关于航模的几点总结积累

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关于航模的几点总结积累

2024-01-18 12:55| 来源: 网络整理| 查看: 265

关于航模的几点积累: 一、关于机型: 1.固定翼飞行器分类 按外观:像真机,非像真机 按主翼位置:上单翼,中单翼,下单翼 按动力来源:电动,油动 按控制系统:遥控,线控,自由飞行 按螺旋桨位置:前拉,背推,腰推,尾推 按起落架位置:前三点,后三点 这里写图片描述 这里写图片描述 这里写图片描述 【此处还要有尾推式、背推式、腰推式、前拉式、涵道式四者对比还有上单翼、中单翼、下单翼结构对比】 上单翼飞机稳定而宽容,因为机翼下的机身重量会使飞机的飞行更为平稳。上单翼飞机自稳性非常好,转弯之后它会尝试自己回正,这对初学者来讲真是帮上大忙了。 当您买您的第一架飞机时,另一件注意事项应该是上翘的“上反角”。从飞机前面向后看,机翼就像上翘的“V”字母。从某种意义上讲,上反角越大,飞机越稳定。 同样的道理,机身挂在机翼下方产生“钟摆”效应,重心越低,稳定性越好。 这里写图片描述 这里写图片描述 带发动机(即内燃机,略写为IC,常用火星塞为电源)的飞机(圈内一般称为油动飞机),与电动飞机(Electric Power,略写为EP)对比: 电动飞机对初学者而言感觉更为友好,它们更便宜,更容易上手,需要的配件更少,而没有太多扰民因素,因为他们很安静,而且它们在公众场合更受欢迎(当然,必须是在允许飞行的地方)。 相反,油机需要更多的费用,因为启动引擎和维持引擎,您需要持续支付油费。并且,它会制造太大的噪音。通常而言,它们的块头也比电机大很多。要飞油机的话,您最好拥有俱乐部会员资格或私人场所。在公众场合,它实在是太吵了。 2. 基本结构 (图示为前拉油动前三点上单翼4通道固定翼飞行器) 这里写图片描述 3. 常用材质:KT(聚苯乙烯), PP(聚丙稀), EPP, EPS(聚苯乙烯泡沫), D板(一种闭孔聚苯乙烯泡沫) EPO(聚苯乙烯聚乙烯混合泡沫), 轻木,玻璃钢(纤维强化塑料),塑钢(塑料衬钢) 这里写图片描述

这几种材料的对比说明

KT板 KT板是一种由PS颗粒经过发泡生成板芯,经过表面覆膜压合而成的一种新型材料,板体挺括、轻盈、不易变质、易于加工。但是比较脆。

PP板, 又称聚丙烯(PP)板(PP纯板,改性PP板,增强PP板,PP焊条),是一种半结晶性材料。它比PE要更坚硬并且有更高的熔点。由于均聚物型的PP温度高于0℃以上时非常脆,因此许多商业的PP材料是加入1~4%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。具有更强的抗冲击强度。PP的强度随着乙烯含量的增加而增大。就是我们常说的魔术板。

可发性聚苯乙烯板(EPS泡沫) EPS板(又称苯板、泡沫板)是可发性聚苯乙烯板的简称。EPS泡沫是一种热塑性材料,每立方米体积内含有300–600万个独立密闭气泡,内含空气的体积为98%以上,由于空气的热传导性很小,且又被封闭于泡沫塑料中而不能对流,所以EPS是一种隔热保温性能非常优良的材料。

聚丙烯塑料发泡材料EPP (Expanded polypropylene ) 聚丙烯塑料发泡材料是一种性能卓越的高结晶型聚合物/气体复合材料,以其独 EPP泡沫特而优越的性能成为目前增长最快的环保新型抗压缓冲隔热材料。EPP制品具有十分优异的抗震吸能性能、形变后恢复率高、很好的耐热性、耐化学品、耐油性和隔热性,另外,其质量轻,可大幅度减轻物品重量。EPP还是一种环保材料,不仅可回收再利用,而且可以自然降解,不会造成白色污染。EPP应用领域越来越广泛。

EPO发泡塑料 EPO是特殊聚合工艺生产的一种“共聚物”,组成和结构独特,由30%的聚乙烯和70%的聚苯乙烯组成。PE组分主要分布在粒子的外层,促进颗粒之间的塑化和结合,PS组分主要分布在粒子的内部,对于泡粒结构具有良好支撑作用。EPO最大程度地综合了PE和PS的优点,与EPS在外力的冲击下极易碎裂和产生碎屑不同,EPO冲击后不会产生碎裂和碎屑,表观质量好,具有出色的抗冲击性,特别是其多次跌落冲击性能。

二、关于电机: 1.电机的几种类型 这里写图片描述 结构上,无刷电机和有刷电机有相似之处,也有转子和定子,只不过和有刷电机的结构相反;有刷电机的转是线圈绕组,和动力输出轴相连,定子是永磁磁钢;无刷电机的转子是永磁磁钢,连同外壳一起和输出轴相连,定子是绕组线圈,去掉了有刷电机用来交替变换电磁场的换向电刷,故称之为无刷电机(Brushless motor)。 2.无刷电机简明运行原理 简单而言,依靠改变输入到无刷电机定子线圈上的电流波交变频率和波形,在绕组线圈周围形成一个绕电机几何轴心全转的磁场,这个磁场驱动转子上的永磁磁钢转动,电机就转起来了,电机的性能和磁钢数量、磁钢磁通强度、电机输入电压大小等因素有关,更与无刷电机的控制性能有很大关系,因为输入的是直流电,电流需要电子调速器将其变成3相交流电,还需要从遥控器接收机那里接收控制信号,控制电机的转速,以满足模型使用需要。 总的来说,无刷电机的结构是比较简单的,真正决定其使用性能的还是无刷电子调速器,好的电子调速器需要有单片机控制程序设计、电路设计、复杂加工工艺等过程的总体控制,所以价格要比无刷电机高出很多。(此处附一无刷电机工作原理视频链接:http://www.bilibili.com/video/av29780856此视频为中文,另附有刷电机工作原理视频链接:http://www.bilibili.com/video/av30963694此视频为英文,英文水平好的同学可以吸收;再加一有刷电机工作原理的链接:https://www.sohu.com/a/198615410_99942369) 3.有刷电机与无刷电机对比 有刷电机的缺点: (1)摩擦大,损耗大,需要经常维护。模友们在以前玩有刷电机的时候都碰到这个问题,那就是使用电机一段时间以后,需要打开电机来清理电机的碳刷,费时费力。 (2)发热大,寿命短。由于有刷电机的结构原因,电刷和换向器的接触电阻很大,造成电机整体电阻较大,容易发热,而永磁体是热敏元件,如果温度太高的话,磁钢是会退磁的,使电机性能下降,影响有刷电机的寿命。 (3)效率低,输出功率小。上面说到的有刷电机发热问题,很大程度是因为电流做功在电机内部电阻上了,所以电能有很大程度转化为了热能,所以有刷电机的输出功率不大,效率也不高。 无刷电机的优点 (1)无电刷、低干扰。无刷电机去除了电刷,最直接的变化就是没有了有刷电机运转时产生的电火花,这样就极大减少了电火花对遥控无线电设备的干扰。 (2)噪音低,运转顺畅。无刷电机没有了电刷,运转时摩擦力大大减小,运行顺畅,噪音会低许多,这个优点对于模型运行稳定性是一个巨大的支持。 (3)寿命长,低维护成本。少了电刷,无刷电机的磨损主要是在轴承上了,从机械角度看,无刷电机几乎是一种免维护的电动机了,必要的时候,只需做一些除尘维护即可。 上下一比较,就知道无刷电机相对于有刷电机的优势在哪里了,但是万事都不是绝对的,有刷电机低速扭力性能优异、转矩大等性能特点是无刷电机不可替代的,不过就无刷电机的使用方便性来看,随着无刷控制器的成本下降趋势和国内外无刷技术的发展与市场竞争,无刷动力系统正在高速的发展与普及阶段重,这也极大促进了模型运动的发展。 这里需要说明的是:无刷电机在转动时,需要精确地检测当前电动机转子的位置,判断驱动电路换相,一般在大型电动机上,这个工作主要由霍尔元件或者编码器来完成。但是由于航模的无刷电机为了减少质量和零件的复杂度,一般没有内置霍尔元件与编码器,这也就是所说的“无感无刷电动机”的来源。航模的无刷电动机一般为三相交流电动机,运行过程中由于感应电动势的存在,电调在运转时,通过检测几个线圈的电压差,即可判断转子的角位置,执行相应的换相工作。(源自:燕山大学陈志旺老师的四旋翼飞行器快速上手) 模型无刷电机的参数指标,除了外形尺寸(外径、长度、轴径等)、重量、电压范围、空载电流、最大电流等参数外,还少不了一个重要指标–KV值,这个数值是无刷电机独有的一个性能参数,是判断无刷电机性能特点的一个重要数据。 2.与电机相关的参数说明: (1)电机尺寸 电机的尺寸取决于定子的大小,在型号名称中用4位数字表示,例如“2212”,前两位数字“22”代表定子直径(单位mm),后两位数字“12”代定子的高度(单位mm)。这也就是说,前两个数字越大,电机越粗,后两个数字越大,电机越高。高达粗壮的电机,功率相应地更大。(源自:北航的全权老师的多旋翼飞行器设计与控制) (2)什么是KV值 无刷电机KV值定义为 转速/V,意思为输入电压增加1伏特,无刷电机空转转速增加的转速值。 绕线匝数多的,KV值低,最高输出电流小,但扭力大 绕线匝数少的,KV值高,最高输出电流大,但扭力小 单从KV值,不可以评价电机的好坏,因为不同KV值有不同的适用场合: 比如:KV值小,达到同样的推力,要比高KV值的剩电,所以四轴飞行器多使用小KV的电机 KV值大,同样的设备重量(电机、电调、电池),得到的最大推力要高过低KV值的电机 A2208-1260KV 最大推力740G A2208-2600KV 最大推力748G 再比如KV值为1000,意思是:此电机在1V电压下,在空载的情况下,每分钟转速为1000转 则在10V电压下,此电机转速为:10V1000KV=10000转/分 (1)电机KV值、螺旋桨的搭配 相同的电机,不同的KV值,用的螺旋桨也不一样,每个电机都会有一个推荐的螺旋桨,推荐的螺旋桨多是最佳的性能的; 低电压环境(7.4v)也就是2s电池环境下, KV值低的,由于转速偏低,适合配较小的减速比和较大的螺旋桨,靠较大负荷来提升电流,输出较大功率;KV值高的,由于转速较高,适合配较大的减速比和较小的螺旋桨,在满足输出功率的条件下,要减小负荷,避免电流过大; 高电压环境(11.1v)也就是3s电池环境下,KV值低的,在这个电压环境下可以达到较高的转速,扭力也不错,比较理想。需要配和较大的减速比和较小的螺旋桨,在满足输出功率的条件下,要减小负荷,避免电流过大; KV值高的,在该环境中转速过高,为避免电流过大,要尽量减少负荷。利用其高转速,用于涵道风扇发动机很适合。 相对来说螺旋桨配得过大,电机会过热,会使电机退磁,造成电机性能的永久下降;以下为KV值与桨尺寸的搭配。 3S电池下;KV900-1000的电机配1060或1047浆,9寸桨也可 KV1200-1400配9050(9寸桨)至86桨 KV1600-1800左右的7寸至6寸桨 KV2200-2800左右的5寸桨 KV3000-3500左右的4530桨 2S电池下;KV1300-1500左右用9050桨 KV1800左右用7060桨 KV2500-3000左右用5X3桨 KV



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