課時教學(xué)教案課程:無人機(jī)飛行原理任課教師:XXX授課題目固定翼無人機(jī)飛行原理（1）教學(xué)形式共課時授課班級授課日期教學(xué)目的1、翼型的定義及分類。2、機(jī)翼的平面形狀。3、迎角的基本概念。4、具有利用網(wǎng)絡(luò)等資源，進(jìn)一步獲取新知識的能力。重點1、翼型的定義及分類。2、機(jī)翼的平面形狀。3、迎角的基本概念。難點1、后掠翼的定義、優(yōu)缺點。2、迎角的重要性。課堂結(jié)構(gòu)及時間分配復(fù)習(xí)引入………………..……（5分鐘）教學(xué)內(nèi)容固定翼無人機(jī)的氣動結(jié)構(gòu)……………..（30分鐘）機(jī)翼平面種類及參數(shù)…………………..（30分鐘）機(jī)翼剖面種類及參數(shù)…………………...（30分鐘）機(jī)翼的流線譜與迎角………………..….（20分鐘）課堂小結(jié)………………….…（5分鐘）課后體會教學(xué)過程及教學(xué)內(nèi)容[復(fù)習(xí)引入]機(jī)翼是固定翼無人機(jī)最主要的機(jī)體結(jié)構(gòu)，是產(chǎn)生升力的主要裝置。所以機(jī)翼的形狀及參數(shù)會直接影響升力的產(chǎn)生及無人機(jī)的飛行性能。[教學(xué)內(nèi)容]固定翼無人機(jī)的氣動結(jié)構(gòu)固定翼無人機(jī)的氣動部件包括機(jī)翼（左機(jī)翼和右機(jī)翼）、機(jī)身、尾翼、起落架等。其中尾翼包括垂直尾翼（垂直安定面和方向舵）和水平尾翼（水平安定面和升降舵），副翼包括左副翼和右副翼，分別布置在機(jī)翼后緣外側(cè)。在所有的氣動部件中，機(jī)翼是產(chǎn)生升力的主要部件，也是最主要的氣動部件；尾翼是輔助氣動部件，主要用于保證飛行的穩(wěn)定性和操縱性。二、機(jī)翼的平面種類及參數(shù)1.機(jī)翼的平面種類機(jī)翼的平面形狀常見的有三種，分別是平直翼型、后掠翼型和三角翼型。根據(jù)使用場景不同，平直翼又分為矩形翼﹑梯形翼和橢圓翼。（1）平直翼：平直翼是指無明顯后掠角的機(jī)翼。一般指后掠角小于20°,平面形狀呈矩形、梯形或半橢圓形的機(jī)翼。（2）后掠翼：指前緣和后緣均向后掠的機(jī)翼。表征機(jī)翼后掠程度的指標(biāo)是后掠角，即機(jī)翼前緣與水平線的夾角。后掠翼的氣動特點是可增大機(jī)翼的臨界馬赫數(shù)，推遲激波的到來，并減小超聲速飛行時的阻力。（3）三角翼：指機(jī)翼前緣后掠、后緣基本平直,半翼俯視平面形狀為三角形的機(jī)翼。這種機(jī)翼具有后掠角大、展弦比小和相對厚度小等特點,主要優(yōu)點是機(jī)翼重量輕、剛性好、容積大等,可分為有平尾式和無平尾式兩類。低速飛行無人機(jī)一般采用矩形翼和梯形翼,高速飛行無人機(jī)一般采用后掠翼和三角翼。機(jī)翼的平面參數(shù)以后掠翼為例來介紹機(jī)翼的平面參數(shù)。（1）機(jī)翼面積：機(jī)翼在水平面內(nèi)的投影面積。（2）根尖比：翼根翼弦與翼尖翼弦的比值。（3）翼展：機(jī)翼左右翼尖的距離。（4）幾何平均翼弦：機(jī)翼的投影面積與翼展的比值。（5）展弦比：機(jī)翼的翼展與平均翼弦的比（6）后掠角：機(jī)翼與機(jī)身軸線的垂線之間的夾角。三、機(jī)翼的剖面種類及參數(shù)1.種類機(jī)翼的剖面是從平行于機(jī)翼的對稱面截得的機(jī)翼截面，通常稱為翼型。翼型的幾何形狀是機(jī)翼的基本幾何特性之一。翼型的氣動特性直接影響到機(jī)翼及整個固定翼無人機(jī)的氣動特性,在空氣動力學(xué)理論和飛行器設(shè)計中具有重要的地位,常見的翼型有對稱翼型、雙凸翼型、平凸翼型、S形翼型、特種翼型等。（1）對稱翼型：剖面結(jié)構(gòu)是上弧線、下弧線分別對稱,主要用于固定翼無人機(jī)的尾翼翼型，也可用于超聲速飛行器﹑低速特技固定翼無人機(jī)主翼﹑高性能直升機(jī)旋翼。（2）雙凸翼型：剖面結(jié)構(gòu)是上、下弧線都是外凸的，但上弧線的彎度比下弧線大；主要在高空、高速飛行的固定翼無人機(jī)上使用；至今大部分固定翼無人機(jī)的主翼多使用這種翼型；氣動性能優(yōu)越，便于加工，結(jié)構(gòu)特性好。（3）平凸翼型：剖面結(jié)構(gòu)是上弧線凸出而下弧線除前緣外均為直線，主要用于常規(guī)布局且飛行速度適中的固定翼無人機(jī)，也可用于一般固定翼無人機(jī)的水平尾翼翼型；這種機(jī)翼特性與雙凸翼型特性比較接近，但性能略低于雙凸翼型。（4）凹凸翼型：上弧線凸出而下弧線凹進(jìn)的翼型；不適合于較大機(jī)動的固定翼無人機(jī)及高速飛行的飛行器；應(yīng)用最早，但飛行阻力大，失速迎角較小，目前已經(jīng)較少應(yīng)用。（5）S形翼型：因中弧線像是橫放的S形而得名，常見用在三角翼無人機(jī)上。這種機(jī)翼特性就是安定性較好，可用在無尾翼固定翼無人機(jī)上。（6）特種翼型：特殊剖面結(jié)構(gòu)的翼型,為了滿足某種性能指標(biāo)或要求而設(shè)計的。一般常在航模上應(yīng)用。2.翼型幾何參數(shù)（1）中弧線：和翼形上表面和下表面等距離的曲線。（2）前、后緣：中弧線與上表面和下表面的外形線在前端的交點稱為前緣在后端的交點稱為后緣。（3）幾何弦（弦線）：前、后緣的連線。但對于下表面為直線的翼型，也將此直線定義為幾何弦。（4）弦長——翼型前、后緣點之間的距離，用b表示。（5）彎度：中弧線和弦線的間隔，用f表示。（6）厚度——與中弧線垂直方向測量的上表面和下表面的距離，用c表示。（7）后緣角——翼型上、下表面在后緣處切線間的夾角。[課堂小結(jié)]無人機(jī)的機(jī)翼為什么能產(chǎn)生升力，其中重要的一點是機(jī)翼這種特殊的形狀，包括平面形狀和剖面形狀，所以學(xué)習(xí)機(jī)翼的翼型參數(shù)至關(guān)重要。另外深入了解氣流流過這種翼型表面的流線譜特性是學(xué)習(xí)產(chǎn)生升力的關(guān)鍵。[課后體會]本節(jié)課內(nèi)容相對較難，對于機(jī)翼形狀與參數(shù)部分，首先我們要會判定常用無人機(jī)的機(jī)翼屬于哪一類，其主要優(yōu)勢是什么，同時盡可能記住一些重要的機(jī)翼參數(shù)。對于機(jī)翼的流線譜這部分是關(guān)鍵，是下一節(jié)課學(xué)習(xí)機(jī)翼產(chǎn)生升力的關(guān)鍵，所以一定會分析煙風(fēng)洞實驗呈現(xiàn)的流線譜特性，也就是先從實驗現(xiàn)象入手有部分了解。最后關(guān)于迎角是一個關(guān)鍵性的概念，在這部分大家要記住的就是迎角的定義以及知道