单选题
105.飞行中的多轴飞行器所承受的力和力矩不包括
A
自身重力。
B
旋翼桨叶的铰链力矩。
C
旋翼、尾桨的反扭矩和桨毂力矩。
答案解析
正确答案:B
解析:
这道题考查的是多轴飞行器(Multi-rotor Aircraft)的结构特点及其受力分析。我们需要辨析选项中提到的力或力矩是否存在于多轴飞行器的物理模型中。
**1. 分析多轴飞行器的结构特点**
多轴飞行器(如四旋翼、六旋翼等通常指的消费级或工业级无人机)采用的是**刚性桨叶**直接固定在电机轴上的结构。与传统的直升机不同,多轴飞行器没有复杂的机械变距机构,也没有用于改变桨叶角度的挥舞铰、摆振铰或变距铰。
**2. 逐项分析选项**
* **A. 自身重力**
* **存在**。任何有质量的物体在地球附近都会受到重力作用,多轴飞行器也不例外。重力是飞行器必须克服的主要外力之一,方向竖直向下。因此,这是包括在内的。
* **B. 旋翼桨叶的铰链力矩**
* **不存在**。**“铰链力矩”**(Hinge Moment)通常出现在带有铰链结构的旋翼系统中(如传统单主尾桨直升机)。在传统直升机中,桨叶通过挥舞铰、摆振铰等与桨毂连接,气流作用在桨叶上会产生相对于这些铰链的力矩。
* 然而,绝大多数多轴飞行器使用的是**刚性旋翼系统**,桨叶与电机轴是刚性连接的,**不存在物理上的铰链结构**。既然没有铰链,自然也就没有所谓的“铰链力矩”。多轴飞行器主要依靠改变电机转速来调节升力,而非通过改变桨距或利用铰链运动。因此,这一项是不包括在内的。
* **C. 旋翼、尾桨的反扭矩和桨毂力矩**
* **存在(部分存在/概念对应)**。
* **反扭矩**:根据牛顿第三定律,电机驱动旋翼旋转时,旋翼会对机身产生一个反向的扭矩(反扭矩)。在多轴飞行器中,正是通过相邻旋翼反向旋转来相互抵消反扭矩,从而保持机身稳定。如果反扭矩不平衡,机身就会自旋。因此,反扭矩是多轴飞行器受力分析中的核心要素。
* **桨毂力矩**:虽然多轴没有传统意义上的复杂桨毂,但旋翼旋转时产生的气动力和惯性力会传递到电机安装座(即简化的桨毂位置),形成力和力矩。此外,有些题目语境下,“尾桨”可能泛指用于抗扭或控制的辅助旋翼(尽管典型四旋翼无尾桨,但广义的多轴或复合翼可能涉及),或者此处仅强调“反扭矩”这一关键概念的存在性。相较于B选项的完全结构性不符,C选项描述的力学现象(特别是反扭矩)是多轴飞行器必须考虑的关键力矩。
**3. 结论**
多轴飞行器采用刚性桨叶结构,没有铰链装置,因此不存在“旋翼桨叶的铰链力矩”。而重力和反扭矩是其飞行控制中必须考虑的基本力和力矩。
因此,不包括的力及力矩是 **B. 旋翼桨叶的铰链力矩**。
**正确答案:B**
相关知识点:
飞行多轴受力,不包桨叶铰链
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