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无人机空气动力学与飞行原理,第1章 无人机空气动力学基本知识,1.1 无人机空气动力学的基本概念 1.2 大气飞行环境的基本知识 1.3 大气的基本物理性质 1.4 空气流场的基本概念,无人机空气动力学的基本概念,空气动力学的定义 空气空力学的研究方法,无人机空气动力学的基本概念,空气动力学的定义,研究物体与空气之间的相对运动时的受力特性、气体流动规律和伴随的物理化学变化。 是流体力学的一个分支。,无人机空气动力学的基本概念,空气动力学的研究方法,实验研究方法,理论分析方法,数值计算方法,依靠风洞、激波管以及测试设备进行模拟试飞条件进行飞行实验 优点：结果较为真实、可靠 缺点：条件苛刻、成本高,无人机空气动力学的基本概念,空气动力学的研究方法,理论分析方法,运用基本物理定律，通过简化模型的方法，建立数学方程求解解析解。 优点：成本比较低 缺点：很难得到工程上有价值的结果,无人机空气动力学的基本概念,空气动力学的研究方法,数值计算方法,利用计算机，通过近似计算方法,例如有限元法、有限体积法，求得方程的数值解。 优缺点介于实验法和理论法之间。,无人机空气动力学的基本概念,无人机空气动力学的定义 空气空力学研究的内容,无人机空气动力学的基本概念,无人机空气动力学的定义,研究无人机与周围空气相对运动时的空气动力学。 分为固定翼无人机动气动力学和旋翼无人机动气动力学。,无人机空气动力学的基本概念,空气动力学的研究方法,基本理论提高飞行性能,性能计算无人机设计,飞行力学无人机参数,飞行品质飞行控制,大气飞行环境的基本知识,大气飞行环境的定义和组成,大气层地表被包裹着的一层很厚的大气 大气环境飞行器在大气层内飞行时所处的环境 组成主要有氮气、氧气及少量其他气体,大气飞行环境的基本知识,大气的分层,1.对流层 大气中最低的一层为对流层，其气温随高度增加而逐渐降低。对流层的上界随地球纬度、季节的不同而变化。就纬度而言，对流层上界在赤道地区平均为1618 km；在中纬度地区平均为912km；在南北极地区平均为78km。,大气飞行环境的基本知识,大气的分层,2、平流层 平流层位于对流层的上面，其顶界约为50km。在平流层大气主要是水平方向的流动。随着高度的增加，起初气温基本保持不变；2032km以上，气温升高较快。平流层的主要特点是空气沿铅垂方向的运动较弱，因而气流比较平稳，能见度较好。,大气飞行环境的基本知识,大气的分层,3、中间层 中间层为离地球表面5085km的一层。 4、电离层 从中间层顶界到离地平面800km之间的一层称为电离层。带有很强的导电性，能吸收、发射和折射无线电波。 5、散逸层 热层顶界以上为散逸层，它是地球大气的最外层。,