無人機(jī)技術(shù)原理58課件

無人機(jī)技術(shù)原理第一章大氣飛行環(huán)境和空氣流動(dòng)的基本規(guī)律大氣飛行環(huán)境及性質(zhì)大氣的組成與分層大氣飛行環(huán)境及性質(zhì)大氣的基本性質(zhì)連續(xù)介質(zhì)流體無粘性的理想流體不可壓縮流體理論研究的需要空氣流動(dòng)的基本規(guī)律相關(guān)概念流場(chǎng)流場(chǎng)就是某一時(shí)刻流體運(yùn)動(dòng)的空間分布。風(fēng)洞流場(chǎng)的PIV顯示空氣流動(dòng)的基本規(guī)律相關(guān)概念流線任一時(shí)刻流體的速度在空間上是連續(xù)分布的，如果t時(shí)刻空間一條曲線在該曲線上任何一點(diǎn)的切線和該點(diǎn)處流體質(zhì)點(diǎn)的速度方向相同，則稱這條曲線為時(shí)刻t的流線。流線的定義1)對(duì)于非定常流，流線的形狀隨時(shí)間改變；對(duì)于定常流，流線的形狀和位置不隨時(shí)間而變化。2)對(duì)于定常流，流線和跡線重合。3)一般情況下，流線不能相交，不能折轉(zhuǎn)，只能是一條光滑曲線。流線具有以下性質(zhì)：空氣流動(dòng)的基本規(guī)律相關(guān)概念無旋流與有旋流無旋流又叫位勢(shì)流、有勢(shì)流，是均勻流場(chǎng)在流經(jīng)物體的邊界層外無旋流的簡(jiǎn)化描述，即流場(chǎng)中各點(diǎn)的速度（大小與方向）只與該點(diǎn)的位置有關(guān)，并且流線按照各自的路徑走，流線之間沒有相互穿插的。有旋流亦稱渦流，是流體質(zhì)點(diǎn)（微團(tuán)）在運(yùn)動(dòng)中不僅發(fā)生平動(dòng)（或形變），而且繞著自身的瞬時(shí)軸線有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，即有旋流中如有流體微團(tuán)的旋轉(zhuǎn)角速度則不全為零。無旋流動(dòng)是一種理想的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，在實(shí)際流體中，由于粘滯性的作用，一般為有旋流?？諝饬鲃?dòng)的基本規(guī)律相關(guān)概念粘性流體與理想流體自然界中存在的流體都具有粘性，統(tǒng)稱為粘性流體或?qū)嶋H流體。對(duì)于完全沒有粘性的流體稱為理想流體。這種流體僅是一種假想，實(shí)際并不存在。空氣流動(dòng)的基本規(guī)律空氣相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理空氣相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理可以表述為：空氣不動(dòng)、飛機(jī)飛行時(shí)作用在飛機(jī)上的空氣動(dòng)力和飛機(jī)不動(dòng)、空氣吹過時(shí)作用在飛機(jī)上的空氣動(dòng)力是等效的。風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)：根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的等效原理，將飛機(jī)的模型安放在風(fēng)洞中，當(dāng)風(fēng)洞中高壓氣流的風(fēng)速和飛機(jī)將來的飛行速度相同時(shí)，模型的受力情況就和飛機(jī)相同。空氣流動(dòng)的基本規(guī)律連續(xù)性定理低速流體連續(xù)性定理表述為：低速流體以穩(wěn)定的流速在管道內(nèi)流動(dòng)時(shí)，管道剖面小的地方流速大，而管道剖面大的地方流速小?？諝饬鲃?dòng)的基本規(guī)律伯努利定理由不可壓、理想流體沿流管作定常流動(dòng)時(shí)，流動(dòng)速度增加，流體的靜壓將減小；反之，流動(dòng)速度減小，流體的靜壓將增加，但是流體的靜壓和動(dòng)壓之和（稱為總壓）始終保持不變?？諝饬鲃?dòng)的基本規(guī)律流體可壓縮性與馬赫數(shù)1.流體可壓縮性流體的可壓縮性是流體在一定壓力差或溫度差的條件下，其體積或密度可以改變的性質(zhì)，用壓縮系數(shù)k表示，其定義為：其物理意義是：?jiǎn)挝惑w積流體的體積對(duì)壓力P的變化率，等式右邊的負(fù)號(hào)表示壓力增大時(shí)體積減小?？諝饬鲃?dòng)的基本規(guī)律流體可壓縮性與馬赫數(shù)2.馬赫數(shù)馬赫數(shù)定義為流場(chǎng)中某點(diǎn)的速度v同該點(diǎn)的當(dāng)?shù)芈曀賏之比，即其中表示飛機(jī)相對(duì)于空氣的飛行速度，表示該處的音速。馬赫數(shù)通常用Ma符號(hào)來表示，它是以?shī)W地利科學(xué)家E.Mach的姓氏命名的。飛行速度越大，飛機(jī)施加給空氣的壓力也越大，空氣被壓縮得就越厲害；音速越大，表示空氣的密度越大，空氣就越難壓縮?？諝饬鲃?dòng)的基本規(guī)律空速管的測(cè)速原理

空速管是一個(gè)表面十分光滑的雙層圓管，管的頭部正中有一圓孔，稱全壓口，后面連接全壓室。使用時(shí)，全壓口對(duì)準(zhǔn)氣流方向，流入全壓口的氣流完全被阻滯，流速降為零，因此全壓室的氣體壓力等于氣流總壓。在離頭部相當(dāng)遠(yuǎn)的截面上，圍繞圓管開通若干個(gè)小孔，小孔軸線