一、飞(fēi)行(háng)器
飞行器是由人(rén)类制造(zào)、能飞离(lí)地(dì)面、在大气层内或大气层外空(kōng)间飞(fēi)行的机械飞行器。在大气层内飞行的称为航空器(qì),在太空飞(fēi)行的称(chēng)为航天器。
无人机系统飞行器(qì)平(píng)台“简单”的五个方面:
(1)无需生(shēng)命支撑(chēng)系统,平台(tái)规模尺度小,更加简化。
(2)无(wú)需(xū)考虑过载、耐久等人为因素,平台更加专用化(huà)。
(3)为降低采购价格,相对于有人(rén)挤在一(yī)定程度上放宽了可靠性指标。
(4)对场(chǎng)地、地面保障等(děng)依赖减小。
(5)训(xùn)练可大量依赖于模拟器,节省飞行器实际使用寿(shòu)命。
二、航空器(qì)平台
1.固定翼(yì)
固定翼(yì)航(háng)空器平台即(jí)日常生活中提到的“飞(fēi)机(jī)”,是指由动力装置产生前进的推理(lǐ)或(huò)拉力,由机体(tǐ)上固定的机翼产生(shēng)升(shēng)力,在大(dà)气层内(nèi)飞行的重于空(kōng)气的航空器。
无人机固定翼平台
固定翼结(jié)构包(bāo)含(hán)机身、机翼(yì)、尾翼、起落架和发动机等。
机身:机身的主要功用是装在设备、燃料(liào)和武器等,同事它是其他(tā)结构部(bù)件的安装基础(chǔ),用(yòng)以将尾翼(yì)、机(jī)翼、起落架(jià)等连(lián)接成一个整(zhěng)体。
固定(dìng)翼飞(fēi)行(háng)器机身(shēn)结构
机翼:机(jī)翼(yì)是(shì)固定(dìng)翼飞行器产生升力(lì)的部件,机翼(yì)后(hòu)缘有可操作地点活动面(miàn),一半靠外侧的叫作副(fù)翼,用于控制飞(fēi)机(jī)的滚转(zhuǎn)运动,靠内侧的则是襟翼,用(yòng)于(yú)增加起(qǐ)飞着陆阶段的升力(lì)。
固定翼飞行器机翼结构
尾翼:尾翼是用来配平、稳(wěn)定(dìng)和操纵固定翼(yì)飞行器(qì)飞行的部件(jiàn),通(tōng)常包括垂直尾翼(垂尾)和水平尾(wěi)翼(平尾)两部分。垂直尾翼由固(gù)定的垂直安定面(miàn)和(hé)安装在其后部的方(fāng)向舵组成;水平尾翼由固定的水平安定面和安装在其(qí)后部的升降(jiàng)舵组成,一些型(xíng)号的飞机升(shēng)降舵(duò)由全动式水平尾翼代替。方向舵用于控制飞机的横向(xiàng)运动,升降(jiàng)舵用(yòng)于控制飞机(jī)的纵向运动。
起(qǐ)落架:起(qǐ)落架是(shì)用来(lái)支撑飞行器(qì)停放、滑行、起飞和着陆滑跑的部(bù)件,一(yī)般由支柱、缓冲器、刹车装置、机(jī)轮和(hé)收放机构组成。陆(lù)上飞机的起落装置一般有减震支柱和机轮(lún)组成,此(cǐ)外(wài)还有专供(gòng)水上飞机起降的(de)带有浮筒(tǒng)装置(zhì)的起落架和(hé)学第七(qī)讲用的滑撬式起落(luò)架。
2.旋(xuán)翼平台
旋翼平台即旋翼航空(kōng)器平(píng)台,旋翼航空器是(shì)一种重于(yú)空(kōng)气(qì)的航空器,其在空中飞行的升力由一(yī)个(gè)或多(duō)个旋翼(yì)与空(kōng)气进行相对运动的反作用获得,与固定翼航空器为相对的关系。现(xiàn)代旋翼航空器通(tōng)常包括直升机、旋翼机(jī)和变模态旋翼机三种类(lèi)型。
旋翼航空器因为其名称与旋翼机混淆,实际上旋翼(yì)机的全(quán)称为(wéi)自传旋翼机,是旋翼航(háng)空器的一种。
2.直(zhí)升机
直升(shēng)机是(shì)一种由一个(gè)或多个(gè)水平旋转(zhuǎn)的(de)旋翼提供升力(lì)和推进力而(ér)进行(háng)飞行的航空器(qì)。直升机具有大(dà)多数(shù)固定翼航空(kōng)器所不具备的垂直升(shēng)降、悬停、小速度向前或向后飞行的特点。弱点在于速度(dù)低、耗油量较高、航程较短。
直升机的升力产生原理(lǐ)与机翼相似(sì)。旋翼不像固定翼航空器那(nà)样依(yī)靠整个机(jī)体(tǐ)向前飞行来使机翼与空气产生相对运动,而(ér)是(shì)依靠自身的旋转产生(shēng)与空气的相对运动。但(dàn)是,在旋翼(yì)提供升力(lì)的(de)同时,直升机(jī)身也会因反扭矩(与驱动旋翼旋转等(děng)量但方向(xiàng)相反(fǎn)的扭矩,即反作(zuò)用扭矩)的作用而具有向反(fǎn)方向旋(xuán)转的趋势。为(wéi)了(le)克服“旋翼”旋转产生(shēng)的反作用扭矩,常见的(de)做法是(shì)用另一个小型旋翼,即(jí)尾桨,在机身尾部产生(shēng)抵消反向运动(dòng)的力矩。
3.多轴飞行器
多(duō)轴(zhóu)飞(fēi)行器是一种(zhǒng)具有三个及以上旋翼轴的(de)特殊的直升机(jī)。其(qí)通(tōng)过每个轴上的电动机转动,带动旋翼,从而(ér)产生升推力。旋翼的总距(jù)固(gù)定,而不像一般直升(shēng)机那样可变。通过改(gǎi)变不同悬疑之间的相对转速,可以改变单轴推进力的大笑,从而(ér)控制飞行器的运(yùn)行轨迹。
3.旋翼机
自传旋翼机(jī)简称(chēng)旋翼机或自旋翼(yì)机,是(shì)旋(xuán)翼(yì)航空器的一种。它的旋(xuán)翼没有(yǒu)动力装置驱(qū)动,仅依靠前进时的相对气流吹动(dòng)悬(xuán)疑自转以产(chǎn)生升力。旋翼机(jī)大多有独立的推(tuī)进或拉进(jìn)螺旋桨提供前飞动力,用尾翼控制方(fāng)向。旋(xuán)翼机必须(xū)像固定翼航(háng)空器那样滑(huá)跑加速(sù)才能(néng)起飞,少数安装有跳(tiào)飞装置(zhì)的旋翼机能够原(yuán)地跳跃(yuè)起(qǐ)飞,但旋翼机不能像直升机那样进行稳定的(de)垂直起降和(hé)悬停。
自转旋翼机无人机平台
一(yī)架(jià)具备基(jī)本功能(néng)的自转旋翼机通常包括机(jī)身(shēn)、动力系统、旋翼系统、尾(wěi)翼(yì)和起落架五个部(bù)分。
机身:提供其(qí)他部件的安装结(jié)构。
动力系统:提供旋翼机向前飞行(háng)的(de)推力(lì),在飞行时和(hé)旋(xuán)翼(yì)系统(tǒng)无关。
旋翼系统:提供旋翼机飞行所(suǒ)必须的升力的(de)控制能力。常见的(de)是带桨榖倾斜控制的蹊跷(qiāo)板式旋翼(yì),也可以(yǐ)采用全铰式旋(xuán)翼。
尾翼(yì):提供稳定性(xìng)和(hé)俯仰、偏航控制,和固定翼飞机的尾(wěi)翼功能类似。
起落架:提供在地(dì)面上的移动能力,类似(sì)于固定翼飞机的起落(luò)架。最常见的为前三点(diǎn)式起落架(jià)。
4.其他平台
除了上诉几(jǐ)种主流航空(kōng)器类型外,扑翼机和变模态旋(xuán)翼(yì)机也是(shì)现代航空器的重点研究方向。
扑翼机(jī)是通过像鸟类和昆虫那样上下扑动自身翅膀而升空飞行的航空器,又称振翼(yì)机。作为一种仿(fǎng)生学(xué)的机械,扑(pū)翼机与它模(mó)仿(fǎng)的(de)对象一(yī)样,以机翼同时产(chǎn)生(shēng)升力和推进力。但也由(yóu)于升力和推进力由同(tóng)一部件(jiàn)产生,设计的工程(chéng)力(lì)学和(hé)空(kōng)气(qì)动力学问题非常(cháng)复杂,其规律尚未被人类完全(quán)掌(zhǎng)握。
倾转(zhuǎn)旋翼机是一种典型的(de)变模态旋翼机(jī)平台,也叫可倾斜旋翼机(jī),是一种同时具(jù)有旋翼和固定翼(yì)功能,并在机翼两侧各安装有一套可在水平和垂直位置之间转动的(de)可(kě)倾转旋(xuán)翼(yì)系统的(de)航空器。优(yōu)势(shì)在于兼具(jù)直升机和固定(dìng)翼(yì)飞机飞机的优点(diǎn),应用前景十(shí)分看好。

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