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劲鹰无人机航模(mó)基(jī)础知识简介

 

1、飞机各部(bù)分的名称(chēng)和作用

模型飞(fēi)机通常与(yǔ)载(zǎi)人(rén)的(de)飞(fēi)机一样,主要是由(yóu)机翼、尾翼、机身(shēn)、起落架和发(fā)动机这五个部(bù)分组成。

1)机翼(yì):是(shì)模型飞(fēi)机在飞行时(shí)产(chǎn)生升力、克(kè)服(fú)飞机的重力,保证飞(fēi)机离(lí)地(dì)、上升(shēng)和在空中飞行(háng)时的横(héng)侧安定。

2)尾翼:包含水平尾翼和垂直尾(wěi)翼两部(bù)分(fèn)。水平尾翼是保持(chí)模型飞机(jī)飞行时的俯仰安定(dìng),垂直尾翼是保持模型飞机飞(fēi)行时的方向(xiàng)安(ān)定。水平尾翼上的升降舵可(kě)用来控制模型(xíng)飞机的升降,垂直尾翼(yì)上的方向舵可用来控制模型(xíng)飞(fēi)机的飞行方向。

3)机(jī)身:将模(mó)型的各部分联结成一个整(zhěng)体的主干部(bù)分(fèn)叫机身。同时机身内可以(yǐ)装载(zǎi)必(bì)要的控制机(jī)件,设备和燃(rán)料等。

4)起落架:提(tí)供模(mó)型飞机起飞、着陆和停放的(de)装(zhuāng)置。前部一个(gè)起落架(jià) ,后(hòu)面两面三个起落架叫做前三点式(shì);前(qián)部两面三个起落(luò)架,后面一个(gè)起落架叫后做三点式。

5)动(dòng)力装置:它(tā)是(shì)模型飞机产生(shēng)动力的装(zhuāng)置(zhì)。模型(xíng)飞机一般常用的动(dòng)力装(zhuāng)置有:橡筋(jīn)束、活塞式发动机(jī)、喷气式发动机、电动机。

典型的常(cháng)规飞机一般都具有以上五个部分,但在特殊形式的飞机上也有例(lì)外,例如在滑翔机上就没有动力装置;在“飞翼”式(shì)飞机上没有水平尾翼和机身等(děng)。

2、一(yī)般飞机的操纵面和它们的(de)作用

1)副翼:一般在机(jī)翼两端的后部,驾驶员(yuán)通过操纵杆操纵副翼,可以使飞(fēi)机左、右倾斜(xié)。

2)升降舵:一般(bān)在水(shuǐ)平尾翼的后部,驾(jià)驶员通过操纵(zòng)杆,使升降舵上翘(qiào)和下弯,可以使飞机抬头和低头。

3)方向舵:一(yī)般在垂直尾翼的后部,驾驶员通过脚(jiǎo)踏板,使方向(xiàng)舵左(zuǒ)右偏转,可以使(shǐ)飞(fēi)机向左转或右转。

3、空(kōng)气和(hé)空气动力

由于目前的模型飞机都是在大气中靠空气动力飞行的,因此(cǐ)在进行航模活动时要(yào)对(duì)空气和空(kōng)气的流动规(guī)律做些初步了解(jiě)。

1)空气

空气(qì)是无色透明的气(qì)体,在标准大气压气温为15℃的情况下,每立(lì)方米(mǐ)干燥空气的重量为1293克。当物体和空气发生相对运动时,如(rú)我们迎风站在广场上被风吹,或是(shì)我们在无风时骑自(zì)行车前(qián)进,都(dōu)会感到有风(fēng)从前面吹来。在这两种情况下,我们与(yǔ)空气(qì)发生了相对运动,空气向(xiàng)后推我们的力就叫“空气(qì)动力(lì)”。

2)风

一般把(bǎ)空(kōng)气的流(liú)动现(xiàn)象特别是空气的水(shuǐ)平流动称(chēng)为风。一(yī)般(bān)用风速和风向(或风级)来表示风的特(tè)性。

风对飞机的飞行(háng)产生影(yǐng)响(xiǎng),特(tè)别是对飞行速(sù)度较低的模型飞(fēi)机影(yǐng)响很大。当然,风对靠风力飞行的风筝(zhēng)有更大的(de)影响(xiǎng)。因(yīn)此在飞行模型飞机时,对风的影响(xiǎng)不能不加以考虑(lǜ)。如飞行(háng)速(sù)度较慢的初(chū)级(jí)橡筋动(dòng)力模型(xíng)飞机(jī)就不适宜在(zài)3级以上的(de)风速下飞行。自由(yóu)飞模型飞机(jī)也(yě)不适宜在(zài)较大的(de)风速下飞行,因为(wéi)它(tā)在飞行(háng)中会被风吹到很远的地方,不(bú)容易收(shōu)回。

飞机的(de)起飞最好选在(zài)逆风的方向,同时也要考虑如(rú)何操纵才能使飞机能够落在预定的场地。自由飞模型飞(fēi)机要(yào)考虑风(fēng)向(xiàng)对回收的影响(xiǎng)。

3)气流。

其实,气流也是风。在航模中(zhōng)“气流(liú)”往往是指局(jú)部的空气(qì)流动,包(bāo)括垂直方向的流动。而风往(wǎng)往是指空气在(zài)较大(dà)范围的总体流动。

在空气的流动中,在接近地面的低(dī)空往(wǎng)往会遇到(dào)很多(duō)障碍物,如房屋、树木、小坡等,它们都会对空(kōng)气的流动(dòng)产生(shēng)影响,使原来的风(fēng)向、风速都发(fā)生(shēng)变化。而在低空(kōng)飞行的模(mó)型飞机也会受到这些变化(huà)了的气流(liú)的影响。这(zhè)就是地形性气流(liú)对(duì)模型飞机的影(yǐng)响。此外,由于局部温度的影响,会使(shǐ)热空气上升,形成热上升气流,而在它(tā)的(de)周围冷空气的流动(dòng)又会产生下降气流区(qū)。如果模型飞机能够利用上升气流,它就能在同样条件下飞得更高。

4、升力的(de)产生

1)机翼的升力:

为了使飞机升空,必须(xū)克服飞机的(de)重力,这个垂直向(xiàng)上的、克服重力的力就(jiù)叫升(shēng)力(lì)。目(mù)前在一(yī)般的飞机上,升力主要(yào)是(shì)由机翼产生的。

对机翼升力产生的原理,我们(men)可以从两个不同的方面来解释:

①从总(zǒng)体来看,不论是(shì)弧形翼(yì)面还是有(yǒu)一(yī)定正迎(yíng)角的平(píng)板翼面,当空气流过它们时,都(dōu)会产生一种稍稍向(xiàng)下倾斜(xié)的流动,这种向(xiàng)下倾(qīng)斜流动的空(kōng)气的反作用力,就会向上推翼面而产生升力。

②从(cóng)局部来(lái)看,不(bú)论是弧形翼面还是有一定正迎角(jiǎo)的平板(bǎn)翼(yì)面,它们都(dōu)会使流过的空(kōng)气形成上下不对称的流动,因而(ér)造成上下翼面的压(yā)力差而产生升力。

③当飞(fēi)机的机翼为对称形状,气(qì)流沿着(zhe)机翼对(duì)称轴(zhóu)流(liú)动时,由于机翼两个表面的形状一样,因而(ér)气流速度一样,所(suǒ)产生(shēng)的压力也一样,此时(shí)机翼不产生升力。

2)翼型的种类

对称翼型:这类翼型的阻力很小,稳定性很(hěn)好,升阻比很小,常用(yòng)在要求具有良好操纵性能的线(xiàn)操(cāo)纵特(tè)技或(huò)遥控特技的机翼上。

双(shuāng)凸翼(yì)型:这类翼型升阻比较小,稳定性(xìng)也较好,可用在要(yào)求具有良好操纵性能的遥控特技的机翼(yì)上以及像(xiàng)真模(mó)型(xíng)的机翼上。

平凸翼型:这类翼(yì)型(xíng)的(de)升阻比不大,但(dàn)稳定性(xìng)比较好,制作和(hé)调整较容易,可(kě)用在入门型机翼上。

凹凸翼(yì)型:这类翼型的(de)升阻比很大,由于它能产生比较大(dà)的升力,同时阻力也较(jiào)大,所以(yǐ)它常用在(zài)低速(sù)的竞时模(mó)型飞机和室内(nèi)模型飞机的机翼上。

S形翼型:这类(lèi)翼型的力矩特性是稳定的,它用于要求稳定性很好的没有水平尾翼的(de)飞翼式模型(xíng)飞机上。

5、模型飞机飞行时所受到的阻力(lì)

模型飞机飞行中受(shòu)到(dào)与(yǔ)飞行方向(xiàng)相反的阻力,阻碍模(mó)型(xíng)飞机前进。按照(zhào)阻力产生的原因它分为(wéi)4类,即(jí):摩(mó)擦阻力,约占总阻(zǔ)力35%-40%;压差(chà)阻力(lì)约占总阻力15%-20;诱导阻力(lì),约占总阻力30%-40;干扰阻(zǔ)力约(yuē)占(zhàn)总阻力5%-10%。

1)摩擦阻力

空气是(shì)一种流体,也具有黏性,只是(shì)我们已(yǐ)习惯在(zài)空气中生活,察觉(jiào)不出来。由于空气运动被(bèi)物体表面粘住(zhù)而产生的阻力叫摩擦阻力。

摩擦阻力的(de)大小,取决于空气的黏性。模型飞机表面光滑程度(dù)和与空气接触(chù)面积(jī)的(de)大小。所以减小摩擦阻力(lì)主要从表面光滑着(zhe)手。

2)压差阻力

将一块平板垂直(zhí)地放(fàng)在水平流动的气流中,平板的前面(miàn)正对着迎面吹来(lái)的气流,气流受(shòu)到平板阻碍,速度(dù)急剧减小,压强大大增加,向被平板分开的(de)气流,绕过平板,来不及聚拢,形成一个很大的涡流(liú)区,涡流(liú)区(qū)的压强很小,这样平板的前后就(jiù)产生了压强差(chà),形成了压差阻力。

3)诱(yòu)导(dǎo)阻力

诱导阻力是随(suí)着升力而产生的,或者(zhě)说是由升力(lì)“诱导”而产生的,所以(yǐ)称(chēng)诱导阻力。

当机翼产生升力时(shí),由于机翼下表面的压力大(dà),机翼上表面的压力小,因(yīn)此机(jī)翼下表面的气流力图通(tōng)过翼尖从下(xià)面向上表面流动,于是,翼尖部分的气流发(fā)生扭转,形成翼尖涡流,阻(zǔ)碍飞机(jī)向前(qián)飞。减(jiǎn)小诱(yòu)导阻力(lì)的方(fāng)法有:①加(jiā)大机翼(yì)的展弦(xián)比;②改变机翼的形状,椭圆形(xíng)机翼(yì)诱导阻力最小,梯形次之,长方形最大;③改变(biàn)翼(yì)尖形状,从翼根(gēn)到(dào)翼尖逐(zhú)渐变薄;加(jiā)装整流条或加装小翼。

4)干扰阻力

气流流(liú)过物体结合(hé)处(chù)时,气流被扰动(dòng)而成为(wéi)不(bú)稳定气流,产(chǎn)生的阻力叫干扰阻力。

减小干扰(rǎo)阻力的方法(fǎ)是制(zhì)作模型飞机时,把边角结合处的(de)地方(fāng),做成圆(yuán)弧形或加(jiā)装整流条。

6、空气动(dòng)力实验

为了通过(guò)实验,研(yán)究(jiū)机翼的升力和翼面之间的(de)关系,需要通过一些专(zhuān)门的仪器进行,在这些仪器中,最常见的就是风洞。

简单地讲,风(fēng)洞(dòng)就(jiù)是一个吹风的(de)筒子,有了它,我们就可以使(shǐ)模(mó)型飞机静止不动地(dì)固(gù)定在支架(jià)上,靠风洞对它吹风而造成和飞行(háng)时相似的情况,来进(jìn)行(háng)实验(yàn)。

科研用的风洞是(shì)巨大而复杂的实(shí)验设备,在模型飞机(jī)实验中我们(men)可(kě)以用简单的方法进行。

1)简易风洞。简易(yì)风洞(dòng)是(shì)用(yòng)一般的(de)家庭用(yòng)电风扇做成的(de)。家用电扇(shàn)的风力(lì)稳定,并(bìng)且可以变速,这都是(shì)风洞所需(xū)要的性能。但直接用风(fēng)扇吹风的主要缺(quē)点是风扇(shàn)吹出的气流有(yǒu)一定(dìng)的旋扭,而不是平行的。为了使风扇吹出的气流平顺,我(wǒ)们可用三(sān)合板或硬卡纸(zhǐ)制成(chéng)一个气流栅格(gé)。

2)风洞实验。有了简易风洞(dòng),还必须有一个(gè)简易(yì)的测量升力大小的空气动力天平。

把不同的机翼模型插在模型孔(kǒng)(横杆前端)处(chù),并(bìng)在配(pèi)重挂钩上(shàng)放上适当的配重使其平衡,然后(hòu)放在栅格前,打开风扇(shàn),我们就可以(yǐ)看到作(zuò)用(yòng)在(zài)机翼模型上(shàng)的(de)空气动力了(由(yóu)横(héng)杆(gǎn)末(mò)端的细针在刻度盘上指示出来(lái))。也(yě)可以做(zuò)如图8所示的简易机翼(yì)升(shēng)力演(yǎn)示仪器。

改变机翼与相对气流之间的迎角,我们也(yě)可以从刻度盘上看出(chū)升力的变化来。改变风扇的(de)速度(dù),升力也会发生变化。通过各种(zhǒng)不同剖面(miàn)的模型,在不(bú)同迎角(jiǎo)和不同速度下(xià)实验,我(wǒ)们可以初步(bù)找出升力与这(zhè)些因素之间的关系。(来源:互联网综合编辑)

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