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你知道无人机的飞行原理吗?

2023-06-27 16:10 作者:龙航无人机  | 我要投稿

无人机是无人驾驶飞机的简称(Unmanned Aerial Vehicle),是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置的不载人飞机,包括无人直升机、固定翼机、多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机。广义地看也包括临近空间飞行器(20-100公里空域),如平流层飞艇、高空气球、太阳能无人机等。


无人机利用旋翼实现前进和停止。力的相对性意味着旋翼推动空气时,空气也会反向推动旋翼。这是无人机能够上上下下的基本原理。进而,旋翼旋转地越快,升力就越大,反之亦然。

现在的无人机能够做三件事情:悬停、爬升和降低。当悬停时,无人机四个旋翼产生的推力等于向下的重力。这非常容易理解。当爬升时,推力需要超过重力,才能向上飞行。当降低时,推力小于重力,飞机就会降低。


对于过渡飞行呢?当飞机从悬停过渡到爬升时,四个旋翼的推力会略超过重力,从而使得飞机向上飞行。在这个过程中,重力与推力相抗衡,无人机飞行速度将会增加,从而使得反作用力减小,最终导致四个旋翼的推力减小。这个趋势会一直持续到无人机达到爬升速度。相反,从爬升过渡到悬停时,四个旋翼的推力会略小于重力,使得飞机减速。这个过程中,重力与推力相抗衡,无人机将会减小对于空气的作用力,使得反作用力减小,最终导致四个旋翼的推力增大,直到推力等于重力,无人机将会悬停。


对于侧向移动呢?当飞机从悬停过渡到爬升时,同时需要向前移动的话,需要增加相对空气的速度。此时,反作用力会减小,导致四个旋翼的推力减小,直到推力等于重力。这个过程中,重力与推力相抗衡,无人机将会以最小的反作用力向前移动。当飞机从爬升过渡到悬停时,同理,需要减小相对空气的速度,此时反作用力会增大,导致四个旋翼的推力增大,直到推力等于重力。这个过程中,重力与推力相抗衡,无人机将会以最小的反作用力悬停。


现在的无人机利用舵机通过改变各个旋翼的旋转方向和速度来控制飞行的方向和速度。舵机是一种电动机械装置,可以快速精确地控制舵机桨叶的旋转方向和速度。通过控制各个舵机桨叶的旋转方向和速度,无人机就能够实现不同的运动方式。例如,当需要向前移动时,可以同时加速所有四个旋翼的旋转速度,使得反作用力增大,从而推动无人机向前移动。当需要向左移动时,可以减速右侧的旋翼并加速左侧的旋翼,使得左侧的反作用力增大并且右侧的反作用力减小,从而推动无人机向左移动。当需要旋转时,可以改变各个旋翼的旋转方向和速度,使得反作用力的方向发生变化,从而实现旋转。


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