【簡(jiǎn)介:】區(qū)別在于多旋翼和固定翼。多旋翼多用于航拍,固定翼多用于航測(cè),用途不一樣的。
多旋翼和固定翼的飛行原理不同,所以各有各的特點(diǎn)。隨著電子技術(shù)的發(fā)展,讓多旋翼的控制變得簡(jiǎn)
區(qū)別在于多旋翼和固定翼。多旋翼多用于航拍,固定翼多用于航測(cè),用途不一樣的。
多旋翼和固定翼的飛行原理不同,所以各有各的特點(diǎn)。隨著電子技術(shù)的發(fā)展,讓多旋翼的控制變得簡(jiǎn)單,因?yàn)樗梢詰彝?,所以在很多?chǎng)合比如航拍,監(jiān)控可用。下面分別說(shuō)說(shuō)這兩種無(wú)人機(jī)。
多旋翼是依靠多個(gè)旋翼產(chǎn)生的升力來(lái)平衡飛行器的重力,讓飛行器可以飛起來(lái),通過(guò)改變每個(gè)旋翼的轉(zhuǎn)速來(lái)控制飛行器的平穩(wěn)和姿態(tài)。所以多旋翼飛行器可以懸停,在一定速度范圍內(nèi)以任意的速度飛行,基本上就是一個(gè)空中飛行的平臺(tái),可以在平臺(tái)上加裝自己的傳感器啊,相機(jī)啊,甚至機(jī)械手之類的儀器。操作簡(jiǎn)單,經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的培訓(xùn)人人都可以操作。
固定翼飛行器,飛機(jī)。飛機(jī)靠螺旋槳或者渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的推力作為飛機(jī)向前飛行的動(dòng)力,主要的升力來(lái)自機(jī)翼與空氣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。所以,固定翼飛機(jī)必須要有一定的無(wú)空氣的相對(duì)速度才會(huì)有升力來(lái)飛行。因?yàn)檫@個(gè)原理,固定翼飛行器具有飛行速度快,比較經(jīng)濟(jì),運(yùn)載能力大的特點(diǎn)。固定翼的無(wú)人機(jī)也是非常有用的,在有大航程,高度的需求時(shí),一般選擇固定翼無(wú)人機(jī),比如電力巡線,公路的監(jiān)控等等。固定翼無(wú)人機(jī)一般都是航模玩家使用比較多,而且目前還不算普及。操作相對(duì)較難,不如多旋翼好上手。
求撲翼飛行原理的資料
當(dāng)鳥(niǎo)類在空中展翅滑翔時(shí),其飛行原理與已有的固定翼飛機(jī)的相同。除此之外,撲翼飛行方式的空氣動(dòng)力學(xué)特性要比常規(guī)的固定翼飛機(jī)的和直升機(jī)的復(fù)雜的多。通過(guò)高速攝像機(jī)的幫助,人們觀察到鳥(niǎo)類和昆蟲的翅膀在往復(fù)扇動(dòng)和拍打過(guò)程中,除了單純的扇動(dòng)之外,還伴隨有相應(yīng)的扭曲變形和旋轉(zhuǎn)等運(yùn)動(dòng)類型。人類尚未采用的這些運(yùn)動(dòng)類型對(duì)鳥(niǎo)類和昆蟲產(chǎn)生升力和作機(jī)動(dòng)飛行是舉足輕重的。
為了揭示撲翼飛行奧妙,人們提出了非定常氣流理論,希望能夠解釋翅膀扇動(dòng)及轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生升力的原因。理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,目前非定常氣流理論尚不能夠?qū)湟盹w行機(jī)理做出全面的解釋。
昆蟲和鳥(niǎo)類靠拍動(dòng)翅膀來(lái)飛行。翅膀近似在一個(gè)平面內(nèi)拍動(dòng),該平面稱為拍動(dòng)平面。這與直升機(jī)槳葉的旋轉(zhuǎn)平面是相似的。直升機(jī)的槳葉是繞固定方向旋轉(zhuǎn),而昆蟲是作往復(fù)式旋轉(zhuǎn)。動(dòng)物翅膀的拍動(dòng)范圍是用拍動(dòng)角來(lái)衡量的,大多數(shù)動(dòng)物的翅膀拍動(dòng)角約為120度。
當(dāng)懸停飛行時(shí),拍動(dòng)平面幾乎是水平的。當(dāng)翅膀向前拍動(dòng)時(shí),翼弦與拍動(dòng)平面有一定的夾角(即攻角),從而產(chǎn)生升力;當(dāng)翅膀向后拍動(dòng)時(shí),翅膀翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái),原來(lái)向前拍動(dòng)時(shí)的下翼面變成了向后拍動(dòng)時(shí)的上翼面,同樣具有一定的攻角并產(chǎn)生升力。一個(gè)拍動(dòng)周期中的平均氣動(dòng)力是垂直向上的。當(dāng)前飛或后飛時(shí),昆蟲的拍動(dòng)平面是向前或向后傾斜的,這與直升機(jī)的情況相似。
懸停飛行時(shí)的拍動(dòng)平面是水平的,平均氣動(dòng)力是垂直向上的。前飛時(shí)的拍動(dòng)平面是向前傾斜的。由于拍動(dòng)平面向前傾斜,懸停時(shí)的向前拍動(dòng)變成了前飛時(shí)的向前下方拍動(dòng),懸停時(shí)的向后拍動(dòng)變成了前飛時(shí)的向后上方拍動(dòng)。習(xí)慣上,各種飛行姿態(tài)的向前的拍動(dòng)統(tǒng)一稱為下拍,反之向后的拍動(dòng)稱為上拍(或上揮);拍動(dòng)平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)稱為“平動(dòng)”(事實(shí)上是沿周向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)),前后拍之間的翻轉(zhuǎn)稱為“轉(zhuǎn)動(dòng)”。
拍動(dòng)中的“平動(dòng)”可以分為三個(gè)部分:起始階段的加速運(yùn)動(dòng)、中間階段的等速運(yùn)動(dòng)和結(jié)束階段的減速運(yùn)動(dòng)。拍動(dòng)中的“轉(zhuǎn)動(dòng)”可以分為二個(gè)部分:下拍結(jié)束階段與上揮起始階段翅膀的向前轉(zhuǎn)動(dòng),上揮結(jié)束階段與下拍起始階段翅膀的向后轉(zhuǎn)動(dòng)。拍動(dòng)中的“轉(zhuǎn)動(dòng)”模式可以有三種:對(duì)稱模式、超前模式和滯后模式。若轉(zhuǎn)動(dòng)的一半在上一個(gè)拍動(dòng)的結(jié)束階段完成,而另一半在下一個(gè)拍動(dòng)的起始階段完成,則稱為“對(duì)稱模式”;若將轉(zhuǎn)動(dòng)提前,轉(zhuǎn)動(dòng)的大部分在上一個(gè)拍動(dòng)的結(jié)束階段完成,而剩余的小部分在下一個(gè)拍動(dòng)的起始階段完成,則稱為“超前模式”;若將轉(zhuǎn)動(dòng)推后,轉(zhuǎn)動(dòng)的小部分在上一個(gè)拍動(dòng)的結(jié)束階段完成,而其中的大部分在下一個(gè)拍動(dòng)的起始階段完成,則稱為“滯后模式”。
昆蟲和鳥(niǎo)類撲翼飛行的高升力機(jī)理研究與分析是基于某些昆蟲和鳥(niǎo)類翅膀拍動(dòng)的實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算得到的。不同的昆蟲和鳥(niǎo)類,它們翼的形狀、運(yùn)動(dòng)的雷諾數(shù)和拍動(dòng)的頻率可能不盡相同。只要撲翼運(yùn)動(dòng)的方式大致相同,則可以認(rèn)為利用上述的機(jī)制和分析結(jié)果來(lái)解釋其升力機(jī)理。
在上述的分析過(guò)程中,均假設(shè)動(dòng)物翅膀是一副剛性板,不考慮翅膀變形。這對(duì)某些小昆蟲的情況是較為合理的,但對(duì)其它一些昆蟲和鳥(niǎo)類的情況則有偏差。因?yàn)楹笳叩某岚蛟谂膭?dòng)過(guò)程中的變形是顯著的,其影響程度有待進(jìn)一步研究。某些昆蟲有兩對(duì)翅膀,對(duì)其升力的機(jī)理和對(duì)兩對(duì)翅膀相互作用的研究,需要更多顯示實(shí)驗(yàn)和更為細(xì)致的觀測(cè),才能給出更準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和特性。
昆蟲和鳥(niǎo)類撲翼飛行機(jī)理的研究,對(duì)于生物學(xué)、仿生工程學(xué)的研究和微型飛行器的研制有著重要的啟示作用和引導(dǎo)作用。