旋翼无人机教学.ppt

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1、旋翼无人机一.伯努利定律二.旋翼无人机的分类及主流布局形式三.单旋翼带尾桨式无人直升机四.共轴无人直升机五.多轴无人旋翼机六.旋翼组成与结构七.直升机的运动一.伯努利定律1.定义2.压力与速度（压力和速度成反比）3.伯努利定律方程一.伯努利定律定义：当气流遇上任何物体，在一个流体系统，比如气流、水流中，流速越快，流体产生的压力就越小，这就是被称为“流体力学之父”的丹尼尔·伯努利1738年发现的“伯努利定律这个压力产生的力量是巨大的，空气能够托起沉重的飞机，就是利用了伯努利定律。飞机机翼的上表面是流畅的曲面，下表面则是平面。这样，机翼上表面的气流速度就大于下表面的气流速度，所以机

2、翼下方气流产生的压力就大于上方气流的压力，飞机就被这巨大的压力差“托住”了。当然了，这个压力到底有多大，一个高深的流体力学公式“伯努利方程”会去计算它。伯努利方程v=流动速度g=地心加速度(地球)h=流体处于的高度(从某参考点计)p=流体所受的压强ρ=流体的密度二.旋翼无人机的分类及主流布局形式1.旋翼的分类a.按起飞重量b.按结构形式1.旋翼的分类a.按起飞重量分类（1）微型空机质量≤7kg（2）轻型7Kg＞空机质量≤116kg（3）小型116kg＞空机质量≤5700kg（4）大型空机质量≤5700kgb.按结构形式分类：旋翼航空器是一种重于空气的航空器，其在空中飞行的升力由

3、一个或多个旋翼与空气进行相对运动的反作用获得，与固定翼航空器为相对的关系。现代旋翼无人机主要包括单旋翼带尾桨无人直升机、共轴无人直升机以及进年来发展的多轴无人飞行器。一.单旋翼带尾桨式无人直升机1.认识2.尾桨作用3.单旋翼带尾桨式无人直升机的优缺点4.旋翼的布局和工作参数选择（1）旋翼的旋转方向（2）从气动特性来的差异5.尾桨的形式与布局（1）尾桨的安装位置与旋转方向（2）推式尾桨与拉式尾桨1.单旋翼带尾桨式无人直升机，它装有一个旋翼和一个尾桨。2.旋翼的反作用力矩，由尾桨拉力相对于直升机重心所构成的偏转力矩来平衡。3.单旋翼带尾桨直升机优缺点：优点：构造简单，操纵灵便缺点：

4、尾桨及其传动系统重量较大，桨叶叶片少、转速快、噪音大，维持其转动需消耗7～10%的动力，尾桨暴露在外，增加空气阻力，危及作业安全，大多数直升机事故是由于尾桨桨叶与作业人员、树木、建筑物、电杆或输电线相碰引起的4.旋翼的布局和工作参数选择（1）旋翼的旋转方向主旋翼当然也可以顺时针旋转，顺时针还是逆时针，两者之间没有优劣之分。有意思的是，美、英、德、意、日直升机的主旋翼都是逆时针旋转，法、俄、中、印、波兰直升机都是顺时针旋转，英、德、意、日的直升机工业都是从美国引进许可证开始的，和美国采用相同的习惯可以理解，中、印、波兰是从前苏联和法国引进许可证开始的，和法、俄的习惯相同也可以理解

5、，但美国和俄罗斯为什么从一开始选定不同的方向，法国为什么不和选美国一样的方向，而和俄罗丝一致。我国直升机中“黑鹰”和”直-8“是俯视逆时针旋转机翼，其他机型都是俯视顺时针旋翼。（2）从气动特性来说，两者并没有很明显的差别。但是对有人机来说，如果采用并列式双驾驶员座舱，并指定左座为机长位置，那么是采用俯视顺时针旋翼好一些，主要是在悬停和起降中，飞行员的视线与飞行员小臂的移动方向一致，操作动作比较自然的缘故。5.尾桨形式与布局（1）尾桨的安装位置与旋转方向尾桨的作用是平衡旋翼产生的反扭矩，单旋翼直升机的尾桨都是安装在尾梁后部。尾桨的安装位置低，可以减小传动系统的复杂性，有助于减轻结

6、构重量，但是可能处在旋翼尾流中，容易发生不利的气动干扰，反之，尾桨的安装位置高，则可以避免或减少气动干扰，提高尾桨效率，对提高前飞的稳定性也是有利的。（2）推式尾桨和拉式尾桨在尾桨拉力方向不变的情况下，可以把尾桨安装在垂尾左侧，也可以安装在垂尾右侧a.尾桨拉力方向指向直升机对称面，则为推式尾桨b.如果尾桨拉力是从对称面向外指的，则为拉式尾桨二.共轴无人直升机1.认识2.共轴双旋翼直升机的总体结构特点（1）结构区别（2）结构特点3.共轴双旋翼直升机的主要气动特性（1）特点（2）与单旋翼带尾桨直升机相比，共轴式直升机的主要气动特点4.共轴双旋翼的平飞气动性与单旋翼的不同二.共轴无人

7、直升机1.认识：共轴双旋翼直升机具有绕统一理论轴线一正一反旋转的上下两幅旋翼，由于转向相反，两副旋翼产生的扭矩在航向不变的飞行状态下相互平衡，通过所谓的上下旋翼总距差动产生不平衡扭矩，可实现航向操纵共轴双旋翼在直升机的飞行中，即是升力面，又是纵横和航向的操纵面。2.共轴双旋翼直升机的总体结构特点（1）.结构区别：共轴式直升机与单旋翼带尾桨式直升机的主要区别是采用上下共轴反转的两组旋翼用来平衡旋翼扭矩，因而不需要尾桨。（2）.结构特点：共轴式直升机一般采用双垂尾以增加直升机的航向操纵和稳定性。