第七章-旋翼無人機飛行平衡、穩(wěn)定性與操縱性一

無人機空氣動力學與飛行原理第七章旋翼無人機飛行平衡、穩(wěn)定性與操縱性7.1旋翼無人機的平衡7.2旋翼無人機的穩(wěn)定性7.3旋翼無人機的操縱性旋翼無人機的平衡

旋翼無人機飛行中所受的外力旋翼無人機的重力旋翼無人機的旋翼力拉力Ts后向力Hs側向力Ss反扭矩Mk槳轂力矩MG旋翼無人機的平衡

旋翼無人機飛行中所受的外力旋翼無人機其他部件的空氣動力尾槳拉力TTR和反扭矩MkTR機身空氣動力平尾升力LHT和阻力DHT垂尾升力LV和阻力DV旋翼無人機的平衡

穩(wěn)定（配平）飛行：力平衡，功率平衡1-1力的平衡方程

旋翼力在水平面和鉛垂線的投影：1-2旋翼迎角

由上兩式消去重力項，并改寫為系數(shù)形式，得角度方程：旋翼無人機的平衡

旋翼機水平飛行時，θ＝0，即構造旋轉(zhuǎn)面傾角，經(jīng)簡化，得

或可見，阻力系數(shù)越大，旋翼須前傾越大，---不利；

飛行速度越大，旋翼前傾越大

----必須。旋翼無人機的穩(wěn)定性

旋翼無人機的穩(wěn)定性旋翼無人機的穩(wěn)定性是旋翼無人機在外力的作用下能夠恢復到原來的飛行路線和飛行姿態(tài)的能力。理論上，旋翼無人機主槳系統(tǒng)本身是不穩(wěn)定的，也就是說，槳盤的姿態(tài)必須隨時由周期變距桿控制和操縱，任何非人為的主槳槳盤姿態(tài)的改變必須通過物理操縱才能恢復到原姿態(tài)。許多現(xiàn)代旋翼無人機都使用了自動飛行控制系統(tǒng)（AFCS）或增穩(wěn)系統(tǒng)（SAS），使飛行員不必始終在桿上不停地修正就能自動補償姿態(tài)和航向的非人為改變。AFCS或SAS系統(tǒng)的傳感器感應因陣風或風向的突然改變引起的姿態(tài)變化，并將修正信號輸入到主槳或尾槳上，它對旋翼機的操縱與飛行員的操縱無直接關系。旋翼無人機的穩(wěn)定性

旋翼無人機的穩(wěn)定性在最大飛行速度（周期變距桿處在最前的限動位）時，主槳具有很高的穩(wěn)定性，這時如果因外界因素飛行速度增大，相對氣流將使槳盤因升力的不對稱而向后傾斜，使飛行速度下降而恢復到原來的狀態(tài)。在前飛速度很小時，主槳是非常不穩(wěn)定和非常危險的，這時如果有陣風影響，引起旋轉(zhuǎn)平面向后傾斜，旋翼有效力的水平分力作用方向會變成與旋翼機飛行方向相反，旋翼機向前飛行時向后作用的分力形成一轉(zhuǎn)動力矩而造成旋翼機抬頭，導致主槳進一步向后傾斜，繼續(xù)增大向后作用的水平分力，從而使情況進一步惡化，甚至引起嚴重的后果。消除此影響的方法是飛行員將周期變距桿迅速前推。旋翼無人機的穩(wěn)定性

改善旋翼無人機的穩(wěn)定性的措施理論和實踐表明，改善單旋翼帶尾槳式旋翼無人機懸停時動穩(wěn)定性的措施主要在于增加旋翼的阻尼。在某些輕型旋翼無人機上在旋翼系統(tǒng)中采用諸如穩(wěn)定桿這樣的裝置以增加阻尼的作用。而改善前飛動穩(wěn)定性的措施，除了增加阻尼的措施之外，主要措施是安裝平尾，以改善旋翼機按迎角的靜穩(wěn)定性。旋翼無人機由于都有控制增穩(wěn)電子系統(tǒng)，因而其動穩(wěn)定性能大為改善旋翼無人機的穩(wěn)定性

旋翼無人機的阻尼旋翼無人機在受擾轉(zhuǎn)動之后還可能出現(xiàn)一種阻滯轉(zhuǎn)動的力矩，通常稱為阻尼。旋翼機的阻尼主要來自旋翼和尾