所有分类
主题 主题
平台 平台
我的工作台
userHead
注册时间 [[userInfo.create_time]]
创造力 [[userInfo.creativity]]
[[userInfo.remark]]
[[d.project_title]]
articleThumb
[[d.material_name]]
timelineThumb
进入工作台
折叠
所有分类 我的工作台
展开

飞行器中的多学科知识.力学篇

小怼怼 小怼怼 2021-01-07 09:44:49
projectImage

此为本节课程的大纲

这篇文章里面你会了解到为什么小飞机可以飞的这么高,为什么可以转向,等等这样的现象的解释

步骤1 步骤1
基础力学.标矢量

首先力学相关的知识是一定绕不开的坎。接下来我会写一些基础的力学知识,相关更加深入知识看大家反馈或者有需要再写。

projectImage
projectImage
projectImage
projectImage
projectImage
projectImage
projectImage
projectImage
projectImage
projectImage

事实上有百分之90的知识这个里面对于我们的群体来说是超纲的,因为都是大学里面数学专业的知识。下面我会手绘矢量的分解与合成,只要可以解释现象就好

步骤2 步骤2
基础力学.牛顿三大定理
projectImage
projectImage
projectImage
projectImage
步骤3 步骤3
基础力学.万有引力定理
projectImage
projectImage

万有引力定律是艾萨克·牛顿在1687年于《自然哲学的数学原理》上发表的。牛顿的普适的万有引力定律表示如下:

任意两个质点有通过连心线方向上的力相互吸引。该引力大小与它们质量的乘积成正比与它们距离的平方成反比,与两物体的化学组成和其间介质种类无关。

F: 两个物体之间的引力

G:万有引力常量

m1: 物体1的质量

m2: 物体2的质量

r: 两个物体之间的距离(大小)(r表示径向矢量)

依照国际单位制,F的单位为牛顿(N),m1和m2的单位为千克(kg),r 的单位为米(m),常数G近似地等于

G=6.67×10⁻¹¹ N·m²/kg²(牛顿平方米每二次方千克)。

projectImage

这就是我们的计算公式

其实最理想的动力应该是反重力,不过我猜牛顿会说

projectImage
步骤4 步骤4
基础力学.气压

气压是作用在单位面积上的大气压力,即在数值上等于单位面积上向上延伸到大气上界的垂直空气柱所受到的重力。著名的马德堡半球实验证明了它的存在。气压的国际制单位是帕斯卡,简称帕,符号是Pa  。气象学中,人们一般用千帕(kPa)、或使用百帕(hpa)作为单位。

其它的常用单位分别是:巴(bar,1bar=100,000帕)和厘米水银柱(或称厘米汞柱)。气压不仅随高度变化,也随温度而异。气压的变化与天气变化密切相关。 

步骤5 步骤5
基础力学.伯努利定理

丹尼尔·伯努利在1726年提出了“伯努利原理”。这是在流体力学连续介质理论方程建立之前,水力学所采用的基本原理,其实质是流体的机械能守恒。即:动能+重力势能+压力势能=常数。其最为著名的推论为:等高流动时,流速大,压力就小 。

需要注意的是,由于伯努利方程是由机械能守恒推导出的,所以它仅适用于粘度可以忽略、不可被压缩的理想流体 。

步骤6 步骤6
以上内容是如何在我们的小飞机上面体现的

首先你要知道一点,就是对于飞机的来说其实最主要的工作是在抗拒地心引力的束缚,也就是说螺旋桨向下吹风,由于作用力与反作用力的存在。所以飞机会脱离地面升空,当飞机自身的重力和升力相当的时候。此时的状态是悬浮。这里又需要插入一个小知识就是关于多旋翼飞行器螺旋桨的知识。就拿我们的4轴来说。相邻的螺旋桨的旋转方向是相反的,一个顺时针一个逆时针。相对的螺旋桨是一致的。这样可以保证飞行器在空中的任意一个时刻的机身是不会随着飞机轴线自转的。而且在讨论运动状态的时候又得规定一个螺旋桨的排列方式(有两种,分别是x,+),有了这个知识就好讨论飞机如何向各个方向运动的问题了。这里我们就假设飞机的 螺旋桨的排列方式是+,那么就把+的上,规定为飞机的上。当飞机想要向前飞行的时候,正方向的螺旋桨此时转速不变或者下降一些。相对的螺旋桨转速提升,那么侧向来看飞机就是一个前倾的样子,此时用矢量分析来分析就会看到,有一个前进的力。此时飞机向前飞行。这里再插一句,螺旋桨的转速控制是用MOS管来控制的。其他方向的运动类似。伯努利定理在多旋翼飞行器的应用主要是指导螺旋桨的制造。

 

对于无人机的运动以上三言两语只是一种感性的认识,对于想真真正正自己Diy一台“小飞机”的用户来讲,是远远不够的,无人机的制作是多学科交叉的专业,涉及材料,编程,物理等等的学科。学海无涯,希望未来可以看到你们拥有更加精彩的表现

Makelog作者原创文章,未经授权禁止转载。
0
0
评论
[[c.user_name]] [[c.create_time]]
[[c.parent_comment.count]]
|
[[c.comment_content]]