2.5　空气阻力

2.5　空气阻力

1）桨叶挥舞。

桨叶挥舞是由沿着桨叶气流入射速度分布不均匀引起的运动。前行和后行桨叶所受的升力有差异会导致升力不均匀，同时叶片非完全刚体则会引起桨尖扫过的平面发生倾斜，从而产生桨叶挥舞现象即桨叶的上下运动。如图2.9（a）所示，前行桨叶逆风前进，因此获得更大的相对速度。这时作用在螺旋桨的拉力增加，产生向上挥舞速度。如图2.9（c）所示，螺旋桨的向上挥舞速度会使攻角减小，进而减少拉力。

图2.9　桨叶挥舞

2）多旋翼气动阻力模型。

如图2.10（a）所示，多旋翼向右飞行，螺旋桨逆时针旋转，在A 点处产生最大的相对速度。然而，螺旋桨最大的上偏位置出现在B 点，其中A 点比B 点滞后π/2。这个道理如同正弦曲线运动规律一般[如图2.10（b）]。因此，如图2.10（c）所示，螺旋桨桨盘下方是前行螺旋桨（advancing blade）区，上方是后撤螺旋桨（retreating blade）区。因为位置滞后速度，所以前面半区是螺旋桨上偏区，而后面半区是螺旋桨下偏区。

螺旋桨的挥舞改变了桨盘的方向，从而进一步改变了拉力的方向。从图2.11可以看出，拉力不再与多旋翼的机体轴平行，而是在x b 负方向上产生分量，即诱导阻力。该阻力是多旋翼阻力的主要组成部分，不容忽视。多旋翼气动阻力模型将以此为依据。多旋翼在机体轴x b，y b 上的速度为，，则：

阻力表示为：

图2.10　螺旋桨挥舞速度和偏移位置

图2.11　多旋翼飞行器升力阻力示意图

其中f x，f y 分别表示机体轴x b，y b 上的阻力，而k drαg ∈R＋表示阻力系数，多旋翼的空气阻力模型如式（2-29），式（2-30）。