多旋翼的空气动力特点
(1)产生向上的升力用来克服机身的重力。多旋翼无人机是通过多个旋翼一起调节转速达到控制机身完成飞行动作的目的,所以发动机空中停车时,多旋翼无人机会出现失控现象,除非六旋翼或更多旋翼在某个发动机停车时能够通过其他发动机进行补偿。
(2)产生向前的水平分力克服空气阻力使多旋翼无人机前进,类似于飞机上推进器的作用。
(3)产生其他分力及力矩:多旋翼无人机电机是成对出现的,且相邻电机安装正反浆,用以中和扭矩。螺旋桨由两片桨叶组成。工作时,桨叶与空气作相对运动,产生空气动力;
先来考察一下多旋翼的轴向直线运动,由于多旋翼和直升机的情况类似,和直升机做对比就行研究。由于两者技术要求不同,旋翼的直径大且转速小;螺旋桨的直径小而转速大。在分析、设计上就有所区别。设一旋冀,桨叶片数为k,以恒定角速度Ω绕轴旋转,并以速度Vo沿旋转轴作直线运动。
如果在想象中用一中心轴线与旋翼轴重合,而半径为r的圆柱面把桨叶裁开,并将这圆柱面展开成平面,就得到桨叶剖面。既然这时桨叶包括旋转运动和直线运动,对于叶剖面来说,应有用向速度(等于Ωr)和垂直于旋转平面的速度(等于Vo),而合速度是两者的矢量和。
显然可以看出,用不同半径的圆柱面所截出来的各个桨叶剖面,他们的合速度是不同的:大小不同,方向也不相同。如果再考虑到由于桨叶运动所激起的附加气流速度(诱导速度)),那么桨叶各个剖面与空气之间的相对速度就更加不同。与机翼相比较,这就是桨叶工作条件复杂,对它的分析比较麻烦的原因所在。