从航模入门到了解无人机.docx
从航模入门到了解无人机V1.O2012年2月第一讲:怎样把飞机飞起来?().这篇文庶是用来做什么的?这黝文章是为YS09无人机(固定巩)自动驾驶仪配备的技术资料,目的是帮助时航模无人机了的不多的用户尽快驾驭最基本的行业学问,为了照看更多的用户,把最低入门标准设定为“对航模无人机一窍不通”.但要求用户至少知道“力”和“电压”的概念,大致相当于初中二年级的学问水平,刚好踩到门槛上的用户,只要行花上一两天的时间,通读儿遮全文,即使在光看不练的状况下,也能从最基本的航模学问起步,逐步深化后,起先进入无人机领域,井最终达到无人机专业应用领域从业者的初等以上的理解水平。此外,本文对本行业从业人员、打算进入这个行业的人员和对本行业感爱好的人员(如航模玩家、无人机行业用户和探讨者来讲,都有确定的参考价值.1 .彳i哪几种固定翼(航模与无人机飞机?怎么确定空速针管的安装位汽?从舱面布局的角度动身,有三类固定巩E机:常规布局(无能面混控,带有升降舵面、左刷义蛇面和右制翼舵面.以及方向舵面)、飞典布局(升降副翼混控.带有两个差动舱而)和V尾布局(升降方向混控,带有两个差动能面).“舵面”和“混控”的概念参见下文.其中,无副翼布局一是没有鸵面泥控,也没有制翼舵面;二是无混控且有副双舵面,但闲置不用)也归类为常规布局.它服布局可分为两个子类:E翼布局带方向能,E翼布局不带方向舵.V尾布局也可分为两个子类:V尾布局带制典,V尾布局不带副翼.从螺旋桨的安装位跟动身,还可以分为前拉式和背推式两种飞机类型.上图所示的常规布同机型,螺旋桨装在机头位汽,加么它就是前拉式飞机,上图所示的飞翼布局机型,螺旋桨装在机尾位置,那么它就是背推式飞机。螺旋桨带起的涵流.会影响空速(即飞机飞行时相对干空气的速度)测出的精确性,而空速针管(空气从今处进入机体内,并作用于飞行限制处理器上的空速传感器)必需与飞机侬轴垂H,指向前方,所以时前拉式飞机而言,空速针管只能装在机轼上。对背推式飞机,空速针管UJ以装在机翼匕如卜图所示:2对首推式飞机,空速针管还可以奘在机头,如下图所示:空速测量的同密,以后再讲,这里坦哲略过。还有其他分类,如涵道和非涵道等,与固定翼航拍这个主题关联不大,不再赘述.如雷深究,谛自行有阅相关技术资料。2 .什么是舱面?什么是混控?舱而有哪些运用规则?行业习惯:以机头方向为准(即机头为的)来区分前后左右.对常规布局机型,所谓鸵面就是机试后侧和机尾后恻可以自由转动的部分.其中升降舵面是水平尾翼后偏的可以上下转动的部分,方向舵面是率出尾翼后侧的可以左右转动的部分(垂尾在平尾上方,为上单典飞机垂尾在平尾下方,为下单翼飞机):左副翼.鸵面就是左机翼后侧的可以上下转动的部分.右副匏舵面就是右机械后侧的可以上下转动的部分.一股而言,左右副斓舵面遵守“同时等幅反向转动”的运用规则,即:左副宽径面以某个转动角向上运动,同时行副翼舵面必需以同等大小的转动角向卜运动,左副翼能面以某个转动角向下运动,同时右期典舵而必需以同等大小的转动角向上运动.对飞翼布网机型,可以把两个差动能面当一个升降舵面来用,遵守“同时等幅同向转动”的运用规则,即两个差动舵面同时以某个转动角向上转动或同时以某个转动角向下转动:也Ur以把两个差动舵面当两个副翼花面来用,即左差动舵面相当于左副翼能面而右差动舵面相当于右期翼舵面,此时依IH遵守“同时等幅反向转动”的焰用规则.飞翼布局机型假如带方向鸵,运用规则与常规布局时IIIH.对V星布局机型,可以把两个差动他面当一个升降舵面来用,遵守“同时等幅同向转动”的规则,即两个差动舵面同时以某个转动角向上转动或同时以某个转动角向下转动:也可以把两个差动舵面当一个方向舵而来用.遵守“同时等幅同向转动”的规则.即两个差动舵而同时以某个转动角向左转动或同时以某个转动角向右转动.V星布局机里假如带副翼,运用规则与常规布局时相同.3 .什么是通道?RC放射机的舵机通道有什么特点?3在航模中运用RC放射机,来限制飞机各冗面的动作.其中,“RC(remoteCommD”,即“遥控"的英文缩写,从用户接口的角度动身,RC放射机上比较我要的部件彳i舵机擢杆(Siick),舵机微调(Trim)和开关(SWitCh).舵机摇杆有两个,一左一右,每个摇杆都能上下转动和左右转动.M设对常规布局机型,摇杆动作满意以下运用现则:左摇杆上下转动时,升降蛇面上下转动,左推杆左右转动时,副阪舵面上下转动,右短杆上下转动时,螺旋桨的转动速度发生变更,右擢杆左右转动时,方向解面左右转动,此时称:“左摇杆上下转动时,限制升降通道:左摇杆左仃转动时,限制副翼通道,右摇杆上下转动时.限制油门通道,右摇杆左右转动时.限制方向通道”.在这里可以这样简洁理解“通道”的概念:一个通道对应一个(或一组)限制接【I和一个(或一粗)被限制设备,以及一个(或一组)限制功能,如,升降通道对应于升降摇杆(即上卜书动时的左摇杆)和升降舵面,以及升降能面的转动,即限制接口是升降摇杆,被限制对象是升降舵面(事实I:是升降能机下文具体健开),限制功能是使升降舵而发生也动.同样,一个两段开关(有两个可移动位置,即拨上和拨下)可以对应于一个着端伞舵机通道。开关拨上为开伞,开关拨下为关伞.此时该通道只有有限个(两个)限制状态,称之为开关通道,而在升降通道中,升降舵面可以转过很多用度(如10.1度,10.2¢,I1.度,20度等),实际可对应于多数个状态,这样的通道一般称之为比例通道.RC放射机上的每个旋诩,也可以对应于一个比例通道.但在本文中,提钮用处不大,所以不作具体绽开.RC放射机上行四个小本舵机通道1副翼通道、升降通道、油门通道和方向通道,行业习惯将之定义为:CH1.=A1.1.CH2=E1.E.CH3=HR,CH4=RUD,其中.A1.1.是ai1.eron缩写,即副典舵机,E1.E是e1.evator的缩写,叩升降舵机,THR是thro1.e的缩写,即油门,RUD是adder的缩写,即方向他。CH是ChanneI的缩写,即通道,RC放射机上的四个微调开关,与四个基本舵机通道相对应,用于谢挈每个通道的舵机中立八,(在下文绽开.依据上面假设的摇杆动作运用上端在上图的上图即“RC放射4机接口示意图”中,从左到右,四个微调分别是:副就微调(水平放?D、升降微调(率百放置)、油门微调垂直放置)和方向微调(水平放置),留意到,关于摇杆的运用,有“美国手“H本手”等不同定义,即左摇杆左右运动时,可能对应方向通道而非副鬼通道,也可能对应副!通道而非方向通道.具体状况因RC放射机厂家技术标准和用户个人习惯的不同而不问,此处不做爆开。为简洁起见,本文从头到尾都遵从上面假设的摇杆运用规则,0P:“左摇忏上卜转动时.米劄升降通道:左摇杆左右转动时.限制硼翼通道,右摇杆上下转动时,限制油门序道,右推杆左右转动时,限制方向通道”.关于掘杆动作和舵面运动的关系,有几个必褥遵守的行业习惯:(1)副翼摇杆往左打,左榭翼舵面对上偏转而右副翼舵面对下偏转.副翼摇杆往右打.左副翼蛇面对下倒转而右副翼舵面对.偏转.(2)升降摇杆往上打,EP“推杆”,升降鸵面对下偏转.升降猫杆往下打,即“拉杆”,升降舵面对上侑转,(3)油门摇忏往上打,螺艇桨转速加快,油门摇杆往下打,螺旋桨8速减慢。(4)方向摇杆往左打,方向舵面对左倒转.方向摇杆往右打.方向舵Ifii对右偏转.(5)舵面混控时,I可时遵从前文所述的舵面运用现娟和上面的四条行业习惯,即:当升降舵面用时,升降插杆往上打,两个差动舵面同时向下等你(W转,升降规杆往卜打.两个差动舵面同时向上等幅偏其:当方向舵面用时,方向摇杆往左打两个旌动舵而同时向左等幅偏转.方向摇杆往右打,两个差动鸵面同时向右等他偏传:当即或蛇面用时,两个基动舵面同时反向等幅儡转,即:副翼摇杆往左打,左龙动能面对上偏拈而右差动舵面对卜(W转,副诞揣杆往右打.左差动舵面对下倒挖而右差动舵面对I-.偏转.依抠舵机安袋位置的不同,以及RC放射机设武的不同,彳I"可能出现不符合上述行业习惯的状况,此时必需进行一个很垂要的操作,即轮面反向设置(下文绽开)。4 .假设出儿时E机水平HQ个区时应在中立位上,此时舱面运动与飞机运动行什么关系?口如i者无法把上文的摇杆动作和舵面运动相关的行业习惯背下来,那么.这里再深人绽开一个简洁的力学分析,说明该行业习惯的来龙去脓,以帮助大家更好的埋解其中的道理,所谓舵面中立位,般是与机翼或机尾处F同平面的位汽,即舱面没有发生偏转。除油门摇杆(把摇杆推到某个位置,松开摇杆,推杆保持原位不动而不会自动归中)外,升降摇杆、即翼摇杆和方向摇杆,推到某个位置,松手后,它们都会自动归中即回到中间位K.平衡性能较好的飞机,放开摇杆后,一般都能水平直飞,否则可以运用微调进行校正.5对上图所示的上单翼常规布局机电:摞脆桨转动,给E机一个向前的动力,这样,空气相对于飞机.从机头朝机尾起动.被机体阻隔后形成股卜.层气流和一股下层气流.其中上层气流时飞机施加向不、向下的作用力,下层气流对飞机施加向后、向上的作用力.(I)升降福杆往上打,升降舵面对下侑转,此时下层气流起主导作用,对飞机产生向上、向后的作用力,机尾就会绕机体重心向上行动,而机头则相应地绕机体重心向卜爷动,(2)升降摇杆往下打,升降舵面对IfW转.此时卜.层气流起主导作用,对飞机产生向下.向后的作用力,机尾就会烧机体里心向下转动,而机头则相应地绕机体氽心向上转动.(3)方向推杆往左打,方向舵面对左信转,此时上层气流起主导作用,对飞机产生向右、向后的作用力,机尾就公绕机体重心向右转动,而机头则相应地绕机体重心向左转动,(4)方向摇杆往右打,方向舵面对右偏转,此时上层气流起主导作用对飞机产生向行.向后的作用力,机尾就会绕机体里心向左转动,而机头则相应绕机体更心向右转动.(5)副讽摇杆往左打,左硼翼舵面对上偏转而右副我舵面对下偏转,上层气流对左副翼舵面幅加向下、向后的作用力,而F层气流对右刷翼舵面施加向上'向后的作用力,于是左机翼境机体重心向下发动同时右机翼绕机体重心向上转动.(6)副6摇杆在右打,左6黑舵面对下偏转而右BdK舵面对上偏转,下层气流对左副何他面施加向上、向后的作用力,而上层气流对右副翼院面族加向下、向后的作川力,于是左机翼绕机体用心向上转动同时有机讴绕机体用心向卜利动。结合上下文,简洁叙述为:“升降扁忏推杆.机头下沉,升降摇杆拉杆机头上拼:方向摇杆往左,机头左转,方向摇杆往右,机头右转:副翼摇杆往左,左机K下沉,副翼摇杆往右,右机翼下沉:油门摇杆往上,翅旋桨转快,油n摇杆往下,螭旋桨转悔.”这是短个航模玩家实际手动操作时必需知道的操作规则,或并称之为更为简明好用的“行业习惯”.习惯I:把通过RC放射机限制飞机的方式称之为手动模式(Manua1.Modc).猛嚣迂议说者自行分析,把手动模式下,翔行动作、舵面运动和机体运动三苕之间的相互关系理解透沏,并能在不行任何相关货料的前提下的时史述出来。5 .在鹿高、转弯、压线等典型状况下,摇杆、舵面与E机运动:者之间有哪贱相比关系?在理解一般状况(摇杆动作比较小飞机基本处于水平H飞状态下摇杆'轮向与飞机运动三者之间的相互关系后,还要对典型伏况下的位置限制(即如何精确限制飞机从一处飞到另处)进行筒沽分析,为后面深化探讨固定何航拍的自动限制原理打下基础.主要分为:油门限制、右度限制、转/限制和航线限制四个部分。实际操作中,按E手的个人习惯,细微环节会有所不同.这里只按志向状态(即近乎自动限制时的效果下的状况绽开叙述.为了筒沽起见,依旧以常规布局机型为例绽开叙述。(D油门限制假设机头上抬,或下沉角质不大,螺旋桨的挣动必定会产生向上的作用分力.此时油门推杆向下打,螺旋桨转速变向前运动的速度变小,向上的作用分力就会明显变小,而相对空气的作用力也明显变小,依据牛顿力学第三定律,空气对飞机的作用力也明显变小,F是重力起到的作用就会显著增大,E机掉高度乃至“自由”坠落的可能性就会增大.典型的状况是,飞机机头拍得太高甚至接近于承直向:此时空气对其产生的作用力中,向下的.*ht占主要部分.假如愣旋桨转速太慢,无法供应足好的向上的作用分力,三机就会在空气向下作用力求或和液力的联合作用下,失速限落。一段而言,在飞机的正常飞行中,油门不能太低.机头也不能长时间维持太太的向上相却角(那样消耗的油成或电能太大)。商反限制E机要从低处飞往跖处,苔先要时升降插杆进行拉杆操作,使机头上抬,但不要抬太高,然后适当加点油1J,使螭旋桨转快点,增加些向上的动力。可以一边爬升,边减小机头6的卜拾幅度,即把升降摇杆往上打一点同时减小油门,即把油门摇杆往下打一点.这样.飞机史!达目标高度后,就能很快变成水平直飞的状态.飞机要从高处飞往低处,首先要对升降掘杆进行推杆操作,使机头下沉,但不要沉太S,然后适当减点油门,使螺旋桨转慢点.加小一些向卜的动力,UJ以一边俯冲,一边减小机头的下沉低度.即把升降摇杆往下打一点.同时增加油门,即把油门摇杆往上打点”这样.飞机到达H标高度后,就能跟快变成水平直飞的状态.(3)转弯限制运用副翼舵面还是方向鸵面来耕穹?首先留意到.既可以运用副翼舵面来转穹,也可以运用方向舵而来转弯.为简洁起见.一般只运用醐JMeffii来转弯,或只运用方向舵面来转弯.假如飞机带有较大的机翼上反角,则运用方向舵面来转冲,那么转弯时,飞机受到的向外恻沿的作用力较大,排穹半径就会变大,此时空气作用力、镂VE架动力和重力的合力为飞机供应网周运动所需的向心力.他于向下的作用分力较小,飞机木简消掉高度,线如飞机没有机上反角或上反角较小,则运用副翼来转弯,那么,转弯时,飞机受到的向内fW滑的作用力较大,转弯半径就会变小,此时空气作用力、螺旋桨动力和垂力的合力为E机供应圆周运动所需的向心力.由于向下的作用分力我大,E机简洁掉高度,所以需要对升降徭杆进行拉杆操作,使机头上拍.适当补偿些高度.中间的受力状况比较困难,这里不再筵开叙述.只要知道,机冕上反角较大,运用方向花面来转有,机双上反角较小,运用副双舵面来转弯就好了,另;假如没有副翼舵面,说没有能当副翼来用的差动陀面,就只能运用方向舵面来转穹:而收如没行方向陀面,也没有能当方向舵向来用的差动舵面.就只能运用副翼舵向来转弯.具体转弯操作过程第步,先给出一个坡度,即假如左转穹,就使左机翼下沉,假如右转穹,就使右机翼卜沉。一般而言,要犯过的泻角越大,给出的坡度越大(但不能太大,以免E机蒯行).共次步,调整油门和转弯舵而.形成使E机做阀周运动所需的向心力矍如转弯华校较大,适当增大油门,假如转弯半径较小,适当减小油门.渐渐减小坡度(转穹舵面I可到中立位,甚至与初始位置反向,之后再回到中立位)。当飞机再次水平巨飞时,穹角刚好转完.(4)航线限制如何切入目标航线?所谓航线.般指段近乎等r直线的飞行路途.理论分析中,可以把E机的实际飞行路途,分解成很多段小航线.定义匕机到11标航线的垂口距离为侧偏距。侧偏距较大时.如目测超过30米,可以使机头以近乎垂出于肮然的角度宜飞过去,等到比较接近(如目测恻的即小于30米)时,冉变更机头的朝向,使机头Kj肮线的夹角从90废变到0度.在这个变更过程中,网体距接籽变小,而夹角变小的过程与之仃确定的对应关系,假如操作得比较好,那么,当机头与航线的夹角变成零时,IW偏距也等干零,即飞机刚好切入航线。7如何乐住目标航线?飞机到达航线之后,就要维持水平直匕的状态.看这郃分内容时,也要进行相关力学分析,蜘杆动作与机头机货运动趋势的相互关系规则与前丈相同,不过相杆的操作11的不是为了促成某种运动趋势.而是为了阻挡该种运动趋势(但实际乂促成了与之相反的运动趋势).参考前文规则:“开修推杆推杆机头下沉,升降摇杆拉杆,机头上抬:方向Sg杆往左,机头左转,方向摇杆往右,机头右转;副我郴杆往左,左机海下沉,副翼摇杆往右,右机其下沉:油门摇杆往上,螺版桨转快,油门据杆往黑螺旋桨籁慢。”侬据要阻挡某种运动也势(即促成其相反运动心势)的思路.重新叙述摇杆动作与阻止机头机翼运动行势的相互关系规则.例如,要阻挡机头下沉,就是使机头上抬,就要对升降插杆进行拉杆操作又如要阻挡左机宽下沉(联动美系,此时右机算上指),就是要使左机翼上抬联动关系,此时右机翼F沉),就要对副翼摇杆进行往右打的操作.即新规则如下:“要阻挡机头下沉,就使升降摇杆拉杆(往下打),要阻档机头上抬,就使升降趣以推杆(往上打):要阻挡机头左转,就使方向摇杆往右打,机阻左机头右转,就便方向18杆往左打;要阻挡左机翼卜沉,就使副翼摇杆往右打,要阻挡右机翼卜沉就使副翼轮杆往左打:要阻挡飞机加速.就使油门摇杆往下打.要阻挡飞机减速.就使油门摇杆往上打.”为了压住目标航线,悌作方法分解叙述如下:第步:使副翼舵面尽3题:持在中正位置,这样,机翼就不会偏成水平位置太多.当左机翼有卜沉均势时,要阻挡这一运动超势,就是要使方机翼卜沉.于是往右打副乳摇杆:当右机翼仃下沉趋势时要阻挡这一运动趋势就是要使左机翼下沉,于是就往左打剧於程杆.行业习惯上,把机翼下沉的角度定义为横滚角,数瓜为左正右负,即左机曼F沉时,横滚角为正,右机或下沉时,横滚角为负。理论上讲.横滚角的范围是T80度到-180度,即:左机翼持续逆时针滚状.从水平位置(横滚角为O度)宜至到达右机翼原先的位IftI横潦用为+180慢),在这个变更过程中,摘滚角从0度渐渐增加大+180度,其中左机翼垂直向卜时为的0度.而右机翼持续版时针滚转.从水平位比(横滚地为0度)出至到达左机翼原先的位置(滚转角为T80度,在这个变更过程中,横滚角从0度渐渐然小为T80度,其中右机具垂直向下时为-90度.其次步,使升降陀面尽Ift维持在中立位置,这样.机头就不会偏黑水平位置太多.当机头有下沉趋势时,要阻挡这一运动趋势,就是要使机头上抬,于是就往下打开降推杆:当机头有上抬好势时,要阻挡这运动曲势,就是要使机头下沉,于是就向上打升降18杆。行业习惯上,把机头上抬或F沉的角度定义为伸仰角,大小为上正卜负,即机头上抬时.的伴角为正.机头下沉时,俯仰角为负.理论上讲.册仰角的范围是-90僮到+90度:即机头持续上抬,从水平位置(他仰角为Q度)直至机头垂且向上曾仰角为+90度),在这个变更过程中,便仰角从0度渐渐增加到+90度,机头持续下沉,从水平位比(俯和角为。慢)出至机头垂出向下(俯如角为90度),在这个变更过程中,他仰胸从0位渐渐减小到-90度.笫三步;使机头前进方向和航践方向堤木一样,也就是,须要限制方向脆面,使之尽证维持在中立位置,当机头行左转心势时为了阻挡这运动越势,就是要使机头右状,于是往右打方向摇杆:当机头仃右转趋势,为了阻挡这一运动趋势.就是要使机头左转,于是在左打方向摇杆.8行业习惯上,把机头在水平面上左转或八行的角度定义为航向用,大小从0度(IE北方1.J)顺时针增加到360度(再次回到正北方向),其中正东方向为90度,正南方向为180度,正西方向为270度.6 .什么是EV信号?P1AM信号与舵面运动有什么关系?(1)RC放时机与RC接收机的关系前面讲过.航模中运用RC放射机来遥控飞机,一个摇忏对应于飞机上的个舵面(副我花面为两个子舵而:存在舵面混控时,两个差动舵面可能等效于一个正常鸵面).事实上,在RC放射机与腕面的通信链路之间,还有RC接收机和舵机的蓼加.在RC放射机上,修个通道产生一姐PwM信号,再依据某种协议打包调制、加密等).行成个无线电波信号包.从RC放射机的放射大线I-发送出去.这里,放射天线相当于一个人的嘴巴,无线电波信号包相当于某种语齐(如英语或汉语里的一句话.RC接收机的接收天线相当于另一个人的耳朵,它接收到无我电波信号包之后,就会进行解读(解调、解密等),还原出每个通道所对应的PQM信号.M.不去绽开叙述如何对PW信号打包和解读的内容,如需深究请自信查阅相关技术资料.RC接收机至少仃根电源税和根地或.然后还有一些信号线(为简洁起见.这里认为根PwM信号跷时应个他机通道)。解注出来的曰M信号依据时应关系,传到相关低机上,盟动该舵机的正常工作。PW信号上只有两种电用值:个高电平(电乐较上,JU5V)和个低电平(电压较低.如0Y>,这两个电平的具体电压位可能会因设备和厂家技术标准的不同而不也为简洁起见,这里就假设海电平为5V,低电平为O1.高电平和低电平交替出现,低电平周定持续时间为2ms,高电平持排时间在ImS与2ms之间,之一对凹凸电平相当于一个具体的舵机吩咐(对低电平计数.当新的由电干到来时.就知道来了新的吩咐,而相强高电平的脓宽就是吩咐内容).(2) PUM信号与航面运动的关系这里具体淀开PwM信号与蛇面运动的关系,每个舵机(Servo)都有一溜三芯的数擀线(电源、地和俏号)其中信号口可以干脆9连到RC接收机的对应PWV信号戊上,这样,每个通道的RW限制信号都能传到相应的能机上.为了美观,这线舵机一殷都深埋在机体内部。舵机上有个摇替(11n),可以顺时针艇转(CT)或逆时针旋转(CCW)“从轮机播臂1.引出黑连杆(加不简洁弯曲或折断的铁丝),«一端固定到舵面的能痢上,由于联动关系,鸵机混竹行幼时,陀面也可以跟着转动了。酒整连杆的长浅,以及推普和舵加的孔位,就能变更舵面的最大筑动角度.为简沾起见.这里假设舵向水平放置,完全水平常舵面转动角为0度,舵面最多能向卜.转过45度(对应+45度转动角),最多能向下转过45度(对应-45度传动角).这样,可以在PWM信号的脓蜜(即高电平的持续时间)与舵面转动处之间建也一胜映射关系(即量化的对应关系,为简洁起见,这里以FuTBA的RC放财机的技术特准为准。把个通道的行程(EndPoint)设捏到TOO到+100之间,这样每个通道上产生的叫M信号的味宽就会落在ImS到2ms之间。于是,+45度舵面对应ImS陈宽,-45度舵面对应2ms抬宽.而0改舵而对应1.5ms取宽(即所谓的能机中立位.如有必要.可以运用微词来变更这个数伯).其余角度和脉宽在各自有效范围内一一对应,整体上呈现对称分布态势.然后,还可以把这个映射美系美联到摇杆上(现在假设舵面水平放置,那么,可以对应到升降摇杆上),升降摇杆打到川上端,升降舵面料动角为-45度,升降摇杆打到最下端,升降舱面转动角为75僮.这样,在视野范阚内,可以目冽飞机的姿态(即横滚角和他仰角)和航向角,并通过RC放射机推杆变更施面转动角,从而变更飞机的受力状况,进而变更飞机的飞行状态。瞰带提到,般而自,一个升降鸵面(或一个方向舵面,或一个差动舵面)都只对应于一个蛇机.但对副翼舵向,状况略微有点困族有些飞机匕可旎焰用一个舵机来对应左副Xteiff1.,而用另一个用机来对应机聚氯舵面,而有些飞机上,只运用网个舵机来同时对应左右副翼舵面此时酒把两个舵面连杆勃确关联到同4副翼舵机的不同摇臂位置1:.使左方副翼鸵面能严格遵从-同时反向等幅收动”的运用规则)。当然,无论制翼舵机是一个还是两个.都相当于用同路PWM信号来限制两个舵机.10只是对其中个舵机,信号做了“取反“操作。(3) PWI信号与电i队着陆伞舵机的关系<,w信号.电调与电机对电调.从河洛上搜百到以下文字:“电调上称电子调速器,英丈e1.ecronkspeedConwo1.1.er,简称ESc针对电机不同,可分为有利电子调速器和无刷电子询逑薜。它依据限制信号调整电动机的耳速。“对于它的的连接,股状况下是这样的:“I、电调的输入线与电池连接;“2、电调的输出线(有刷两幅、无刷三根与电机连接:”3.电调的信号线与接收机连接.另外,电调一殷有电源输出功能,即在信号线的正负极之间.行5V左右的电/南出,通过信号线为接收机供电.接收机再为舵机等现刎设备供电.电调的输出为:一四个舵机供电是没问题的.因此.电动的飞机,一股椰不须要现独为接收机供电,除非轮机很多或对接收机电源有很i的要求。”另:本文中有些图片或文字也源于网络,因为不是特地的学术论文,所以UJ以偷卜悔,不一一列举信息来源/.只在这里对那些侑息的作者和编者表示感谢(还有一些歉意).I可到主理.解说PwM信号与电网的关系.有先,电机有一个KV值的问题,即每IV电压对应多少转/分钟的转速,1.某电机的KV值为2S00KV,那么,输入IOV电压给电机,它就会每分钟钟打25OO"1O转,接着.把辛M信号的脉宽对施到电调对电机的输出电压11.1.1.11>s脉宽对应OY电压.2*s脓宽而应5V电压,这样.脉宽与电压之间就能建立一种映射关系.把这个关系关联到RC放射机的油门插杆上,把油门打到最低相,电调输出OV电压到电机,电机不转,所以装在电机上的螺旋桨也不转;把油门打到最高端,电调输HI5V电压到电机,电机转速最大.螺旋桨的转速也最大.从0转到最大转速不同的转速值可以对应到RC放射机油门摇杆的相应位猊.这样,就能通过油门摇杆精确限制螺旋桨的转速,变更飞机的前进动力.留意到,电调只能用在电动飞机(即以电池为动力来源的飞机)上,而不能用于油动飞机(即以汽油为动力来源的匕机)油动K机运用油门舵机来限制给油量,从而变更螺油为的转速.为简洁起为,本文基本只对电动飞机进行基本.如要深化解油动飞机的学问.请自行查阅相关资料.同时,关于电网和电机.还有很多其他技术要点,这里不再一叙述.PMM信号与着降伞舵机芾陆氽通过几根绳干与机体紧密连接,折登好后放花机体底部的某个舱室内.平常舱室被开伞舵机的接拦住而无法打开飞行过程中向着陆伞舵机输出开伞信号后.舵机接臂移开,舱室门打开,着陆伞就会向下脱落.输出开伞信号之前,先向电圜输出停转侑号.马达马上传住,七机就会失速外落,从而拖动着隔伞迎风张开。假如开伞裔位合适,若闻伞受到的空气浮力就会抵消掉大部分的机体用力,使E机能洸媛言陆,I1.前而已经讲过,帮陆氽通道是个开关通道,开伞时对应-个特定脉宽(111BS),关伞时对应外个特定林宽(如2s).在这个通道上,RC放射机一般不会再产生其他脉宽的TN信弓.当然,这个特定脓宽会班RC放射机设置的不同而不同.PN信号与其他舵机或执行机构的关系P"M佑号是航模无人机中被常见的信号类型.P三N对其他舵机,具体工作原理如前所述,就是输出某个肺宽的PuM信号到在机上,使呢机摇骨行过确定角核,然后拉动某个设招上的某个部件向某个方向运动。经过某些设计过程后,可以通过P1.M信号实现各种各样的操作目的,如.“按下”和“放开“相机快门按钮,使相机拍一张照片,又如,打开装谷物种子的奘置,向下曲洒种子.7.飞机的起飞和希Iyi前面己经特别具体地叙述了利用RC放射机来限制&机在天上E行的过程,卜面最终再简洁讲讲航模飞机的起飞和着陆过程.上图展示了利用平整的廊道滑跑起飞和滑泡着陆的全过程.这也A!:救人固定我E机最常刖的起降方式,总体而宫,航模和无人机中飞机一般有三种起飞方式,手抛、弹射和滑跑。(1)假如飞机不是假型,可以纯手衲起飞:12把匕机平平(机头稍稍向上)扔出后,对RC放射机的升降通遒进行拉杆掾作,使飞机快速度市.可以一人手抛,另一人拉忏:也可以同一个人操作:先手抛.再拉杆.(2)手拗,弹射:上图是零度公司自制的雨燕m无人机的白动起飞过程.须要一人手抛,人拉杆,在野外作业时,在地面上打好桩,系上橡皮摊,用钩子勾到飞机上,抱着飞机拉开一段跖离后,把E机向上他出,橡皮绳的押力就公给E机一个向上向前的动力,当E机K到桩前时.钩子带普松皮处自动脱落.然后手动拉杆.或切入自动模式使飞行限制潺自行拉杆.(3)飞机检殊at时,只能弹射起飞:13总体而常,有两种着陆方式:伞降和滑降(1)伞降:零度公司自制的雨燕Iu无人机一股采纳开伞方式来若陆.(2)滑降:假如有很好的跑道,E机还带有起落架(即带三个次轮),可以滚轮滑降。其他状况下只能采纳限触式滑降(图杓略).即飞机膜部与地面摩擦.直至完全不动.其次讲:航模平衡仪如何维持飞机的水平飞行状态?为简洁起见,主要讲解常规布局的电动飞机的状况.1 .视野范用内的手动限制还在视野范围内时,用户可以通过肉眼推断飞机的大致飞行状态(航向、姿态、位置和速度),同时通过RC放射机来iM行实时限制,此时只有RC放射机的手动模式限制。以电动飞机为例,此时的常见机或设备连接关系如图所示:动力电池(5V以上.一般6至)的正极连到电调的电源输入口,负极连到电调的地跳口.在航模无人机中,很多设备连接规郴是W芯线(电源、地和信号).依州电子产品的行业习惯,电源践般为红色,地线,股为黑色,信号践为白色或者其他非红非黑的颜色,在航模中,RC放射机至少三通(三个通道:副翼、升降和油门)以上.RC接收机与RC放射机必需相互匹配,一股工作频率(可以通过“对短”操作来校IE)和通道数都必需相同.二.通RC放射机可以用在飞翼机型上.对常规布同,一般地四通以上,即在三通的基础上至少增加一个方向通道,上图所示的RC接收机为五通设备,即CHI=AI1.CH2=E1.E,CH3=THR.CM=RUD,CH5为空闲通道。图中所示BAT接口即“BatICry(即电池“接口。1在RC接收机接口面板内部,全部舵机的电源规已内部连通,相关地线也已内部连通,即只要给其中一个舵机通道供电,就能给RC接收机和其他舵机通道供电,此时RC接收机的BAT口可以悬空不用,但因为各通道的信号内容互不相同,所以信号线各自独立。2 .FPVs视野范围外的手动限制飞机飞远后,无法通过肉眼干脆视察.就只能通过无线通信手段,下我遥测数据并显示在地面监视器(如小电视机,G简洁的方式就是利用OSD模块,把遥测数据在加到图像数据上,再利用图传数据徒路传回地面,用户就能通过视察遥测数据知道E机的实时E行状态,然后利用RC放射机实时限制飞机.但这对用户的遥控技术和精神状态有较高要求.其中“0SD”为“OnScreenDisp1.ay"的英文缩写,意思是“视物会加显示“,即把文字、数字和筒活图形等小加到视频图像上。最简洁的视野外的手动限制系统,其实也是报商沽的FPY系统。”TV”是“FirstPersonView"的英文缩写,意见是“第一人称视角飞行”,是一种最近几年才兴起的航模消遣方式.FPV以I可传地面的视叙和会加数掘来获得第一视角飞行数据(姿态和位置等),并通过RC发射机实时限制飞机的飞行,以取得种身临其境的飞行驾驶员的感觉,上图为最简洁的m'系统的机段设备的便件接线图.左边部分是实时飞行限制系统,与视好范围内的机战系统没有什么区分,右边部分是新增的视将传输系统:以OSI)模块为中心.从GPS模块获褥位置信息,从摄像头模块获褥视频信息,从图件电池(-殷为12V)获得电源,然后把位置信息变成文字、数字和简洁图形,度加到视频图像匕再转到图传(即图像传输)放射机,以无线电波的形式回传地面.到此为止,航模无人机上的无线信号通信链路,除了通向的RC处路(RC放射机-RC接收机)之外,又增加了一个单向的图件道路。留意到:(1)用个无线通信链路都有一个放射机(带放射犬线和一个接收机(带接收天然)。(2)每套传输设备都有固定的工作短率.可以这样来简洁理解领率的概念:秒钟拍两次手,拍手领率就是2HZ:一秒钟内,同一个无线电信号波形(如一个正弦图形柬夏出现1000次,则信号频率就是100OHZ。更深化的“我波”、“调初”等概念请自行查阅相关资料。(3)嫉率选择:只有套无税传箱设备时,可以不用过多考虑信号猱率的何即,但同时有两种无税信号平行传输时,就有一些讲究了。这里主要从同频F扰的角度动身来考虑问题,现在常用的图传频率有1.2-1.3G和24G两种,那么:RC放射机为72M时即可以选择1.21.3G的图传设备,也可以选择2.4G的图传设备.RC放射机为2IG时只能选择I.27.3(;的图传设备.3 .平衡仪模块的引进为了减轻用户的负担,可以在飞机上增加一个平衡仪模块,插入到RC接收机与他机之间,BPRC放射机发出的PMw值号先经平衡仪中转才能到达航机.而不再是直通状态.由此产生了两种模式:手动模式和增稳模式(对应于RC放射机的一个两段开关).在手动模式下,平衡仪几乎原封不动地中转RC放射机信号,当然,对飞翼机型(副翼升降混控)和Y尾机型(升降方向温控,还得进行必要的混控处理。在增枪模式下,平衡仪会在RC放射机信号上叠加一个增稳信号,再传给舵机.增稳信3号的任务是尽量保持飞机的水平飞行状态,当飞机修礴水平位置时,阻碍它的运动趋势,地稳有两个维度,当机头抬起或卜沉时,对俯仰通道进行增梗,当机闪滚转时,对横滚通道进行增租.当机头和机翼同时偏离水平位置时就同时在横滚和怖和通道上进行增稳.参见上图,以FY20A(2010年5月版)为例,简洁讲解航模平衡仪的基本内容.(1)先讲供电关系如上图所示,时于同一个信号通道,RC接收机与FY20A之间通过配线相连,也就是,对应的电源口和地口是联通的.即.对电动飞机而吉,只要RC接收机这头一上电.FY20A豉能从RC接收机这里取电,而不必再用电池对其进行供电.只要其中一个通道能取电,其他通道上的电源口和地口都可以悬堂不接,而只接相应的信号线,类似的,舵机也可以通过配城从FY20A取电.对油动飞机而言,RC接收机运用一个电池FY20A和舵机尽量运用另一个电池.因为舵机通道上的快速操作,会产生猛烈的电流变更(并导致相应的电压变更),从而影响到油门能机的正用工作电压变更太快简沽空中炮火井导致炸机)。此时一般要对随机独立供电,FY20A,RC接收机和陀机的正常工作电压都是5V左右(4-6V)e(2)对舵机通道CH1.cI1.4FY20A的接线向板分为信号给人和信号输出两个部分.对油门通道,PY20A不供应任何接口,所以,油门通道是“直通”的,油门信号干脆从RC接收机的油门输出口传到油门舵机对油动飞机)或电调(对电动飞机)。假如是常规布局的机型,X>I1.E1.ERUD通道,短个通道按"RC接收机->FY20A->舵机"的连接依次依次接好即可.假如是无刖翼布局(一是无舵而混控,本身又不带副黑:二是无鸵面混控,有副翼而闲置不用),把方向通道悬空不接即可.(3)对CH5,只存在-RC接收机->FY20A”的连接关系.一般运用RC放射机上的一个空闲通道(如一个三段开关)来对应FY20A的三种工作模式(手动模式,增柩模式和3D模式,其中3D模式对航拍意义不大,在此省略不提即.可以只用一个两段开关来切换手动和增税两种主要工作模式,这里的增植模式,其实就是航模无人机里外筒沽的自动限制模式。在第一讲中,在手动模式下,为了使飞机压住航战水平宜礼须要遵从这样的操作规则:“要阻挡机头下沉,就使升降摇杆拉杆(往下打)要用挡机头上抬就使升降摇杆推杆(往上打):要阻挡机头左转,就使方向摇仃往右打,机B1.左机头右转,就使方向猫杆往左打:耍阻挡左机翼下沉,就使副用摇杆往右打,婆阻挡右机理下沉,就使副真端杆往左打:要阻挡E机加速,就使油门摇杆往下打,要阻挡E机减速,就使油门摇杆往上打."在这里,上述操作规则改由平衡仪在增稳模式下来自动执行,只是对于FY20A,油门上的班则无效,因为FY2OA上的油门只能手动限制.同时,在方向通道上,