牛顿第一定律（惯性定律）
动态平衡：以恒定的速 度爬升、俯冲或滑行的 飞机。
保持匀速平飞、上升或下降时，飞机所受力是平衡的， 即升力与重力相等、推力与阻力相等。
平衡是事物一种非常普遍的状态，不稳定运动状态与 稳定运动或者静止状态的情况不同之处就是多了加速度。
1.2 牛顿运动定律
牛顿第二定律
物体的加速度跟物体所受的合外力成正比，跟物体的质 量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。
P88
05 多旋翼基础知识
P98
2.1 升力
机翼是产生升力的主要部件，由于固定翼的机翼 是固定不动的，机翼和气流的相对运动方向呈直线型， 所以飞行原理的研究模型选用的是固定翼。
2.1.1 升力的产生
固定翼飞机的机翼上表面凸起较多而下表面比较 平直。再加上一定的迎角。这样，从前缘到后缘，上 翼面的气流流速就比下翼面的流速快，上翼面的静压 也就比下翼面的静压低，上下翼面的压力差产生向上 的升力 。
空间环境
地球引力，前行阻力极小，借 助惯性向前运动。
1.1.1 大气成分
研究大气特性对了解无人机至关重要研究大气 中的气象现象时，可将大气看作一种混合物，它由 三个部分组成：干洁空气、水汽和大气杂质。干洁 空气主要由78%的氮气，21%的氧气以及1%的其它气 体组成 。
1.1.2 大气垂直分层
散逸层
状态为：
1.1.4 大气状态方程
状态方程： 其中：
1.1.5 大气特性—连续性
当航空器在空气介质中运动时，由于其外形尺 寸远远大于气体分子的自由行程，故在研究航空器 和大气之间的相对运动时，气体分子之间的距离完 全可以忽略不计，即把气体看成是连续的介质。
1.1.5 大气特性—可压缩性
当气体的压强改变时，其密度和体积改变的性质。当气 体流速很小时，压强和密度变化很小，可以不考虑大气压缩 性的影响。但当流速较高时，气体压强和密度变化很明显， 必须考虑气体压缩性。
无人机操控技术
第三章 飞行原理与性能
目录
01 空气动力学基础
P04
02 飞行原理
P24
03 飞行性能
P49
04 无人机发射回收方式
P88
05 多旋翼基础知识
P98
目录
01 空气动力学基础
P04
02 飞行原理
P24
03 飞行性能
P49
04 无人机发射回收方式
P88
05 多旋翼基础知识
P98
1.1 大气特性
牛顿第二定律表明，要获得给定加速度所施加的力的大 小取决于无人飞机的质量。一个具有很大质量的物体需要用 更大的力去打破它的平衡才能达到给定的加速度，而小质量 的物体所需的力则小。
加速度向内
（向心力）
惯性向外 （离心力）
1.2 牛顿运动定律
牛顿第二定律
力的分解：将一个力化作等效的两个或两个以上的分力。 一个飞行器受到许多施加在它每个部分的力的影响，但是所 有的这些力都可以按方向分成4个力。
伯努利方程实质是能量转化和守恒定律，即静 压代表的势能和动压代表的动能之间可以相互转化， 但它们总量保持不变。
1.3 伯努利定理
伯努利定理 对于低速流体，流速越大，压强越小，流速越小， 压强越大。
1.3 伯努利定理
目录Leabharlann 01 空气动力学基础P04
02 飞行原理
P24
03 飞行性能
P49
04 无人机发射回收方式
800km
密
度
、
压 强
电离层
85km
随
高
度
中间层
增
55km
加
而
减
平流层（空航气空没器有活上动下集对中流在 ）
少
对流1层1k和m 平流层
对流层
地球中纬度地区
1.1.2 大气垂直分层
对流层因空气有强烈的对流运动而得名，它的底界 为地面，上界高度随纬度、季节、天气等因素而变化。 一般中纬度地区上界高度10-12km，同一地区上界高度 夏季大于冬季。 对流层的主要特征： •气温随高度升高而降低。平均气温垂直递减率为 0.65℃/100m。 •气温、湿度的水平分布很不均匀。主要受地表性质影 响。 •空气具有强烈的垂直混合。底层暖空气有上升趋势， 上层冷空气有下降趋势。
空气动力是无人机原理的基础，主要研究气体
在无人机表面的流动及产生升力的原理。大气是无
人机运行的空间环境，研究大气特性对了解无人机
至关重要。
大气环境
是航空器唯一飞行环境，飞行 原理：借助空气产生的升力来
飞
平衡地球引力，借助发动机推 力平衡空气阻力。
行
环
是航天器的主要飞行环境，飞
境
行原理：借助关系离心力平衡
2.1.1 升力的产生
升力公式
其中：
影响飞机升力的因素：机翼面积、相对速度、空气密度、 机翼剖面形状和迎角。
2.1.1 升力的产生
机翼的效率受翼型的影响极大，在一定程度上是受翼型 弯度的影响和厚度的影响。
2.1.1 升力的产生
➢ 翼弦 ➢ 厚度
➢ 弯度
2.1.1 升力的产生
1.3 伯努利定理
空气相对运动原理 空气不动，飞机飞行时，作用在飞机上的空气 动力和飞机不动，空气吹过时作用在飞机上的空气 动力是等效的。
1.3 伯努利定理
流体流动的连续性定理（质量守恒）
连续流动时，单位时间流过不同剖面时流体质 量相同，顾剖面与速度成反比。
1.3 伯努利定理
伯努利方程（能量守恒）
1.2 牛顿运动定律
牛顿第一定律（惯性定律）
如果一个物体处于平衡状态，那么它就有保持这种平衡 状态的趋势。所有施加在平衡物体上的外力都是平衡的，不 会有任何改变其状态或往任何方向加速或减速的趋势存在。
静态平衡：静止
动态平衡：匀速直线水平飞行 的飞机，没有加速，没有减速， 也没有转弯
1.2 牛顿运动定律
马赫数：作为判断空气受到压缩程度的指标。
飞行器飞行速度越大，马赫数就越大，飞行器前面的空 气就压缩的越厉害。
1.1.5 大气特性—粘性
大气的粘性是空气在流动过程中表现出的一种 物理性质。大气的粘性力是相邻大气层之间相互运 动时产生的牵扯作用力，也叫大气内摩擦力。它和 相邻流动层的速度差和接触面积成正比，与相邻层 的距离成反比，不考虑粘性的流体称为理想流体或 无粘流体。
一般的无人机只能够在对流层飞行，民航客机和战 斗机可以在平流层飞行。
1.1.3 国际标准大气
目的：为了准确描述飞行器的飞行性能，就必须建立 一个统一的标准，即标准大气。
1.1.3 国际标准大气
国际标准大气的规定：
大气被看成完全气体，服从气体状态方程； 以海平面的高度为零。且在海平面上，大气标准