遥控直升机相关理论知识,飞直机理论基础（一）

建凯

本帖最后由 yxxlxjt222 于 2009-2-27 04:03 编辑 本文为网络转载： 遥控直升机　　遥控直升机(有人也叫遥控直升飞机)即可以远距离控制飞行的直升机。可分为玩具、航模、民用、军用等几类。现在最常见的是航模遥控直升机模型,遥控直升机分电动和油动两类,跟现实的直升机的最大的分别是多了一个副翼，用于更好控制旋翼的方向。 　　遥控直升机模型的一些基本知识点如下: 　　模型直升机能飞多高，多远？ 　　答：由于高度越高，空气密度就越低，所以直升机的飞行高度一般比固定翼飞机要低很多，即使是这样也已经远远大于我们的目视控制距离和遥控距离，所以可以这样来讲飞机的飞行高度与飞行距离是由遥控设备的安全遥控距离和目视距离所决定的。体形特别较小的飞机一般的飞行高度也可达到20米以上(大约5-6层楼)。 　　模型直升机能在空中飞多久？ 　　答：飞行的时间(留空时间)多少主要是由动力系统决定的。如电动直升机使用的电动机功率大小和携带的电池的电压与容量，油动直升机使用的发动机排气量和携带的燃料容积。一般无论是电动还是油动一次充电或加油后的留空时间在10-20分钟左右。一是能源重量的限制，其二也是考虑到避免操控者长时间精神高度集中的过渡疲劳而造成操控失误。 　　为何直升机那么难飞，没有想象的那么好飞？ 　　答：主要是由于2大原因造成的：1.直升机的自稳定性是不能与固定翼飞机相比的。除了共轴双桨结构的直升机之外，还没有任何一款直升机可以做到不控制状态下较长时间稳定的漂浮在空中(一般在10-20秒之内就会失去平衡而坠地)，所以必须时刻保持精神高度集中的控制！2.由于初学者在一开始还未在大脑中形成对控制方向的一种条件反射，所以往往在飞机处于某种飞行姿态下，通过发射机给与飞机错误的动作指令，甚至是大脑一片空白，而飞机却不能给与操控者足够的时间去更正，而造成坠地！只要不断的正确练习后就可以操控自如了！在初期也可以借助电脑模拟器来完成练习。 　　为什么直升机起飞时会向左或其他地方偏移，而不是笔直的起飞？ 　　答：由于陀螺效应与主桨下洗气流的影响，所以一般直升机在起飞时向左倾斜是正常的！需要略微的向右打些副翼控制杆(右手水平控制杆)，而不能通过副翼微调修正，等观察稳定悬停后机体的左右侧移的情况再调整副翼微调。如果向其他的方向偏移可以在地面上时通过微调进行修正。 [编辑本段] 什么是悬停，为什么要练习悬停？　　答：悬停是直升机所特有的一种飞行方式也是直升机飞行的魅力所在！顾名思义就是直升机几乎静止的停留在空中的某一处高度，从而可以完成普通固定翼飞机无法完成的任务！对于刚入门的朋友必定要从悬停飞行的练习开始，因为直升机的起飞、降落，以及其它的一些飞行动作的开始和结束都需要首先进入悬停飞行状态。所以悬停就成为了直升机飞行的基础练习科目！ 　　什么是普通十字盘控制模式？什么是CCPM十字盘控制模式？他们有什么区别？ 　　答：在普通模式十字盘控制方式下，副翼的动作仅仅由副翼舵机完成，升降的动作仅仅由升降舵机完成，桨距的变化也仅仅由桨距舵机完成，3个舵机各司其职。CCPM模式十字盘控制方式下，十字盘每一个动作都由3个舵机同时动作完成的。比如桨距的变化3个舵机同时推拉十字盘上下运动，副翼的动作同时由副翼和桨距舵机同时1推1拉完成，升降的动作由升降舵机和副翼及桨距舵机完成的1推1拉完成。 　　从上面的区别来看，比较两者的区别普通模式对单个舵机的力矩要求比较高，因为单一动作只有1个舵机出力，而CCPM任何单一动作至少有2个舵机出力，所以对舵机的力矩要求较低。但是，CCPM对舵机性能一致性的要求较高，舵机的行程与速度应尽可能的一样，否则会造成动作变形，比如桨距变化时3个舵机同上同下，如果行程不一样，就会造成不同桨距下十字盘不平，出现倾斜。如果速度不一样，同样会造成桨距变化中十字盘不平！ 　　从飞行性能上来讲2者之间对于初学者感觉不出什么区别，对于电动直升机的设备轻量化要求CCPM具有更多的重量以及动作力量上的优势，所以如果3D飞行CCPM将体现出明显的优势！而普通的飞行CCPM同样表现更稳定。 [编辑本段] 什么是桨距？　　答：桨距指的是直升机的旋翼或固定翼的螺旋桨旋转一周360度，向上或向前行走的距离(理论上的)。就好比一个螺丝钉，您拧一圈后，能够拧入的长度。桨距越大前进的距离就越大，反之越小！然而要测量实际桨距的大小是比较困难的，所以一般固定翼飞机使用桨距不变的螺旋桨上都会标明其直径和桨距的大小(单位以英寸居多)，以便于和合适的发动机配套使用。绝大多数的固定桨距的直升机桨一般是专为某一级别的飞机定制的，所以只标明直径。可变桨距直升机可以非常容易的通过测量桨叶的攻角(迎风角度)大小来体现桨距的大小，和变化幅度。 [编辑本段] 什么是变距直升机？　　答：变距指的是桨距可以随油门一同变化的直升机。和固定桨距的直升机相比有众多的优点！简单的来讲，具有更高的动力效率，更高的主桨转速，更平稳不畏惧气流(可在较大风甚至5级以上风的气候中平稳飞行)，更敏捷的反映，如果使用3D主桨(双凸对称翼型主桨)则可获得3D飞行能力(横滚，失速倒转，倒飞等动作比如Align Trex和黑鹰3D直升机)。 　　但是相对于固定桨距的直升机，同时具有变距机构复杂，调试维护难度高，遥控设备要求高，动力系统要求高，体形较大，破坏力大等缺点。所以对于入门来说，性能优越的小型固定桨距直升机，如Lama-2或者Cupid-II更适合！ 　　螺旋桨使用之前为什么要作动/静平衡？ 　　答：静平衡主要指2支的重量要一致，动平衡主要指2支的重心要一致！举个例子，大家都知道子弹的威力，其实子弹的重量只有20g左右，它的威力来自于大于 700m/s的高速度，高速赋予了他极大的动能！高速旋转的螺旋桨的最外缘的线速度可以达到60m/s(200km/h)以上！具有的高动能不可忽视。在如此的速度下，不同的重量产生的动能差也极大，造成巨大的震动！如果重量相同，而重心不同，同样会出现在同一个半径上(同心圆)的动能也会有差异。所以必须保证螺旋桨的动静平衡！ 　　什么是双桨？ 　　答：双桨是指2只或多只桨叶在旋转时，一高一低不在同一个旋转平面上！桨尖就好像张开的剪刀口。双桨是由于2只或多只桨的桨距不同造成(升力不同，这是在完成了对2支桨动/静平衡工作后)。只要在所有的桨叶尖部做上不同的标记并以其中一个作为基准，然后观察旋转时其它桨位于基准桨的上部还是下部，即可对其它桨的桨距(攻角)进行细微调整再次观察，如观察不到一高一低2个旋转平面即已消除双桨。双桨会引起强烈的震动，是必须被消除掉的！ [编辑本段] 如何安装副翼(稳定翼)？　　答：2个副翼的安装应该是完全没有角度的也就是0度！ 　　不知道陀螺仪是什么，起什么作用，为何比较贵？什么是锁尾(头)陀螺仪？如何判断锁尾还是非锁尾陀螺仪？ 　　答：陀螺仪是用来平衡直升机的方向的，就好像固定翼的方向舵一样。它能够自动的控制直升机，在发射机没有给出方向指令时，保持原来的方向！因为它是一个带有高灵敏传感器和高度自动化的微型设备，所以它的价格相对较高一些。 　　现在的中端陀螺仪都带有锁尾，他的工作方式不同于普通陀螺仪，简单一点讲，他不但对瞬间的大幅度的偏转具有修正力，而且对于持续的缓慢的小幅度的偏转同样具有强大的修正力，比如不断的侧风影响，普通的陀螺仪就不具有持续的修正能力，机尾会慢慢转向下风区，出现机头转向风吹来的方向，就出现了所谓的风标效应！锁尾陀螺仪就可以持续给尾舵机修正信号始终保持抵抗风力！另外锁尾功能在直升机的3D飞行中是必不可少的！ 　　锁尾还是非锁尾可以通过尾舵机的反映判断，如果左右打满舵然后迅速回中，如果此时尾舵机立即跟着回中则表示陀螺仪工作在非锁尾状态(有些陀螺仪可以在锁尾与非锁尾之间随意切换)或者是普通陀螺仪，如果不回中或者略微回一点表示工作在锁尾状态。回TOP 　　什么是追尾？为什么会追尾？如何把尾巴锁的更好？ 　　答：追尾的表象是机尾快速的向左右来回摇摆！关于追尾的问题，主要的原因是由于感度过高造成的。但是我们要注意的是感度不仅仅指陀螺仪本体感度。以下的因素在不调整陀螺仪本体感度时，同样影响着最终的感度。一、感度与尾舵机摇臂的长短有关，摇臂越长相当于提高了感度，反之则降低了感度，同时摇臂越长要求尾舵机的速度越快，要最好的效果就需要速度与长度相匹配；二、尾桨的转速，尾桨的转速越高相当于提高了感度，反之则降低了感度！所以一般3D模式的陀螺仪本体感度设定比普通模式要低5%-10%，以防止追尾！三、尾舵机的反映速度(不是指转速)，反映速度越快则可将陀螺仪本体感度相应提高，反之降低。四、不顺畅的联动机构也会造成追尾！ 　　要尾巴锁的好避免各种各样的问题必须密切关注以下几点： 　　1.陀螺仪的安装是否稳妥，有无松动？安装是否垂直？ 　　2.陀螺仪是否被安装在电动机或者调速器周边很接近的地方？ 　　3.陀螺仪是否被安装在震动非常大的飞机部位？ 　　排除任何不正常的震动，尽可能的把陀螺仪安装在靠近主轴的位置，这样才可能将陀螺仪本体的感度调到最高！这是相当重要的！ 　　4.调速器输出的接收电源中是否存在杂波？ 　　直接使用电池试一下！这类的问题一般出现在电动直升机或者使用某些独立BEC供电的情况下！ 　　5.尾部的机械部位运动是否顺畅？ 　　从尾舵机的连杆开始逐步检查每一个和尾桨变距有关的连接与滑动件，必须保证尾舵机的连杆推拉完全的轻松舒畅，合理的限定尾桨的最大桨距变化范围！ 　　6.尾舵机工作是否正常？ 　　选择一颗反映速度够快的尾舵机也是最直接的方式之一，但是要发挥出舵机的最大效能摇臂安装孔位的选择就很关键，原则是孔位的行程足够——已经限定的尾桨最大桨距变化范围即可！这样才可能将陀螺仪本体的感度调到最高！ 　　什么是自旋？为什么会出现自旋？ 　　答：自旋就是机体以主桨轴为圆心360度旋转！如果出现自旋，那么有两个可能。一、高速向左或右旋转，打方向舵无作用，则是陀螺仪反向，可切换陀螺仪本体上的反向开关。如没有反向开关，可通过反向安装固定陀螺仪来实现；二，机头向左(主桨顺时针旋转机型)较缓的自旋，如Align Trex和黑鹰3D直升机，满打右舵，有改善，但不能完全克服，则是主桨悬停桨距设定太高。 [编辑本段] 为什么电动飞机上没有电源开关？　　答：电动飞机一般都不设置电源开关的原因是开关的导通电阻较大(是普通导线的几十倍)对于大电流放电的模型来讲会产生高温和巨大的电压降以及电源损耗！同时电源开关在大电流工作时的可靠性也成问题(很可能烧毁)！所以，就取消了电源开关。那么有些电动模型有电源开关呢？这是因为开关不是直接串联在动力电源和设备之间的，而是由电子调速器提供的一个额外的功能。所以开关的功能只是保证在关闭时不向设备供电，但是调速器本身还是与电源直接接通的，并且一直在工作并没有断电，最后还是需要移除电源。 　　什么是电子调速器？ 　　答：电动直升机的动力是由各种电动机提供的，动力的输出大小是由电动机的转速来确定的，而电动机的转速就是由电子调速器控制的。控制步骤如下：发射机油门的高低位置通过无线电信号被飞机上的接收机所接收解码后，传输到接在接收机油门通道插座上的电子调速器3芯信号输入端，调速器根据信号判断将调速器另一端所接的动力电源分配出多少电能给与电动机，以起到调整电动机速度的功能。我们可以把调速器简单的看作一个可调电阻(事实上要复杂的多)。 　　什么是有刷电动机，什么是无刷电动机，他们有什么区别？ 　　答：电动机有有刷和无刷之分。有刷电动机的2个刷(铜刷或者碳刷)是通过绝缘座固定在电动机后盖上直接将电源的正负极引入到转子的换相器上，而换相器连通了转子上的线圈，3个线圈极性不断的交替变换与外壳上固定的2块磁铁形成作用力而转动起来。由于换相器与转子固定在一起，而刷与外壳(定子)固定在一起，电动机转动时刷与换相器不断的发生摩擦产生大量的阻力与热量。所以有刷电机的效率低下损耗非常大。但是，他同样具有，制造简单，成本及其低廉的优点，被普遍的应用在如Lama-2和Cupid-II上，发挥着良好的表现！ 　　无刷电机顾名思义就是没有任何刷！他的空载阻力主要来自转子与定子的旋转接触点，所以一般的无刷电机在转子两端都使用了滚珠轴承来减小摩擦！这样就不会有大量的摩擦阻力与热量(其实还是会发热，只是热源来自于线圈上的电阻损耗)，具有极高(80%-90% 以上)的效率与高转速！一般应用在需要大功率输出的模型上，提供卓越的强劲动力如Align Trex和黑鹰3D直升机！ 　　虽然有人称其为“直流无刷电动机”，但事实上模型上使用的无刷电机就是3相交流电动机！那为什么我们可以用普通的直流电源来驱动他呢？奥秘就在于我们使用的无刷电子调速器，他与普通的有刷电子调速器有很大不同！