无线电遥控模型直升机完全手册
无线电遥控模型直升机完全手册
无线电遥控模型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直升机。模型直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并做出种种特技，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。
近年来，航模技术的不断发展和深入，使得越来越多的模型爱好者接触到直升机模型。但是，由于直升机种类繁多，而且在操纵上不同于其它机械模型：直升机是悬浮在空中，方向性的掌握非常重要，它是所有遥控模型中最难于学习控制的。以上的种种问题，使得初学者觉得无从下手，更不要说技术的提高了。如果有一个有经验的朋友进行知道，那就真是再好不过了。如果没有呢？
本文从遥控直升机的飞行原理入手，详尽的描述了它的零件选购，装配，调整，飞行。希望对众多的爱好者有所帮助。
飞行与控制原理
通常的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。要使直升机前进一般是操纵驾驶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，拉动直升机前进。使直升机向左或向右飞行也是同样的道理。有的现代直升机还可通过尾翼使机头下俯，增加旋翼向前的拉力，使之前进更快。
旋翼产生的拉力大小可近似的用下式估算：
下面我们就来看一看模型直升机是如何飞行的。模型直升机飞行主要是靠力的合成与分解，直升机停悬时升力等於重力，当操纵模型直升机前进时原来的升力倾斜分成垂直和水平两分力，水平分力使直升机前进，垂直分力抵消重力使直升机不下坠，但原来的升力分为水平和垂直两分力後，垂直分力必小於重力，使直升机往下掉，所以必须加大垂直分力，这也是推降舵前进时加一点油门使直升机不下坠的原因 (如右图) 。其他如後退、横移也都是同一个道理，只是方向不同罢了。尾旋翼的功用是抵消主旋翼的反扭并用来改变机身的方向。
直升机又如何使垂直升力倾斜而分成水平和垂直分力？整个主旋回转面要产生升力差使旋翼面倾斜，旋翼面倾斜原来的垂直升力就分为水平和垂直分力了。主旋翼回转面要如何产生升力差？改变旋翼攻角。以前进为例，主旋翼转到在 3 点和 9 点钟方向没有升力差产生，一过 3 点和 9 点钟方向升力差开始产生，随著旋翼转动，升力差渐渐加大，在 6 点和 12 点钟方向产生最大升力差後再渐渐减小，直到 3 点和 6 点钟方向，升力差为零 (如下图) 。如此转一圈一周期，以 1500 rpm 转速为例，一分钟重复上述升力差变 1500 次。
可见打舵时，主旋翼攻角是不断的在改变。舵打得大，升力差也就越大，旋翼攻角改变如右图所示是呈一 函数图形，各位如果仍看不懂，拿出直升机，十字盘打个角度，旋翼转转看就知了。主旋翼又如何快速改变攻角？这不得不配服直升机发明人者的巧思，透过复杂的连动机构，运用陀螺效应，达到攻角变化周期化的目的。
直升机的控制方式
1.贝尔方式
贝尔方式大多使用在真实的直升机，其特性是动作控制较直接，小动作较灵敏但无法从事大动作飞行，也就是小舵灵敏，大舵迟钝。特徵是没有稳定翼片，只有一对配重，有的更连平衡配重都没有，以旋翼头的减震橡皮轴承取代，像实机的飞狼 ( 贝尔 222 ) 就是。
2.希拉方式
希拉方式和贝尔方式的特性相反，大舵灵敏适合大动作飞行，应用在R/C直升机，只是现在很少有单纯的希拉控制方式的 R/C 直升机， 希拉控制方式的 R/C 直升机特徵是有一对平衡翼片。平衡翼主要是作为伺服机和主旋翼间的一个中介，以伺服机拉动平衡翼，再以平衡翼拉动主旋翼，达到四两拨千斤之效。
3.贝尔.希拉混合式
撷取贝尔式和希拉式的优点混合而成，只有 R/C 直升机采用，其控制流程如下：
当打降舵时，整个旋翼控制分为下面两道流程同时进行：
贝尔效应流程
打降舵 >> 十字盘前倾 >> 剪型臂衰减舵量 >> 主旋翼攻角差在 3 点和 9 点钟方向达最大值 >> 主旋翼最大升力差反应力出现在 6 点和 12 点钟方向 ( 陀螺效应，延後90度 ) >>主旋翼回转面向前倾 >> 前进力。
希拉效应流程
打降舵 >> 十字盘前倾 >> 平衡翼攻角差在 3 点和 9 点钟方向达最大值 >> 平衡翼最大升力差反应力出现在 6 点和 12 点钟方向 ( 陀螺效应，延後 90 度 ) >> 平衡翼回转面向前倾 >> 拉动主旋翼攻角差在 3 点和 9 点钟方向达最大值 >> 主旋翼最大升力差反应力出现在 6 点和 12 点钟方向 ( 陀螺效应，延後 90 度 ) >> 主旋翼回转面向前倾 >> 前进力。
由上面流程可知，贝尔效应流程少了一道陀螺效应，控制较直接快速，而且是透过剪型臂衰减动作量 ( 小舵 ) 以伺服机直接拉动主旋翼攻角，因为是直接拉动主旋翼，所以小舵灵敏，在停悬时的小动作修正，有直接快速的效果，但因拉动主旋翼的攻角很小，所以无法从事侧滚等大动作量的飞行。而希拉效应刚好相反，反应慢半拍，但因为是以伺服机拉动平衡翼再以平衡翼去拉动主旋翼攻角，所以动作量很大，这有点像汽车的方向盘，有动力辅助的，省力转得快，但细微的路面感较差，没动力辅助的，开起来路面感十足，但转大方向，像路边停车，得费九牛二虎之力。
平衡翼对希拉效应灵敏度影响很大，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，其中最方便直接的就是换平衡翼片，换个大面积、轻量的平衡翼片，重量越轻，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。
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发表于 2006-12-14 23:24
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