无人机结构与系统课件：固定翼无人机的结构及飞行原理.pptx

固定翼无人机的结构及飞行原理结构组成固定翼无人机大部分由机身、机翼、尾翼、起落架和发动机组成，如图1-27所示。

1.4.1结构组成1.机身???这种机身虽然强度和冲击性较好，但刚度不好，特别是抗扭特性较差和有效容积率较小。（1）构架式

1.4.1结构组成1.机身???这种机身具有结构简单、气动外形光滑及内部空间可全部利用的优点，但因为机身的相对载荷较小，而且机身不可避免要大开口，会使蒙皮材料利用率不高，因开口补强增重较大。所以这种形式的机身实际上用得很少。（2）硬壳式图1-29硬壳式机身

???从桁梁式机身的受力特点可以看出，在桁梁之间布置大开口不会显著降低机身的抗弯强度和刚度。虽然因大开口会减小结构的抗剪强度和刚度而必须补强，但相对桁条式和硬壳式结构的机身来说，同样的开口，桁梁式的机身补强引起的重量增加较少。因此这种形式的机身便于开较大的舱口。（3）半硬壳式1）桁梁式机身图1-30桁梁式机身1.4.1结构组成

???（3）半硬壳式2）桁条式机身图1-31桁条式机身主要由桁条、隔框和蒙皮组成，如图1-31所示。桁条和蒙皮较强，是承受机身力的主要部件。1.4.1结构组成

2.机翼（1）纵向骨架?1)翼梁：是最主要的纵向构件，是机翼主要受力部件。?2)纵墙：与翼梁十分相像，二者的区别在于纵墙的缘条很弱并且不与机身相连，其长度有时仅为翼展的一部分。?3)桁条：铆接在蒙皮内表面，支持蒙皮以提高其承载能力，并共同将气动力分布载荷传给翼肋。通常用铝合金挤压或板材弯制而成。??1.4.1结构组成

2.机翼（2）横向骨架????1)普通翼肋：其作用是将纵向骨架和蒙皮连成一体，把由蒙皮和桁条传来的空气动力载荷传递给翼梁，并保持翼剖面的形状。?2)加强翼肋：除了具有普通翼肋功能外，还能承受集中载荷，因此，它的腹板较厚或用支柱加强。1.4.1结构组成（3）蒙皮

3.尾翼尾翼是固定翼无人机的重要部件之一。尾翼由垂直尾翼和水平尾翼组成。在垂直尾翼上可活动的表面称为方向舵，在水平尾翼上可活动的表面称为升降舵，如图1-34所示。还有一种尾翼不需要升降舵，在中央的铰链点安装一片水平尾翼，铰链轴是水平的，这种类型的尾翼称为全动式水平尾翼，如图1-35所示。1.4.1结构组成

4.起落架1.4.1结构组成滑撬式滑板式浮筒式机轮式

1.4.2飞行原理1.飞机飞行时受到的作用力飞机在飞行时会受到4个基本的作用力：升力（lift）、重力（weight）、推力（thrust）与阻力（drag），如图1-36所示。

(1)升力1.4.2飞行原理

提问:当飞机在匀速下降准备降落时,升力和重力是否相等？牛顿三大运动定律第一定律：除非受到外来的作用力，否则物体的速度(v)会保持不变。没有受力即所有外力合力为零，当飞机在天上保持等速直线飞行时，这时飞机所受的合力为零，与一般人想象不同的是，当飞机降落保持相同下沉率下降，这时升力与重力的合力仍是零，升力并未减少，否则飞机会越掉越快。

13对高速飞机来说，如何在起飞和着陆阶段的低速情况下获得足够的升力就成了一大难题。由于迎角与升力成正比，因此增大飞机的迎角可以使升力增加，然而对现代的超音速飞机而言，即使迎角达到极限，升力仍然不够。如果不采取适当措施，则必须加大起飞和降落时的速度，才能获得足够的升力。这样做的后果是不仅使滑跑距离增长，而且也不安全。解决这个问题的措施就是在机翼上采用增升装置。增升装置用于增大飞机的最大升力系数，从而缩短飞机在起飞着陆阶段的地面滑跑距离。

14主要增升装置包括：前缘缝翼leadingedgeslats后缘襟翼trailingedgeflap前缘襟翼Leadingedgeflap

增升装置介绍-前缘缝翼前缘缝翼是安装在基本机翼前缘的一段或者几段狭长小翼，是靠增大翼型弯度来获得升力增加的一种增升装置。下面用前缘缝翼的一个剖面来看看它的工作原理（如图所示）。前缘缝翼延缓机翼的气流分离现象，以提高临界迎角和最大升力系数。前缘缝翼打开时，气流分离被推迟打开合闭气流分离气流分离减少

增升装置介绍-前缘缝翼在前缘缝翼闭合时（即相当于没有安装前缘缝翼），随着迎角的增大，机翼上表面的分离区逐渐向前移，当迎角增大到临界迎角时，机翼的升力系数急剧下降，机翼失速。当前缘缝翼打开时，它与机翼前缘表面形成一道缝隙，下翼面压强较高的气流通过这道缝隙得到加速而流向上翼面，增大了上翼面附面层中气流的速度，降低了压强，消除了这里的分离旋涡，从而延缓了气流分离，避免了大迎角下的失速，使得升力系数提高。前缘缝翼打开时，气流分离被推迟打开合闭

增升装置介绍-前缘缝翼因此，前缘缝翼的作用主要有两个：一是延缓机翼上的气流分离，提高了飞机的临界迎角