【無人機考照】學科測驗重點整理懶人包-基礎飛行原理篇#2

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民航局遙控無人機操作證考試學科測驗已於3月16日開放報名並於4月率先登場,報名非常踴躍,相信大家都正認真準備學科當中,小編上一篇分享學科測驗重點整理懶人包-基礎飛行原理篇#1,有興趣建議先從第一篇開始閱讀,概念上會比較完整,今天推出⌜基礎飛行原理篇#2⌟,希望可以幫助到大家!!


學科測驗重點整理懶人包-基礎飛行原理篇#2

內容目錄

飛行主要組成及功用

主要組成

功用

機翼(Wing)

產生升力.具穩定及操作作用

機身(Fuselage)

裝載燃油、酬載和各種設備

尾翼(Empennage)

操縱無人飛機俯仰偏航,保證無人機能平穩飛行

  • 水平尾翼

由固定的水平安定面和可動的升降舵

  • 垂直尾翼

固定的垂直安定面和可動的方向舵

起落裝置

(Landing Gear)

起飛、著陸滑跑、地面滑行和停放時支撐無人機。

  • 減震裝置
  • 機輪

動力系統(PowerSystem)

1.來產生拉力和推力,使無人飛機前進

2.為無人機上的其他用電設備提供電源

EX:航空活塞式發動機加螺旋槳推進器、渦輪噴氣發動機、渦輪螺旋槳發動機、渦輪扇或渦輪導風扇發動機

其他組成

功用

飛行控制系統(簡稱:飛控)

內置控制器、陀螺儀、加速度計和氣壓計等傳感器配合GPS穩定無人機指定的位置及高度

導航系統

提供給飛行器位置、速度、姿態等參數狀態數據

雲台相機

航拍相機主要透過雲台裝設於飛行器之上,作為航拍用途

無線通訊系統

決定飛行距離、圖傳輸質量以及傳輸延持時間。目前圖傳以 2.4GHz 頻段及 5.8GHz 的頻段為主流

安全設備

安全避障系統

  • 超聲波
  • 飛時測距

  • 紅外線

  • 視覺圖像複合型技術

飛行操作原理

X軸:縱軸(Longitudinal Axis)

利用副翼改變左右滾轉姿態

Y軸:橫軸(Lateral Axis)

利用升降舵改變俯仰姿態

Z軸:垂直軸(VERTICAL AXIS)

利用方向舵改變偏航姿態

無人機飛行操作原理
無人飛機操控、移動、仰轉軸及穩定型態(來源:PHAK及民航局)

無人機三特性

平衡性

各外力之和為零

各外力重力力矩為零

速度的大小.方向不變

穩定性

受到微小擾動後具有自動恢復 平衡能力

  • 重心位置
  • 飛行速度
  • 飛行高度
  • 攻角變化

操縱性

改變飛行狀態特性

  • 俯仰
  • 方向
  • 橫向

飛行控制及原理

四大基本動作

平直飛行

轉彎

爬 升

下降

飛行控制

相對「飛機中心」

升降舵   

俯仰

俯仰

副翼       

右上左下

右下左上

方向舵   

偏航

偏航

 飛行控制飛行原理
無人直升機

主旋翼旋轉時產生升力

主旋翼逆時針旋轉機身產生順 時針旋轉稱為扭力

主旋翼的槳葉片:俯仰角愈大,升力愈大,扭力也愈大

尾旋翼於機尾產生向右的力,以抵銷扭力稱為尾旋翼推力

垂直起飛到懸停

高度不變

航向不變

懸停

高度不變

航向不變

懸停轉彎

高度 不變

轉彎率不變

轉速不變

向前懸停飛行

地面速率不變

高度不變

航向不變

側向懸停飛行

地面速率不變

高度不變

航向不變

向後懸停飛行

地面速率不變

高度不變

航向不變

從懸停到正常起飛高度增加
從地面到正常起飛最小的所需動力
平直飛行

高度不變

航向不變

傾斜轉彎

高度不變

航向改變

偏航尾旋翼推力改變航向
無人多旋翼機多個定距槳(螺旋槳)的正反旋轉與轉速控制,提供升力姿態調整

電腦運算

垂直升降增加、減少旋翼轉速增加、減少升力
俯仰改變前、後兩對旋翼轉速
偏航

增加或減少斜對角兩對旋翼轉速

扭力不平衡產生反作用力

滾轉改變左、右兩對旋翼轉速與升力

載重與平衡

負載係數

定義

升力重力之比值

基於離心力重力之結果

作用

抵銷增加之離心力,保持負載係數不變

EX:速度越快,轉彎率越低

重心移動對於無人機的影響
 前移後移參考圖片
無人飛機

起飛困難

失速速度增加

誘導阻力增大

進場不穩定風險增加

起飛時提前仰轉

爬升時容易因仰角過大造成失速

續航能力增加,失速速度減小

若進入到螺旋失速時,會較難改正

無人直升機

仰制向後飛行

懸停低速性能

影響高速向前飛行之性能及穩定
多旋翼無人機操控困難操控困難
無人機 學科

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