自制簡(jiǎn)易無(wú)線電遙控模型

1、如何自制一架無(wú)線電遙控模型飛機(jī)第一節(jié) 無(wú)線電遙控模型飛機(jī)的構(gòu)成無(wú)線電遙控模型飛機(jī)是航空模型家族中種類(lèi)最多、最有趣，也最能鍛煉參與者動(dòng)手動(dòng)腦能力的一種模型。大部分的遙控模型都可以自己制作機(jī)身部分，配以相應(yīng)的動(dòng)力、舵機(jī)等設(shè)備就可以在天空中翱翔。本章只介紹適合中小學(xué)生參與自制的簡(jiǎn)易遙控模型飛機(jī)。一架簡(jiǎn)易的遙控模型飛機(jī)，大致由四個(gè)部分組成：動(dòng)力系統(tǒng)、舵機(jī)、控制系統(tǒng)（發(fā)射機(jī)和接收機(jī)）、機(jī)身，下面分四個(gè)小結(jié)介紹這幾個(gè)部分。一、 動(dòng)力系統(tǒng)模型飛機(jī)采用的動(dòng)力可以分兩大類(lèi)：油動(dòng)和電動(dòng)。油動(dòng)的一般用甲醇兩沖程或四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)、汽油發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)帶動(dòng)螺旋槳，電動(dòng)的用有刷或無(wú)刷電機(jī)帶動(dòng)螺旋槳，另有渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)也被使用在遙控模型

2、上。這里只介紹采用電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力的模型。1.無(wú)刷電機(jī)初學(xué)航模的首選七八十年代，由于電子技術(shù)發(fā)展相對(duì)落后，遙控模型飛機(jī)通常采用甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)，飛行起來(lái)危險(xiǎn)性較大，在飛行時(shí)需要準(zhǔn)備的附件如油泵、啟動(dòng)器等較多，近些年興起的電動(dòng)模型飛機(jī)具有小巧靈活、攜帶方便、飛行安全、成本低廉等特征，深受廣大航模愛(ài)好者的喜愛(ài)。航模用電動(dòng)機(jī)大致有兩種：有刷直流電機(jī)和無(wú)刷交流電機(jī)。在電動(dòng)模型飛機(jī)剛剛興起時(shí)，大部分的飛機(jī)都采用有刷直流電機(jī)，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能效率不高，而且重量太重，已逐漸被無(wú)刷電機(jī)取代，本章著重介紹無(wú)刷電機(jī)。上左圖是一款國(guó)產(chǎn)無(wú)刷電機(jī)及其附件，右圖是電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)。無(wú)刷電機(jī)使用三相交流電，線圈繞組固定在機(jī)座上作為定子

3、，永磁體作為轉(zhuǎn)子在外部，一般也叫外轉(zhuǎn)子無(wú)刷電機(jī)（內(nèi)轉(zhuǎn)子無(wú)刷電機(jī)一般用于直升機(jī)，這里不作介紹）。初入門(mén)的需要了解以下幾個(gè)參數(shù)：電機(jī)型號(hào)：國(guó)內(nèi)出廠的電機(jī)一般只標(biāo)示其尺寸大小而不標(biāo)示功率，比如一款電機(jī)標(biāo)示A2212/6T，代表電機(jī)定子的直徑為22mm，高度為12mm，6T代表線圈繞組匝數(shù)為6匝。也有一些廠家標(biāo)示其外部轉(zhuǎn)子的尺寸。一般來(lái)說(shuō)，尺寸越大的電機(jī)，相同電壓下輸出功率越大，匝數(shù)越少，轉(zhuǎn)速越高。電機(jī)KV值：KV值代表電機(jī)在空載（不裝螺旋槳）情況下每增加1v電壓，電機(jī)轉(zhuǎn)速的增加量。比如KV值是2200KV的電機(jī)，在電壓5V的情況下，空載轉(zhuǎn)速是11000轉(zhuǎn)/分鐘。一般來(lái)說(shuō)，相同尺寸的電機(jī)，KV值越高，

4、就需要配以較小尺寸的槳，以免因過(guò)載而燒毀電機(jī)，而KV值較低的電機(jī)可以配大尺寸的槳，以達(dá)到較大的推力。在高速飛機(jī)上一般選用高KV值的電機(jī)，低速或載重較大的飛機(jī)一般選用低KV值的電機(jī)。2.無(wú)刷電調(diào)、鋰聚合物電池?zé)o刷電機(jī)為動(dòng)力的標(biāo)準(zhǔn)配置無(wú)刷電機(jī)要正常工作，必須要有調(diào)速器，也就是無(wú)刷電調(diào)。從電池中供出的電能是直流電，而無(wú)刷電機(jī)要使用交流電，這就需要無(wú)刷電子調(diào)速器。如右圖為一款無(wú)刷電調(diào)，左邊的紅黑線分別接電池的正負(fù)極，左邊中間為信號(hào)線，與接收機(jī)相連，右邊的三根線分別與電機(jī)的三根線相連。電調(diào)最重要的參數(shù)是電流大小，比如一個(gè)標(biāo)示60A的電調(diào)，允許持續(xù)供出60A的電流。當(dāng)然，這要在散熱良好的情況下才能達(dá)到，所

5、以有很多大電流的電調(diào)都帶有散熱片，有的還帶有循環(huán)水冷卻系統(tǒng)。如果安裝到飛機(jī)上發(fā)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向與所需要的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，無(wú)刷電機(jī)和電調(diào)變換轉(zhuǎn)動(dòng)方向也更為簡(jiǎn)單，只需將連接電機(jī)電調(diào)的三根線中的兩根交換一下即可。隨著電池制造技術(shù)的發(fā)展，鋰聚合物電池已經(jīng)取代了以前的鎳氫、鎳鎘充電電池。如右圖為一款鋰聚合物電池，上端的插頭是供電插頭，使用時(shí)與電調(diào)相連，下端的是平衡充電插口。每一節(jié)鋰聚合物電池的標(biāo)稱(chēng)電壓是3.7V，如果需要使用更大的電壓，就需要將多節(jié)電池串聯(lián)起來(lái)，比如常用于小型遙控模型飛機(jī)上的是將3節(jié)電池串聯(lián)起來(lái)的標(biāo)稱(chēng)電壓為11.1V的電池，對(duì)其充電時(shí)就需要用專(zhuān)用的平衡充分別為每一節(jié)電池充電，以保證充電的效率

6、和電池壽命。鋰聚合物電池的主要參數(shù)有：標(biāo)稱(chēng)電壓：每一節(jié)電池標(biāo)稱(chēng)3.7V，所以常見(jiàn)的有2S（2塊鋰電串聯(lián)）的標(biāo)稱(chēng)7.4V，3S的標(biāo)稱(chēng)11.1V，4S的標(biāo)稱(chēng)14.7V。實(shí)際使用時(shí)，充滿(mǎn)電的電池每塊電壓接近4.2V，可以根據(jù)空載電壓大小粗略判斷電池充電的情況，放電時(shí)，電調(diào)設(shè)定了保護(hù)，一般一節(jié)電池電壓低于3.6V，電調(diào)會(huì)停止向電機(jī)供電，以保證飛機(jī)方向還能操縱，但鋰聚合物電池放電太多有損電池壽命，建議每次不要過(guò)度放電。電池容量：電池的容量表示電池存儲(chǔ)電能的多少，一般會(huì)標(biāo)示多少mAh，比如1800mAh的電池，在使用時(shí)可以以180mA的電流放電10h（10小時(shí)），或者以1800mA的電流放電一小時(shí)。實(shí)際使

7、用時(shí)可能不會(huì)那么精確，但可以提供一個(gè)參考。放電倍數(shù)：放電倍數(shù)一般用多少C表示，例如一塊標(biāo)示20C、1800mAh的電池，其最大放電電流是1800mA的20倍，即36A。由于一些電池廠商存在虛高標(biāo)示的現(xiàn)象，實(shí)際使用時(shí)建議將這個(gè)數(shù)字減到0.7-0.8倍，以保證安全。一般來(lái)說(shuō)放電倍率越高的電池，其售價(jià)也是越高，可根據(jù)自己的需要選擇。3.螺旋槳產(chǎn)生推力的關(guān)鍵部件如右圖所示為不同型號(hào)的螺旋槳，根據(jù)模型飛機(jī)的尺寸、飛行特征、電機(jī)的型號(hào)及其KV值來(lái)選擇應(yīng)該用什么樣的螺旋槳。螺旋槳主要有兩個(gè)參數(shù)：槳直徑和螺距。槳直徑就是螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)形成的圓面直徑，螺距簡(jiǎn)單理解就是槳葉的傾斜度。一般來(lái)說(shuō)，高速機(jī)或者尾推動(dòng)力的飛

8、機(jī)使用小直徑，大螺距的槳，低速機(jī)或前拉式動(dòng)力采用大直徑，小螺距的槳。二、 舵機(jī)及其使用飛機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)提供飛機(jī)飛行的動(dòng)力，飛機(jī)飛行的方向要靠舵機(jī)控制機(jī)身上的舵面來(lái)完成，本小結(jié)主要介紹舵機(jī)及其使用。上圖是一款舵機(jī)的外部及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，舵機(jī)收到信號(hào)后，會(huì)根據(jù)信號(hào)判斷出應(yīng)該轉(zhuǎn)動(dòng)多少角度，將舵機(jī)上裝的十字形的舵盤(pán)和模型飛機(jī)的舵面連接起來(lái)就可以達(dá)到控制飛機(jī)飛行姿態(tài)的目的。舵機(jī)內(nèi)部主要由電機(jī)、電位器、傳感器和齒輪組成，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)一個(gè)小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過(guò)多個(gè)大小齒輪的配合，使舵盤(pán)上產(chǎn)生出幾公斤的扭力，當(dāng)然，舵盤(pán)的半徑只有1厘米左右。在實(shí)際使用中，舵機(jī)負(fù)擔(dān)的力過(guò)大會(huì)發(fā)生打齒現(xiàn)象，所以建議初學(xué)者使用全金屬齒輪的舵機(jī)，

9、以免因更換舵機(jī)而浪費(fèi)了寶貴的飛行訓(xùn)練時(shí)間。舵機(jī)安裝時(shí)首先要將舵機(jī)固定在模型飛機(jī)的機(jī)身上，用細(xì)鋼絲將要控制的舵面和舵機(jī)連接起來(lái)，這樣就能控制舵面了。如下圖是一種簡(jiǎn)易的控制舵面的連接方法，舵盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，舵面會(huì)跟隨它一起轉(zhuǎn)動(dòng)，以達(dá)到控制目的。三、 發(fā)射機(jī)和接收機(jī)電動(dòng)機(jī)和螺旋槳為飛機(jī)提供動(dòng)力，舵機(jī)控制飛機(jī)的舵面，想要遙控一架模型飛機(jī)，還缺少一個(gè)核心部件：遙控器。成套的遙控器由發(fā)射機(jī)和接收機(jī)構(gòu)成，本小結(jié)主要介紹發(fā)射機(jī)和遙控器的使用方法。模型飛機(jī)用遙控器一般有兩個(gè)搖桿，均可上下左右搖動(dòng)，按照我國(guó)絕大部分人的使用習(xí)慣（我國(guó)都使用右手油門(mén)的遙控器，購(gòu)買(mǎi)時(shí)問(wèn)清楚），左邊搖桿上下?lián)u動(dòng)時(shí)，用于控制飛機(jī)的升降舵，作用是

10、使飛機(jī)抬頭或低頭，這個(gè)控制動(dòng)作是第二通道，控制升降舵的舵機(jī)控制線就對(duì)應(yīng)插到接收機(jī)上寫(xiě)有2的位置；左邊搖桿左右搖動(dòng)時(shí)，用于控制飛機(jī)的方向舵，作用是使飛機(jī)發(fā)生偏航或修正航線，這個(gè)控制動(dòng)作是第四通道，控制方向舵的舵機(jī)控制線就對(duì)應(yīng)插到接收機(jī)上寫(xiě)有4的位置；右手搖桿左右搖動(dòng)時(shí)，用于控制飛機(jī)的副翼，作用是使飛機(jī)滾轉(zhuǎn)，也可用于轉(zhuǎn)彎，這個(gè)控制動(dòng)作是第一通道，控制副翼的舵機(jī)控制線就對(duì)應(yīng)插到接收機(jī)上寫(xiě)有1的位置上；右手搖桿上下移動(dòng)時(shí)，控制飛機(jī)動(dòng)力大小，這個(gè)控制動(dòng)作是第三通道，所以將電子調(diào)速器的控制線對(duì)應(yīng)插到接收機(jī)上寫(xiě)有3的位置上。值得注意的是，右手搖桿上下?lián)u動(dòng)時(shí)，可以停在任意位置，而其他通道不施加力時(shí)均會(huì)回到中間

11、位置，這也是遙控器分左手油門(mén)和右手油門(mén)的原因。除了這4個(gè)通道以外，有的遙控器還有第五、第六甚至更多的通道，能實(shí)現(xiàn)的功能更多，這里不作詳細(xì)介紹。在將舵機(jī)或者電子調(diào)速器的控制線插到接收機(jī)上時(shí)，除了要注意通道對(duì)應(yīng)關(guān)系外，還要注意線的正負(fù)極和信號(hào)線是否對(duì)應(yīng)上了，一般來(lái)說(shuō)，控制線上白色或橙色為信號(hào)線，紅線為正極，黑色或褐色為負(fù)極。而在接收機(jī)上，信號(hào)線的排針旁邊用了符號(hào) 來(lái)表示，插線時(shí)只要將信號(hào)線對(duì)應(yīng)了，正負(fù)極就不會(huì)插反。四、 機(jī)身前三小結(jié)介紹的是遙控電動(dòng)模型飛機(jī)的基本配置，在實(shí)際應(yīng)用中，這些設(shè)備可以通用，也可以安裝到不同的模型飛機(jī)上。本小結(jié)介紹模型飛機(jī)的機(jī)身部分，以一款具有代表性的滑翔機(jī)為例，解釋如何安

12、裝電子設(shè)備和動(dòng)力系統(tǒng)。大部分的模型飛機(jī)機(jī)身可以通過(guò)各種渠道購(gòu)買(mǎi)，第二節(jié) 自制板身3D模型飛機(jī)無(wú)線電遙控模型飛機(jī)還可以自行設(shè)計(jì)，制作出一些造型獨(dú)特，飛行有趣而且成本低廉的模型飛機(jī)。下面介紹兩款適合廣大初學(xué)者的模型飛機(jī)。一、 無(wú)線電遙控模型飛盤(pán)1. 準(zhǔn)備材料和工具：用于制作機(jī)身的主要材料是KT板，可以在廣告制作店購(gòu)買(mǎi)到。遙控器推薦使用帶有混控功能的四通道或6通道遙控器，動(dòng)力系統(tǒng)采用kv值1100或1400的2212外轉(zhuǎn)子無(wú)刷電機(jī)配以1147或1047的螺旋槳，1800mAh鋰聚合物電池作為動(dòng)力電池，30A無(wú)刷電機(jī)調(diào)速器以及兩個(gè)12g金屬舵機(jī)。如果覺(jué)得購(gòu)買(mǎi)的KT板不夠硬，還需準(zhǔn)備兩根0.5mm厚、6

13、mm寬的碳纖維片，以及一些桐木片。主要用到的工具有：美工刀、尖嘴鉗、泡沫塑料膠、三秒膠、透明膠帶、螺絲刀、錐子、刻度尺。2. 制作過(guò)程首先設(shè)計(jì)飛牌的外形，可以是圓形、鵝蛋形、橢圓形，本節(jié)介紹一種外形像瓢蟲(chóng)形狀的飛盤(pán)，以供大家參考。上圖為飛盤(pán)的正面和反面完成圖。AACDEMNPQB首先切割KT板，并適當(dāng)加強(qiáng)KT板。右圖是飛盤(pán)的制作工作圖，底板由一個(gè)直徑70cm的大圓和50cm的小圓拼接而成，圓心連線即為模型飛機(jī)的中線，與之垂直的兩條直徑分別位于圖中M、N處，用美工刀切割出整塊形狀后，在M、N處開(kāi)出一個(gè)細(xì)縫，將塑料泡沫膠均勻涂抹到碳纖維片上后，迅速放入細(xì)縫中，再在PQ位置畫(huà)一條與中線垂直的切割線并

14、沿著PQ切割，再將之等割成兩塊，得到左邊舵面L、右邊舵面R。在中線上覆蓋一塊寬5cm左右的桐木板（用泡沫膠與KT板粘到一塊兒）以便安裝電子設(shè)備。如右圖，接收機(jī)等電子設(shè)備安裝到與KT板緊密連接的桐木片上。（建議A處安裝舵機(jī)，B處安裝接收機(jī)，C處安裝電子調(diào)速器，D處安裝電池，E處安裝電動(dòng)機(jī)）其次安裝電動(dòng)機(jī)。將電動(dòng)機(jī)安裝到電機(jī)安裝片上后，桐木片前端用三秒膠粘上2根桐木條，在KT板的下方使用同樣的方法粘上兩個(gè)桐木條，使得4根桐木條剛好與電機(jī)安裝片的四個(gè)安裝孔對(duì)正，以此安裝電機(jī)。安裝時(shí)注意調(diào)整桐木條的長(zhǎng)度，使得上方的兩根桐木條比下方的兩根往前探出0.2mm，這樣電機(jī)的軸線可以有一定的下拉角（35度為宜）

15、。最后在機(jī)頭的位置安裝兩根鋼絲作為起落架，簡(jiǎn)易模型可以不用安裝輪子，起落架主要起到保護(hù)螺旋槳的作用。電機(jī)安裝方法因電機(jī)的型號(hào)而不同，只要按要求固定住，強(qiáng)度足夠大即可。透明膠帶透明膠帶機(jī)身舵面機(jī)身舵面第三步安裝舵面。將P、Q兩塊舵面上與機(jī)身相連的那條邊切割為45度角的楔形，然后用透明膠帶將之與機(jī)身連接起來(lái)。如圖是舵面連接截面示意圖，透明膠帶必須上下表面均覆蓋，而且必須壓進(jìn)下方的V形槽里，這樣舵面才能在一定范圍內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。上左圖為差動(dòng)狀態(tài)下，飛盤(pán)的舵面情況。最后在中軸線上安裝一片垂直于機(jī)身的固定垂直尾翼，這種飛盤(pán)可以不安裝方向舵，使用后面兩個(gè)舵面的差動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎。3. 調(diào)試和飛行組裝好后，先將遙

16、控器調(diào)整到1、2通道混控模式。（具體設(shè)置見(jiàn)說(shuō)明書(shū)，有些廠家叫三角翼混控，有的叫飛翼混控）再將兩個(gè)舵機(jī)分別插到接收機(jī)的1、2通道中，電子調(diào)速器插到3通道中，打開(kāi)遙控器電源并將其動(dòng)力控制桿收到最小再接通調(diào)速器上的電源，調(diào)速器就會(huì)給接收機(jī)供電。這時(shí)輕推動(dòng)力桿，測(cè)試動(dòng)力是否正常。動(dòng)力測(cè)試完后，再測(cè)試舵面的方向和轉(zhuǎn)動(dòng)角度，首先在遙控器上給一個(gè)拉桿動(dòng)作，看兩個(gè)舵面是否同時(shí)向上偏轉(zhuǎn)，如果不是，需要調(diào)整1、2通道的正反開(kāi)關(guān)直到達(dá)到如下?tīng)顟B(tài)：拉桿時(shí)兩個(gè)舵面同時(shí)向上、推桿同時(shí)向下偏轉(zhuǎn)；副翼給出向左的信號(hào)時(shí)，左邊舵面向上、右邊舵面向下偏轉(zhuǎn)，反之舵面動(dòng)作相反。到此舵面的設(shè)置完成，可以進(jìn)行試飛了。在進(jìn)行試飛時(shí)最好有教練指導(dǎo)，如果沒(méi)有教練，可以用模擬器在電腦上訓(xùn)練熟悉后進(jìn)行試飛。起飛時(shí)，由一名助手手持飛盤(pán)，