1.机身结构
小型RC直升机的组成部(bù)分包括(kuò):主旋翼,尾桨,垂尾,平尾,Flybar(副(fù)翼),主旋翼结构(自动倾斜(xié)器,Bell-Hiller结构等),起(qǐ)落架,机身。
2.动力与姿态控制
直升机型无人(rén)机包括六自由度(dù)运动过程:惯性(xìng)坐标系下三个直线(xiàn)方向(xiàng),旋转坐标系下三个(gè)姿态,俯(fǔ)仰,横滚(gǔn),偏航(háng)(纵向,横向,垂向)。直(zhí)升机姿(zī)态控制力(lì)矩(jǔ)来(lái)自于主旋翼和尾桨。抛开各姿态中的(de)耦合因素(sù),主旋翼提(tí)供俯仰和横滚所需(xū)的姿态(tài)控制力矩(jǔ),尾桨(jiǎng)提(tí)供(gòng)偏航(háng)力矩(jǔ)。直升机(jī)型无(wú)人机(jī)如果将挥舞角看做内部状态则(zé)degree=5:平面(miàn)线性位移(x,y,z),平面线性速度(u,v,w),姿态角(phi,theta,psi),角速度(p,q,r),挥舞角(a,b)。
主旋(xuán)翼提供(gòng)拉力是很明(míng)显的,但是如何将拉力投影到纵(zòng)向和横向上并产生姿(zī)态控制力矩(jǔ)呢?直(zhí)升机是(shì)通过主旋翼挥舞(wǔ)实现的。直升机主(zhǔ)旋(xuán)翼(yì)桨尖平面(Tip Path Plane)不是固定(dìng)在一个二维平面中的,而是上(shàng)下(xià)挥舞,以(yǐ)此平(píng)衡直升机主旋翼左右不平衡受力。挥舞产生横纵挥舞角,主旋(xuán)翼拉力就是通过横纵挥舞角投影在其(qí)它方向上,并通过桨毂(gū)产生力矩控制(zhì)直升机姿态。
主旋翼通过自动倾斜器调节周期(qī)变距实现挥舞运(yùn)动。上图为自动倾斜(xié)器(十字盘)以(yǐ)及常见的Bell-Hiller系(xì)统。通过这样的结构将伺服(fú)电机的转动变化为倾斜器角度变(biàn)化,再控制(zhì)桨距角发生(shēng)变化,最(zuì)终将主(zhǔ)旋翼的升力投影在运动方向上驱动直升(shēng)机(jī)实现三个方向上的直线(xiàn)运动。
小(xiǎo)型RC直升机的(de)转速恒定,这是通过恒速器实现(xiàn)的(de)。常用的如Futaba GY701,本(běn)身也(yě)是陀螺仪(yí),恒速很好用,和接收机链接,直接屏幕设定即可:
3.直升机型无(wú)人(rén)机分类
大型:机身长度:2-4m,主旋翼直径:2.5-4m,变(biàn)距桨数目(mù):2-3,最大起飞负载:20-100kg,机身净重:15-60kg,续航时间:1-6小时,动(dòng)力:柴油或汽油(yóu)
中型:机身(shēn)长度:1.2-2m,主旋翼直径:1.3m-1.7m,变(biàn)距桨数目:2,最大起飞负载(zǎi):5-20kg,机(jī)身净重:3.5-5kg,续航时(shí)间(jiān):15-40min,动力(lì):硝基燃料(liào)或汽油
小型(xíng):机身长度:1m以下,主旋翼直径:1m以下,变距桨数目:2,最大(dà)起(qǐ)飞负(fù)载:0.5kg以下,机身净重:1kg以下,续航时间:10min左右,动力:电池

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