无人机培训教材.pdf

: .

第一章 飞行原理
本章介绍一些基本物理观念，在此只能点到为止，如果你在学校已上过了
或没兴趣学，请跳过这一章直接往下看。
第一节速度与加速度
速度即物体移动的快慢及方向，我们常用的单位是每秒多少公尺﹝公尺/秒
﹞ 0
加速度即速度的改变率，我们常用的单位是﹝公尺/秒/秒﹞，如果加速度
是负数，则代表减速。
第二节牛顿三大运动定律
第一定律：除非受到外来的作用力，否则物体的速度(v)会保持不变。
没有受力即所有外力合力为零，当飞机在天上保持等速直线飞行时，这时
飞机所受的合力为零，与一般人想象不同的是，当飞机降落保持相同下沉率下降，
这时升力与重力的合力仍是零，升力并未减少，否则飞机会越掉越快。
第二定律：某质量为 m 的物体的动量(p = mv)变化率是正比于外加力 F 并且发
生在力的方向上。
此即着名的 F=ma 公式，当物体受一个外力后，即在外力的方向产生一个
加速度，飞机起飞滑行时引擎推力大于阻力，于是产生向前的加速度，速度越来
越快阻力也越来越大，迟早引擎推力会等于阻力，于是加速度为零，速度不再增
加，当然飞机此时早已飞在天空了。
第三定律：作用力与反作用力是数值相等且方向相反。
你踢门一脚，你的脚也会痛，因为门也对你施了一个相同大小的力
第三节力的平衡
作用于飞机的力要刚好平衡，如果不平衡就是合力不为零，依牛顿第二定
律就会产生加速度，为了分析方便我们把力分为X、Y、Z三个轴力的平衡及绕X、
Y、Z三个轴弯矩的平衡。
1 : .

轴力不平衡则会在合力的方向产生加速度，飞行中的飞机受的力可分为升
力、重力、阻力、推力﹝如图 1-1﹞，升力由机翼提供，推力由引擎提供，重力
由地心引力产生，阻力由空气产生，我们可以把力分解为两个方向的力，称 x 及
y 方向﹝当然还有一个 z 方向，但对飞机不是很重要，除非是在转弯中﹞，飞机
等速直线飞行时 x 方向阻力与推力大小相同方向相反，故x 方向合力为零