一、飞行器
飞行(háng)器是由人类制(zhì)造、能飞离地面、在大气层内或大气(qì)层外空间飞行的机(jī)械飞行器。在大气层内飞行的称为航空(kōng)器,在太空飞行的称为航(háng)天器(qì)。
无人机系统飞(fēi)行器平(píng)台“简单”的五个方(fāng)面:
(1)无需(xū)生命支(zhī)撑系统,平台(tái)规模尺度小,更加简(jiǎn)化。
(2)无需考虑过载、耐久等(děng)人为因素,平台更加专(zhuān)用化。
(3)为降低采购(gòu)价格,相对于有人挤在一定程度上放宽了可靠性指标。
(4)对场地、地(dì)面保障等依(yī)赖减小。
(5)训练可(kě)大量依赖于模(mó)拟器,节省飞行器实际使用寿命。
二、航空(kōng)器(qì)平台
1.固定(dìng)翼
固定翼航空器平台即日常生活中提到的(de)“飞(fēi)机”,是(shì)指由动(dòng)力装置产生前进的推理或拉(lā)力,由机体上(shàng)固定的机翼产生升力,在大气层(céng)内飞(fēi)行的(de)重(chóng)于空气的航空器(qì)。
无人机固(gù)定翼平台
固定翼结构包含机身、机翼、尾(wěi)翼、起落架(jià)和发动(dòng)机等。
机身:机身的主要功用是装在设备、燃料(liào)和武(wǔ)器等,同事(shì)它是其他结构部件的安装基础,用以将(jiāng)尾翼、机翼、起落架等连接成一个(gè)整体。
固定翼飞行器机身结构(gòu)
机翼:机翼是(shì)固定(dìng)翼飞行器产生(shēng)升力的部件,机翼后缘有可操作地点活动面,一半靠外侧的叫作副翼(yì),用于控制飞机(jī)的(de)滚转运动(dòng),靠(kào)内侧的则是(shì)襟翼(yì),用于增加(jiā)起飞着陆阶段的升(shēng)力。
固定翼(yì)飞行器机翼结构(gòu)
尾翼:尾翼是用来配(pèi)平(píng)、稳定和操纵固定翼飞行器(qì)飞行的部件(jiàn),通(tōng)常包括垂直尾翼(yì)(垂尾(wěi))和水平尾翼(yì)(平尾)两部分。垂(chuí)直尾翼(yì)由固定(dìng)的垂直安定(dìng)面和安(ān)装在其后部的方(fāng)向(xiàng)舵组成;水(shuǐ)平尾翼由(yóu)固定的水平安定(dìng)面和安装在其(qí)后部的升降舵组(zǔ)成,一些型号的飞机升降舵由全动式水平尾翼代替(tì)。方向舵用于控制飞(fēi)机的横向(xiàng)运动,升降(jiàng)舵用于控制飞机的纵(zòng)向运动。
起落(luò)架:起(qǐ)落架是用(yòng)来(lái)支撑飞行器停放、滑行(háng)、起飞和着陆滑跑(pǎo)的部(bù)件,一般由支柱、缓冲器、刹车装置、机轮和收放(fàng)机(jī)构组成。陆上飞(fēi)机的起落(luò)装(zhuāng)置一般有减震支(zhī)柱和机(jī)轮组(zǔ)成(chéng),此外还有(yǒu)专供水上飞机起降的带(dài)有(yǒu)浮(fú)筒装置的起落架和学第七讲用的(de)滑撬式起落(luò)架(jià)。
2.旋翼(yì)平(píng)台
旋翼平台(tái)即旋翼航空器(qì)平台,旋(xuán)翼航空器是一(yī)种重于(yú)空(kōng)气的航空器,其在空中飞行(háng)的升(shēng)力(lì)由一个(gè)或多(duō)个旋(xuán)翼与空气(qì)进行(háng)相对运动的(de)反作用获(huò)得,与固(gù)定翼(yì)航(háng)空器为相对的关系。现代旋翼航空器通常包括(kuò)直升机(jī)、旋翼机(jī)和变模态旋翼机三种(zhǒng)类型。
旋(xuán)翼航空(kōng)器因为其(qí)名称(chēng)与(yǔ)旋翼机混(hún)淆,实(shí)际(jì)上旋翼机(jī)的全(quán)称为自(zì)传旋翼机,是旋(xuán)翼航空(kōng)器的一种。
2.直升机
直升机是一种由(yóu)一(yī)个或多个水平(píng)旋转的旋翼提供(gòng)升力(lì)和推(tuī)进力而进行飞行的(de)航空器。直升机(jī)具有大多数(shù)固定翼航空(kōng)器所不具备的垂直(zhí)升降(jiàng)、悬停(tíng)、小速度(dù)向前或向后飞行的特(tè)点。弱点在于(yú)速度低、耗油量较高、航程(chéng)较短。
直升机的升力产(chǎn)生原理与机翼相似。旋翼不像固定翼航(háng)空器那样依靠(kào)整个机体向前飞行来使机翼与空气产生相对运动,而是依靠自身的(de)旋转(zhuǎn)产生与空气的相对运动。但是,在(zài)旋翼提供(gòng)升力的同时,直升机(jī)身也(yě)会因反扭(niǔ)矩(与驱动旋翼旋转等量但方向相(xiàng)反的扭矩,即反(fǎn)作用扭矩)的(de)作用而具有向(xiàng)反方向旋转的趋势。为了克服“旋翼”旋转产生的(de)反(fǎn)作用扭矩,常见的做法是(shì)用另(lìng)一(yī)个小型旋(xuán)翼,即尾(wěi)桨,在机身尾部产生抵(dǐ)消(xiāo)反(fǎn)向运动的力(lì)矩。
3.多轴飞行器
多轴(zhóu)飞行器是一种具有三(sān)个及以上旋翼轴(zhóu)的特殊的直升机。其(qí)通(tōng)过每个轴(zhóu)上(shàng)的电动机转(zhuǎn)动,带动(dòng)旋(xuán)翼,从而产(chǎn)生升推力。旋翼的总距固定,而不像一般直升(shēng)机那样可(kě)变。通过改(gǎi)变不同悬疑之间的相对转速,可以改变(biàn)单轴推进力的(de)大(dà)笑,从而控(kòng)制飞行(háng)器的运行(háng)轨迹。
3.旋翼机
自传旋翼(yì)机简称旋翼机或(huò)自旋翼机,是(shì)旋翼(yì)航空器的(de)一种。它的旋翼没(méi)有(yǒu)动力装置(zhì)驱动(dòng),仅(jǐn)依靠(kào)前进时(shí)的相对气流吹动悬疑自转以(yǐ)产生升力(lì)。旋翼机大多有独立的推进(jìn)或(huò)拉进螺旋桨提供前飞动力,用尾翼(yì)控制方向。旋翼机(jī)必须像固(gù)定翼航空(kōng)器那(nà)样滑跑(pǎo)加(jiā)速才能起飞(fēi),少(shǎo)数安装有跳(tiào)飞(fēi)装(zhuāng)置的旋翼机能够原地(dì)跳跃起飞,但旋(xuán)翼机不能像直升机那样(yàng)进行稳(wěn)定的垂直起(qǐ)降和悬停。
自转旋翼(yì)机无人机平台(tái)
一架具备基(jī)本功能(néng)的(de)自转旋翼机(jī)通常包括(kuò)机身、动(dòng)力系统、旋翼系统(tǒng)、尾翼(yì)和(hé)起落架五个部分。
机身:提(tí)供其他部件的安装结构。
动力系统:提供旋翼机(jī)向前飞行的推力,在(zài)飞行(háng)时和旋翼系(xì)统无关(guān)。
旋(xuán)翼(yì)系统:提供旋(xuán)翼机飞(fēi)行所(suǒ)必须的(de)升力的(de)控制能力。常见(jiàn)的是带桨榖倾(qīng)斜(xié)控制的蹊跷板式旋(xuán)翼,也可(kě)以采用(yòng)全铰(jiǎo)式旋翼。
尾翼:提供稳定性和俯仰、偏航控制(zhì),和固定(dìng)翼飞机的尾翼功能类似。
起落架:提供在地面上的移动能(néng)力(lì),类似于固定翼飞机的起落(luò)架。最常见(jiàn)的为前三点(diǎn)式起落架。
4.其他平台
除了上诉几种主(zhǔ)流航空(kōng)器类型外,扑翼机和变模态(tài)旋翼机也是(shì)现(xiàn)代航(háng)空器的重(chóng)点(diǎn)研究方向(xiàng)。
扑翼机是通过(guò)像鸟类(lèi)和(hé)昆虫那样上下扑动自(zì)身翅膀而(ér)升空飞行的航空器,又称振(zhèn)翼(yì)机。作为一种仿生学的机械,扑翼机(jī)与(yǔ)它模仿的对象一样,以机翼(yì)同时产生升力(lì)和(hé)推进力。但也由于升(shēng)力和推(tuī)进力(lì)由(yóu)同一部件产生,设计的工(gōng)程力(lì)学和(hé)空气(qì)动力学问题非常复杂(zá),其规律尚(shàng)未(wèi)被人(rén)类完全掌握。
倾转旋翼机是一种(zhǒng)典型的变模态旋翼机平台,也叫可倾斜旋翼(yì)机,是(shì)一种同(tóng)时(shí)具有旋翼(yì)和固定翼功能,并在机翼两侧(cè)各安装有一套可在水平和垂直(zhí)位置之(zhī)间转动的可(kě)倾转旋翼系(xì)统(tǒng)的航空器。优(yōu)势在于兼(jiān)具直升机和(hé)固(gù)定翼飞(fēi)机飞机的优点,应(yīng)用前景(jǐng)十分看好。

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