的下緣,兩個(gè) 質(zhì)點(diǎn)應(yīng)在機(jī)翼的后端相會(huì)合 〔如圖1-4〕,經(jīng)過(guò)仔細(xì)的計(jì)算后發(fā) 覺(jué)如依上述理論,上緣的流速不夠大,機(jī)翼應(yīng)該無(wú)法產(chǎn)生那幺大 的升力,現(xiàn)在經(jīng)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)已證實(shí),兩個(gè)相鄰空氣的質(zhì)點(diǎn)流經(jīng)機(jī)翼 上緣的質(zhì)點(diǎn)會(huì)比流經(jīng)機(jī)翼的下緣質(zhì)點(diǎn)先到達(dá)后緣 〔如圖 1-5〕. 邛川川1川1用和隹 8 圖1-3 圖1-4 圖1-5 我曾經(jīng)在雜志上看過(guò)某位作者說(shuō)飛機(jī)產(chǎn)生升力是由于機(jī)翼 有攻角,當(dāng)氣流通過(guò)

6、時(shí)機(jī)翼的上緣產(chǎn)生〞真空〞, 于是機(jī)翼被真 空吸上去〔如圖1-6〕,他的真空還真聽(tīng)話,只把飛機(jī)往上吸, 為什幺不會(huì)把機(jī)翼往后吸, 把你吸的動(dòng)都不能動(dòng),還有另一個(gè)常 聽(tīng)到的錯(cuò)誤理論有時(shí)叫做子彈理論, 這理論認(rèn)為空氣的質(zhì)點(diǎn)如同 子彈一般打在機(jī)翼下緣,將動(dòng)量傳給機(jī)翼,這動(dòng)量分成一個(gè)往上 的分量于是產(chǎn)生升力,另一個(gè)分量往后于是產(chǎn)生阻力 〔如圖 1-7〕,可是克拉克Y翼及內(nèi)凹翼在攻角零度時(shí)也有升力,而照 這子彈理論該二種翼型沒(méi)有攻角時(shí)只有上面〞挨子彈〞, 應(yīng)該產(chǎn) 生向下的力才對(duì)啊,所以機(jī)翼不是風(fēng)箏當(dāng)然上緣也沒(méi)有所謂真 真空 升力的錯(cuò)誤理論 圖1-6 力 升力的錯(cuò)誤理論 圖1-7 伯努利定律在日常生活上也常常應(yīng)用,最常見(jiàn)的可能是噴 霧殺蟲(chóng)劑了〔如圖1-8〕,當(dāng)壓縮空氣朝A點(diǎn)噴去,A點(diǎn)附近的 空氣速度增大靜壓力減小,B點(diǎn)的大氣壓力就把液體壓到出口, 剛好被壓縮空氣噴出成霧狀,讀者可以在家里用杯子跟吸管來(lái)試 驗(yàn),壓縮空氣就靠你的肺了,表演時(shí)吸管不要成 90度,傾斜一 點(diǎn)點(diǎn),以免空氣直接吹進(jìn)管內(nèi)造成皮托管效應(yīng),效果會(huì)更好. 圖1-8