Berekenen Lift en Thrust voor vaste-vleugel vs Multirotor Uavs
Het begrijpen van de krachten die betrokken zijn bij UAV-vlucht is essentieel voor het ontwerpen en bedienen van vaste-vleugel- en multirotor onbemande luchtvaartuigen (UAV's). Berekenen van lift en stuwkracht helpt stabiliteit, efficiëntie en veiligheid tijdens het vliegen te garanderen.
Lift in vaste vleugel en multirotor UAV's
Lift is de kracht die tegen de zwaartekracht is en staat een UAV in de lucht te blijven. In vaste-vleugel UAV's, lift wordt gegenereerd door de luchtstroom over de vleugels wanneer het vliegtuig vooruit beweegt. De hoeveelheid lift is afhankelijk van vleugelgebied, luchtsnelheid, luchtdichtheid, en de hoek van de aanval.
In multirotor UAVs wordt de lift geproduceerd door de rotors die draaien met hoge snelheden. Elke rotor werkt als een kleine helikopterrotor, die door de rotatie van de messen heen lift. De totale lift is de som van de lift geproduceerd door alle rotors.
Thrust in vaste vleugels en multirotor UAV's
De kracht die de UAV naar voren drijft is de kracht die de UAV naar voren drijft. Voor vliegtuigen met vaste vleugels wordt stuwkracht opgewekt door motoren of motoren die propellers draaien, slepen en luchtsnelheid behouden.
Bij multirotor UAVs wordt de stuwkracht direct geproduceerd door de motoren die de rotors draaien. De stuwkrachtvector is verticaal, voornamelijk gebruikt voor lift, maar door het kantelen van de rotors of het veranderen van de motorsnelheden, kunnen multirotors horizontale stuwkracht voor beweging en richtingscontrole genereren.
Berekenen van Lift en Thrust
Voor elke kracht zijn de formules voor de berekening van de UAV's met vaste vleugels:
L = 0,5 × ρ × V2 × S × Cl
Wanneer L lift is, ρ is luchtdichtheid, V is luchtsnelheid, S is vleugeloppervlak, en Cl is liftcoëfficiënt.
Voor stuwkracht in multirotor UAV's is de formule bij benadering:
T = C T × ρ × n2 × D4
Wanneer T een stuwkracht is, C T[ een stuwkrachtcoëfficiënt is, n een rotorsnelheid (RPM) is, en D een rotordiameter heeft.