Pregunta del recién llegado: ¿Qué se necesita para hacer un modelo de helicóptero inteligente?

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Introducción a los conocimientos básicos del modelo de avión UAV Jinying

1 Los nombres y funciones de cada parte del avión

El modelo de avión suele ser el mismo que el del modelo. Aviones tripulados, principalmente Se compone de cinco partes: ala, cola, fuselaje, tren de aterrizaje y motor.

(1) Ala: Es un modelo de avión que genera sustentación al volar, vence la gravedad del avión y asegura la estabilidad lateral del avión cuando despega del suelo, se eleva y vuela en el aire. .

(2) Cola: Incluye cola horizontal y cola vertical. La cola horizontal estabiliza el cabeceo del modelo de avión cuando vuela, y la cola vertical estabiliza la dirección del modelo de avión cuando vuela. El elevador en la cola horizontal se puede usar para controlar la subida y bajada del modelo de avión, y el timón en la cola vertical se puede usar para controlar la dirección de vuelo del modelo de avión.

(3) Fuselaje: La parte principal que conecta todas las partes del modelo en un todo se llama fuselaje. Al mismo tiempo, se pueden cargar en el fuselaje los elementos de control, el equipamiento y el combustible necesarios.

(4) Tren de aterrizaje: Proporciona dispositivos para que los aeromodelos despeguen, aterricen y estacionen. Un tren de aterrizaje en la parte delantera y tres trenes de aterrizaje en la parte trasera se llama triciclo; tres trenes de aterrizaje en la parte delantera y un tren de aterrizaje en la parte trasera se llama triciclo.

(5) Dispositivo de energía: Es un dispositivo que genera energía para el aeromodelismo. Los dispositivos de potencia utilizados comúnmente para los modelos de aviones incluyen: bandas elásticas, motores de pistón, motores a reacción y motores eléctricos.

Los aviones convencionales típicos generalmente tienen las cinco partes anteriores, pero hay excepciones en formas especiales de aviones, por ejemplo, no hay unidad de potencia en un planeador y no hay cola horizontal en un "; Aviones de ala volante, fuselaje, etc.

2. Superficies de control de aeronaves en general y sus funciones

(1) Alerones: Generalmente en la parte trasera de ambos extremos del ala, el piloto controla los alerones a través del joystick. el avión a izquierda y derecha.

(2) Elevador: generalmente ubicado en la parte trasera de la cola horizontal, el piloto usa el joystick para inclinar el elevador hacia arriba y hacia abajo para subir y bajar la aeronave.

(3) Timón: Generalmente ubicado en la parte trasera de la cola vertical, el piloto usa el pedal para desviar el timón hacia la izquierda o hacia la derecha, lo que puede hacer que la aeronave gire hacia la izquierda o hacia la derecha.

3. Aire y aerodinámica

Dado que todos los aeromodelos actuales vuelan en la atmósfera por aerodinámica, es necesario comprender las reglas del aire y del flujo de aire al realizar actividades de aeromodelismo. Haz una investigación preliminar.

(1) Aire

El aire es un gas incoloro y transparente Cuando la presión atmosférica y la temperatura estándar son de 15 °C, el peso de cada metro cúbico de aire seco es de 1293 gramos. . Cuando los objetos y el aire se mueven entre sí, por ejemplo, si estamos en una plaza y somos arrastrados por el viento, o si andamos en bicicleta cuando no hay viento, sentiremos el viento que sopla desde el frente. En ambos casos, estamos en movimiento relativo con el aire, y la fuerza del aire que nos empuja hacia atrás se llama "fuerza aerodinámica".

(2) Viento

El fenómeno de flujo del aire, especialmente el flujo horizontal de aire, se denomina generalmente viento. La velocidad y dirección del viento (o nivel del viento) se utilizan generalmente para representar las características del viento.

El viento tiene un impacto en el vuelo de los aviones, especialmente en los aeromodelos con bajas velocidades de vuelo. Por supuesto, el viento tiene un efecto mayor en una cometa que vuela gracias a la energía eólica. Por lo tanto, al volar un aeromodelo, se debe tener en cuenta el impacto del viento. Por ejemplo, los modelos de aviones primarios propulsados ​​por bandas elásticas y con una velocidad de vuelo lenta no son adecuados para volar con velocidades de viento superiores al nivel 3. Los modelos de aviones de vuelo libre tampoco son adecuados para volar con vientos fuertes porque el viento los arrastrará muy lejos durante el vuelo y no se podrán recuperar fácilmente.

Lo mejor es despegar el avión en la dirección del viento en contra. Al mismo tiempo, también debes considerar cómo controlar el avión para que pueda aterrizar en el lugar predeterminado. Para modelos de aviones de vuelo libre, se debe considerar el impacto de la dirección del viento en la recuperación.

(3) Flujo de aire.

De hecho, el flujo de aire también es viento. En los modelos de aviones, "flujo de aire" a menudo se refiere al flujo de aire local, incluido el flujo vertical. El viento a menudo se refiere al flujo general de aire sobre un área más grande.

En el flujo de aire, a menudo se encuentran muchos obstáculos en altitudes bajas cercanas al suelo, como casas, árboles, pendientes, etc., que afectarán el flujo de aire y cambiarán la dirección original del viento. y velocidad. Todo cambia. Los modelos de aviones que vuelan a bajas altitudes también se verán afectados por estos cambios en los flujos de aire. Este es el efecto del flujo de aire orográfico en los modelos de aviones. Además, debido a la influencia de la temperatura local, el aire caliente ascenderá formando una corriente térmica ascendente, mientras que el flujo de aire frío a su alrededor creará una zona de corriente descendente. Si un modelo de avión puede aprovechar las corrientes ascendentes, puede volar más alto en las mismas condiciones.

4. Generación de sustentación

(1) Ascensión del ala:

Para que el avión despegue debe vencer la gravedad del ala. Esta fuerza vertical hacia arriba, la fuerza que vence la gravedad, se llama sustentación. Actualmente, en los aviones ordinarios, la sustentación la generan principalmente las alas.

Podemos explicar el principio de sustentación del ala desde dos aspectos diferentes:

① Desde un punto de vista general, ya sea un perfil aerodinámico curvo o tiene un cierto impacto positivo Angular plano Los perfiles aerodinámicos, cuando el aire fluye sobre ellos, producirán un flujo con una pendiente ligeramente descendente. La fuerza de reacción de este flujo de aire con pendiente descendente empujará el perfil aerodinámico hacia arriba para generar sustentación.

② Desde una perspectiva local, ya sea un perfil aerodinámico en forma de arco o un perfil aerodinámico plano con un cierto ángulo de ataque positivo, harán que el aire que fluye forme un flujo asimétrico hacia arriba y hacia abajo, por lo tanto causando que los perfiles aerodinámicos superior e inferior La diferencia de presión crea sustentación.

③Cuando el ala de un avión es simétrica y el flujo de aire fluye a lo largo del eje simétrico del ala, dado que las formas de las dos superficies del ala son iguales, la velocidad del flujo de aire es la misma y la presión generado también es el mismo cuando el ala no produce sustentación.

(2) Tipos de perfiles aerodinámicos

Perfiles aerodinámicos simétricos: este tipo de perfil aerodinámico tiene muy poca resistencia, muy buena estabilidad y una relación elevación-arrastre muy pequeña. Se utiliza en aplicaciones que requieren un buen rendimiento de maniobra en el ala para maniobras en línea o acrobacias por control remoto.

Ala aerodinámica doble convexa: este tipo de ala tiene una pequeña relación sustentación-resistencia y buena estabilidad. Puede usarse en alas para acrobacias por control remoto que requieren buena maniobrabilidad y en alas que parecen modelos reales.

Perfil aerodinámico plano-convexo: este tipo de perfil aerodinámico tiene una pequeña relación de sustentación y resistencia, pero es relativamente estable y fácil de hacer y ajustar. Se puede usar en alas de nivel básico.

Perfil aerodinámico cóncavo-convexo: este tipo de perfil aerodinámico tiene una gran relación de sustentación y resistencia debido a que puede generar sustentación y resistencia relativamente grandes, a menudo se usa en modelos de aviones de carreras de baja velocidad y en interiores. Modelos en el ala del avión.

Perfil aerodinámico en forma de S: Las características de momento de este tipo de perfil aerodinámico son estables. Se utiliza en modelos de aviones de alas volantes sin colas horizontales que requieren una buena estabilidad.

5. Resistencia que encuentra el aeromodelo al volar

Durante el vuelo, el aeromodelo encuentra resistencia opuesta a la dirección de vuelo, lo que impide que el aeromodelo avance. Según las causas de la resistencia, se divide en 4 categorías, a saber: resistencia a la fricción, que representa aproximadamente del 35% al ​​40% de la resistencia total; resistencia a la diferencia de presión, que representa aproximadamente del 15% al ​​20% de la resistencia total; ; la resistencia inducida, que representa aproximadamente el 30% -40% de la resistencia total; la resistencia a la interferencia representa aproximadamente el 5% -10% de la resistencia total.

(1) Resistencia a la fricción

El aire es un fluido y también tiene viscosidad, pero estamos acostumbrados a vivir en el aire y no podemos detectarlo. La resistencia causada por el movimiento del aire al estar adherido a la superficie de un objeto se llama resistencia por fricción.

La cantidad de resistencia a la fricción depende de la viscosidad del aire. La suavidad de la superficie del aeromodelo y el tamaño del área de contacto con el aire. Por lo tanto, la reducción de la resistencia a la fricción comienza principalmente con la suavidad de la superficie.

(2) Resistencia a la diferencia de presión

Coloque una placa plana verticalmente en el flujo de aire horizontal. La parte frontal de la placa plana mira hacia el flujo de aire entrante. por la placa plana, la velocidad disminuye bruscamente y la presión aumenta considerablemente. El flujo de aire separado por la placa plana pasa por alto la placa plana y no tiene tiempo para acumularse, formando una gran área de vórtice. La presión en el área del vórtice es muy pequeña. por lo que se produce una diferencia de presión antes y después de la placa plana, formando una resistencia a la presión diferencial.

(3) Arrastre inducido

El arrastre inducido se genera con la sustentación, o es "inducido" por la sustentación, por lo que se llama arrastre inducido.

Cuando el ala genera sustentación, la presión sobre la superficie inferior del ala es grande y la presión sobre la superficie superior del ala es pequeña. Por lo tanto, el flujo de aire en la superficie inferior del ala intenta. fluye desde abajo hacia la superficie superior a través de la punta del ala. Por lo tanto, la punta del ala parte del flujo de aire se tuerce, formando vórtices en la punta del ala que impiden que la aeronave vuele hacia adelante. Los métodos para reducir la resistencia inducida incluyen: ① Aumentar la relación de aspecto del ala; ② Cambiar la forma del ala. El ala elíptica tiene la menor resistencia inducida, seguida por el ala trapezoidal y rectangular. , desde la raíz del ala hasta las puntas de las alas se vuelven gradualmente más delgadas, agregue tiras rectificadoras o agregue aletas;

(4) Resistencia a la interferencia

Cuando el flujo de aire pasa a través de la unión de objetos, el flujo de aire se altera y se vuelve inestable. La resistencia producida se llama resistencia a la interferencia.

La forma de reducir la resistencia a la interferencia es hacer que las uniones de las esquinas formen un arco o agregar tiras rectificadoras al hacer un modelo de avión.

6. Experimento aerodinámico

Para estudiar la relación entre la sustentación del ala y el perfil aerodinámico mediante experimentos, se necesitan algunos instrumentos especializados, entre estos instrumentos el más común. uno es el túnel de viento.

En pocas palabras, un túnel de viento es un tubo que sopla aire. Con él, podemos fijar el modelo de avión estacionario en el soporte y confiar en el túnel de viento para soplarlo y darle esa apariencia. está volando. situación para realizar experimentos.

El túnel de viento utilizado para la investigación científica es un equipo experimental enorme y complejo. En los experimentos con modelos de aviones, podemos utilizar métodos sencillos.

(1) Túnel de viento sencillo. Un simple túnel de viento está hecho de un ventilador eléctrico doméstico común. La energía eólica de los ventiladores eléctricos domésticos es estable y la velocidad se puede cambiar, que son las propiedades que requieren los túneles de viento. Pero la principal desventaja de utilizar un ventilador para soplar aire directamente es que el flujo de aire que expulsa el ventilador tiene una cierta torsión en lugar de ser paralelo. Para que el flujo de aire impulsado por el ventilador sea suave, podemos usar madera contrachapada o cartón para hacer una rejilla de flujo de aire.

(2) Experimento en túnel de viento. Con un túnel de viento simple, también debe haber un equilibrio aerodinámico simple para medir la sustentación.

Inserte diferentes modelos de alas en los orificios del modelo (extremo frontal de la barra transversal) y coloque los pesos adecuados en los ganchos de peso para equilibrarlos, luego colóquelos frente a la rejilla y encienda el ventilador. Ahora puedes ver las fuerzas aerodinámicas que actúan sobre el modelo de ala (indicadas en el dial por la fina aguja al final de la barra transversal). También puede crear un instrumento sencillo de demostración de elevación de alas como se muestra en la Figura 8.

Al cambiar el ángulo de ataque entre el ala y el flujo de aire relativo, también podemos ver el cambio en la sustentación desde el dial. Cambie la velocidad del ventilador y la elevación cambiará. A través de varios modelos de sección transversal y experimentos con diferentes ángulos de ataque y diferentes velocidades, inicialmente podemos descubrir la relación entre la sustentación y estos factores.