方贺飞行学校教程 （电动航模KT板机的制作与飞行）

fgyhll

绪论

      如果有翅膀，哪个男人不想飞上天？人类想上天想了几千年，终于在上世纪做出了飞行机器—飞机。但是，比飞机更早飞上天的却是航空模型。1876年，毕业于海军武备学校的俄国人莫扎伊斯基，研制出单翼飞行器模型并成功地进行了公开表演，还在1881年获得了发明“空中飞行器”的专利。即使是第一个成功飞上蓝天的莱特兄弟，在真正制作载人飞机之前，也做了很多模型飞机进行模拟飞行。

      电动模型飞机的上天是上世纪八十年代的事情，当时使用的是有刷直流电机与镍氢电池。随着人们为电动自行车研制出无刷电机，为延长手机待机时间研制出锂电池，现代电动模型飞机在新世纪开始普及。

      模型飞机分为自由飞、线操纵和遥控三大类。自由飞有手掷、橡筋动力和电动三种，它们一般都比较小，而且结构简单制作容易，比赛项目为留空时间和飞行距离。线操纵是用一个手把的两头栓两根线，一根操纵方向舵，一根操纵升降舵。我于1964年就在北 京地坛的航模表演中，看到过用脉冲发动机作动力的线操纵模型飞机，飞出时速一百公里以上的成绩。遥控的简称是RC，有车模、船模和航空模型之分。遥控航空模型飞机又分为油动和电动两种。遥控航模飞机安装上飞控就是无人机，无人机去掉飞控就是航模。嘿，有意思吧！希望大家从航模飞机起，进入无人机的领空。

      我们这个教程主要讨论电动模型飞机，适当地给大家介绍一些其它航模知识。内容包括以下五部分：

一、航模理论

    讨论基础理论，普及基本知识，拓展思维方法。

二、航模制作

    学会飞机设计，掌握基本方法，实战一架飞机。

三、航模飞行

    五次阶式教学，三段基本调试，短期飞上蓝天。

四、图纸、图片与视频

    库。

五、电动飞机疑难杂症与解决方案

    探讨。

发一段视频，刺激一下。

再发一个视频，休闲一下。

有问题可加QQ群“方贺飞行学校”参与讨论。

wy_wuyang

沙发

chencydt

期待后续的内容

梁宝将

期待以后的内容，谢谢楼主分享!

fgyhll

一、     航模理论

第一节、两句名言

      “飞机飞的是什么？机翼！”，“是什么让飞机飞起来的？螺旋桨！”。

      这第一句是说飞机的主要部分是机翼，其它的都是机翼的“挂件”。“挂件”包括安装发动机、电池和其它设备的机身，控制飞机状态的垂直尾翼与水平尾翼，发动机、起落架和电装等等。

图一、塞斯纳（杜秋使用的飞机）

      第二句说的是飞机飞行的动力来源于螺旋桨，动力系统的其它部件都是为螺旋桨服务的。

图二、各种螺旋桨

      其中那个木桨是我于78年用松木削的。

思考题：

A、         下单翼与上单翼哪个更适应飞行？

B、        涵道跟螺旋桨是一回事吗？

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shbg

漂亮，学习中

fgyhll

第二节、飞的是机翼

      鸟能在天空翱翔，就仗着它比其它动物多了一副翅膀。仔细观察鸟的翅膀，你会发现它的横截面很奇特：上面是个弧线，下面接近平面。假定鸟在滑翔状态，它为什么不掉下来呢？我们知道弧线的长度比直线长，那么气流经过翅膀时，下面的空气会先到达终点，那么它会卷到上面去吗？不！上面的空气会加快它的速度，和下面的空气一起到达终点！上面高速流过的空气会造成真空，翅膀为了填补真空会向上移动，于是鸟飞起来了。当然，你也可以说是上面的空气高速流过造成了低气压，下面的空气压力高所以给翅膀以浮力，所以托住了鸟，等等。这就是有名的“伯努利原理”。

机翼横截面的形状叫翼型。

图三、各种机翼翼型

      一般而言，S型机翼的升力最大，凹凸型次之，平凸型又次，双凸型再次，对称型机翼没有升力。

咦！最后的那个怎么没有升力？没有升力怎么飞行？采用对称型机翼的飞机一般都是特技机，试想倒飞时有向下的力是不是有点滑稽？那么没有升力它怎么飞呢？其实飞行物有许多解决方案，譬如人造卫星掉不下来是因为它的速度。我们知道地球是圆的，人造卫星在天上飞，一面飞一面掉，它每秒飞过7.9公里，掉下来的高度正好等于地球弯下去的高度，所以人造卫星就绕地飞行了。当然，模型飞机飞不了那么快，但是我们只要让它抬起一点头，它就会向前飞行了。这就是“斜面原理”，我在若干年前提出这个原理时，还遭到很多人的围攻呢！可这就是KT板机能上天的基本机制。

      斜面原理有三条，一是要足够轻，二是如果不够轻就要足够快，三是要掌握好角度与推力的关系。详细内容我们在以后的讨论中再深入进行。

      顺便说说，平凸翼的最佳翼型是“克拉克”，它的最高点在机翼前缘的30%到45%处。

      当然机翼还有形状问题。譬如有矩形翼、三角翼和梯形翼等等。那么哪种机翼的升力最大呢？根据台湾某大学研究小组的实验结果，全梯形翼的升力最大。你看真正的战斗机，无论是美国的F22、俄罗斯的T50还是中国的J20的机翼都是接近于全梯形的。

      当然，也不是说升力越大越好，如果追求速度，倒是SU27的后掠翼好些。

思考题：

A、         翼龙的翼型有升力吗？

B、         矩形翼的长度与宽度的比例多少最好？

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雷厉风行

学习资料。

yamen1882

这个有待思考。。。。。。

fgyhll

第三节、推的是螺旋桨

      过去螺旋桨时代都说是拉力、拉力线，现在喷气机时代改说是推力、推力线，为了方便我们通称为推力、推力线。那么螺旋桨是怎样产生推力的呢？

图四、螺旋桨的形状

      看看螺旋桨的横截面，居然跟机翼一样是有翼型的，仔细看看原来是一个凹凸翼。从侧面看去，螺旋桨叶还有一个角度。我们可以把空气看作是固体，螺旋桨就像螺丝钉，你一转它就往前走。螺丝愈大劲愈大，螺距愈大前进的步伐愈大。

      螺旋桨型号的前两位数是长度，后两位数是螺距。譬如8060桨，80是说这个桨的长度是8英寸的，60是说它每转一圈前进0.6英寸。

对于航模飞机而言，并不是螺旋桨越大越好。大的螺旋桨比较重，需要动力系统有足够的负载能力，要不然可能不是烧电机就是烧电调。

      一般而言，大的螺旋桨提供的推力大，但需要较强的动力系统支持；小的螺旋桨推力小，但可以使用较轻的动力系统，而且价格也会便宜许多。这里的大小不但包括螺旋桨的直径，还要考虑螺距。譬如7060的桨提供的推力，应该与8035的桨差不多。还有一个必须考虑的因素是转速，譬如同样是2212的电机，1400KV的电机用8040桨最高能够提供650克推力，2450KV的电机用6030桨也能提供同样的推力。

     以上涉及数据的部分只是我的经验，具体还要参考厂家的性能表和试验结果。

图五、自制推力测试仪

思考题：

A、         高速螺旋桨与慢速螺旋桨有什么区别？

B、         螺旋桨为什么用螺距而不用角度表示大小？

fgyhll

第四节、航模飞机由哪些部分组成？

      航模飞机分为空机和电装两部分。

空机主要由机身、机翼、垂直尾翼、水平尾翼、发动机安装架和起落架等组成。关于这部分我们在讲制作的时候在详细讨论，现在主要讨论电装部分。

      电装主要由动力系统和控制系统两部分组成。

      1、航模飞机的动力

      航模飞机的动力可以是油动的，也可以是电动的。油动发动机可以使用甲醇、汽油和航空煤油，甚至还有使用酒精和其它燃料的。除了普通发动机外，还有脉冲发动机和涡喷发动机等等。

   图六、甲醇发动机

   图七、涡喷发动机

      油动的航模飞机声音大、动力足，比较震撼；缺点是调试复杂、比较脏。电动飞机比较环保，是今后的发展趋势。

图八、各种航模电动机

      其中比较长的是内转子电动机，其余的是外转子电动机。

思考题：

A、         汽车油改电为什么这么难？

B、         电动机中内转子与外转子哪个效率高些？

flyding

理论知识的普及，非常好的文章。

fgyhll

2、电动航模飞机的动力系统

      电机、电调和电池的集合给电动飞机提供了动力，如果我们想得到较好的效果，必须要有一个恰当的配置，这也是令很多新、老模友头疼的问题。解决的方法是一要搞懂理论，二要勇于实践，三要多多交流、学习。

      甲、电动机

      电机的原理很简单，它就像磨道里的驴，你在它的前面用绳子吊着一捆草放到它嘴前，它就会自动转圈子磨面了，如果再在它的屁股上抽鞭子，它就能跑的飞快。电机的定子就是草，转子就是驴，转子前后有定子的两个极，一个拉一个推它就飞快地转起来。

      电动机定子的极是用硅钢片叠成的，它有两个参数，直径和厚度。所以标准的电机型号前两位就是定子硅钢片的直径，后两位是硅钢片的厚度。我们可以想象的到，硅钢片的直径越大厚度越大电机的扭力越大，能带的桨就越大。

    例如2212电机，它的硅钢片的直径是22毫米，厚度是12毫米；而2208电机的硅钢片的直径也是22毫米，厚度是8毫米。

    图九、无刷电机结构图

      但到底能带多大的桨，还要考虑电机的另一个参数———转速，一般无刷电机的转速是用KV值来表示的，意思是每伏电压每分钟能达到的旋转圈数。譬如微风练习机常用的2212电机是1400KV的，它的转速按12V计算时是每分钟16800转。苏27腰推像真机常用2212电机是2650KV的，它在12V时的转速是31800转。乖乖，这么高达得到吗？实际上带上螺旋桨电机的转速会下降，到底是多少我们就要用转速仪实测了。

    图十、光电转速仪

      电机和螺旋桨组成了电动飞机动力系统的基础，它的组合是多种多样的。那么，我们究竟怎样配置才好呢？一般来说，选用大螺旋桨可以用较低的转速获得同样的推力，这样可以降低电机的磨损，既省电又能延长电机的寿命。但是大螺旋桨会产生反扭力，要用右拉来克服。而且腰推机的地方有限，只能用小一些的桨，办法是把转速升上去。

      例如2212电机，1400KV的可以使用8060桨或9035桨，2650KV的可以使用6030桨或5040桨。具体多少可以参照电机生产厂家的性能表，或根据自己的经验选配。

      电机分为有刷电机和无刷电机。电机的定子和转子是有很多极的，譬如我们常用的有刷电机的转子是三极的，定子是两极的。它的转子在经过两极磁钢时必须转换电流方向，方法是加上两个电刷和三个铜片做的换向器。而无刷电机则有更多的极，譬如我们常用的2212无刷电机是12N14P的，也就是说它的定子有12极，转子14极。它没有电刷，换向是通过电调来实现的。

      图十一、无刷电机原理图

思考题：

A、         电动机如何控制正反转？

B、         电动机转子卡住会有什么样的后果？

想飞--飞不高

学习了真的很好哟

126P

继续啊！

fgyhll

乙、电调

      电调我们可以把它理解为电子调速器，宝岛人把它叫做电变。它有两个作用，一是为整个系统供电，一是把两相直流电变成三相脉冲电，这也是叫做电变的原因。

      电调里面除了电源部分还有一个单片机，它的程序可以设定。设定时先把遥控器油门开到最大，然后接上电调电源，听到需要设定的声音时马上把油门关到最小。所以我们在准备开飞机时，一定要把油门关到最小，要不然电调可能会被调乱，如果电调调乱了也别紧张，再把它调到恢复出厂设置就行了。

      电调的参数有两个，一个是电流一个是电压。电流是说这个电调能够（允许）输出多大的电流，譬如30A的电调是说它能够持续输出30安培的电流，瞬间（10秒）能达到40安培。什么概念？一般家庭用电又开空调又用电冰箱的，电表也就是30A的！电压是说它允许使用的电池组片数，譬如3S、4S等。我有一回没注意上6S涵道用了3S的电调，烟冒的呜呜的。         

      哎，光看电流了没看电压。

图十二、烧坏了的电调

    那个小的是有刷电调

      那么使用什么样的电调好呢？那要看你的需要，根据你的需要再打点富裕，小心无大害。譬如2212电机的电流在10安培上下，使用20A的电调就行。但是动力系统有没有劲，跟电调的关系很大，所以需要爽飞的同志建议使用30A电调。而涵道电机则需要使用更大的电调，注意电压啊，呵呵。

思考题：

A、         电动机在启动时为什么要震动？

B、         什么叫PWM？

kite133

好文配好图，比较清楚地说明了一些常识。

牧想飞

学习了

佛山丁丁

不错的老头。加油

fgyhll

丙、电池

      还有一个头疼的问题是电池。我们知道汽车改电的呼声很高，可就是电池不给力，结果是速度慢、航程短。航模飞机的问题更严重，铅酸电池太重肯定不行，镍氢电池和镍镉电池也不把牢，还就是锂电池靠谱。锂电池有磷酸铁锂和锂聚合物两种，磷酸铁锂是笔记本电脑使用的电池，它的特点是经糟，缺点是比较重且电流不够大。锂聚合物电池是手机使用的电池，这个技术经过改造才使电动飞机上天成为可能。我们常说的锂电池是专门的航模锂电池，也叫动力锂电池。

      图十二、锂聚合物电池

      锂电池的参数有三个，一个是容量，一个是放电电流，一个是充电电流。容量的单位是毫安/小时，就是说用一个稳定的电流放电一小时，刚好放完。我们可以把电池看作是一个水缸，用大龙头放水它流的快，用小龙头放水它流的慢。我们调整龙头让它一小时放完水，这个龙头的尺寸乘以时间，就是我们衡量水缸容量的标准。简言之，毫安/时大的锂电池容量比毫安/时小的锂电池容量大。

      那么选多大的电池合适呢？大电池果然容量大，容量大飞行时间就长，可是考虑到大的电池比较重，而且如果飞行时间过长人的注意力也会下降，所以一般飞行1300MHA或1500MHA的电池就可以了。

      经实践证明，大容量的电池的劲比较大。咦，这是什么原理？原来只要一加油门电池电压就会下降，关了油门电压还会上升。大容量电池的压降小，所以保持的电压比较高，电压高转速就高，转速高劲就大。哈哈，原来如此。我在网上发文还遭到攻击呢！

锂电池还有两个参数，放电电流和充电电流，它们都用C来表示。譬如25C是说最大能用25倍放电，5C是说最大能用5倍充电。举例来说，一块1300MAH的锂电池，上面标明25C和5C，那它的容量是1300MAH，最大放电电流32.5安培，最大充电电流6.5安培。

      放电电流大电动机的扭力就大，但是太大了恐怕电机、电调受不了。充电电流也最好不要用到头，5C刚出的时候我就用某家产品做试验，“砰”的一声爆炸了，幸亏我把它放在厨房里了，好险！

      锂电池组都是用单片组装的，每个单片的额定电压是3.7V，充满是4.2V，最低保持电压是3.6V。几节串联起来，电压就是单片电池电压的和。譬如三节串联，就是11.1V（额定电压），四节就是14.8V等等。外国把几节叫颗，我们通常把几节叫S。譬如3S就是三节，4S就是四节，余类推。

玩锂电的注意不要过充、过放，一般的锂电池一次过充或过放就可能要了它的命！

      图十三、锂电池的悲剧

思考题：

A、         手机电池能飞飞机吗？

B、         使用多充板时用多大的电流、