無人機動力系統(tǒng)課件PPT

1第3章

無人機動力系統(tǒng)1.螺旋槳螺旋槳提供必要的拉力或推力使飛機在空氣中移動，螺旋槳可分為定距螺旋槳和不定距螺旋槳。電動無人機的螺旋槳安裝在電機上，多旋翼無人機的螺旋槳主要指標有螺距和尺寸。槳的指標是4位數(shù)字，前面2位代表槳的直徑，后面2位是槳的螺距。正反槳：槳葉有字的一面向上，右邊槳葉的迎風面在后面的是正槳，右邊槳葉的迎風面在前面的是反槳。電池動力系統(tǒng)2第3章

無人機動力系統(tǒng)1.螺旋槳槳的材質(zhì)主要分為塑料槳、碳纖槳、木槳。（1）塑膠槳塑膠槳缺點是槳身軟、大載重、高速、大拉力時會輕微變形，產(chǎn)生顫振。電池動力系統(tǒng)3第3章

無人機動力系統(tǒng)1.螺旋槳槳的材質(zhì)主要分為塑料槳、碳纖槳、木槳。（2）碳纖槳優(yōu)點是硬度高、剛度高、不變形、效率高、顫振小。缺點是價格高、極脆、碰到硬物易受損。（3）木槳優(yōu)點是振動小、無顫振、價格平衡。缺點是效率比APC和碳槳低。如右圖所示。電池動力系統(tǒng)4第3章

無人機動力系統(tǒng)2.電調(diào)可分為有刷電調(diào)和無刷電調(diào)。無刷電調(diào)如圖所示。電調(diào)的作用就是將飛控板的控制信號，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏鞯拇笮?，以控制電機的轉(zhuǎn)速。電調(diào)在四軸當中還充當了電壓變化器的作用，將11.1v的電壓變?yōu)?v為飛控板和遙控器供電。電池動力系統(tǒng)5第3章

無人機動力系統(tǒng)3.電動機直流電動機按換相方式可分為直流有刷電機和直流無刷電機。所有直流有刷電機的基本組件都是一樣的，都是由定子、轉(zhuǎn)子等組成。如圖所示。電池動力系統(tǒng)6第3章

無人機動力系統(tǒng)3.電動機直流有刷電機的工作原理：從下圖可以看出，線圈ab邊受到一個向左的力F，線圈cd邊受到一個向右的力F。線圈在力F的作用下會按逆時針方向旋轉(zhuǎn)。線圈在力F的作用下會按逆時針方向旋轉(zhuǎn)。電池動力系統(tǒng)7第3章

無人機動力系統(tǒng)3.電動機直流有刷電機的工作原理：從下圖可以看出，線圈ab邊受到一個向右的力F，線圈cd邊受到一個向左的力F。線圈在力F的作用下會繼續(xù)按逆時針方向旋轉(zhuǎn)。由此可見，在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一圈中，線圈中的電流要進行一次換向，才能保證轉(zhuǎn)子持續(xù)運轉(zhuǎn)。電池動力系統(tǒng)8第3章

無人機動力系統(tǒng)3.電動機直流無刷電機主要由用永磁材料制造的轉(zhuǎn)子、帶有線圈繞組的定子和位置傳感器（可有可無）組成，如下圖所示。直流無刷電機定子有三相繞組，分為星形聯(lián)結(jié)方式和三角聯(lián)結(jié)方式。電池動力系統(tǒng)9第3章

無人機動力系統(tǒng)3.電動機常用的參數(shù)：T數(shù)，KV值，尺寸。電機T數(shù)：線圈繞了多少圈的意思。KV值：KV值意思為輸入電壓增加1V，無刷電機空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速增加的轉(zhuǎn)速值。尺寸：用4位數(shù)字表示，其中前面2位是電機轉(zhuǎn)子的直徑，后面2位是電機轉(zhuǎn)子的高度。電池動力系統(tǒng)10第3章

無人機動力系統(tǒng)3.電動機空心杯電機的結(jié)構(gòu)組成為：后蓋、接線端子、電刷端蓋、電刷、換向器、杯形繞組（轉(zhuǎn)子）、轉(zhuǎn)軸、墊圈、滑動軸承、外殼、磁鐵（定子）、法蘭、定位環(huán)。如圖所示。電池動力系統(tǒng)11第3章

無人機動力系統(tǒng)4.電池無人機電池主要規(guī)格參數(shù)如下：電池容量:電池的容量額定值表示其輸出電量。電池電壓：用V標注，表示電池正負極之間的電壓壓降。放電倍率：代表了鋰聚合物電池放電電流的大小，代表電池放電能力。充電倍率：充電倍率用C表示，只是將放電變成了充電。放電終止電壓：電池的放電終止電壓不應小于2.5V。電池動力系統(tǒng)12第3章

無人機動力系統(tǒng)4.電池無人機電池充電器有并行式平衡充電器和串行式平衡充電器。并行式平衡充電器使被充電的電池塊內(nèi)部每節(jié)串聯(lián)的電池都配備一個單獨的充電回路。并行式平衡充電器如圖所示。電池動力系統(tǒng)13第3章

無人機動力系統(tǒng)4.電池串行式平衡充電器主要充電回路接線是在電池的輸出正負極上，在電池組的各單體電池上附加一個并聯(lián)均衡電路。串行式平衡充電器如圖所示。電池動力系統(tǒng)141.活塞式發(fā)動機活塞式發(fā)動機是把燃料在發(fā)動機氣缸內(nèi)部進行燃燒，將燃料的化學能轉(zhuǎn)變成熱能，然后又將熱能推動汽缸內(nèi)的活塞做功，轉(zhuǎn)變成機械能的機器。常見的活塞式發(fā)動機根據(jù)燃料的點火方式可以分為：點燃式發(fā)動機和壓燃式發(fā)動機兩種。大部分的汽油發(fā)動機都是點燃式發(fā)動機，而大部分的柴油發(fā)動機都是壓燃式發(fā)動機。用電火花點燃油料進行燃燒的發(fā)動機稱為點燃式發(fā)動機；利用壓縮空氣產(chǎn)生的高溫點燃油料進行燃燒的發(fā)動機稱為壓燃式發(fā)動機。常見的壓燃式發(fā)動機還包括二沖程的甲醇發(fā)動機。燃油動力系統(tǒng)第3章

無人機動力系統(tǒng)151.活塞式發(fā)動機二沖程發(fā)動機的工作原理：（1）壓縮、進氣活塞由下止點向上止點移動，關(guān)閉掃氣口和排氣口，壓縮已經(jīng)進入氣缸的混合氣。由于活塞上移，使活塞下部密閉的曲軸箱內(nèi)容積不斷加大，壓力降低，形成真空度，當活塞下邊緣將進氣口打開時，在大氣壓力的作用下，可燃混合氣被吸入曲軸箱內(nèi)。（2）燃燒當上一行程活塞接近上止點時，火花塞點火，點燃以壓縮的混合氣體。由于混合氣體燃燒并急劇膨脹，推動活塞向下移動作功，同時壓縮了曲軸箱內(nèi)的可燃氣體。活塞向下移動將排氣口打開，具有一定壓力的廢氣很快經(jīng)排氣口沖出體外?；钊^續(xù)向下移動，隨即掃氣口也被打開，曲軸箱你被壓縮的可燃混合氣體經(jīng)掃氣口進入氣缸體內(nèi)，同時驅(qū)逐氣缸內(nèi)的廢氣繼續(xù)排出。燃油動力系統(tǒng)第3章

無人機動力系統(tǒng)162.燃氣渦輪發(fā)動機渦輪航空發(fā)動機一般由進氣道、壓氣機、燃燒室、燃氣渦輪、尾噴管五部分組成。燃油動力系統(tǒng)第3章

無人機動力系統(tǒng)1—進氣道；2—壓氣機；3—燃燒室；4—渦輪；5—尾噴管；6—加力燃燒室；7—噴油嘴；8—加力噴油嘴；9—可調(diào)噴口作動筒；172.燃氣渦輪發(fā)動機(1)進氣道進氣道是發(fā)動機的進氣通道，其功用是整理進人發(fā)動機的氣流，消除旋渦，并利用飛行時沖入的氣流提高壓力。(2)壓氣機壓氣機是利用高速旋轉(zhuǎn)的葉片對空氣作功，以提高空氣壓力的部件。壓氣機有離心式和軸流式兩種形式。(3)燃燒室燃燒室是將壓氣機流出來的高壓空氣與燃料混合，并進行燃燒的裝置。在燃燒室里，燃料中的化學能經(jīng)過燃燒轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使氣體溫度大大提高。由燃燒室的高溫、高壓燃氣，具有很高的能量，用于在燃燒室后的渦輪和為尾噴管中膨脹做功。燃油動力系統(tǒng)第3章

無人機動力系統(tǒng)182.燃氣渦輪發(fā)動機(4)渦輪渦輪的主要作用是將燃燒室流出的高溫、高壓燃氣的大部分能量轉(zhuǎn)化為機械能，使渦輪功率，由渦輪軸輸出。(5)尾噴管尾噴管是發(fā)動機的排氣系統(tǒng)，它一般由中介管和噴口組成。如果發(fā)動機裝在飛機中部或較長的發(fā)動機短艙內(nèi)，為了將燃氣引出機外，在中介管和噴口之間，需要有一個延伸管，其主要作用是將由渦輪流出的、仍有一定能量的燃氣膨脹加速，以較大的速度排出發(fā)動機，用以產(chǎn)生推力。燃油動力系統(tǒng)第3章

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3.渦輪噴氣發(fā)動機“渦噴”發(fā)動機是利用核心機出口燃氣的可用能量，在發(fā)動機尾噴管中轉(zhuǎn)變成燃氣的動能，以很高速度從噴口排出而產(chǎn)生推動力的一種渦輪發(fā)動機。渦噴發(fā)動機轉(zhuǎn)速高、推力大、直徑小，主要適用于超音速飛行，缺點是耗油率大，特別是低轉(zhuǎn)速時更大，故經(jīng)濟性差。此外，由于排氣速度大，噪聲也大。燃油動力系統(tǒng)第3章

無人機動力系統(tǒng)1—進氣道；2—壓氣機；3—燃燒室；4—渦輪；5—尾噴管；6—加力燃燒室；7—噴油嘴；8—加力噴油嘴；9—可調(diào)噴口作動筒；204.渦輪風扇發(fā)動機渦扇發(fā)動機是推進噴管排出燃氣和風扇加速空氣共同產(chǎn)生推力的渦輪發(fā)動機，這種發(fā)動機在渦噴發(fā)動機組成部分的基礎(chǔ)上，增加了風扇和驅(qū)動風扇的動力(自由)渦輪(也叫低壓渦輪)。帶動壓氣機的渦輪，即核心機的渦輪在此稱為高壓渦輪。渦扇發(fā)動機具有推力大、推進效率高、噪音低、燃油消耗率低等優(yōu)點。渦扇發(fā)動機的缺點是風扇直徑大，迎風面積大，因而阻力大，發(fā)動機結(jié)構(gòu)復雜，其速度特性不如渦噴發(fā)動機。燃油動力系統(tǒng)第3章

無人機動力系統(tǒng)215.渦輪螺旋槳發(fā)動機渦輪螺旋槳發(fā)動機是一種主要由螺旋槳提供拉力和燃氣提供少量推力的燃氣渦輪發(fā)動機。這種發(fā)動機在渦噴發(fā)動機組成部分的基礎(chǔ)上，增加了螺旋槳及其減速器等部件。作為飛機的動力裝置，渦槳發(fā)動機主要由螺旋槳產(chǎn)生拉力，而燃氣產(chǎn)生的推力很小。渦輪螺旋槳發(fā)動機與活塞式航空發(fā)動機相比，具有功率重量比大、震動小、耗油率低、高空性能好的優(yōu)點;與渦噴、渦扇發(fā)動機相比也有耗油率低的優(yōu)點。受螺旋槳不適合高速飛行的限制，渦槳發(fā)動機不宜用作高速飛機的動力裝置。燃油動力系統(tǒng)第3章

無人機動力系統(tǒng)226.渦輪軸發(fā)動機渦軸發(fā)動機是利用燃氣通過動力渦輪輸出功率的一種燃氣渦輪發(fā)動機，已是現(xiàn)代直升機的主要動力裝置。渦軸發(fā)動機的組成部分和工作原理與渦槳發(fā)動機相同，只是核心機出口后，燃氣的可用能量幾乎全部轉(zhuǎn)變成動力渦輪的軸功率，用以通過減速器帶動直升機的旋翼和尾槳，因而燃氣不提供推力。動力渦輪的輸出軸可以由發(fā)動機前部