自制嗡嗡飞艇 |
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自制嗡嗡飞艇
 DIYer:masynmachien
制作时间:一天
制作难度:★★★☆☆
GEEK指数:★★★★☆
我在女儿就读的学校（Leefschool Klavertje Vier）义务做开发儿童创意工坊的工作，这是我这几年的业余爱好。 这个创意工坊一般做些科学性或者工程性的项目，比如火箭、老鼠夹、汽车、太阳能载具、气垫船等等…有时也会给小女孩们雕刻娃娃，暂且不提也罢。这次我想展示给大家的是一部自制遥控飞艇。 资料来源 双向电梯 1 介绍：嗡嗡飞艇 2 材料 3 准备飞艇气囊（气球） 4 偏航控制（左右转） 5 俯仰控制（上下转） 6 各种连线 7 最后修整、添加尾翼。 8 我们学到了什么 1 介绍：嗡嗡飞艇先看一段视频，你会把有点像齐柏林气球又像现代飞艇的东西叫什么？总之小朋友们执意要叫它嗡嗡飞艇…… 最近我做了这个基于齐柏林飞艇气球遥控飞艇。齐柏林氦气球长120厘米，直径大约25厘米，却只能提起20g的东西。好在我们有微型无线遥控模组，这样轻便的遥控模块能让任何初学者做出遥控模型。 我试过把真实飞艇的吊舱等结构用在这样气球做的小飞艇上，可以提供灵敏又强大的动力，让飞艇飞的很快。但是因为飞艇的重心不对，这样的大动力会让飞艇产生各种前后翻滚。 从理论上讲，只要把主推进器的位置安排的高一点，更靠近飞艇重心就可以解决这个问题，比方说齐柏林飞艇的一对推进器就是安置在侧面稍高的位置。我受Daniel Geery的Hyperblimp启发，试用了一种新的位置排布：在船尾安装单螺旋桨。这样可以将所有的控制和动力都布置在船尾，而且托微型遥控模组的福，这部分的重量只有10g。这个模组是个以Spectrum AR6400L超微型接收器为核心，控制集成舵机的系统，电池则与它连线，安装在飞艇船头上充当配重。 这个飞艇适合在教室那么大，或者更大的空间里做室内飞行。房间小点的话就有些控制不住，四处碰壁，好在只要不是撞在尖的、烫的、或者是容易被撞坏的东西上，撞了也没关系，继续飞就好了。 做这个项目显然不需要做什么飞行训练，但是的确需要一些耐心和细心来组装一大堆零部件。  1.船尾的一个单向螺旋桨 
1.螺旋桨和控制系统
2.电池
3.你看到的这个是充气阀门，我们的飞艇可没有吊舱。
4.Fin尾翼
2 材料
○ 齐柏林形状的氦气球
○ 99%纯度的氦气（在卖气球的地方就能充气，第二步会告诉你什么时候给气球充气）
○ 带有两个集成舵机并有ESC（电子速度控制）系统的超微型控制器，和一块可充电的单节锂电池。其实我用的就是Spektrum AR6400L接收器，重3.9克，焊在一块小电路板上。你用别的接收器或者自制一个应该也可以。
○ 与之匹配的遥控器一个， 我用的是 Spektrum DX6I，但是只要与接收器匹配，那种最简陋的DX5E也很好用。.
○ 4克以下的直流有刷马达（3克更好），和与之匹配的螺旋桨。我用的是一个从微型舵机里拆出来的电机，再从零件盒里找了个与之匹配的螺旋桨。如果你没有这类旧货，淘宝上有也有各种型号的微型电机和螺旋桨，我推荐57毫米x20毫米， 1毫米轴孔的螺旋桨 和 7毫米x16.5mm 3.3欧姆的带插线小电机 。
○ 可充电单节锂电池，125毫安时，4克
○ 直径0.045毫米的电线和连接插口
○ 少量飞机木木条，1毫米和4毫米厚的各一些。以及Tyvek无纺布（或者其他航模上用的柔性连接材料）
○ 3毫米厚的聚乙烯泡沫板
○ 0.8mm直径的钢丝做控制杆
○ 10cm的轻塑料管，气球充气时配合使用。
○ 强力胶、透明胶，双面胶
○ 可调温电烙铁，剪刀，美工刀，适当的工作台。
1. 微型接收器和电池间BEC电路（大电流连接系统，用于将3.7伏的单节锂电池的电压升压到接收器/舵机电路能用的水平）连接线会被延长，因为接收器装在飞艇尾端而电池装在飞艇头上。
2.有两个舵机和ESC系统的 Spektrum AR6400L接收器。
3 准备飞艇气囊（气球）
 刚买来的齐柏林气球。
气球其实是倒过来用的，齐柏林气球圆滚滚的头部现在被用作嗡嗡飞艇的的船尾，因为这是浮力最大的部分，与装在船尾最重的动力和控制部分相匹配。
 接缝处的通气口，原本用来给尾翼充气，但是现在被焊死了。
齐柏林气球自带有尾翼和吊舱的气囊，但是因为这些部分贡献的浮力没有它们的重量那么大，所以在这个项目里我把它们都去掉了。
 设置为最低温度的电烙铁，尖端有滴凝固的焊锡。
 刚密封好的尾翼焊缝。
给气球充气时，尾翼和吊舱会通过密封线特意留出的几个通气口充气，我们现在要拿烙铁把这些缝隙全部封起来。把烙铁调到最低温（大约200°C），用一滴凝固的焊锡把烙铁头加宽变光滑。
 之后用剪刀小心剪掉。
也可以用电熨斗来替代烙铁，不过最好先把尾翼和吊舱剪下来，再在剪下来的废料上多试几次，确定合适的温度（密封良好，并且没有烫出皱纹）。
 对吊篮也做一样的处理。
我用电烫斗做过类似的事情，基本上这个合适的温度比“羊毛”那一档稍微低一点。
其实如果你厉害，可以试试完全用薄膜焊出一个气球来，不过对我来说，这有点难，因为做不到像机器密封的气球那么好的气密性。.
 我做过实验，保留气球上的充气阀门不动，对几个气球做长缝焊接、短缝焊接，再留一两个气球原封不动的做对比。实验证明，做过长缝焊接的气球瘪的最快，而焊短缝的气球和原装的气球瘪掉的时间基本一样，大约为几个星期。
4 偏航控制（左右转）
1. 试一下结构支持的木条能不能放进去。
2. 我首先测试了接收器，然后确定了两个舵机分别对应的功能，这边的就做控制左右转的舵机吧。
3. 天线往这边扳（一会装上去可不能碰到气球）
所有转向装置，可以说完全是围绕着接收器/舵机芯片来布置的。
 飞机木的尾部剪成45°角，然后加上一条无纺布黏在一起。
首先准备好一条合适木条（选用轻质的飞机木）做芯片的结构支持。这条木条等到全部转向装置调试好后，将会用双面胶贴在接收器/舵机芯片上。
 用了好多强力胶把这个铰链浸透，稍微干一点了后把铰链前弯到头。
 1.然后向后弯，总之让铰链处能自由活动。  舵角片被强力胶淹没了，所以放个钻头保证洞不被封住。
装置中的每个铰链都是用无纺布做的，贴在飞机木上用强力胶加固，等到粘好后活动几下，铰链处就可以灵活转动了。
 一个短的控制杆弯到合适的形状和大小。
 测试控制杆是否合适
 再测试控制杆是否合适。
 动力电机被粘在铰链远离舵机端的末端
舵角片是用1毫米厚的飞机木切出三角形制作的，用强力胶浸透加固。舵角片的杠杆长度应该接近电机行程的一半
5 俯仰控制（上下转）
上下转舵与左右转舵的铰链制作方法类似，只不过布置在接收器/舵机芯片的另一边。先在刚才芯片结构支持的“主梁”上，以“T”字形黏上一根1.5厘米长的飞机木，再把这个木条和另一长条飞机木用制作铰链的方法拿无纺布连起来。
1. ESC模块
2.这张照片是我在拿草图纸代替无纺布做实验时拍的，事后证明草图纸很不耐用。
1. 透明胶固定住的电池导线插。
2. 另一边也同样固定。
 记得长木条上插控制杆的孔应该布置在远离铰链关节的位置，这样在向下转舵时控制杆才不会锁死。
 固定在气球上的木片在确定大小后就把多余的部分裁掉了。
三条固定在气球上的的飞机木，会和这条长木条粘在一起，所以长木条应该选的粗一点大一点，具有一定的强度。
 一个接一个贴木片的话，返工的可能性较小。贴错了把木片撕下来的时候要小心啊。
固定在飞机上的三条飞机木可以用双面胶粘在气球上，仔细点就是了，强度足够。
6 各种连线
1. 透明胶固定住的电池线。
2. 另一端固定住的电池线。
电池连线应该比气球的长度大10厘米左右，所以我把BEC和接收器之间的转换线延长了。
 在充气阀处的胶带保证电池线不被气阀挤开。
我把两根130厘米，0.045毫米粗的电线焊上接头，接头间用透明胶做好绝缘，如果你愿意用小号热缩管做绝缘也可以。
这里要说一下0.045毫米粗的电线，虽然比这还细的电线大概也能用，但是我试着用一根0.015毫米粗的电线时，接收器就会有明显的电压不足，经常断电。所以选用更轻的材料时还是要首先保证电路稳定。同样电路的接头有时也可能影响电路稳定的。
 电池的线应该顺着气球的底缝走，用透明胶固定，这样也可以降低飞艇的中心，让飞艇该朝上的地方朝上。
7 最后修整、添加尾翼。
 没有尾翼时做的试验飞行。
 飞艇的重量应该被调整到这样一种状态：在没有动力的时候会缓缓下沉，同时又能保持水平。我刚开始采用加橡皮泥配重的方法来调整这个状态，后来发现效果不好，因为飞艇的载重能力就放在那，该调整的其实应该是飞艇重心。于是我加上尾翼，改而用调整电池伸出飞艇前部的幅度达成了这个平衡。
 我想尽量保证足够的尾翼面积，但是在试飞后，为了调整飞艇平衡，还是剪掉了一点尾翼。
 我本来准备了4个尾翼。
 因为载重能力有限，这个飞艇上我只安装了一对尾翼。
尾翼是使用3毫米厚的泡沫聚乙烯制作的，粘在一个贴在飞艇上的底座上。底座用双面胶固定。你也可以用特殊的泡沫聚乙烯专用万能胶来粘，但是要注意如果不是专用的，胶就会腐蚀气球和尾翼。
最后再做一些通讯方面的调整，比如舵机默认方向、初始姿态什么的。
8 我们学到了什么
我们学到了： 1.一个尾部单螺旋桨配置的飞艇也能在像教室这样比较小的空间里飞行。 2.飞艇尾部还是需要减重，如果我用更轻的马达、更少的飞机木，就不用一根杆子撑着把电池伸出船头了。 3.在上一条尾部减重的基础上，再考虑通过减重锂电池达成整体减重，来对抗飞船随时间慢慢瘪气的这些问题。果壳DIY站QQ群：132647923（加入时请报上你在果壳的个人主页地址，以防广告ID） 果壳DIY站微博: http://t.sina.com.cn/guokrdiy |
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