Принцип полета дронов с неподвижным-крылом основан на аэродинамике.
1. Генерация подъема
Крыло дрона с фиксированным-крылом — ключевой компонент, создающий подъемную силу. Верхняя поверхность крыла обычно изогнутая, а нижняя относительно плоская. Когда дрон летит вперед, скорости воздушного потока через верхнюю и нижнюю поверхности крыла различаются. Согласно принципу Бернулли, чем выше скорость жидкости, тем ниже давление. Следовательно, давление воздуха на верхней поверхности крыла меньше, чем давление воздуха на нижней поверхности, что создает подъемную силу. Величина подъемной силы связана с такими факторами, как форма и площадь крыла, скорость полета и плотность воздуха.
2. Генерация тяги
Тяга дрона с фиксированным-крылом обычно обеспечивается двигателем. Общие типы двигателей включают поршневые двигатели и турбинные двигатели. Поршневые двигатели генерируют энергию за счет сжигания топлива, приводя во вращение пропеллер. Когда пропеллер вращается, он выталкивает воздух назад. Согласно третьему закону Ньютона, воздух оказывает на пропеллер силу реакции, толкая дрон вперед. Турбинные двигатели создают тягу за счет сжатия воздуха, сжигания топлива и выброса выхлопных газов на высокой скорости. Они создают большую тягу и подходят для некоторых высокоскоростных-больших дронов с фиксированным-крылом.
3. Контроль положения в полете
Чтобы добиться стабильного полета и точного управления БПЛА с фиксированным-крылом, необходимо отрегулировать его положение в полете. В основном это достигается за счет поверхностей управления, наиболее распространенными из которых являются элероны, рули высоты и рули направления.
- Элероны: Элероны расположены на внешней задней кромке крыла, по одному с каждой стороны. Управляя вертикальным отклонением элеронов, можно изменять подъемную силу с каждой стороны крыла, вызывая тем самым крен БПЛА. Когда правый элерон отклоняется вверх, а левый элерон отклоняется вниз, подъемная сила на правом крыле уменьшается, а подъемная сила на левом крыле увеличивается, вызывая крен БПЛА влево.
- Рули высоты: Рули высоты расположены на задней кромке горизонтального стабилизатора. Управляя вертикальным отклонением рулей высоты, можно изменить подъемную силу горизонтального стабилизатора, что приведет к тангажу БПЛА. При отклонении руля высоты вверх подъемная сила на горизонтальном стабилизаторе уменьшается, хвост опускается, а нос поднимается; при отклонении руля высоты вниз подъемная сила на горизонтальном стабилизаторе увеличивается, хвост поднимается, а нос опускается.
- Рули направления: Рули направления расположены на задней кромке вертикального стабилизатора. Управляя отклонением руля направления влево и вправо, можно изменять величину боковой силы, действующей на вертикальное оперение, вызывая тем самым рыскание дрона. При отклонении руля направления влево на вертикальное оперение действует боковая сила вправо, и дрон отклоняется влево; при отклонении руля вправо вертикальное оперение испытывает боковую силу влево, и дрон отклоняется вправо.