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标题: 遥控直升机飞行原理 [打印本页]

作者: gamodel 时间: 2011-4-5 11:05 标题: 遥控直升机飞行原理

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遥控直升机的起飞、飞行、降落等各动作主要是依靠各旋翼来完成的。主旋翼桨叶转动时会产生与空气相 4 p5 i& h$ l4 {
对的上升气流，自然形成上升力。在利用旋翼的旋转速度与各桨叶的角度变换，致使飞机完成起飞、升高、降落
等多种不同的飞行动作。遥控直升机向前飞行，是由于各桨叶的角度在不同位置时，按固定规律变化所产生的。
旋翼产生的拉力相对于旋转轴向前倾斜，拉动遥控直升机前进。使遥控直升机向左或向右飞行也是同样的道理。 , o) W# Y! Q+ v8 j3 a
遥控直升机飞行方向改变时，基本原理是利用尾旋翼的可变角度或（带尾马达的、速度）产生的。因为主旋翼旋
转时机身会产生扭力作用，扭力作用使机身不停的转圈，无法正常飞行。所以必须加设一个尾旋翼来抵消扭力，
平衡机身不旋转，但单靠尾旋翼来平衡是不够的，这就需要使用陀螺仪了，它可以根据机身的摆动多少，自动作 ' f! t) n- g( W$ ?: W' b
出补偿给伺服器（舵机），去改变尾旋翼角度，平衡机身。当你了解遥控直升机的飞行与控制原理后，相信无论
在调整方面或在飞行上都会有很大的帮助。
理  论
模型无线电遥控直升机可以说是遥控模型中的极品，许多航模爱好者都渴望拥有自己的遥控直升机。遥控直   B& e2 J& X! \- l
升机利用主旋翼的转动，产生与空气的相对运动，造成升力将机身升起，配合发动机的动力，利用微妙的机械操
作，改变主桨及尾桨角度，令机身升、降、横向飞行、翻滚、打转等多种不同动作，甚至翻转倒飞，作令人意想
不到的动作花式。当你能够控制它离开地面悬浮于空中时那种兴奋的心情是难以形容的。但由于其昂贵的造价和
复杂的操纵，使得许多爱好者望而却步。 5 u0 L$ y7 }& {& J' K
近年来，遥控直升机技术的不断发展和深入，使得遥控直升机的价格越来越经济和低廉,让越来越多的模型爱
好者接触到遥控直升机模型。但是由于遥控直升机飞行时是处于三维立体环境当中,所以在操纵上不同于其它遥
控模型：直升机是浮在空中的，方向、高度掌握非常重要，它是所有遥控模型中最难于学习控制的。
要飞好遥控直升机须先从遥控直升机的飞行原理入手,以下简要介绍了遥控直升机的的飞行原理,希望对众多   c2 R& i& T. V% d% Q( g% P
的爱好者有所帮助。通常的遥控直升机维持飞行的动力，来自于其不断旋转的旋翼。旋翼旋转产生升力：当旋翼
叶片与相对气流之间的角度变大，发动机同时加大功率，旋翼产生的升力大于飞机重量，于是上升；反之，则下
降；相同，则处于悬停或平飞状态。要使遥控直升机前进一般是操纵遥控杆使各桨叶的角度在不同位置时按一定
规律变化，旋翼产生的拉力相对于旋转轴向前倾，拉动遥控直升机前进。使遥控直升机向左或向右飞行也是同样 ) J+ R1 T9 x( Q0 x. x
的道理。平衡翼对灵敏度影响很大，在旋转的过程中，平衡翼因周期性的攻角变化而作周期性的上下细微摆动，
平衡翼上下摆动幅度越大，主旋翼攻角差也就越大，攻角差越大，升力差也就越大机体的动作量也越大，而能改 + Z, V, P" d9 C4 M9 c# B# ]
变平衡翼上下摆动幅度的就是平衡翼攻角、重量、面积、平衡杆长度平衡翼片中心轴位置、转速 ... 等,一般情 + _. a' r/ ]5 v; q
况下大面积、轻量的平衡翼片，重量较轻，陀螺效应越小，越容易上下摆动，拉动的主旋翼角度越大，升力差也
就越大，翻滚动作也就越快速。 3 \7 ~5 \3 ^: P/ l- y, s
遥控直升机飞行的基本原理是利用主旋翼可变角度产生反向推力而上升，但对机身会产生扭力作用，于是需
要加设一个尾旋翼来抵消扭力，平衡机身，但怎样使尾旋翼利用合适的角度，来平衡机身呢？这就用到陀螺仪
了，它可以根据机身的摆动多少，自动作出补偿讯号给伺服器，去改变尾旋翼角度，产生推力平衡机身。现在已
有多种遥控直升机模型使用的陀螺仪，分别有机械式、电子式、电子自动锁定式。陀螺仪虽然是一种被动式的修
正方式，但是比人工修正快多了。而陀螺仪的优劣也是决定在反应速度，一般机械式陀螺仪的反应速度大约 3 f# O9 F  n# k( c3 Y  C
70ms，压电式陀螺仪大约10ms，普通伺服机转60度要200ms ，好一点的伺服机约100ms ，所以使用压电陀螺仪 2 M0 w. h5 X/ R$ z% n* u  j$ h
时，使用高速伺服机才能发挥压电式陀螺仪的功效。当遥控直升机接近地面时会产生地面效应，遥控直升机离地
滞空时，旋翼把空气向下压，因此旋翼和地面之间的空气密度变大，形成气垫效果，浮力会变佳，离地越近，效 ) O4 W8 S  q" `+ R2 B3 ]6 [9 N
果越佳，但是因为空气被压缩，无处逸散而产生乱流，导致停悬的不稳定，所以遥控直升机在接近地面时会呈现 2 U+ f7 R' k& ~$ a
不稳定现象而比较难控制，产生这种气垫效果的高度大约是旋翼面直径的一半左右。高速转动的主旋翼，有一定
的速度和质量，除了会产生陀螺效应外，更有反扭力的产生，尾旋翼主要的功用就是平衡反扭力使机身不自转，
但现在的遥控直升机均采用可变攻角形态，油门的加减、攻角的变化 ...等因素使得反扭力千变万化，尾旋翼产 ; i. @  x1 T5 j0 x
生的平衡力也要跟著快速变化，以保持机身的稳定，现在的遥控直升机采用各种的措施来平衡瞬息万变的反扭   K1 l. Y; G' E, m
力。遥控直升机的反扭力可分成两种：静转距和动转距。两者的特性不同所采用的方发也不同、了解遥控直升 % R  F$ ^0 v# p4 p8 A) P4 b/ }6 @( Z
机的飞行与控制原理，无论在调整和飞行上都会有很大的帮助。  9 Y' p& Q# r' x% u; s
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