多旋翼无人机培训指导_多旋翼无人机空气动力学理论课程_无人机空气动力的原理

多旋翼无人机培训指导_多旋翼无人机空气动力学理论课程_无人机空气动力的原理
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根据《民用无人机驾驶员管理规定》，起飞全重 7 千克以下的无人机视距内飞行时无须持证，超出该范畴的，比如农机植保、测绘航测等行业，则在飞行资质管理范围内，必须通过民用无人机驾驶员培训学习来考取民用无人机驾照（电子执照），方可持证合法飞行。

本文为理论培训课程中的多旋翼无人机空气动力学理论部分。

力学基础：
牛顿第一定律：孤立质点保持静止或匀速直线运动；
牛顿第二定律：物体因受力作用而产生加速度；
牛顿第三定律：相互作用的两个质点之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反。

空气流动的描述：
空气动力是空气相对于飞机运动时产生的，要学习和研究飞机的升力和阻力，首先要研究空气流动的基本规律。

流体模型化：
理想流体，不考虑流体粘性的影响。

不可压流体，不考虑流体密度的变化，Ma<0.4。

绝热流体，不考虑流体温度的变化，Ma<0.4。

飞机相对气流方向与飞行速度方向相反
风洞实验：
迎角：
迎角就是相对气流方向与翼弦之间的夹角
相对气流：
相对气流方向就是飞机速度方向的反方向相对气流方向就是判断迎角大小的依据。

平飞中，可以通过机头高低判断迎角大小。

而其他飞行状态中，则不可以采用这种判断方式。

水平飞行、上升、下降时的迎角。

流线和流线谱：
空气流动的形式一般用流线、流管、流线谱来描述。

流线：流场中一条空间曲线，在该曲线上流体微团的速度与曲线在该点的切线重合。

对于定常流，流线是流体微团流动的路线。

流管：
由许多流线所围成的管状曲面。

连续性定理
流体流过流管时，在同一时间流过流管任意截面的流体质量相等。

质量守恒定律是连续性定理的基础。

伯努利定理：
同一流管的任意截面上，流体的静压与动压之和保持不变。

能量守恒定律是伯努力定理的基础。

空气能量主要有四种：动能、压力能、热能、重力势能。

低速流动，热能可忽略不计；空气密度小，重力势能可忽略不计。

因此，沿流管任意截面能量守恒，即为：动能+压力能=常值。

公式表述为：
2
1
2
v P P ρ+=
上式中第一项称为动压，第二项称为静压，第三项称为总压。

—动压，单位体积空气所具有的动能。

这是一种附加的压力，是空气在流动中受阻，流速降低时产生的压力。

—静压，单位体积空气在静止时所受到的法向力。

—总压（全压），它是动压和静压之和。

总压可以理解为气流速度减小到零之点的静压。

同一流管：
截面积大，流速小，压力大。

截面积小，流速大，压力小。

同一流线：
总压保持不变，动压越大，静压越小。

流速为零的静压，即为总压。

升力产生的原理：
上下表面出现的压力差，在垂直于（远前方）相对气流方向的分量，就是升力。

机翼升力的着力点，称为压力中心(Center of Pressure)
驻点和最低压力的点：
A点，称为驻点，是正压最大的点，位于机翼前缘附近，该处气流流速为零。

B点，称为最低压力点，是机翼上表面负压最大的点。

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