一,、遙控直升飛機是什么
遙控直升飛機,,即可以遠(yuǎn)距離控制飛行的飛行器??煞譃橥婢?、航模、民用,、軍用等幾類?,F(xiàn)在最常見的是航模遙控直升機模型,遙控直升機分電動和油動兩類,,跟現(xiàn)實的直升機的最大的分別是多了一個副翼,,用于更好控制旋翼的方向。
遙控直升飛機的起飛,、飛行、降落等各動作主要是依靠各旋翼來完成的,。主旋翼槳葉轉(zhuǎn)動時會產(chǎn)生與空氣相對的上升氣流,,自然形成上升力。在利用旋翼的旋轉(zhuǎn)速度與各槳葉的角度變換,,致使飛機完成起飛,、升高、降落等多種不同的飛行動作,。遙控直升機向前飛行,,是由于各槳葉的角度在不同位置時,按固定規(guī)律變化所產(chǎn)生的,。旋翼產(chǎn)生的拉力相對于旋轉(zhuǎn)軸向前傾斜,,拉動遙控直升機前進。使遙控直升機向左或向右飛行也是同樣的道理,。
二,、遙控直升機結(jié)構(gòu)
1,、旋翼
模型直升機旋翼主要有對稱旋翼和不對稱旋翼,對稱旋翼指使用對稱翼型的旋翼,,主要用于3D飛行,,常見的不等距旋翼多為對稱旋翼。而不對稱旋翼包括所有的等距旋翼,,用于F3C飛行的不等距旋翼也有很多是不對稱旋翼,。
2、旋翼的動,、靜平衡
靜平衡主要指2支的重量要一致,,動平衡主要指2支的重心要一致!舉個例子,,大家都知道子彈的威力,,其實子彈的重量只有20g左右,它的威力來自于大于700m/s的高速度,,高速賦予了他極大的動能,!高速旋轉(zhuǎn)的螺旋槳的最外緣的線速度可以達到60m/s(200km/h)以上!具有的高動能不可忽視,。在如此的速度下,,不同的重量產(chǎn)生的動能差也極大,造成巨大的震動,!如果重量相同,,而重心不同,同樣會出現(xiàn)在同一個半徑上(同心圓)的動能也會有差異,。所以必須保證螺旋槳的動靜平衡,!
3、雙槳
雙槳是指2只或多只槳葉在旋轉(zhuǎn)時,,一高一低不在同一個旋轉(zhuǎn)平面上,!槳尖就好像張開的剪刀口。雙槳是由于2只或多只槳的槳距不同造成(升力不同,,這是在完成了對2支槳動/靜平衡工作后),。只要在所有的槳葉尖部做上不同的標(biāo)記并以其中一個作為基準(zhǔn),然后觀察旋轉(zhuǎn)時其它槳位于基準(zhǔn)槳的上部還是下部,,即可對其它槳的槳葉角進行細(xì)微調(diào)整再次觀察,,如觀察不到一高一低2個旋轉(zhuǎn)平面即已消除雙槳。雙槳會引起強烈的震動,,是必須被消除掉的,!
4、變距系統(tǒng)
(1)槳首控制組:
槳首控制組也叫旋頭,,用于完成對模型直升機主旋翼的周期變距,,調(diào)整旋翼升力分布,,改變飛行姿態(tài)。
器關(guān)鍵部件為傾斜盤(也叫十字盤)以及各種連桿和蹺蹺板結(jié)構(gòu),。也有少數(shù)模型飛機使用直拉結(jié)構(gòu)和無副翼結(jié)構(gòu),。
(2)關(guān)于傾斜盤的控制:
普通十字盤控制模式,CCPM十字盤控制模式,。
在普通模式十字盤控制方式是指機械混控,,已經(jīng)非常少見了,副翼的動作僅僅由副翼舵機完成,,升降的動作僅僅由升降舵機完成,,槳距的變化也僅僅由槳距舵機完成,3個舵機各司其職,。CCPM模式十字盤控制方式下,,十字盤每一個動作都由3個舵機同時動作完成的。比如槳距的變化3個舵機同時推拉十字盤上下運動,,副翼的動作同時由副翼和槳距舵機同時1推1拉完成,,升降的動作由升降舵機和副翼及槳距舵機完成的1推1拉完成。
從上面的區(qū)別來看,,比較兩者的區(qū)別普通模式對單個舵機的力矩要求比較高,,因為單一動作只有1個舵機出力,而CCPM任何單一動作至少有2個舵機出力,,所以對舵機的力矩要求較低,。但是,CCPM對舵機性能一致性的要求較高,,舵機的行程與速度應(yīng)盡可能的一樣,,否則會造成動作變形,比如槳距變化時3個舵機同上同下,,如果行程不一樣,,就會造成不同槳距下十字盤不平,出現(xiàn)傾斜,。如果速度不一樣,,同樣會造成槳距變化中十字盤不平,!
從飛行性能上來講2者之間對于初學(xué)者感覺不出什么區(qū)別,,對于電動直升機的設(shè)備輕量化要求CCPM具有更多的重量以及動作力量上的優(yōu)勢,所以如果3D飛行CCPM將體現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢,!而F3C飛行CCPM同樣表現(xiàn)更穩(wěn)定,。
5、動力系統(tǒng)
(1)電動模型直升機的動力系統(tǒng):
動直升機的動力是由各種電動機提供的,,動力的輸出大小是由電動機的轉(zhuǎn)速來確定的,,而電動機的轉(zhuǎn)速就是由電子調(diào)速器控制的,。控制步驟如下:發(fā)射機油門的高低位置通過無線電信號被飛機上的接收機所接收解碼后,,傳輸?shù)浇釉诮邮諜C油門通道插座上的電子調(diào)速器3芯信號輸入端,,調(diào)速器根據(jù)信號判斷將調(diào)速器另一端所接的動力電源分配出多少電能給與電動機,以起到調(diào)整電動機速度的功能,。
(2)關(guān)于動力電池:
一般普遍使用的動力電池類型有鎳鎘,,鎳氫電池,鋰聚合物也已經(jīng)普及起來了,。鋰聚合物電池具有大電流放電的能力,,高功率型可以達到30c上的放電能力!沒有記憶效應(yīng),,普遍使用在車輛,、艦船、航空模型中,。能量密度高,,重量輕,單體標(biāo)稱電壓3.7V,,充電截止電壓4.2V,,放電截止電壓3V,是好的動力電池,,但是鋰聚合物電池十分嬌氣,,過充或過放則電池立即損壞,甚至燃燒爆炸,。
鎳氫池也具有較大電流放電的能力,,高功率型可以達到15c上的放電能力!而且沒有明顯的記憶效應(yīng),,可隨時進行充電,,重量較鎳鎘電池輕,曾被普遍的使用在飛機模型中或者車船模型中,,逐漸被淘汰,。這類電池的充電比較方便,可以使用普通的電源適配器即可,,充電時間的大致計算方法為(電池容量/適配器電流=小時數(shù)),,電池的溫度可以表示充電量,電池沖飽時一般溫度會達到40攝氏度左右,。當(dāng)然使用自動充電器效果更好,。
6、模型直升機的控制系統(tǒng)
(1)遙控設(shè)備的設(shè)置
遙控設(shè)備對于模型來說是非常重要的,,但是入門機型一般使用普通的通用型6道全比例遙控就已經(jīng)滿足了,!最好是直接購買已經(jīng)配套齊全,,并且調(diào)試完成,馬上就可以進行飛行的RTF(Ready To Fly)版本100%成品機,!而不必專門購買高級的遙控設(shè)備,。
(2)通道反向開關(guān)
簡稱REV全稱SERVO(伺服器)REVERSING(反向),由于不同的遙控設(shè)備(舵機/調(diào)速器等)的接受信號存在不同的方向,,我們可以簡單的理解為不同的正負(fù)極性,。如,某個舵機在本來推桿是向左轉(zhuǎn),,但是換了一個舵機他卻是向右轉(zhuǎn),。為了解決這個問題,一般在發(fā)射機上為每個通道都提供了正反向開關(guān),,入門級遙控設(shè)備一般在面板的右或左下角,,也可能是其他的地方設(shè)置了一組撥動開關(guān)與通道一一對應(yīng),上下?lián)軇娱_關(guān)就可以改變相應(yīng)通道的信號方向,。在具有LCD屏幕的高端設(shè)備中一般會有專門的SERVO REVERSING或REV菜單,,可在菜單中進行設(shè)定。
(3)EPA
EPA全稱End Point(終點)Adjustments(調(diào)整),,用于調(diào)整通道的兩端終點的最大行程,,一般用于限制超出模型要求范圍的舵機動作量!每個通道分為上下兩個終點,,可以獨立調(diào)整終點的(舵機)行程,!如,,升降通道舵桿推到上頂端(假設(shè)上端UP EPA是100%),舵機向左旋轉(zhuǎn)30度,重新設(shè)定UP EPA是50%那么推到上頂端舵機向左旋轉(zhuǎn)只有15度,,如果重新設(shè)定UP EPA是0%那么推到上頂端舵機根本不會轉(zhuǎn)動,!升降通道舵桿推到下底端的舵機動作量是由DOWN EPA的數(shù)值決定的,。
(4)D/R
D/R全稱Dual(雙向)Rates(舵量比率),,同樣用于調(diào)整通道的兩端終點的最大行程,但不同于EPA,,D/R只有一個設(shè)定值,,所以是同時作用于兩端終點并且雙向?qū)ΨQ,D/R功能可以通過專用的D/R開關(guān)切換不同的參數(shù)值,,一般用于切換大小舵量的控制,,適應(yīng)模型在不同飛行要求時對舵機動作量不同要求!如,,升降通道舵桿推到上或下頂端(假設(shè)D/R是100%),,舵機向左或右旋轉(zhuǎn)30度,,重新設(shè)定D/R是50%那么推到上或下頂端舵機向左或右旋轉(zhuǎn)只有15度,。
(5)EXP
EXP全稱Exponential(指數(shù)曲線),,EXP也只有一個設(shè)定值,同時作用于兩端并且雙向?qū)ΨQ,,但是這個參數(shù)是不會改變(舵機)最大行程,,它的作用是將原先的遙桿與舵量的直線關(guān)系轉(zhuǎn)換為指數(shù)曲線的關(guān)系,改變遙桿在中點至上下1/2位置內(nèi)與1/2到上下頂端的舵量敏感度,。EXP功能一般合用D/R開關(guān)切換不同的參數(shù)值,。
如,假設(shè)EXP是0%相當(dāng)于關(guān)閉了曲線,,此時上下推動遙桿,,舵機同時會做出對應(yīng)的(直線關(guān)系)動作,重新設(shè)定EXP是50%(-50%)那么再上下推動遙桿,,可以發(fā)現(xiàn)在上下推桿到1/2位置以內(nèi)時,,舵機的動作量明顯比0%小了很多,而推桿大于上下1/2位置時,,舵機的動作量明顯比0%大了很多,,遙桿與舵量的直線關(guān)系已經(jīng)轉(zhuǎn)換為一條向下彎曲的指數(shù)曲線關(guān)系了。重新設(shè)定EXP是-50%(50%)那么再上下推動遙桿,,可以發(fā)現(xiàn)在上下推桿到1/2位置以內(nèi)時,,舵機的動作量明顯比0%大了很多,而推桿大于上下1/2位置時,,舵機的動作量明顯比0%小了很多,,遙桿與舵量的直線關(guān)系已經(jīng)轉(zhuǎn)換為一條向上彎曲的指數(shù)曲線關(guān)系了,但是最大舵量還是一樣的,!參數(shù)設(shè)定越高曲線變化越明顯,!
(6)D/R與EXP最佳的作用
假設(shè)我們?yōu)樯刀嬖O(shè)定了2個D/R值100%用于筋斗飛行,50%用于普通的練習(xí)飛行,,看似好像解決了大小舵量的控制,,但是忽略了最大舵量的確定同時改變了遙桿敏感度。如,,D/R 100%時需要舵機旋轉(zhuǎn)10度,,只需要推桿1/3即可,但D/R 50%時需要舵機旋轉(zhuǎn)10度,,就需要推桿到2/3,!如此大的差別,顯然使飛行者難以適應(yīng),,而且也不合理,!
此時如果配合EXP的使用就可以很好的解決這個問題!我們?yōu)?個D/R值分別對應(yīng)設(shè)定2個EXP值。如,,D/R 100%配合EXP 60%(-60%),,D/R 50%配合EXP 0%,如此需要舵機旋轉(zhuǎn)10度,,在2種D/R模式下的推桿位置可能就差不多了,。保持了2種D/R模式在正常飛行小幅度(小于1/2)桿量修正時的遙桿敏感度的一致性而又不會影響到最大的舵量(筋斗飛行)!例子只是說明了D/R和EXP的配合效果,,如果要達到最好的效果還是需要經(jīng)過多次的飛行嘗試后確定,。
(7)油門曲線
Throttle(油門)Curves(曲線)目的是把直線變化的油門,變?yōu)榍€變化,,以此提供不同的飛行模式,。我們以最簡單的3點曲線來說明,我們把發(fā)射機油門遙桿從下底端,,中段,,上頂端分為3個點,普通的發(fā)射機對應(yīng)的油門量分別是0%,,50%,,100%,如果具有油門曲線的發(fā)射機,,則可對這3個點單獨進行設(shè)定,。比如,我們將下底端的0%設(shè)定為100%,。這時,,油門搖桿的位置在中段時油門量為50%,向上向下推動油門遙桿都是不斷的增加油門量直到100%油門,。這時我們看到的是一個V字形變化的油門曲線了(這是3D模式的油門變化要求),。
(8)槳距曲線
Pitch(槳距)Curves(曲線)目的是把直線變化的槳距,我們把發(fā)射機油門遙桿(槳距的變化是依附于油門遙桿的)從下底端,,中段,,上頂端分為3個點,普通的發(fā)射機對應(yīng)的槳距量分別是0%(-10度),,50%(0度),,100%( 10度),如果具有槳距曲線的發(fā)射機,,則可對這3個點單獨進行設(shè)定,。比如,我們將下底端的0%設(shè)定為50%,,中段設(shè)為80%,,從下底端推動油門遙桿到上頂端槳距量分別是50%(0度),80%( 6度),100%( 10度),。這時我們看到的是一個只走了上半段行程的槳距曲線(這是普通模式的槳距變化要求),。5點曲線就是在3點之間插入2個點,以提供更接近曲線的平滑設(shè)定,。當(dāng)然還有一些高端的遙控器提供了7點甚至更多的設(shè)定點。那么多少合適呢,,對于世界級的比賽其實5點或以上就已經(jīng)足夠了,!
(9)可變距直升機不同的飛行模式
Flight(飛行)Modes(模式)是為了針對直升機的不同飛行性能與動作要求而產(chǎn)生的。飛行模式包含了2個關(guān)鍵的參數(shù):油門曲線與槳距曲線,。不同的飛行模式由不同的的油門曲線與槳距曲線組合而成的,。一般中高端遙控器會提供3-4種飛行模式,每一種飛行模式都有獨立的油門曲線與槳距曲線,,通過專用的飛行模式開關(guān)進行切換,。通常人為的定義為Normal(普通模式,懸停),,Idle1(F3C模式,,上空航線,筋斗與橫滾),,Idle2(F3D模式,,3D,倒飛),,Holding(油門鎖定模式,,熄火降落)。這個功能在具有直升機功能與LCD屏幕的遙控器如HITEC OPTIC 6和與HITEC ECLIPSE 7都有提供的,!
(10)上下跟軸混控功能
這個功能一般是被用在直升機上的特有功能,。直升機的機頭方向偏轉(zhuǎn),在發(fā)射機沒有給出轉(zhuǎn)向指令時,,完全是由陀螺儀自動輸出的控制信號來控制的,。控制的目的是抵銷主槳產(chǎn)生的反扭力,,始終保持機頭方向不發(fā)生任何偏轉(zhuǎn),。
由于早期的陀螺儀不支持鎖頭功能(自動補償),在一種穩(wěn)定轉(zhuǎn)速與槳距的狀態(tài)下設(shè)動好了陀螺儀,,但是改變轉(zhuǎn)速或槳距后,,無法自動補償出現(xiàn)的反扭距變化量,就會再次出現(xiàn)機體的偏轉(zhuǎn),。這就需要上下跟軸混控功能(Revolution Mixing),。所以在一些中高端的遙控設(shè)備中提供了上下跟軸混控功能。
他的工作原理是,將油門通道與方向通道之間建立一種聯(lián)合動作的機制(混控),,這個聯(lián)合機制是越過陀螺儀直接作用在方向通道上的,。比如將油門在中間位置時作為中間基準(zhǔn)點,最高位置作為高點并設(shè)定一個混控量,,最低位置作為低點也設(shè)定一個混控量,。當(dāng)油門由中間基準(zhǔn)點移動到高點陀螺儀做出修正幅度時方向通道同時疊加一個動作在原修正動作之上,而疊加動作量的大小由高點設(shè)定的混控量決定,,反之亦然,。這個相對較大的動作就可以彌補不同轉(zhuǎn)速與槳距變化量!
另外一種情況就是出現(xiàn)的鎖頭陀螺儀,,由于有些低端鎖頭陀螺儀的輸出修正電信號幅度和速度是有限的,,同時執(zhí)行修正電信號指令的尾電機或者尾舵機同樣受制于執(zhí)行速度的快慢。在快速的動力(油門)變化過程中,,有時尾電機或者尾舵機甚至于陀螺儀會出現(xiàn)瞬間修正幅度輸出不夠,!具體表現(xiàn)在比如,穩(wěn)定旋停中的直升機,,快速大幅提升油門,,飛機快速爬升的同時自動的伴隨著機頭向左機尾向右的偏轉(zhuǎn),或者快速大幅降低油門,,飛機快速降低的同時自動的伴隨著機頭向右機尾向左的偏轉(zhuǎn),。偏轉(zhuǎn)幅度越大,說明瞬間修正幅度越少,。
雖然可以通過使用高速的尾舵機,,高級的陀螺儀或者一些機械設(shè)定措施來改善。但是前者增加過多成本,,而后者改善是相當(dāng)小的,。此時應(yīng)用上下跟軸混控適當(dāng)?shù)脑谧罡呶恢煤妥畹臀恢迷O(shè)定一個混控量。當(dāng)油門由中間基準(zhǔn)點移動到高點陀螺儀等做出修正幅度時方向通道同時疊加一個動作在原修正動作之上,,疊加動作量的大小由高點設(shè)定的混控量決定,,反之亦然。這個相對較大的動作就可以彌補瞬間修正幅度的不足,!
這個功能在具有直升機功能與LCD屏幕的遙控器中如HITEC OPTIC 6與HITEC ECLIPSE 7都有提供,!
(11)模擬器接口,教練接口,,DSC接口
模擬器接口是將發(fā)射機連接電腦飛行模擬器專用連接線在電腦中模擬真實飛行場景的接口,。教練接口是把兩臺發(fā)射機(同一品牌)通過專用的教練連接線連接起來,實現(xiàn)一個教練員針對一個學(xué)員的教練-學(xué)員實時帶飛教學(xué)系統(tǒng),。
DSC全稱Direct(直接)Serov(司服器)Control(控制),,它的作用是通過專用的DSC連接線將發(fā)射機的控制信號不通過高頻頭,,而直接通過DSC線傳送的接收機的DSC接口。好處是減少調(diào)整過程中發(fā)射機的耗電量,,也不會碰到其它同頻率發(fā)射機在工作的干擾,!DSC一般在一些高端的遙控設(shè)備中才有。事實上遙控器只要有模擬器接口就可以支持DSC功能,,但是這個功能需要接收機的支持,。具有DSC接口的接收機才具有此功能。
以上的功能一般全部通過發(fā)射機背面的一個接口提供!
(12)陀螺儀
模型直升機上使用的陀螺儀是用來保持直升機的方向的,,它能夠自動檢測飛機的姿態(tài)(垂直軸方向上)并自動控制直升機,,在發(fā)射機沒有給出方向指令時,保持原來的方向,!因為它是一個帶有高靈敏傳感器和高度自動化的微型設(shè)備,,所以它的價格相對較高一些,。
中端陀螺儀都帶有鎖尾,,他的工作方式不同于普通陀螺儀,簡單一點講,,他不但對瞬間的大幅度的偏轉(zhuǎn)具有修正力,,而且對于持續(xù)的緩慢的小幅度的偏轉(zhuǎn)同樣具有強大的修正力,比如不斷的側(cè)風(fēng)影響,,普通的陀螺儀就不具有持續(xù)的修正能力,,機尾會慢慢轉(zhuǎn)向下風(fēng)區(qū),出現(xiàn)機頭轉(zhuǎn)向風(fēng)吹來的方向,,就出現(xiàn)了所謂的風(fēng)標(biāo)效應(yīng),!鎖尾陀螺儀就可以持續(xù)給尾舵機修正信號始終保持抵抗風(fēng)力!另外鎖尾功能在直升機的3D飛行中是必不可少的,!
鎖尾還是非鎖尾可以通過尾舵機的反映判斷,,如果左右打滿舵然后迅速回中,如果此時尾舵機立即跟著回中則表示陀螺儀工作在非鎖尾狀態(tài)(有些陀螺儀可以在鎖尾與非鎖尾之間隨意切換)或者是普通陀螺儀,,如果不回中或者略微回一點表示工作在鎖尾狀態(tài),。
(13)追尾
追尾的表象是機尾快速的向左右來回?fù)u擺!關(guān)于追尾的問題,,主要的原因是由于感度過高造成的,。但是我們要注意的是感度不僅僅指陀螺儀本體感度。以下的因素在不調(diào)整陀螺儀本體感度時,,同樣影響著最終的感度,。一、感度與尾舵機搖臂的長短有關(guān),,搖臂越長相當(dāng)于提高了感度,,反之則降低了感度,,同時搖臂越長要求尾舵機的速度越快,要最好的效果就需要速度與長度相匹配,;二,、尾槳的轉(zhuǎn)速,尾槳的轉(zhuǎn)速越高相當(dāng)于提高了感度,,反之則降低了感度,!所以一般3D模式的陀螺儀本體感度設(shè)定比普通模式要低5%-10%,以防止追尾,!三,、尾舵機的反映速度(不是指轉(zhuǎn)速),反映速度越快則可將陀螺儀本體感度相應(yīng)提高,,反之降低,。四、不順暢的聯(lián)動機構(gòu)也會造成追尾,!
要尾巴鎖的好避免各種各樣的問題必須密切關(guān)注以下幾點:
a.陀螺儀的安裝是否穩(wěn)妥,,有無松動?安裝是否垂直,?
b.陀螺儀是否被安裝在電動機或者調(diào)速器周邊很接近的地方,?
c.陀螺儀是否被安裝在震動非常大的飛機部位?
排除任何不正常的震動,,盡可能的把陀螺儀安裝在靠近主軸的位置,,這樣才可能將陀螺儀本體的感度調(diào)到最高!這是相當(dāng)重要的,!
d.調(diào)速器輸出的接收電源中是否存在雜波,?
直接使用電池試一下!這類的問題一般出現(xiàn)在電動直升機或者使用某些獨立BEC供電的情況下,!
e.尾部的機械部位運動是否順暢,?
從尾舵機的連桿開始逐步檢查每一個和尾槳變距有關(guān)的連接與滑動件,必須保證尾舵機的連桿推拉完全的輕松舒暢,,合理的限定尾槳的最大槳距變化范圍,!
f.尾舵機工作是否正常?
選擇一顆反映速度夠快的尾舵機也是最直接的方式之一,,但是要發(fā)揮出舵機的最大效能搖臂安裝孔位的選擇就很關(guān)鍵,,原則是孔位的行程足夠——已經(jīng)限定的尾槳最大槳距變化范圍即可!這樣才可能將陀螺儀本體的感度調(diào)到最高,!
(14)自旋
自旋就是機體以主槳軸為圓心360度旋轉(zhuǎn),!如果出現(xiàn)自旋,那么有兩個可能,。一,、高速向左或右旋轉(zhuǎn),,打方向舵無作用,則是陀螺儀反向,,可切換陀螺儀本體上的反向開關(guān),。如沒有反向開關(guān),可通過反向安裝固定陀螺儀來實現(xiàn),;二,,機頭向左(主槳順時針旋轉(zhuǎn)機型)較緩的自旋,如Align Trex和黑鷹3D直升機,,滿打右舵,,有改善,但不能完全克服,,則是主槳懸停槳距設(shè)定太高,。