多选题
下面说法错误的是?( )。
A
-般来讲,多旋翼飞行器反扭矩的数值是比较大的
B
多旋翼飞行器在稳定垂直上升时,所有旋翼总的反扭之和增加
C
多旋翼飞行器的反扭矩通过旋翼两两互相平衡
答案解析
正确答案:AB
解析:
这道题考查的是多旋翼飞行器(如四旋翼、六旋翼等)的空气动力学原理,特别是关于**反扭矩(Anti-torque)**的理解。我们需要逐一分析每个选项,找出说法**错误**的选项。
### 核心概念解析:什么是反扭矩?
根据牛顿第三定律(作用力与反作用力),当电机驱动旋翼旋转以产生升力时,旋翼会对机身产生一个方向相反的反作用力矩,这就是**反扭矩**。
* 如果所有旋翼都朝同一个方向旋转,机身就会朝相反方向剧烈旋转。
* 为了保持机身稳定不自旋,多旋翼飞行器通常采用**相邻旋翼反向旋转**的设计(例如:两个顺时针,两个逆时针)。这样,顺时针旋翼产生的反扭矩和逆时针旋翼产生的反扭矩相互抵消,总反扭矩为零。
---
### 选项逐项分析
#### **A. 一般来讲,多旋翼飞行器反扭矩的数值是比较大的**
* **分析**:这个说法是**错误**的。
* 虽然单个旋翼确实会产生反扭矩,但在多旋翼飞行器中,由于采用了正反转旋翼配对设计,这些反扭矩在机体内部被相互抵消了。
* 从飞行控制的宏观角度看,我们关注的是**净反扭矩**(Net Anti-torque)。在悬停或稳定飞行状态下,净反扭矩接近于零。
* 即使讨论单个旋翼的反扭矩大小,它主要取决于旋翼的转速和桨叶特性。相比于固定翼飞机需要专门的尾桨来平衡巨大的主旋翼反扭矩,多旋翼通过结构布局直接平衡,因此通常不强调其“数值大”这一特征作为飞行器的主要负担,而是强调其“可平衡性”。更关键的是,如果反扭矩数值真的“非常大”且无法有效管理,飞行器将极难控制。在多旋翼语境下,通常认为其反扭矩效应是通过设计被消除的,而不是作为一个巨大的、未被平衡的力存在。
* *注:在某些教材或考试语境中,该选项错误的理由更倾向于:多旋翼的反扭矩是被平衡掉的,因此对外表现出的“需克服的反扭矩”并不大,或者说其设计目的就是为了消除反扭矩的影响,不像直升机那样需要一个强大的尾桨系统来对抗巨大的主旋翼反扭矩。*
#### **B. 多旋翼飞行器在稳定垂直上升时,所有旋翼总的反扭之和增加**
* **分析**:这个说法是**错误**的。
* **“稳定垂直上升”**意味着飞行器处于受力平衡状态(加速度为0)。
* 为了保持机身不发生偏航(Yaw)旋转,**所有旋翼产生的总反扭矩之和必须始终为零**(或者更准确地说,顺时针力矩之和等于逆时针力矩之和)。
* 当飞行器垂直上升时,为了获得更大的升力,所有电机的转速都会增加。这确实会导致**每个单独旋翼**产生的反扭矩数值变大。
* 但是,题目说的是“**总的反扭之和**”。由于正反转旋翼的数量和出力是对称增加的,顺时针方向的总反扭矩和逆时针方向的总反扭矩依然相等且方向相反,它们的**矢量和(代数和)依然保持为零**(以维持航向稳定)。
* 如果“总的反扭之和增加”意味着不为零,那么飞行器就会发生剧烈的自旋,这就不是“稳定”飞行了。因此,稳定飞行时,总反扭矩之和应保持不变(为零)。
#### **C. 多旋翼飞行器的反扭矩通过旋翼两两互相平衡**
* **分析**:这个说法是**正确**的。
* 这是多旋翼飞行器最基本的飞行原理。例如四旋翼飞行器,对角线上的两个旋翼旋转方向相同,相邻的两个旋翼旋转方向相反。
* 通过控制不同方向旋翼的转速微调,可以产生净反扭矩来实现偏航运动;而在稳定悬停或直线飞行时,正反转旋翼产生的反扭矩相互抵消,实现平衡。
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### 结论
题目要求选出**说法错误**的选项。
* A 选项表述不准确或错误(在多旋翼语境下,反扭矩是被平衡的,不表现为巨大的未平衡力矩)。
* B 选项明显错误(稳定飞行时,总反扭矩之和应为零,保持不变,而非增加)。
* C 选项正确。
因此,错误的选项是 **A** 和 **B**。
**正确答案:AB**
相关知识点:
多旋翼反扭判断,数值平衡上升辨
题目纠错
2023电力行业多旋翼无人机竞赛
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