旋翼机的发明和趋势
直升机的发展历史
直升机的发展历史直升机是一种能够垂直起降并在空中悬停的飞行器,具有独特的飞行能力和广泛的应用领域。
本文将详细介绍直升机的发展历史,从早期的概念设计到现代化的高性能直升机。
1. 早期的概念设计直升机的概念最早可以追溯到15世纪的达·芬奇,他设计了一种类似于螺旋桨的装置,用于产生升力。
然而,直升机的真正发展始于20世纪初。
1907年,法国发明家保罗·科恩设计了一种旋翼飞机,但由于技术限制,这种飞机并未成功起飞。
2. 早期的实用化到了20世纪20年代,直升机的设计和技术逐渐成熟。
1923年,德国工程师伊戈·埃伦舍尔成功飞行了第一架直升机。
他的设计采用了两个旋翼,通过调整旋翼的角度来控制飞行。
随后,法国和美国的工程师也相继设计出了自己的直升机。
3. 自稳定旋翼的浮现到了20世纪30年代,直升机的设计进一步改进,自稳定旋翼成为一项重要的技术突破。
自稳定旋翼可以在飞行中自动调整角度,使得直升机更加稳定。
1937年,德国工程师海因里希·费舍尔成功飞行了一架自稳定旋翼直升机,这项技术为直升机的发展奠定了基础。
4. 直升机在二战中的应用第二次世界大战期间,直升机开始在军事领域得到广泛应用。
直升机的垂直起降和悬停能力使其成为军事侦察、救援和运输的理想选择。
美国的贝尔直升机公司生产的UH-1“休伊”直升机成为了战争中最著名的直升机之一。
5. 后期的技术发展随着科技的进步,直升机的性能和功能不断提升。
20世纪50年代,涡轮发动机的浮现使直升机的速度和承载能力大幅提高。
20世纪70年代,浮现了第一架具备全天候飞行能力的直升机。
现代化的直升机还配备了先进的导航、通信和武器系统,能够执行更加复杂的任务。
6. 直升机的应用领域直升机在民用和军事领域都有广泛的应用。
民用方面,直升机常用于救援、警务、旅游和货运等领域。
军事方面,直升机可用于运输、侦察、攻击和反潜等任务。
此外,直升机还被用于科学研究、消防救援、电力巡检和森林监测等领域。
多旋翼无人机的发展以及应用
多旋翼无人机的发展以及应用多旋翼无人机是一种能够垂直起降的无人直升机,其发展历史最早可以追溯到1907年,当时Breguet兄弟Louis和Jacque在法国科学家CharlesRichet的指导下,设计制造了世界上第一架有人驾驶的多旋翼飞机—“旋翼机一号”。
多旋翼无人机根据旋翼的数目可以分为四旋翼、六旋翼、八旋翼等类型,还有一些特殊造型的多旋翼无人机,其最大特点就是具有多对旋翼,并且每对旋翼的转向相反,用来抵消彼此反扭力矩。
多旋翼无机人相较于其它无人机具有得天独厚的优势,与固定翼飞机相比,它具有可以垂直起降,可以定点盘旋的优点;与单旋翼直升机相比,它采用无刷电机作为动力,并且没有尾桨装置,因此具有机械结构简单、安全性高、使用成本低等优点。
多旋翼无人机的诸多优点使它在以下领域获得了广泛的应用:1.教育科研领域应用,多旋翼无人机的研究涉及到自动控制技术、MEMS传感器技术、计算机技术、导航技术等,是多科学领域融合研究的一个理想平台;2.航拍领域应用,利用多旋翼无人机搭载相机设备(可见光相机/红外相机),并配备图像传输系统,被人们称为“可飞行的相机”已被广泛的应用于影视航拍。
3.军事领域应用,多旋翼无人机搭载侦查设备快速飞行到危险区域执行侦查任务,为作战人员提供战场信息,是单兵作战的理想装备;4.警用安全领域应用,无人机可搭载高清晰度数码摄像机:实时图传系统和地面控制系统可有效协助工作人员锁定、凝视关注事物。
无人机可搭载物质投递设备:通过集成探杆、线轮、物品仓、软梯等装备,并搭载相关投放设备,可执行物资横向运输、线路牵引、传单投递、物资投递等。
警用安防无人机无人机能利用承载的高灵敏度照相机可以进行不间断的画面拍摄,获取影像资料,并将所获得信息和图像传送回地面。
应用于反恐维稳,如遇到突发事件、灾难性暴力事件,可迅速达到实时现场视频画面传输,传供指挥者进行科学决策和判断;成为一种不可多得的重要工具。
无人机能进一步提高公安干警的响应、决策、评估效率,推动公安的信息化建设进程。
旋翼机简介
旋翼机的历史20世代飞机起降时常因故障而失速,导致很多恶性事故。
西班牙工程师谢巴(也有其他音译,如“西尔瓦”等)于是发明了自转旋翼机,试图解决这一问题。
旋翼靠飞机运动时激起气流转动,产生升力,使飞机失速时不会下坠,当时,他的这个发明被新闻界称之为“风车飞机”。
1925年,谢巴在汉普郡芳白露皇家空军基地首次正式试飞。
1926年3月24日,谢巴在英国创办了自己的公司,其成功之作是有名的C.30型双座敞式座仓的轻型旋翼机,1934年底开始交付皇家空军所属的“陆军直接支援作战学校”使用,共计12架,取名为“旋翼Ⅰ”。
有一架C.30和另一架C.19还首次参加了在西班牙内战的实战考验。
1928年,谢巴亲自驾驶旋翼机用1小时时间成功横越英伦海峡。
此后,英美一些公司开始制造旋翼机,用于搜索和测量。
由于得不到政府支持,西谢巴的公司关闭于1940年。
后因美国直升机技术的飞速发展,才使英国人有所醒悟。
1943年底,谢巴才得以重操旧业。
1937年,令整个航空界震惊的是,Heinrich Focke驾驶着他设计的Fw61直升机升空,这立即刷新了世界直升机的所有飞行记录,飞行速度,飞行高度飞行距离和飞行时间。
得益于Focke及其设计伙伴Anton Flettner,德国成为二战期间旋翼飞机的领先者。
1942年,德国海军开始测试Fl 282,海军希望能用它来侦察敌军潜艇和护航。
在第一次世界大战期间,一些国家就开始尝试在潜艇上搭载飞机,但随着战争的结束,兴趣消退了。
二战的爆发,使得德国和日本对这个方案的兴趣大增。
德国海军最初看上了Arado Ar 231,但这种水上飞机并不适合潜艇搭载。
它需要从水面滑跑起飞,组合和分解需要太多时间,这使得潜艇暴露在水面的时间太长,于是海军中止了该项目。
2战期间,潜艇迫切需要远程空中侦察来提供情报,由于潜艇本身的局限性,使得了望员很难辨认9.6-12.8 km (6-8 miles)以外的船只。
飞行器发展史
飞行器发展史
飞行器发展史可以追溯到古代,人类一直梦想着能够像鸟一样在空中自由飞翔。
以下是飞行器主要的发展历程:
1. 空气动力学基础:公元前1500年,古希腊哲学家庇罗度发现了空气的一些基本性质,并且提出了通过改变空气流动来产生升力的想法。
2. 早期的飞行器设计:在18世纪和19世纪,一些人设计了一些早期的飞行器,如热气球、风筝、滑翔机等。
3. 飞行器力学理论:20世纪初期,伯努利的流体力学理论和牛顿的运动定律被广泛应用于飞行器力学理论中。
4. 有机飞行器的发明:1903年,莱特兄弟成功发明了有机飞行器——飞机,并进行了第一次控制飞行。
5. 垂直起降飞行器的发明:1950年代,苏联科学家雅科夫列夫提出了垂直起降飞行器的设计理论,并于1961年成功测试了原型机。
6. 现代飞行器的发展:20世纪后期和21世纪,涌现出各种现代化、高科技、多功能的飞行器,如卫星、宇宙飞船、无人机等。
未来,随着科技的不断推进,飞行器的发展将更加迅速,也将更加多样化和智能化。
直升机的发展历史
直升机的发展历史直升机是一种垂直起降的飞行器,具有独特的飞行能力和广泛的应用领域。
本文将详细介绍直升机的发展历史,从早期的概念提出到现代直升机的成熟应用。
1. 早期概念与实验直升机的概念最早可以追溯到古代中国的风筝和希腊的螺旋桨原理。
然而,真正的直升机概念最早浮现在18世纪末的欧洲。
1784年,法国物理学家拉帕尔在他的著作《关于飞行的论文》中首次提出了直升机的概念。
19世纪初,英国人乔治·卡顿设计了一种类似于直升机的飞行器,但由于技术限制,这些早期的实验并没有取得重大突破。
2. 旋翼飞行器的诞生20世纪初,法国人保罗·科尼设计了第一种真正意义上的直升机,他的设计包括一个垂直旋转的主旋翼和一个水平旋转的尾旋翼。
1907年,科尼的设计得到了实际验证,他的飞行器成功起飞并保持平衡。
这标志着直升机的诞生。
3. 直升机技术的发展在科尼的设计之后,直升机技术经历了一系列的改进和突破。
1912年,德国的保罗·舍尔希设计了一种双旋翼直升机,采用了相对独立的旋翼系统,提高了飞行稳定性。
到了20世纪30年代,美国的伊戈尔·西科尔斯基和德国的海因里希·费迪南德等人相继提出了采用旋翼和尾桨的直升机设计,这种设计成为了现代直升机的基本形式。
4. 第二次世界大战的推动第二次世界大战期间,直升机的发展得到了极大的推动。
直升机在军事领域的应用得到了广泛验证,包括运输、侦察、救援等任务。
在战争的推动下,直升机的性能和可靠性得到了极大的提升。
5. 民用直升机的应用战后,直升机开始在民用领域得到广泛应用。
直升机在交通运输、医疗救援、消防救援、农业喷洒等领域发挥了重要作用。
在城市交通拥堵的问题日益突出的情况下,直升机的垂直起降能力成为了解决交通问题的一种有效手段。
6. 现代直升机的发展随着科技的进步和工程技术的不断发展,现代直升机的性能和功能得到了极大的提升。
现代直升机采用了先进的材料和设计,具有更高的速度、更大的载荷能力和更长的续航时间。
飞行器制造技术的发展与创新
飞行器制造技术的发展与创新飞行器制造技术一直是航空制造业中关键的研究领域之一。
从早期的木质飞机到现代的超音速飞行器,飞行器制造技术一直在不断发展和创新。
本文将会探讨飞行器制造技术的发展历程,以及当前的创新方向。
1. 飞行器制造技术的历史飞行器制造技术的历史可以追溯到早期的飞艇和热气球。
19世纪末,莱特兄弟发明了第一架有人驾驶的飞机。
这种木质螺旋桨飞机成为了民用和军用飞机的基础。
随着时代的发展,飞行器制造技术迅速发展,从木质结构到金属结构的转变,使得航空器更加坚固和耐用。
第二次世界大战加速了飞行器制造技术的发展。
航空器的工业化生产使得成本下降,并促进了先进的飞行器技术的发展(如喷气式飞机)。
随着航空技术的不断创新和发展,更加先进、高效和智能的飞行器得到了开发和使用。
2. 现代飞行器制造技术的现状随着大数据、人工智能和智能化技术的不断发展,现代飞行器制造技术正面临着新的革命。
新材料的研发和制造,如碳纤维、玻璃纤维、铝合金等,使得航空器更加轻便、动力更强、经济效益更高。
除此之外,3D打印技术也开始应用于飞行器制造领域。
3D打印可以大幅降低制造成本并减少生产时间。
它还可以为飞行器提供更加复杂和精确的形状。
现在,一些企业公司已经开始使用3D 打印来制造小型组件,未来这将是个趋势。
机器学习和人工智能技术也被广泛应用于飞行器制造。
它们可以用来进行数据分析和预测,提高制造和生产效率,并改善设计过程。
智能控制系统和传感器技术可以监测飞行器的性能,捕捉问题并自动进行调整。
3. 创新方向未来的飞行器制造技术将注重自主化和智能化。
自主驾驶飞机的研发将得到更多的关注,并将推动物流和货运业务在未来的全球化进程中占据重要市场份额。
新一代飞机正在朝着轻量化、高效能、安全、环保的方向发展。
为了实现这一目标,研究人员正在研究新型材料,并开发各种新的技术,如:高效发动机和节能、新型机翼和尾翼设备等等。
在飞行器制造技术的创新发展中,环保将是一个重要的考虑因素。
旋翼机原理
旋翼机原理旋翼机是一种具有独特原理的飞行器。
它以旋转的主旋翼产生升力,控制飞行姿态和方向,同时通过尾旋翼产生反扭力来平衡主旋翼的扭矩,从而实现飞行。
旋翼机的原理涉及到空气动力学、力学、控制理论等多个学科,是一门综合性的技术学科。
一、旋翼机的构成和工作原理旋翼机主要由机身、主旋翼和尾旋翼三部分组成。
机身是旋翼机的主体,包括驾驶舱、发动机、传动系统和底盘等部分。
主旋翼是旋翼机的升力来源,由多片旋翼叶片组成,通过旋转产生向上的升力,同时也产生向后的推力。
尾旋翼是旋翼机的控制部分,通过产生反扭力来平衡主旋翼的扭矩,从而实现飞行方向的控制。
旋翼机的工作原理基于伯努利定律和牛顿第三定律。
当主旋翼旋转时,叶片上的气流速度增加,压力下降,产生向上的升力。
同时,由于牛顿第三定律,旋转的叶片也会产生向后的推力。
这样,旋翼机就可以在空中飞行。
尾旋翼的工作原理则是基于牛顿第三定律。
当旋翼机产生扭矩时,尾旋翼通过产生反扭力来平衡扭矩,从而保持稳定的飞行方向。
尾旋翼的位置和角度可以通过控制杆或电脑控制系统来调整,从而实现飞行方向的控制。
二、旋翼机的空气动力学原理旋翼机的飞行原理涉及到空气动力学原理。
空气动力学是研究物体在空气中运动时所受到的空气力学原理的学科。
旋翼机的升力和推力都是基于空气动力学原理产生的。
旋翼机的升力是由旋转的主旋翼产生的。
当主旋翼旋转时,叶片上的气流速度增加,压力下降,产生向上的升力。
这个原理可以用伯努利定律来解释。
伯努利定律指出,当气体通过一个管道或器具时,速度越快,压力就越低。
在旋翼机中,叶片上的气流速度越快,压力就越低,从而产生向上的升力。
旋翼机的推力也是由旋转的主旋翼产生的。
当主旋翼旋转时,叶片上的气流速度增加,产生向后的推力。
这个原理同样可以用伯努利定律来解释。
当叶片旋转时,气流速度增加,从而产生向后的推力。
尾旋翼的工作原理也是基于空气动力学原理。
尾旋翼通过产生反扭力来平衡主旋翼的扭矩,从而实现飞行方向的控制。
世界旋翼机产业的发展
表 4 0 6 0 年世界旋翼 机的市场预测( , 2 0 —2 1 5 架 百万美元)
项目 民用旋 翼机 军用 旋翼 机
改进 改型 总计
提交 了 49 3 3亿 美 元 的 2 0 0 7财 年
占总产 值 比 1. % 98 3 6.O 61%
1.7 40% 10 O%
维普资讯
魄
台号 晦
望
⑩
中国航空工业发展研究 中心 张广林 民用 直升机 2 2架 ,美 国罗滨逊 公 5
司 27 , 3 架 贝尔 直升 机公 司 19 , 0架
刍 国 、 洲 、 罗斯 等 世 界知 名 欧 俄 大 的直 升 机 公 司一 直 以来 都 致
架 数 1 15 2 9 5 6 O5
13 33 153 89
产值 2 051 5 8. 8 624 30 .
美 国 149 22
30 0. 7
俄罗 斯 25 99
1 23 4_
加 拿大 10 80
3. 31
澳 大利 亚 1o 20
2. 02
英 国 1O 16
6. 06
法 国 87 3
6. 09
日本 81 0
17 2. 7
巴西 76 3
11 7. 8
的高峰值 , 此后略有下降 ,0年间总 1 产量达 到 56 架 。 军用 旋翼 机产 05 从 值来 看 , 20 从 06年的 5 . 6 1 5 亿美元 0
增加 到 2 1 0 3年的 1 1 9亿美元 , 0. 7 增
长 了 近 一 倍 ,0年 总 产 值 达 到 1 86 2 3. 4亿美元 , 民用 旋翼 机产值 0 是
( 大公 司是 指有 双 发型 且总 架数 5架 以上 或无 双 发型但 总架数 1 以上 ) O架 国家 美 国 俄 罗斯 加拿 大 英 国 德 国 日本 瑞 士 公 司( ) 家 5 2 4 7 3 9 2 8 2 0 1 3 1 2 国家 意大 利 澳大 利亚 法 国 新 西 兰 挪威 西 班牙 印度尼 西 亚 公司( ) 家 1 1 1 0 9 9 7 7 6 国家 墨 西哥 南非 瑞典 巴西 中国大 陆 印度 公 司( ) 家 5 5 5 4 4 3
直升机旋翼机技术特征及未来发展趋势
直升机技术特点与发展前景SY1005525 余艳辉直升机技术特点与发展前景《飞行器总体设计》课程直升机部分课程报告SY1005525 余艳辉2010-12-24文章总结了直升机的主要技术特点,概括了未来直升机发展的可能方向。
1一、直升机的技术特点:直升机的技术先进性主要体现在如下5个方面:动力装置、升力系统、机体结构材料、电子系统和直升机总体特性。
1)动力装置50年代中期以前,绝大部分直升机都安装活塞发动机。
小型活塞发动机具有耗油率低,经济性好等优点;缺点是体积大、重量重,振动大、噪声高;寿命短,维护工作量大。
50年代以后,涡轴发动机逐渐取代活塞发动机。
涡轴发动机具有体积小、重量轻、比容积和比功率大、寿命长、噪声低、便于维护等优点。
2)升力系统40年代至50年代中期,直升机升力系统通常采用木质或钢木混合材料桨叶。
桨叶寿命短,通常在600h一下;采用对称翼型,桨尖平面形状通常为矩形。
桨毂采用全铰结构。
旋翼效率约为0.5,旋翼升阻比约为6.8. 50年代中期,旋翼桨叶以金属结构为主,桨叶寿命提高到1200h以上。
将也开始采用非对称翼型,桨毂仍以全铰式为主。
旋翼效率约为0.6,旋翼升阻比为7.3 60年代末到70年代中期,桨叶逐渐被玻璃钢等复合材料取代金属结构,寿命提高到3600h以上。
桨叶采用直升机专用翼型,桨尖形状后掠和尖削;开始采用结构简单,便于维护的无铰式桨毂;旋翼效率提高到大约0.75,旋翼升阻比大约为8.5, 80年代中期以后,旋翼系统采用先进复合材料结构桨叶,桨叶寿命无限。
桨叶采用直升机专用高效翼型,桨尖形状三位变化,不但尖削、后掠,而且下反。
桨毂采用结构进一步简化的无铰式、星形柔性、球柔性和无轴承式桨毂,提高了可靠性和维护性。
旋翼效率接近0.78左右,旋翼升阻比达到10.5左右。
3)机体结构状态50年代中期以前,直升机机体通常采用全金属构架结构、金属大梁和蒙皮。
50年代末到60年代末,大多采用金属薄壁结构,金属大梁和铝合金蒙皮。
四旋翼飞行器发展历程
四旋翼飞行器发展历程
四旋翼飞行器的发展历程可以追溯到很早以前,但真正的突破和发展始于20世纪末。
以下是四旋翼飞行器发展历程的简要
介绍。
早期阶段:最早的四旋翼飞行器设计可以追溯到20世纪30年代。
这些早期的设计主要用于实验和研究,包括庞巴迪的飞碟设计和德国空军的垂直起降飞机。
然而,由于当时的技术限制和控制困难,这些早期的四旋翼飞行器没有取得太大的成功。
电子技术的突破:随着电子技术的发展和微型化,四旋翼飞行器的操控和稳定性得到了有效的改善。
20世纪80年代末和90年代初,美国和欧洲的研究人员开始着手开发新一代四旋翼飞行器,以解决控制和稳定性方面的问题。
商业应用的兴起:2000年代初,随着商业无人机市场的兴起,四旋翼飞行器开始被广泛应用于各个领域。
特别是在航拍、电影制作、农业、测绘和救援等领域,四旋翼飞行器的使用越来越普遍。
无人机技术的革新:近年来,随着无人机技术的不断革新和进步,四旋翼飞行器的性能和功能也得到了极大的提升。
例如,航程的延长、智能化的自主飞行、吊舱的搭载和高精度的传感器等技术创新,使四旋翼飞行器在军事、科研和商业领域有了更广泛的应用。
未来发展方向:目前,四旋翼飞行器的发展方向主要集中在提
高飞行性能、延长飞行时间、增加载荷承载能力和推进自主飞行技术的研究。
此外,为了加强对四旋翼飞行器的空中交通管理,无人机航空规制和相关技术也正在不断完善和发展。
总结起来,四旋翼飞行器的发展历程经历了早期探索、电子技术突破、商业应用兴起、无人机技术革新以及未来发展方向的探索。
随着技术的不断发展,我们可以期待四旋翼飞行器在未来的应用和发展中发挥更大的作用。
直升机的发展历史
直升机的发展历史直升机是一种垂直起降的飞行器,具有垂直起降、悬停、悬停飞行和向前飞行等特点。
它的发展历史可以追溯到19世纪末的早期飞行实验。
以下是直升机发展历史的详细描述。
1. 早期实验(19世纪末-20世纪初)直升机的概念最早可以追溯到1480年,但真正的直升机设计和实验始于19世纪末。
法国发明家保罗·康贝尔(Paul Cornu)于1907年成功进行了一次历史性的试飞,他的设计是一种双旋翼直升机。
然而,由于当时的技术限制,直升机的发展受到了很大的限制。
2. 单旋翼直升机(20世纪20年代-40年代)20世纪20年代至40年代,单旋翼直升机成为主流发展方向。
在这一时期,德国工程师海因里希·费德尔(Heinrich Focke)和阿尔贝特·瓦尔特(Albert W. Brandenburg)分别独立开发了单旋翼直升机。
费德尔的设计成为了第一种可靠的直升机,他的公司后来成为了汉诺威直升机公司(Focke-Wulf)。
3. 双旋翼直升机(20世纪40年代-50年代)到了20世纪40年代,双旋翼直升机开始受到关注。
美国工程师伊戈尔·西科尔斯基(Igor Sikorsky)在1940年成功研制出了第一架双旋翼直升机,该机型被命名为“R-4”。
这种直升机在二战期间得到了广泛应用,成为了直升机发展的重要里程碑。
4. 单旋翼加尾桨直升机(20世纪50年代-60年代)20世纪50年代至60年代,单旋翼加尾桨直升机成为主流。
这种设计结构使得直升机更加稳定和灵活。
美国工程师弗兰克·皮埃尔斯(Frank Piasecki)在1955年研制出了第一架单旋翼加尾桨直升机,该机型被命名为“H-21”。
这种直升机在军事和民用领域都取得了重要的成就。
5. 直升机的进一步发展(20世纪60年代以后)20世纪60年代以后,直升机的发展进入了一个新的阶段。
随着科技的进步,直升机的性能得到了极大的提升。
旋翼机
旋翼机自转旋翼机是由西班牙工程师谢巴(Juan de laCiervaCodorniu)发明的。
1920年代,飞机升降时常因故障而失速,导致多人丧生。
谢巴于是试制自转旋翼机试图解决这一问题。
旋翼靠飞机运动时激起气流转动,产生升力,使飞机失速时不会下坠,当时,他的这个发明被新闻界称之为“风车飞机”。
1925年,谢巴在汉普郡芳白露皇家空军基地首次正式试飞。
1928年,谢巴亲自驾驶旋翼机成功横越英伦海峡。
他由伦敦南部的克罗依登机场飞抵法国北部的布隆,飞行共用了1小时。
此后,英美一些公司开始制造旋翼机,用于搜索和测量。
1936年12月,谢巴塔乘的民航机在伦敦的克罗依登机场起飞时失速坠毁,他在这次空难中丧生。
乍一看,旋翼机和直升机简直一模一样:它们头顶都有一副大直径的旋翼,在飞行中依靠旋翼的旋转产生升力。
但是除去这些表面上的一致性,旋翼机和直升机却是两种完全不同的飞机。
旋翼机实际上是一种介于直升机和飞机之间的飞行器,它除去旋翼外,还带有一副螺旋桨以提供前进的动力,一般也装有较小的机翼在飞行中提供部分升力。
旋翼机与直升机的最大区别是,旋翼机的旋翼不与发动机传动系统相连,发动机不是以驱动旋翼为飞机提供升力,而是在旋翼机飞行的过程中,由前方气流吹动旋翼旋转产生升力,象一只风车;而直升机的旋翼与发动机传动系统相连,既能产生升力,又能提供飞行的动力,象一台电风扇。
由于旋翼为自转式,传递到机身上的扭矩很小,因此旋翼机无需单旋翼直升机那样的尾桨,但是一般装有尾翼,以控制飞行。
在飞行中,旋翼机同直升机最明显的分别为直升机的旋翼面向前倾斜,而旋翼机的旋翼则是向后倾斜的。
需要说明的是,有的旋翼机在起飞时,旋翼也可通过“离合器”同发动机连系,靠发动机带动旋转而产生举力。
这样可以缩短起飞滑跑距离,几乎以陡直地向上爬升,但还不能垂直上升,也不能在空中不动(即“悬停”)。
等升空后再松开离合器随旋翼在空中自由旋转。
旋翼机飞行时,举力主要由旋翼产生,固定机翼仅提供部分举力。
旋翼机原理
旋翼机原理
旋翼机是一种以旋转的机翼(旋翼)产生升力和推力的飞行器。
它主要由机身、旋翼和尾翼组成。
旋翼机的工作原理是通过旋转的机翼产生升力。
旋翼由数个叶片组成,通过旋转产生空气动力学效应,即升力和推力。
当旋翼高速旋转时,叶片上方的气压变低,下方的气压增加,从而形成升力。
同时,旋转的旋翼也会产生一个向下的推力,将旋翼机推离地面。
旋翼机的控制主要通过调整旋翼的转速和叶片角度来实现。
调整旋翼转速可以改变机身受到的升力和推力,从而控制旋翼机的上升、下降、前进和后退。
通过改变叶片的角度,可以调整旋翼产生的升力和推力的方向,实现旋转、横向移动和倾斜等动作。
为了稳定旋翼机的飞行,通常还会配备尾翼。
尾翼可以通过改变它的角度来产生控制力,从而控制旋翼机的方向。
通过调整尾翼的角度配合旋翼控制,可以实现旋翼机的平稳飞行和精确操作。
总的来说,旋翼机通过旋转的机翼产生升力和推力,通过调整旋翼转速和叶片角度以及配备尾翼来实现飞行控制。
它具有垂直起降、悬停、低速飞行和垂直降落等优势,广泛应用于民航、军事和救援等领域。
多旋翼无人机的发展历程
多旋翼无人机的发展历程结构简单、维护成本低是多旋翼飞行器的最大优点,飞行控制器使得多旋翼无人机操控简易和飞行稳定,是多旋翼能够广泛推广的核心原因。
从早期航模爱好者把相机DIY到多轴飞行器进行盲拍开始,空中影像的应用领域被初次打开,消费类航拍无人机经历了不断的技术发展和产品迭代,我们可以把多旋翼无人机核心技术的应用和历史时期进行结合,归纳出在时间轴上多旋翼无人机的发展历程。
2009-2012飞控系统为核心技术2009年左右,一些技术型的航模爱好者自行组装四轴机架并安装无刷电机和桨,通过无线电遥控器的混控程序设定来控制四个螺旋桨的转动速度,实现手动操控四轴飞行器。
2010至2012年,市面推出了APM,DJI的Wookong-M、Naza-M,XAricraft的AHRS等多旋翼控制器,实现具备姿态增稳的飞行控制方式,通过GPS定位系统实现户外定位悬停和自主返航。
多旋翼控制器/图来源网络玩家可通过直接挂置小型运动相机和模拟图传,并通过无线电遥控器操控飞机进行最初级的短距离第一人称视角(FPV)飞行和视频录制,因此2009年至2012年是以飞控系统为核心技术的第一代小型多旋翼航拍无人机时期。
第一代小型多旋翼航拍无人机时期/图来源网络第一代小型多旋翼航拍无人机时期/图来源网络2012-2014无刷云台wifi图传一体机设计2012年,DJI发布的全球首款三轴无刷电机直驱云台禅思Z15-5N,利用姿态解析和超高精度无刷电机控制革命性的解决舵机式云台响应慢,转动不平滑所导致拍摄的视频抖动以及水波纹问题,开启了多轴无人机真正意义上的航拍时代。
2013至2014年,消费类多轴无人机开始全面普及搭载无刷云台和相机的设计,代表的云台是DJI Zenmuse H3-2D,不少厂家的无刷云台则直接采用了国外开源方案。
无刷云台/图来源网络由于无刷云台结构的限制,飞行器挂载的第三方相机则清一色被GoPro占领。
2014年,DJI推出了首款高清广角相机并和无刷云台集成的一体机方案Phantom2 Vision+ ,同时采用WiFi数字图传提供远距离和清晰的传输画质。
飞行器技术的创新与发展
飞行器技术的创新与发展随着时代的进步,科学技术日新月异。
飞行器技术作为其中的重要组成部分,也在不断创新和发展。
本文将从飞行器技术的发展历程、当前的技术创新、未来的发展趋势等方面进行探讨。
一、飞行器技术的发展历程人类飞行的历史可以追溯到古代。
据史料记载,中国汉朝时期出现过热气球,但由于缺乏进一步的技术支持,无法真正实现人类的飞行梦想。
直到20世纪初,随着技术的发展,飞行器技术才开始迅速地发展起来。
1903年,莱特兄弟在美国实现了世界上第一次有人驾驶的飞行,并向世界展示了人类飞行的可能性。
此后,随着金属材料、发动机、仪器的不断改进,民用航空运输、军事航空等领域的发展日益壮大。
二、当前的技术创新目前,飞行器技术在多个方面都有了重大的技术创新。
下面介绍几个重要的创新点。
1.电动飞机传统的民航飞机通常使用燃油驱动的发动机,但由于燃料成本高、对环境污染大等问题,电动飞机开始受到越来越多的关注。
电动飞机以电池组和电动机作为动力系统,不存在燃油消耗和排放污染,同时还有更好的性能和更低的噪音。
这种技术的创新可以带来对环境友好,能耗低等多重优势。
2.智能集成飞行控制系统智能集成飞行控制系统在军用和民用领域中都受到了广泛的应用和发展。
通过机载计算机、传感器和执行器的集成,可以实现自主管理、自主导航、自主避障等多种智能化控制,提升安全性和可靠性。
智能化飞行控制系统将各种监控和控制操作集成在一起,大大提高了飞行机组的工作效率,并能更好地适应复杂的情况。
3.3D打印飞机3D打印技术是制造业领域的一项革命性技术。
将其应用于飞机制造,可以实现更高的精度、更小的成本和更大的物质供应链灵活性。
相比传统的制造方法,3D打印能够大幅降低飞机部件的重量和成本,并且还可以快速制造出复杂形状的部件,使得飞行器设计更加灵活。
三、未来的发展趋势未来的飞行器技术将会是一个更加智能化、更加智能网络化的时代。
以下是几点技术趋势:1.智能化未来的飞行器将越来越智能化,更好地适应各种异常情况,提高飞行的安全性和稳定性。
旋翼机发展简史
旋翼机发展简史Breguet-Richet:1907年法国Breguet兄弟制造了第一架多旋翼飞行器Breguet-Richet,它成功将飞行员升到约3米的空中,持续一分钟。
但它不稳定且无法控制,而且还需要四名地面人员帮助稳定,因此被认为是第一次有人驾驶的系留飞行。
Cornu:1907年11月,Paul Cornu的串联式旋翼直升机将飞行员升到约3米高的空中20秒,这被认为是第一架可自由飞行的有人驾驶直升机,尽管飞行时间很短。
Pescara:在法国工作的阿根廷侯爵Raul Pateras Pescara开发了一种同轴旋翼直升机,它的两个旋翼各有四个双翼叶片,叶片上带有弯曲的机翼,用于循环控制。
1922年,2号模型成功升空。
1924年,改进后的3号模型创造了738米的飞行距离纪录。
Oehmichen:法国人Etienne Oehmichen的2号直升机有四个旋翼用于升力,六个螺旋桨用于稳定和控制,两个用于推进。
这架直升机于1922年首次飞行,并于1924年完成了1公里的闭路飞行。
D’Ascanio:1930年,意大利航空工程师Corradino D 'Ascanio制造了同轴旋翼直升机D 'AT3,它使用三个小螺旋桨进行滚转、俯仰和偏航控制。
旋翼的控制是通过叶片上的补偿片实现的——后来Charles Kaman也使用了这种技术。
Cierva:1923年,搭载了由西班牙工程师Juan de la Cierva发明的自动陀螺仪C.4的飞机首次飞行。
随后于1925年,其改进版C.6搭载于Avro 504飞机上飞行。
1929年,Harold Pitcairn获得了Cierva设计的版权,于是Harold Pitcairn Autogiro开始在美国制造飞机(如图所示),并加速生产,为今天的旋翼飞机工业奠定了基础。
Breguet-Dorand:1935年6月在法国由Louis Breguet和Rene Dorand设计并飞行的同轴旋翼飞机可能是第一架实用型直升机,但是随着第二次世界大战的爆发而被放弃了。
解密多旋翼无人机的发展历程
龙源期刊网 解密多旋翼无人机的发展历程作者:姜连涛来源:《第二课堂(校外活动版)》2018年第06期历史上看,人们对于多旋翼飞行器的研究是非常早的,载人多旋翼式飞行器作为最早的直升机飞上天空。
早在1907年,第一架旋翼机“旋翼机1号”(图1)就被法国Breguet兄弟制造出来并第一次试飞。
但该飞机没有设计控制装置,只能算勉强升空,飞行稳定性很差。
在第一次试飞中,该飞机离地约0.6米,留空1分钟,被认为是第一次实现载人旋翼飞行器的飞行。
在后续的试飞中,这架飞机飞到了约1.5米的高度,飞行高度虽然不高,留空时间也不长,但却迈出了旋翼飞行器史上的一大步。
1921年,George De Bothezat在美国俄亥俄州西南部某城市空军基地制造了一架大型的四旋翼直升机(图2)。
1922年12月首飞,飞行高度约2米,飞行距离约152米,留空1分42秒。
在随后的几年中,先后进行了100多次飞行试验,但是没有达到美国空军标准,因为军方认为四个旋翼只要有一个失效,就会出现很严重的危险情况。
1924年,工程师Oemichen设计的四旋翼飞行器(图3)实现了1千米的垂直飞行,留空14分钟。
1956年,Convertawing制造了一架四旋翼飞行器(图4),该飞行器的螺旋桨直径超过了19 英尺,用了两个发动机,通过改变每个螺旋桨提供的推力来控制飞行器,这一思路与当今多旋翼无人机的控制思路十分相似。
此后数十年,作为多旋翼无人机的大脑和感觉器官的微控制器和传感器发展不成熟,多旋翼飞行器的发展受到局限。
直到近些年来,随着自动控制技术、微机电技术的进步以及制造业的极大发展(图5),多旋翼无人机终于迎来了自己的春天。
军用无人机的快速发展,也带动了无人机在民用领域中的发展,多旋翼无人机作为民用无人机的代表出现在人们的视野中,并有席卷微型和轻型无人机市场之势。
四旋翼无人机的设计制造最为简单容易,飞行技术也相对容易掌握,逐步成为民用无人机的重要类型。
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旋翼机
详细内容:
20世代飞机升降时常因故障而失速,导致多人丧生。
西班牙工程师谢巴于是发明了自转旋翼机试图解决这一问题。
旋翼靠飞机运动时激起气流转动,产生升力,使飞机失速时不会下坠,当时,他的这个发明被新闻界称之为“风车飞机”,1925年,谢巴在汉普郡芳白露皇家空军基地首次正式试飞。
三年后,1928年,谢巴亲自驾驶旋翼机用37分钟的时间成功横越英伦海峡。
此后,英美一些公司开始制造旋翼机,用于搜索和测量。
1936年12月,谢巴搭乘的民航机在伦敦的克罗依登机场起飞时失速坠毁,他在这次空难中丧生。
旋翼机虽然和直升机一样,都是依靠旋翼产生升力,但它不是直升机。
旋翼机与直升机的最大区别是,旋翼机的旋翼不与发动机传动系统相连,发动机不是以驱动旋翼为飞机提供升力,而是在旋翼机飞行的过程中,由气流吹动旋翼旋转产生升力。
乍一看,旋翼机和直升机简直一模一样:它们头顶都有一副大直径的旋翼,在飞行中依靠旋翼的旋转产生升力。
但是除去这些表面上的一致性,旋翼机和直升机却是两种完全不同的飞机。
旋翼机实际上是一种介于直升机和飞机之间的飞行器,它除去旋翼外,还带有一副螺旋桨以提供前进的动力,一般也装有较小的机翼在飞行中提供部分升力。
旋翼机与直升机的最大区别是,旋翼机的旋翼不与发动机传动系统相连,发动机不是以驱动旋翼为飞机提供升力,而是在旋翼机飞行的过程中,由前方气流吹动旋翼旋转产生升力,象一只风车;而直升机的旋翼与发动机传动系统相连,既能产生升力,又能提供飞行的动力,象一台电风扇。
由于旋翼为自转式,传递到机身上的扭矩很小,因此旋翼机无需单旋翼直升机那样的尾桨,但是一般装有尾翼,以控制飞行。
在飞行中,旋翼机同直升机最明显的分别为直升机的旋翼面向前倾斜,而旋翼机的旋翼则是向后倾斜的。
需要说明的是,有的旋翼机在起飞时,旋翼也可通过“离合器”同发动机连系,靠发动机带动旋转而产生举力。
这样可以缩短起飞滑跑距离,几乎以陡直地向上爬升,但还不能垂直上升,也不能在空中不动(即“悬停”)。
等升空后再松开离合器随旋翼在空中自由旋转。
旋翼机飞行时,举力主要由旋翼产生,固定机翼仅提供部分举力。
有的旋翼机甚至没有固定机翼,全部举力都靠旋翼产生。
由于旋翼机的旋翼旋转的动力是由飞机前进而获得。
万一发动机在空中停车螺旋桨不转了,此时旋翼机据惯性继续维持前飞,并逐渐减低速度和高度,就在这高度下降的同时,也就有了自下而上的相对气流,旋翼就能可自转提供升力。
这样,旋冀机便可凭飞行员的操纵安全地滑翔降路。
即使在行员不能操纵,旋翼机失去控制的特殊情况下,也会像降落伞-样的降落,虽然也是粗暴着陆,但不会出现类似秤陀落地的情况。
当然,直升机也是具备自转下沿安全着陆能力的。
但它的旋冀需要从有动力状态过渡到自转状态,这个过渡要损失一定高度。
如果飞行高度不够,那么直升机就可能来不及过渡而触地。
旋翼机本身就是在自转状态下飞行的,不需要进行过渡,所以也就没行这种为安全转换所需的高度约束。
由于旋翼机的旋翼是没有动力的,因此它没有由于动力驱动旋翼系统带来的较大的振动和噪音,也就不会因这种振动和噪音而使旋翼、机体等的使用落命缩短或增加乘员的疲劳。
旋翼机动力驱动螺旋桨所造成的影响,显然小得多。
另外,旋翼机还有-个很可贵的特点,就是它的着陆滑跑距离大大地短于起飞沿跑距离,甚至操纵得好可以不滑跑就地着陆,只要-块比旋翼直径大一些的地方就可降落,即使不怎么平也不要紧,甚至可在旅游船顶篷或甲板上降落。
美国的旋翼机飞行训练手册说:“旋翼机的稳定性在所有航空器中最高”。
它可自动调节,使机身具有良好的俯仰稳定性、滚转稳定性和速度稳定性。
旋转起来的旋转桨盘恰似个大惯性轮,且旋翼没有周期变距等变化。
又由于旋翼视的旋翼安装角比直升机的要大些,所以具有较好的陀螺效应,稳定性较高。
旋翼机的抗风能力较高,而且在起飞时,它还喜欢有风。
对常规的旋翼机来说,风有利于旋翼的起动和加速旋转,可以缩短赵-它滑跑的跃离,当达到足够大的风速时,一般的旋翼机也可以垂直起飞。
一般来说,旋翼机的抗风能力强于同量级的固定翼飞机,而大体与直升机的抗风能力相当,甚至“在湍流和大风中的飞
行能力超出直升机的使用极限”。
旋冀机可分为两类,一类是需要滑跑起飞的,这种比较简单,大量的是这一类。
另-类是可垂直起飞的,其起飞方法有三种:一种是带动力驱动它的旋翼;第二种是用预转旋翼并使其达到正常飞行转速的-定倍数,然后突然脱开离合器,同时使旋翼奖叶变距而得到较大的升力跳跃起飞;第三种则是由旋翼翼尖小火箭驱动旋翼旋转而提供升力来实现垂直起非这种垂直起飞的过程,一般都是由自动程序控制来完成的。
旋翼机的性能价格比是很高的,它有许多宝贵性能,价格却比较便宜,约为同量级直升机的五分之-到十分之一,相当子-辆中等偏上的小汽车的价钱。
前面所提到的那种由小火筋驱动旋翼而垂直起飞,由汽油发动机和螺旋桨使其前-迄的“直升旋翼机”,其每磅有效载荷的价格也只有普通直升机中最便宜的三分之一。
由于旋翼机没有尾梁、没有尾传动系统及减速器自动倾斜器,绝大部分旋翼机也没有主旋翼传动系统、主减速器等,结构简单,所以不仅价格低,而且故障率也低。
此外使用维护简单方便。
所需费用也低。
旋翼机的驾驶比直升机容易得多。
国外一些旋翼机-运行培训中心,对没有飞过任何机种的新手,一般通过两天的训练和带飞即可放单飞,而对有过训练的人一天就行了。
旋翼机虽然古老,但它也是一种正在蓬勃发展的年轻飞行器,其好用、安全、便利的特点,使其在未来的航空器家族中仍将占有一席之地。
倾转旋翼机是一种将固定翼飞机和直升机特点融为一体的新型飞行器,有人形象地称其为——空中“混血儿”。
与直升机相比,倾转旋翼机航程远,航速高。
详细内容:447“指挥员”是由美国空中指挥制造公司研制的据称是世界上第一种进行批生产的单座超轻型旋翼机,它满足超轻型飞机的要求。
铝合金构架机体,双桨叶旋翼主轴位于座椅背部,旋翼主轴后方装一台活塞式发动机,驱动一副四桨叶或五桨叶推进式复合材料螺旋桨。
螺旋桨后方为一大型方向舵。
三轴操纵。
前三点式起落架,带护尾轮。
可加装全封闭式座舱。
拆除旋翼后,尚可进一步折叠。
座椅油箱容量19升。
飞机以整机和成套零、部件两种形式出售了900多架。
用户大部分是美国人,基余用户还有澳大利亚、以色列、日本、韩国和委内瑞拉等国。
1985年春,空中指挥制造公司又推出了安装更大功率发动机的447“指挥员精华”及其双座型。
以下内容适于447“指挥员”。
动力装置1台罗塔克斯公司447型双缸二冲程活塞式发动机,功率为30千瓦。
尺寸数据机长3.25米,机高2.13米,最大宽度1.70米,旋翼直径7.01米,螺旋桨直径1.80米,桨盘面积38.60平方米。
重量及载荷空重114千克,驾驶员重量范围55~136千克,最大起飞重量388千克。
性能数据最大平飞和巡航速度101千米/小时,经济巡航速度72千米/小时,海平面最大爬升率大于5米/
秒,实用升限4575米,起飞滑跑距离30米,标准燃油航程161千米,续航时间2小时。