遥控对战飞机无线远程遥控控制系统设计(3)

也正是由于四轴旋翼遥控飞行器这么多的长处,使得它在相当多的行业应用前景异常的普遍。四轴旋翼飞行器可用于各种极其恶劣环境的工业生产现场或者


也正是由于四轴旋翼遥控飞行器这么多的长处,使得它在相当多的行业应用前景异常的普遍。四轴旋翼飞行器可用于各种极其恶劣环境的工业生产现场或者人类无法到达的空间地点进行航拍、监测、控制工作,在军事侦察和空中安保上的应用也及其广泛。同时也可应用于森林救援、影视制作、交通运输、飞行类玩具工业生产,有着不可估量的应用前景,所以世界各国也都非常重视遥控飞行器的研制开发工作。

1.2无线遥控飞行器国内外发展现状

在20世纪初期,法国出现了首架四轴旋翼无人机,它是由Breguet兄弟制造的。虽然其在性能和控制方面都表现不佳,但这一发明对于四轴旋翼遥控飞行器的发展来讲,确是具有非同一般的的划时代意义。而由于工业技术水平和科学理论知识不够发达,在这之后四轴旋翼飞行器的发展一直处于停滞的状态。

直到进入21世纪,工业技术水平、复合材料的研发与应用、计算机技术的飞速发展等都呈现出前所未有的爆发趋势,也正是由于这些技术的强力的支持,四轴旋翼遥控飞行器也得到了极大的发展,特别是美国的遥控飞机MIT,它完成的不仅仅是飞行、摄像等功能,还可以做到几个四轴旋翼机进行互相合作,其设计不可谓不惊人,甚至可以说是一个飞行的智能机器了。

而从国内发展现状来看,四轴旋翼飞行器仍处于萌芽发展阶段,与国外先进的技术水平还相距甚远,中国也还需要进一步加强对遥控飞机的研究开发,争取做到与世界研究水平相接轨。在我国,许多科研机构长期致力于遥控飞行器的研发创造工作,但是由于核心技术的缺乏,一直无法得到最佳的飞行性能,因此至今没有出现遥控飞机大规模普及应用的情况产生。

第三章:遥控对战飞机技术及其选择

1.1遥控四旋翼飞机基本结构

遥控飞机主体采用集成电路板作为控制核心,安放于机体正中空间,并辅以其他外部设备。并且是以四个旋翼臂作为升力的载体均匀分布在飞机机体的前后左右四个不同方位,另外四个旋翼彼此之间还必须要位于相同的高度界面上,才能确保稳定升力与转向灵活。另外四个旋翼及旋翼臂的结构尺寸必须相同一达到重量平衡,升力均匀的要求,四个作为直接动力的电机安装在四个旋翼臂的末端,彼此对称。

1.2遥控四旋翼飞机飞行动作原理

遥控飞行器主要通过地面控制遥控器发出指令调节机体四个电动机的转动速度来控制飞行的高度与飞行具体方向,并做到实现机体升力的增加与减弱,做到对飞行器的飞行方式与飞行线路进行控制的目的。遥控飞行器总的来说是具有六到十个飞行自由度的飞行器,分别是上、下、前、后、左、右。但同时具备右前、左前、右后、左后在内的十个飞行方向。而遥控飞行器本身有四个动力来做到这些控制,却要做到起码六个的输出状态,这也就是说它具备一种独特的驱动控制系统。

其具体的旋翼旋转与控制模式如下图1.2所示:

当四旋翼遥控飞机的旋翼2号和4号作顺时针运动,旋翼1号和3号作反方向运动,所以当飞机处于平衡状态时,其他的外力因素与干扰都被消除了。

从以上标注所见,旋翼 1和3在反方向转动,旋翼 2和4在正方向转动,并且沿横坐标方向运动时是前向动作,指向标识在飞机的图示的上部分表示飞机飞行转速在提升,在其下部分就说明此飞机飞行的转速在降低。

1.2.1垂直运动模式

在相同时间内提升飞机整体的输出功率,电动机转旋转速度显著提升使飞机自身得到的总的升力快速加大,当飞机自身收到的提升力开始超过自身的总质量,这时候飞机就开始上升飞行;相反的,如果把飞机自身的输出功率减小,使得飞机总体得到的飞行升力不断下降,直到下降到一个临界点,升力低于飞机的自重质量,飞机开始下降,直到落地,这就做到了沿纵坐标的垂直起落飞行。而且当飞机排除外界因素,并且做到在升力与自身质量相平衡的临界点维持稳定的时候,飞机就处在一种稳定滞空的状态,就是悬停了。