全書共分為5章,主要圍繞無人機(jī)飛行原理和大氣環(huán)境來闡述相關(guān)知識,包括無人機(jī)與大氣環(huán)境、固定翼無人機(jī)飛行原理、固定翼無人機(jī)的飛行性能、旋翼無人機(jī)飛行原理、旋翼無人機(jī)的飛行性能。本書作者力求提高學(xué)生的無人機(jī)專業(yè)知識水平,使學(xué)生充分了解無人機(jī)的飛行原理,達(dá)到優(yōu)化學(xué)生知識、能力和素養(yǎng)的目的。本書適用于高等職業(yè)院校和中等職業(yè)院校無人機(jī)應(yīng)用技術(shù)及相關(guān)專業(yè)的學(xué)生,也可作為無人機(jī)從業(yè)者和教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的參考用書。
隨著時(shí)代的發(fā)展,無人機(jī)因其具有便攜、效率高等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于軍事領(lǐng)域,同時(shí)也在民用領(lǐng)域,比如航拍、電力巡線、應(yīng)急救援、物流快遞和航空測繪等領(lǐng)域大放異彩。另外,無人機(jī)行業(yè)前景廣闊,編寫本書也是為了提高讀者的無人機(jī)知識水平,能夠掌握各類無人機(jī)的飛行性能。本書遵循以實(shí)用為主、夠用為度、循序漸進(jìn)的教學(xué)規(guī)律,系統(tǒng)地介紹了無人機(jī)飛行原理與氣象環(huán)境相關(guān)知識。全書分為5章。第1章主要講述了無人機(jī)與大氣的相關(guān)知識;第2章主要講述了固定翼無人機(jī)的飛行原理;第3章主要講述了固定翼無人機(jī)的飛行性能;第4章主要講述了旋翼無人機(jī)的飛行原理;第5章主要講述了旋翼無人機(jī)的飛行性能。此外,本書借助“遠(yuǎn)洋云課堂”教學(xué)平臺,提供了海量立體化教學(xué)素材,主要通過二維碼的形式展現(xiàn),其中部分素材引用于網(wǎng)絡(luò),并標(biāo)有來源,若有漏標(biāo)之處,請與遠(yuǎn)洋航空教材編寫委員會(huì)聯(lián)系(郵箱:ffzh_jy@126.com)。焚膏油以繼晷,恒兀兀以窮年。本書是編寫委員會(huì)成員所在的教學(xué)科研團(tuán)隊(duì)在無人機(jī)領(lǐng)域歷年教學(xué)與科研實(shí)踐工作的基礎(chǔ)上,結(jié)合國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)總結(jié)編寫而成的。編寫分工如下:第1章、第2章由王旭編寫,第3章由丁安琪編寫,第4章、第5章由陳巧云編寫。本書在編寫過程中得到了編審委員會(huì)的指導(dǎo),感謝遠(yuǎn)洋航空為了推動(dòng)中國民用無人機(jī)產(chǎn)業(yè)、教育、服務(wù)的快速發(fā)展,精心組織編寫委員會(huì)成員參與本書的編寫工作;感謝各位編審委員會(huì)委員和專家百忙之中抽出時(shí)間,為本書提出指導(dǎo)意見和提供相關(guān)素材;感謝在編寫過程中給予幫助的所有朋友。
在編寫過程中,我們參閱、借鑒了大量的國內(nèi)外資料、網(wǎng)絡(luò)資源等,如有引用不當(dāng)之處敬請諒解。由于寫作水平與時(shí)間有限,書中如有不足之處,懇請廣大讀者批評指正。
編 者
2020年6月
1.1 無人機(jī)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ) 1
1.1.1 固定翼無人機(jī)氣動(dòng)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)1
1.1.2 多旋翼無人機(jī)氣動(dòng)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ) 5
1.1.3 無人直升機(jī)氣動(dòng)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)6
1.2 大氣飛行環(huán)境基礎(chǔ) 8
1.2.1 大氣組成及分層8
1.2.2 大氣基本物理參數(shù)及與高度的關(guān)系10
1.2.3 大氣基本物理性質(zhì)11
1.3 大氣環(huán)境對無人機(jī)飛行的影響12
知識點(diǎn)總結(jié) 14
思考題 15
第2章 固定翼無人機(jī)飛行原理 16
2.1 空氣流場的基本概念16
2.1.1 空氣的相對運(yùn)動(dòng)原理16
2.1.2 連續(xù)性定理18
2.1.3 伯努利定理19
2.1.4 伯努利定理的應(yīng)用21
2.2 固定翼無人機(jī)飛行的基本原理22
2.2.1 固定翼無人機(jī)的機(jī)翼22
2.2.2 固定翼無人機(jī)的升力26
2.2.3 固定翼無人機(jī)的阻力31
知識點(diǎn)總結(jié) 36
思考題 37
第3章 固定翼無人機(jī)的飛行性能 38
3.1 無人機(jī)的重心、坐標(biāo)軸和力矩38
3.1.1 無人機(jī)的重心38
3.1.2 無人機(jī)的機(jī)體坐標(biāo)系39
3.1.3 力 矩40
3.2 固定翼無人機(jī)的平衡41
3.2.1 定 義41
3.2.2 俯仰平衡41
3.2.3 方向平衡42
2
3.2.4 橫向平衡43
3.3 固定翼無人機(jī)的穩(wěn)定性44
3.3.1 俯仰穩(wěn)定性45
3.3.2 方向穩(wěn)定性46
3.3.3 橫向穩(wěn)定性47
3.3.4 影響穩(wěn)定性的因素49
3.4 固定翼無人機(jī)的操縱性50
3.4.1 俯仰操縱性50
3.4.2 橫向操縱性51
3.4.3 方向操縱性51
3.4.4 影響操縱性的因素52
3.5 固定翼無人機(jī)的基本飛行性能53
3.5.1 平飛性能分析53
3.5.2 上升性能分析54
3.5.3 下滑性能分析55
3.6 固定翼無人機(jī)的起飛和著陸性能58
3.6.1 起飛性能分析58
3.6.2 著陸性能分析59
3.6.3 影響起飛、著陸的因素 60
知識點(diǎn)總結(jié)60
思考題61
第4章 旋翼無人機(jī)飛行原理62
4.1 螺旋槳62
4.1.1 螺旋槳的基本概念62
4.1.2 螺旋槳的結(jié)構(gòu)62
4.1.3 螺旋槳的幾何參數(shù)63
4.1.4 螺旋槳產(chǎn)生拉力和旋轉(zhuǎn)阻力的原理64
4.1.5 影響螺旋槳拉力和旋轉(zhuǎn)阻力的因素65
4.2 旋翼系統(tǒng)66
4.2.1 旋翼系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)66
4.2.2 旋翼槳轂結(jié)構(gòu)67
4.2.3 旋翼與螺旋槳的區(qū)別68
4.3 旋翼無人機(jī)飛行原理69
4.3.1 旋翼產(chǎn)生拉力的原理69
4.3.2 旋翼的揮舞與擺振運(yùn)動(dòng)72
4.3.3 尾 槳74
4.4 多旋翼無人機(jī)飛行原理77
4.4.1 多旋翼無人機(jī)的布局77
4.4.2 多旋翼無人機(jī)的飛行原理78
無人機(jī)飛行原理與氣象環(huán)境
3
知識點(diǎn)總結(jié)80
思考題 81
第5章 旋翼無人機(jī)的飛行性能82
5.1 旋翼無人機(jī)的機(jī)體軸系和所受外力82
5.1.1 旋翼無人機(jī)的機(jī)體軸系和作用力矩82
5.1.2 旋翼無人機(jī)的自動(dòng)傾斜器和電動(dòng)操縱系統(tǒng)83
5.1.3 旋翼無人機(jī)飛行中所受的外力84
5.2 旋翼無人機(jī)的平衡85
5.2.1 無人直升機(jī)的俯仰平衡85
5.2.2 無人直升機(jī)的方向平衡87
5.2.3 無人直升機(jī)的橫向平衡88
5.3 旋翼無人機(jī)的安定性89
5.3.1 無人直升機(jī)在前飛中的安定性89
5.3.2 無人直升機(jī)在懸停中的安定性92
5.4 旋翼無人機(jī)的操縱性92
5.4.1 旋翼無人機(jī)操縱性的基本概念92
5.4.2 旋翼無人機(jī)的操縱方式93
5.5 旋翼無人機(jī)的起飛與著陸性能95
5.5.1 無人直升機(jī)的起飛95
5.5.2 無人直升機(jī)的著陸96
知識點(diǎn)總結(jié) 97
思考題98
參考文獻(xiàn)99
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