12.-固定翼无人机的平衡性.pptxVIP

固定翼无人机的平衡性

无人机飞行状态的变化，归根到底，都是力和力矩作用的结果。无人机的平衡、稳定性和操纵性是阐述无人机在力和力矩的作用下，无人机状态的保持和改变的基本原理。

01无人机的重心、坐标轴

1.1机体轴及对应转动

横轴纵轴立轴俯仰滚转偏转1.1机体轴及对应转动

●绕横轴（OY轴）的转动称为俯仰转动注：角速度和力矩均按右手螺旋法则判定正负

●绕立轴（OZ轴）的转动称为偏转

●绕纵轴（OX轴）的转动称为滚转

1.2重心重力W是地球对物体的吸引力。无人机的重力是地球对无人机的各部分（机身、机翼、尾翼、发动机、燃料、载荷、弹药、乘员等）吸引力的合力。无人机重力的着力点叫做无人机重心。

1.2重心飞机在空中的运动，总可分解成飞机各部分随飞机重心一起的移动和飞机各部分绕重心的转动。重心CGXZYO

●重心位置的表示11XGbMCA重心重心的前后位置常用重心在某一特定翼弦上的投影到该翼弦前端的距离，占该翼弦的百分数来表示。

●空气动力弦（MAC）12假想的矩形翼的面积、空气动力及俯仰特性与原机翼相同。

●平均空气动力弦（MAC）13几何中心重心的前后位置常用重心在MAC上的投影到该翼弦前端的距离，占该翼弦的百分数来表示。标准平均弦（SMC）标准平均弦等于机翼面积与翼展的比值。也即几何平均弦。

02固定翼无人机的平衡

2.1无人机的平衡飞机的平衡包括作用力平衡和力矩平衡两个方面。本节只分析各力矩的平衡。相对横轴(OY轴)——俯仰平衡相对立轴(OZ轴)——方向平衡相对纵轴(OX轴)——横侧平衡XZYO

2.1无人机的平衡平衡的状态——飞行速度的大小和方向都保持不变，无人机也不绕自己的重心转动。ABAB无人机的运动不平衡的状态——飞行速度的大小和方向不断地变化，同时绕自己的重心转动重心转动。

2.2无人机的俯仰平衡飞机的俯仰平衡是指作用于飞机的各俯仰力矩之和为零，迎角不变。

2.2无人机的俯仰平衡俯仰力矩有哪些机翼产生的俯仰力矩水平尾翼产生的俯仰力矩拉力（或推力）产生的俯仰力矩CPCG

机翼产生的俯仰力矩的大小最终只取决于重心位置、迎角和飞机构型。一般情况下机翼产生下俯力矩。但当重心后移较多且迎角又很大时，压力中心可能移至重心之前，则可能产生上仰力矩。机翼产生的俯仰力矩

在正常飞行中，水平尾翼产生负升力，故水平尾翼力矩是上仰力矩。当机翼迎角很大时，也可能会产生下俯力矩。②平尾产生的俯仰力矩

③拉力产生的俯仰力矩螺旋桨的拉力或发动机的推力，其作用线若不通过飞机重心，也会形成围绕重心的俯仰力矩。

2.2无人机的方向平衡无人机的方向平衡是指作用于无人机的各偏转力矩之和为零，侧滑角不变或侧滑角为零。侧滑是指相对气流方向与飞机对称面不一致的飞行状态。

2.2无人机的方向平衡侧滑——指相对气流方向与无人机对称面不一致的飞行状态。左侧滑——从驾驶舱方向来看，如果相对气流从左前方吹来，叫做左侧滑。右侧滑——从驾驶舱方向来看，如果相对气流从右前方吹来，叫做右侧滑。侧滑角——相对气流与对称面的夹角。

2.2无人机的方向平衡的条件

2.2无人机的方向平衡偏转力矩有哪些两翼阻力对重心产生的偏转力矩垂尾侧力对重心产生的偏转力矩双发或多发飞机拉力产生的偏转力矩

2.2无人机的方向平衡拉力拉力阻力阻力垂尾侧力

飞行中，使机头左右偏转的力矩，主要是两边机翼阻力产生的偏转力矩和垂直尾翼侧向力产生的偏转力矩。如果作用在飞机上的左偏力矩和右偏力矩相等，飞机就保持方向平衡，如果不等，机头则产生偏转。2.2无人机的方向平衡

2.2无人机的方向平衡

2.2无人机的方向平衡方向平衡被破坏后，在偏转力矩的作用下，机头将会向左或向右偏转，而固定翼无人机具有很大的运动惯性，将沿着原来的方向飞行，这时，相对气流就会从侧前方吹来，形成侧滑。

固定翼无人机的方向平衡被破坏后将出现侧滑。侧滑是固定翼无人机方向不平衡的一种表现。允许出现一定程度的侧滑，但自动侧滑超出了规定，则称为侧滑故障。此时，可以利用方向舵偏转，来消除侧滑，保持飞机的方向平衡。2.2无人机的方向平衡

2.3无人机的横向平衡无人机的横侧平衡是指作用于无人机的各滚转力矩之和为零，坡度不变。

2.3无人机的横向平衡滚转力矩有哪些两翼升力对重心产生的滚转力矩螺旋桨反作用力矩对重心产生的滚转力矩

2.3无人机的横向平衡的条件

2.3副翼保持平衡的原理为了保持固定翼无人机的横向平衡,这时应该使左边副翼向下偏转,增加左机翼升力,右边副翼向上偏转,减小右机翼升力。这样可以使左滚力矩与右滚力矩相等,保持其横向平衡。

03影响无人机的平衡的因素