第一章 无人机空气动力学基本知识
1.3 空气流场的基本概念
1.3.1 空气流动的基本规律
1. 空气的相对运动原理：
只要空气与物体之间的相对速度相同，所产生的空气动力也就相同。空气相对于物体的流动称为相对气流，相对气流的方向与物体的运动方向相反。
2. 运动的转换原理：
当无人机在原来静止的空气中作等速直线飞行时，将引起物体周围空气的运动，同时空气将给无人机以作用力。这里可以使用两种坐标系：一种是采用静止坐标系，坐标系固连于地球上，直接将牛顿定律用于空气对物体的相互作用；另一种是采用动坐标系，坐标系固连于等速飞行的固定翼无人机上，即在无人机上看空气的运动及其对物体的作用力。这两种坐标系求得物体所受的力是完全相同的。
因此，在研究无人机上的空气动力及气流的变化规律时，为了时研究问题的方法更为直观简单，可以采取让无人机静止不动，使空气以相同的速度流过无人机表面，此时，无人机上产生的空气动力效果与无人机以同样的速度在空气中飞行所产生的空气动力效果完全一致。
3. 流场的基本概念
流场的定义：流体流动所占据的空间称为流场。用以表征流体特性的物理量（速度、温度、压强、密度等）称为流体的运动参数。流场是分布上述运动参数的物理场。
定常流动与非定常流动：流场中任一固定点的人一个流动参数随时间变化的流动称为非定常流动。流场中任一固定点的所有流动参数都不随时间变化的流动称为定常流动。
迹线：迹线是流体质点的运动轨迹。在流场中对某一质点进行标记，将其在不同时刻所在的位置连成线就是该质点的迹线。迹线是流场中真实存在的线。说明：迹线着眼于单个质点，对质点进行追踪摄像，类似于延时摄影。
流线：在空气流场中，在某一瞬时，将各个点上流体质点的运动方向连成一族曲线，曲线上每个点的切线方向就是该点处空气质点的运动方向。特性：流线不能相交，也不能转折。在定常流动中，流线与迹线相重合。流线的疏密程度反应了该时刻流场中流速的不同，流线密集的地方，流速快，流线稀疏的地方，流速慢。
流管和流束：在流场中任取一条非流线的封闭曲线，经过曲线上每一点的流线围成了一个管状曲面，称之为流管。流管特性：流管内外的流体不能穿越流管表面。充满在管内的流体称之为流束。
1.3.2 连续性定理和伯努利定理
1. 连续性定理：在同一时间内，流过流管任一截面的流体质量应该相等。
空气低速流动时，可以不考虑空气的压缩性，密度是一个常数，两边的密度可以消去：
物理意义：低速定常流动时，气流速度和流管的横截面积成反比，截面积小的地方，流速快；截面积大的地方，流速慢。
适用条件：低速流动，可以是理想流体，也可以是黏性流体。不适用于亚音速乃至超音速流动。
2. 伯努利定理：
物理意义：P0为总压（全压）；为动压，即流体流动时在流动方向上所产生的压强，它是单位体积空气所具有的动能；P为静压，即流体流动时其本身所实际具有的压强，它是单位体积空气所具有的压力能。
同一流管的各切面上流体的动压和静压之和始终保持不变，这个数值就是总压。
适用条件：理想流体（不考虑黏性），流体不可压缩（密度为常数），流体流动过程中没有热量交换（内能不变）。
第二章 无人机飞行原理与翼型特性
2.1 固定翼无人机飞行的基本原理
2.1.1 固定翼无人机的机翼
固定翼无人机机翼形状主要是指机翼的剖面形状、平面形状和安装位置。
1. 飞机机翼的剖面形状
用平行于飞机对称平面的切平面所切割机翼所得的剖面形状——翼型；
2. 飞机机翼的平面形状
机翼的平面形状是指从上往下看时机翼在平面上的投影形状，是决定飞机性能的重要因素。
平直翼：矩形翼、椭圆翼、梯形翼
后掠翼
三角翼
2.1.2 固定翼无人机升力的产生
1. 迎角的基本概念：
翼弦：从机翼前缘到机翼后缘之间的弦长。
迎角：翼弦与相对气流速度之间的夹角称为迎角。
迎角不同，相对气流流过机翼的情况就不同，产生的气动力就不同，即迎角是飞机飞行中产生空气动力的重要参数。迎角有正负之分，相对气流方向与翼弦平面下表面的夹角为正，相对气流方向与翼弦平面上表面的夹角为负。飞机绝大多数时间内处于正迎角状态。
2. 升力的产生
机翼是产生升力的主要部分。升力垂直于相对气流运动方向，升力在机翼上的作用点称为压力中心。
