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劲鹰无人机航模基础知识简介

 

1、飞机各部分的名称和作用

模型飞机通常(cháng)与载人的飞(fēi)机一样,主要是由机翼、尾翼、机身(shēn)、起落架(jià)和发动机这(zhè)五(wǔ)个部分(fèn)组成。

1)机(jī)翼:是模型飞机(jī)在飞行时(shí)产(chǎn)生升力、克服飞机的重力(lì),保证飞机离地(dì)、上升和在空中飞行时的横(héng)侧安定(dìng)。

2)尾翼:包含水平(píng)尾翼和垂直尾翼两部分。水(shuǐ)平尾翼是保持(chí)模型飞机(jī)飞行时的(de)俯仰安定,垂(chuí)直尾翼是保(bǎo)持模型飞机(jī)飞行时(shí)的方向(xiàng)安(ān)定。水平(píng)尾翼上的(de)升降舵(duò)可用来控(kòng)制模型飞机的升(shēng)降,垂直尾翼上的方向舵可用(yòng)来(lái)控制模型飞机的飞行(háng)方向。

3)机身:将模型的各部分联结成一个整(zhěng)体的主干部分叫机(jī)身。同(tóng)时机身内可(kě)以装载必要的控制机件,设备和燃料(liào)等。

4)起落架:提供模型飞机起飞、着陆和停(tíng)放的装置。前(qián)部一个起(qǐ)落架 ,后面两面三个起(qǐ)落(luò)架叫做前三点式;前部两面三个起落架(jià),后面一(yī)个起落架叫后做三(sān)点式。

5)动力装置:它是模型飞机产生动力的装置。模型(xíng)飞(fēi)机一般常(cháng)用的动力装(zhuāng)置(zhì)有:橡筋束、活塞式发动机、喷(pēn)气式发(fā)动机、电动机。

典型的常规(guī)飞机一(yī)般都具有以上五个部分,但在特(tè)殊形式的飞机上也有例外,例如(rú)在滑翔机上就(jiù)没有动力(lì)装置;在“飞翼”式飞机上没有水平尾翼和机身等。

2、一般飞机的操纵(zòng)面和它们的作用

1)副(fù)翼:一般在机翼两端的后部(bù),驾驶(shǐ)员通过(guò)操纵(zòng)杆操纵副翼,可以使飞机左、右倾(qīng)斜。

2)升降舵:一般在水平尾翼的(de)后部(bù),驾驶员通过操纵杆,使升降舵上(shàng)翘和(hé)下弯,可以使飞机抬头(tóu)和(hé)低头。

3)方向舵:一般在垂直尾翼的后部,驾驶员通过脚踏板,使(shǐ)方向舵左右偏转,可以使飞(fēi)机向(xiàng)左(zuǒ)转或右(yòu)转。

3、空气和(hé)空气动力

由于目前的模型飞机(jī)都(dōu)是在大(dà)气(qì)中(zhōng)靠(kào)空气动力飞(fēi)行的,因此在进行航模活动时(shí)要对空(kōng)气和空气(qì)的流动规律(lǜ)做(zuò)些初步了解。

1)空(kōng)气

空气是无色透明的气体(tǐ),在标(biāo)准大(dà)气压气温(wēn)为15℃的情况下,每立方米干燥空(kōng)气(qì)的重量为(wéi)1293克。当物(wù)体和空气(qì)发生相对(duì)运动时,如我们迎风(fēng)站在广场上(shàng)被(bèi)风(fēng)吹,或是(shì)我们在无风时骑自行(háng)车前进(jìn),都会感到(dào)有风从前面吹来。在(zài)这两种情况下,我(wǒ)们与空气(qì)发(fā)生了相对运(yùn)动,空气向(xiàng)后推我们(men)的力(lì)就叫(jiào)“空气(qì)动力”。

2)风

一般把空气的流动现象特别是空气的水平流动称为风(fēng)。一般用(yòng)风速和(hé)风向(或风级)来表示风的特性。

风对飞(fēi)机(jī)的飞行产生影响,特(tè)别(bié)是对飞行速度较低(dī)的模(mó)型飞机影(yǐng)响很(hěn)大。当(dāng)然(rán),风对靠风力飞行的(de)风筝有更大(dà)的影(yǐng)响(xiǎng)。因此在飞行模型飞机时,对风的影响不能(néng)不加以考虑。如(rú)飞(fēi)行速度较慢的初级橡筋动(dòng)力(lì)模(mó)型飞机就不适(shì)宜在3级(jí)以上(shàng)的风速下飞行(háng)。自由(yóu)飞模型飞机(jī)也不适宜在较大的(de)风速下飞行,因为它在飞行中会被风吹到很远的地方,不容易收回。

飞机的(de)起飞最好选在逆风(fēng)的方(fāng)向,同时也要考虑如(rú)何(hé)操纵(zòng)才能使飞机能够落(luò)在(zài)预定的(de)场地(dì)。自由(yóu)飞模型飞机要考虑风向对回收的影响。

3)气流。

其(qí)实,气流(liú)也是风。在航模中“气流”往往是指局部的空(kōng)气(qì)流动,包(bāo)括垂直方向的(de)流(liú)动(dòng)。而风往往是指空气(qì)在较大范围的总(zǒng)体(tǐ)流动。

在空气(qì)的流动中,在接近地(dì)面的低空往往会遇到(dào)很多障碍物,如房屋、树木、小坡等,它们都(dōu)会(huì)对空气的流动(dòng)产(chǎn)生影响,使原(yuán)来的(de)风向、风速(sù)都发生(shēng)变(biàn)化。而在低空飞行的模型飞机也会受到(dào)这些变化了(le)的气(qì)流(liú)的影响。这就是地形性(xìng)气流对模型飞机(jī)的影响。此外,由于局部温(wēn)度的影响,会(huì)使热空气上升,形成(chéng)热上升气(qì)流,而在它的(de)周(zhōu)围(wéi)冷空气的流动又会产生下降气流区。如果模(mó)型飞机能够(gòu)利用上升气流,它就能在同样(yàng)条件下飞得更高(gāo)。

4、升力的产(chǎn)生(shēng)

1)机翼(yì)的升力:

为(wéi)了(le)使飞机(jī)升空,必须克服(fú)飞机的重(chóng)力,这个垂直向(xiàng)上(shàng)的、克服重(chóng)力的力就叫升力。目前(qián)在一般的(de)飞(fēi)机上(shàng),升力主要是(shì)由机翼(yì)产生的(de)。

对机翼升力(lì)产(chǎn)生(shēng)的原理,我们(men)可以从两个不同的(de)方面来解释:

①从总体来看,不论是弧(hú)形翼面还是有一定(dìng)正迎(yíng)角(jiǎo)的(de)平板翼(yì)面,当(dāng)空气流(liú)过(guò)它们时,都会产生一(yī)种稍稍向下倾斜的(de)流动,这种向下倾斜流动的空气的反作用力(lì),就会向上(shàng)推翼面而产生升力。

②从局部来(lái)看(kàn),不论(lùn)是弧形翼面还是有一定正迎角的(de)平板翼面,它们都会使流过(guò)的(de)空气形成上下不对称的流动,因而造成上下翼面(miàn)的压力差而产生升力。

③当飞机的(de)机翼为对称形状,气(qì)流沿着机翼对称轴流动时,由于(yú)机翼两个表(biǎo)面的形状一样,因(yīn)而气流速度一样,所产生的压力也一(yī)样,此(cǐ)时机翼不产生升力(lì)。

2)翼型(xíng)的种类

对称翼型:这类翼型的阻力很小,稳(wěn)定性很好,升(shēng)阻比(bǐ)很小,常用(yòng)在要求具有良好操纵性能(néng)的线操纵特技或遥控特技的机(jī)翼上。

双(shuāng)凸翼型:这类翼型升阻(zǔ)比较小,稳定性也(yě)较好(hǎo),可用(yòng)在要求(qiú)具有良好操纵性(xìng)能的(de)遥控特技的(de)机翼上以及像真模型的机翼(yì)上。

平凸翼型:这类翼型的(de)升阻比不大,但稳定性比较(jiào)好,制作和调整较容易(yì),可用在入门(mén)型机翼上。

凹凸翼型:这类翼型的升阻比很大,由于它能(néng)产生比较大的升(shēng)力(lì),同时(shí)阻力也(yě)较大,所以(yǐ)它常用在低(dī)速的(de)竞时模型(xíng)飞机和(hé)室内模型飞机的机翼上。

S形翼型:这类翼型的力矩特性是稳(wěn)定的,它用于要求稳定性很好(hǎo)的没有水平尾翼的飞翼式(shì)模型(xíng)飞机上(shàng)。

5、模型飞机飞(fēi)行时(shí)所受到的阻力

模型飞机飞行中受到与飞行(háng)方向相反(fǎn)的阻力(lì),阻碍模型飞机前进。按照阻力(lì)产(chǎn)生的(de)原因它分(fèn)为4类,即:摩擦阻力,约占总阻力35%-40%;压差阻力约占(zhàn)总阻力(lì)15%-20;诱导(dǎo)阻(zǔ)力,约占(zhàn)总阻力30%-40;干扰(rǎo)阻力约占总(zǒng)阻力5%-10%。

1)摩擦阻力

空气是一种流体,也具有黏性(xìng),只(zhī)是(shì)我们已习惯在空(kōng)气中(zhōng)生活,察觉不(bú)出来。由于空气运动被物体表(biǎo)面(miàn)粘住(zhù)而产生的阻力(lì)叫摩擦阻力。

摩擦阻力的大小,取决于空气的黏性。模型飞(fēi)机表(biǎo)面(miàn)光滑程度和与空气(qì)接触面(miàn)积(jī)的大小。所以减小摩擦(cā)阻力主(zhǔ)要从表面光滑着(zhe)手。

2)压差阻力(lì)

将一(yī)块平板垂直地放在水平流动的(de)气流中,平板(bǎn)的前(qián)面正对(duì)着迎面吹来的气流(liú),气流(liú)受到平板阻碍,速度急剧减小,压强大大增(zēng)加,向(xiàng)被平板分开的气流(liú),绕过平板,来不及(jí)聚拢,形成一个很大(dà)的涡流区,涡流区的压强很小,这样平板的前(qián)后就产生了压强差,形成了压差阻力。

3)诱(yòu)导(dǎo)阻力(lì)

诱导阻(zǔ)力是随着升力(lì)而产生的,或者说是(shì)由升力“诱(yòu)导”而产生的,所以称诱导阻力。

当机翼产生(shēng)升力时,由于机(jī)翼下表(biǎo)面的压力(lì)大,机(jī)翼上表面的压力小,因(yīn)此机(jī)翼(yì)下(xià)表面的气(qì)流(liú)力图通过翼尖从下面向上表面流动,于是,翼尖部分(fèn)的气流(liú)发(fā)生扭转,形成翼尖涡(wō)流,阻碍飞机(jī)向前飞(fēi)。减小诱导阻力(lì)的方(fāng)法有(yǒu):①加(jiā)大机翼的(de)展弦比;②改变(biàn)机翼的(de)形状,椭圆形(xíng)机翼诱导阻力最(zuì)小,梯形次之,长方形最大;③改变翼尖(jiān)形(xíng)状,从翼根到翼尖逐渐变薄;加装整流条(tiáo)或加装小(xiǎo)翼。

4)干(gàn)扰阻(zǔ)力

气流流过物体(tǐ)结合处(chù)时,气(qì)流被扰动而成为不稳(wěn)定气流(liú),产生的阻(zǔ)力叫(jiào)干扰阻力。

减小(xiǎo)干扰阻(zǔ)力的方(fāng)法是(shì)制作模型飞机时,把边角结合处的地方,做成(chéng)圆(yuán)弧形或加装(zhuāng)整流(liú)条。

6、空(kōng)气(qì)动力实验

为(wéi)了通过实验,研究机翼的升力和(hé)翼面(miàn)之间的关系,需要通过一些专门的仪(yí)器(qì)进(jìn)行,在(zài)这些仪(yí)器(qì)中,最常见的就(jiù)是(shì)风洞。

简单地讲,风洞就是一个吹风(fēng)的筒子,有了它,我(wǒ)们就可以使模型飞机静止不(bú)动地固定(dìng)在(zài)支(zhī)架上,靠风洞对它吹(chuī)风而造成和飞(fēi)行时相似(sì)的情况,来进行实验。

科研(yán)用的风洞是巨(jù)大而复(fù)杂的实验设(shè)备,在模型飞机实验中我们可以用简单的方法进行。

1)简易风洞。简易(yì)风洞是用一般的家庭(tíng)用电(diàn)风扇做(zuò)成的。家用电扇的风力稳定,并且可以变速(sù),这都是风洞所需(xū)要的性能。但直接用风扇吹(chuī)风的(de)主要缺点是风扇吹出的气流(liú)有一定的(de)旋扭,而不是平行(háng)的。为了使风扇吹出的气流平(píng)顺,我们可用三合板或(huò)硬(yìng)卡纸制成一个气流(liú)栅格。

2)风洞实验。有了简易风洞,还必须有一个简易的测量升力(lì)大小的空气动力(lì)天平。

把不同的机翼模型插在(zài)模型孔(横杆前端)处,并在配重挂钩上放上适当的(de)配重使(shǐ)其平衡,然后(hòu)放在栅格前,打开风扇(shàn),我们就(jiù)可以看到作用在机(jī)翼模型上的空(kōng)气动(dòng)力了(由横杆(gǎn)末(mò)端的细针在刻度盘上指示出来(lái))。也可以做如图8所示(shì)的简易机(jī)翼升(shēng)力(lì)演示(shì)仪器。

改变机翼与相对(duì)气流之间的(de)迎角,我们(men)也(yě)可以从刻度盘上看出升(shēng)力的变化来。改变风扇(shàn)的速度,升力也(yě)会发生变化。通过各种不同(tóng)剖面(miàn)的模型,在不同(tóng)迎角和(hé)不同速度下实验,我们可(kě)以初步找出升力与(yǔ)这些(xiē)因素之间的关系。(来(lái)源:互联网(wǎng)综合编(biān)辑)

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