遥控直升机控制原理
遥控直升飞机

遥控直升飞机导言遥控直升飞机是一种通过无线电遥控器控制飞行的小型直升飞机模型。
这种模型飞机通过模仿真实直升飞机的工作原理,使用电动马达来驱动旋翼,并通过遥控器进行飞行控制。
遥控直升飞机主要由机身、旋翼系统、电动马达、电子设备和遥控器等组成。
在本文中,我们将详细介绍遥控直升飞机的工作原理、分类、应用领域以及如何选择和飞行遥控直升飞机。
一、工作原理遥控直升飞机的工作原理和真实的直升飞机大致相同。
它使用电动马达来驱动旋翼系统产生升力,通过变化旋翼系统的转速和角度来控制飞行方向。
遥控器通过发送无线电信号给飞机的接收器,接收器将这些信号转化为相应的控制信号,控制飞机进行上升、下降、前进、后退、转弯等动作。
二、分类根据不同的特点和设计,遥控直升飞机可以分为几个不同的分类。
1. 单旋翼遥控直升飞机:这种类型的直升飞机模型具有一个主旋翼和一个尾翼,类似于真实的直升机。
单旋翼遥控直升飞机的升力主要由主旋翼产生,尾翼用来平衡和控制飞机的方向。
2. 双旋翼遥控直升飞机:这种类型的直升飞机模型具有两个相互平行的旋翼,它们通过主动配平的控制系统协同工作。
双旋翼遥控直升飞机的设计可以提供更好的悬停和稳定性能,但相对较为复杂。
3. 固定翼遥控直升飞机:与真实的飞机相似,这种类型的模型具有固定的机翼和尾翼,通过电动马达驱动螺旋桨来产生升力。
固定翼遥控直升飞机通常需要一定的起飞和降落距离,而且需要一定的飞行技巧来控制。
三、应用领域遥控直升飞机作为一种娱乐和模型飞行器,广泛应用于各个领域。
下面是一些常见的应用领域:1. 娱乐:许多爱好者喜欢在户外或室内飞行遥控直升飞机,享受操控飞行器的乐趣。
这种娱乐活动可以增加人们的技巧和空中冒险的乐趣。
2. 研究:遥控直升飞机也被用于研究目的。
例如,科学家可以使用遥控直升飞机来收集数据、监测环境、进行植被调查等。
3. 搜索和救援:由于其机动性和灵活性,遥控直升飞机经常被用于搜索和救援任务。
它们可以携带相机和其他传感器,提供高清晰度的图像和视频,帮助救援人员定位和评估事故现场。
遥控直升机原理

遥控直升机原理
遥控直升机是一种由地面设备通过无线电信号控制飞行的机器。
它利用了许多物理原理来实现飞行的稳定性和操控的精确性。
首先,遥控直升机的飞行主要依赖于旋翼的工作原理。
旋翼是直升机的飞行器翼,由一个或多个叶片组成。
当旋翼叶片旋转时,产生的升力使直升机从地面垂直起飞,并且在空中保持悬停。
其次,遥控直升机的稳定性与平衡也是通过物理原理实现的。
直升机通过调整旋翼叶片的角度和旋翼的旋转速度来实现前进、后退、左右移动和转弯等操控动作。
通过改变旋翼叶片的攻角,可以调整受力分布,使得直升机能够保持稳定的飞行姿态。
此外,遥控直升机的操控也依赖于空气动力学原理。
直升机通过改变旋翼叶片产生的升力和阻力之间的相对大小来实现高度和方向的控制。
调整旋翼叶片的攻角可以改变升力的大小,从而使直升机升降。
通过改变旋翼叶片的迎角,可以改变阻力的大小,从而使直升机前进、后退以及左右移动。
最后,遥控直升机的操控信号传输是通过无线电信号实现的。
地面遥控器通过操纵杆、按钮等控制装置产生控制指令,并通过无线电信号将指令传输到直升机上的接收机。
接收机接收到信号后,将其转换为电信号,并传输给航空电子设备,从而实现对直升机姿态、速度和方向等的控制。
综上所述,遥控直升机的飞行和操控离不开旋翼的工作原理、
物理原理的平衡和稳定性、空气动力学原理的调整以及无线电信号的传输。
这些原理的应用使得遥控直升机成为一种独特而令人着迷的飞行工具。
遥控直升机原理

遥控直升机原理
遥控直升机是一种通过无线电遥控系统来控制飞行的飞行器。
它基于多个原理,使得飞行器能够在地面上被遥控员远程控制,并完成各项任务。
首先,遥控直升机的飞行原理基于空气动力学。
它通过旋翼的旋转来产生升力,将机身抬离地面。
旋翼的受控旋转由电机提供动力,而叶片的空气动力学设计则能够产生足够的升力来支撑整个飞行器。
其次,遥控直升机的稳定性主要依赖于陀螺仪。
陀螺仪是一种感应器,能够检测到直升机的姿态变化。
一旦直升机开始倾斜或者旋转,陀螺仪就会立即检测到这种变化,并向控制系统发送信号。
控制系统通过调整旋翼的转速和偏航角度来实现飞行器的稳定。
此外,遥控直升机的操控原理基于无线电遥控技术。
遥控器通过发送无线电信号来控制飞行器上的接收器。
接收器接收到信号后,将信号转化为电脉冲,通过连接电机和舵机等执行机构来实现相应的动作。
通过遥控器上的各种操控杆、按钮和旋钮,遥控员可以实现直升机的上升、下降、前进、后退、左转和右转等动作。
最后,遥控直升机的能源一般是电池。
电池提供电能给电机和其他设备,从而保证飞行器的正常运行。
综上所述,遥控直升机的原理可以归纳为空气动力学、陀螺仪、
无线电遥控技术和电池能源等多个方面。
这些原理的协同作用使得遥控直升机能够在空中实现稳定的飞行和精确的操控。
(完整版)直升机飞行操控的基本原理

直升机飞行操控的基本原理图 1 直升机飞行操纵系统- 概要图(a)(b)图2 直升机操纵原理示意图1.改变旋翼拉力的大小2.改变旋翼拉力的方向3.改变尾桨的拉力飞行操纵系统包括周期变距操纵系统、总距操纵系统和航向操纵系统。
如图2所示,周期变距操纵系统控制直升机的姿态(横滚和俯仰),总距操纵系统控制直升机的高度,航向操纵系统控制直升机的航向。
一、周期变距操纵系统周期操纵系统用于操纵旋翼桨叶的桨距周期改变。
当桨距周期改变时,引起桨叶拉力周期改变,而桨叶拉力的周期改变,又引起桨叶周期挥舞,最终使旋翼锥体相对于机身向着驾驶杆运动的方向倾斜,从而实现直升机的纵向(包括俯仰)及横向(包括横滚)运动。
纵向和横向操纵虽然都通过驾驶杆进行操纵,但二者是各自独立的。
周期变距操纵系统(见图3)包括右侧和左侧周期变距操纵杆(1)和(3)、可调摩擦装置(2)、橡胶波纹套(4)、俯仰止动件(5)、横滚连杆(7)、俯仰连杆(8)、横滚止动件及中立位置定位孔(9)、横滚拉杆(10)、横滚协调拉杆(11)、俯仰扭矩管轴组件(12)、总距拉杆(13)、与复合摇臂相连接的拉杆(14)、伺服机构(15)、伺服机构(横滚+总距)(16)、伺服机构(俯仰+总距)(17)和可调拉杆(18)等组件。
1.右侧周期变距操纵杆3.左侧周期变距操纵杆2.可调摩擦装置4.橡胶波纹套5.俯仰止动件6.复合摇臂 7.横滚连杆8.俯仰连杆9.横滚止动件及中立位置定位孔10.横滚拉杆11.横滚协调拉杆12.俯仰扭矩管轴组件13.总距拉杆14.与复合摇臂相连接的拉杆15.伺服机构16.伺服机构(横滚+总距)17.伺服机构(俯仰+总距)18.可调拉杆图 3 直升机周期变距操纵系统(一)纵向操纵情况当前推驾驶杆时,通过俯仰扭矩管轴组件(9)及俯仰连杆(8),使复合摇臂(6)上的纵向摇臂逆时针转动,通过其后的拉杆、摇臂,使左前侧纵向伺服机构下移,自动倾斜器固定盘向左前方倾斜,旋翼桨盘前倾,进而使直升机向前运动。
遥控飞机 遥控原理

遥控飞机遥控原理
遥控飞机是一种通过无线电信号控制飞行的模型飞机。
它的遥控原理基于无线电技术。
首先,遥控飞机需要有一个遥控器,也被称为遥控发射器。
这个发射器是由电池供电,并且内置了一个无线电发射装置。
发射器上通常有各种按钮、摇杆或开关,用来控制飞机的各个方面,如升降、左右转向、前进等。
飞机本身也装备了一个接收器,它用于接收发射器发出的无线电信号。
这个接收器通常内置在飞机的电子设备中,如飞行控制器。
接收器将接收到的信号传送给飞行控制器。
飞行控制器是飞机的大脑,它通过接收遥控信号来决定飞机的运动。
飞行控制器根据接收到的信号来控制飞机上的各种执行器,如电机和舵机。
电机负责为飞机提供动力,而舵机则控制飞机的姿态,如升降舵和方向舵的转动。
当飞行员在发射器上操作按钮或摇杆时,发射器将产生相应的无线电信号。
这些信号会通过无线电波的传输,传送到飞机上的接收器。
接收器接收到信号后,会将其转发给飞行控制器。
飞行控制器根据接收到的信号,通过控制电机和舵机的运动来调整飞机的飞行状态。
例如,当飞行员将摇杆向上推时,发射器会发送相应的信号给接收器,接收器将信号传输给飞行控制器,然后飞行控制器会通过控制电机和舵机来使飞机升空。
总结起来,遥控飞机的遥控原理就是通过无线电信号的传输,将飞行员在发射器上的操作转化为飞机的运动和动作。
这种方式使得飞行员可以远距离地控制飞机,实现各种飞行动作和操作。
直升飞机遥控器原理

直升飞机遥控器原理
直升飞机遥控器是一种电子设备,可以通过遥感信号或者无线电波控制直升飞机的飞行。
原理如下:
1. 发射器:直升飞机遥控器的发射器部分由控制杆、控制按钮、信号处理电路和天线组成。
控制杆和按钮用于控制飞机的不同动作,比如前进、后退、左转、右转、升降等。
信号处理电路将控制杆或按钮的操作转换为相应的电信号,并通过天线发送出去。
2. 接收器:直升飞机上装有一个接收器,接收器的功能是接收发射器发送的信号,并将信号转换为控制信号,以控制飞机的动作。
接收器内部包含天线、接收电路、信号解码电路和控制输出电路。
3. 通信原理:发射器通过天线将控制信号以无线电波的形式发送出去,直升飞机接收器利用天线接收到无线电波,并将其转换为电信号。
信号解码电路对接收到的电信号进行解码,识别出发射器发送的控制指令,并通过控制输出电路产生相应的控制信号。
4. 控制信号转换:接收器产生的控制信号经过控制输出电路的处理后,将控制信号传递给飞机的舵面(如副翼、方向舵等)和发动机,以实现飞机的各种动作控制,比如改变航向、姿态、速度等。
总结起来,直升飞机遥控器的原理是通过发射器发出无线电波
信号,接收器接收并解码这些信号,并将其转换为控制信号,通过控制输出电路传递给飞机舵面和发动机,从而实现飞机飞行动作的远程控制。
遥控直升机原理

遥控直升机原理
遥控直升机的原理是基于遥控技术和直升机的飞行原理。
遥控直升机主要由遥控器和直升机本体组成。
遥控器是用来通过电磁信号远程控制直升机的设备。
它通常包括一个发射器和一个接收器。
发射器通过控制杆、按钮、开关等输入指令,将指令转换成无线电频率信号发送出去。
接收器接收到无线电信号后,将信号转换成控制信号,通过电线或者无线方式传输给直升机本体。
直升机本体主要由机身、旋翼、尾桨和动力系统组成。
机身负责承载其他部件,旋翼提供升力,尾桨提供平衡和方向控制,动力系统提供动力。
当遥控器发送信号时,接收器将信号转换成电信号,传输给直升机本体。
直升机本体通过接收到的控制信号,控制电机的转速和旋翼的角度,从而调整升力和平衡,实现飞行和操纵。
遥控直升机的飞行原理与普通直升机相同,通过旋翼产生升力,调整旋翼角度来改变飞行方向和高度。
遥控直升机的飞行控制主要通过遥控器发出的信号来调整旋翼角度和电机转速,从而实现飞行和操纵。
总结起来,遥控直升机的原理是通过遥控器发出信号,接收器将信号转换成控制信号传输给直升机本体,直升机本体根据接收到的信号调整旋翼角度和电机转速,从而实现飞行和操纵。
遥控直升机工作原理

遥控直升机工作原理遥控直升机是一种操控简便、灵活性高的航空模型,它的工作原理基于几个关键的技术。
本文将详细介绍遥控直升机的工作原理,包括气动力学、电子控制系统以及电动机系统。
一、气动力学遥控直升机的气动力学是实现其飞行的基础。
与固定翼飞机不同,直升机通过辅助旋转翼产生升力和推力。
旋翼通过一个主旋翼和一个尾桨组成,主旋翼用于产生升力和推力,而尾桨则用于保持直升机平衡和操控航向。
主旋翼的叶片通过旋转产生升力。
它们的角度可以根据需要调整,以控制飞行姿态和提供向前或向后的推力。
通过改变旋翼的螺距角度,可以改变升力和推力的大小。
尾桨主要用于平衡直升机并控制其方向。
二、电子控制系统遥控直升机的电子控制系统起着至关重要的作用。
它负责接收飞行员通过遥控器发送的信号,并将其转化为适当的指令来调整旋翼的角度和转速,以控制机身的姿态和移动。
电子控制系统由接收机、传感器和控制器组成。
接收机接收来自遥控器的无线信号,并将其转化为电信号传递给控制器。
传感器用于测量直升机的姿态和运动,例如加速度计、陀螺仪和磁力计等。
控制器根据传感器的数据和接收到的信号,计算出合适的指令,并发送给电动机系统。
三、电动机系统电动机系统是遥控直升机的动力来源。
它通过电能驱动旋翼和尾桨的转动,从而产生升力和推力。
电动机系统由电动机、电调和电池组成。
电动机是转动旋翼和尾桨的核心部件,其转速和扭矩可以根据信号进行调整。
电调是控制电动机转速和功率输出的装置,它可以根据控制器的指令调整电动机的输出。
电池提供电能给电动机和电调,以供其正常运行。
电动机系统在飞行过程中,可以根据遥控器的指令调整旋翼的转速和角度,实现直升机的升降、前进、后退、左转和右转等动作。
结论遥控直升机的工作原理涉及到气动力学、电子控制系统和电动机系统等关键技术。
气动力学是直升机飞行的基础,通过旋翼产生升力和推力。
电子控制系统负责接收遥控器信号,并将其转化为控制指令,调整旋翼角度和转速。
电动机系统提供动力,驱动旋翼和尾桨的转动。
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一、话说旋翼头旋翼头是直升机中最神奇,也是最关键的部件。
直升机的绝大多数性质,比如稳定性、灵活性,包括所谓操纵感觉,都是由旋翼头决定的。
遥控直升机的旋翼头采用贝尔-希拉操纵方式,也就是一对主旋翼,产生升力,同时靠一对小翼控制升力的方向,从而达到控制直升机的目的。
我们下面就来细说一下贝尔-希拉方式是如何达到操纵直升机的目的的。
I、陀螺效应所谓陀螺效应,就是旋转着的物体具有像陀螺一样的效应。
陀螺有两个特点:进动性和定轴性。
当高速旋转的陀螺遇到外力时,它的轴的方向是不会随着外力的方向发生改变的,而是轴围绕着一个定点进动。
大家如果玩过陀螺就会知道,陀螺在地上旋转时轴会不断地扭动,这就是进动(不考虑章动)。
以下是陀螺效应的示意图:图一、陀螺效应示意图在上图中,圆盘是陀螺。
L是圆盘的角动量,其大小是R×Mv或者Iω。
由于在力学中,有,所以和方向相同。
这直接导致了(如图)高速转动的陀螺在受到F后,整个陀螺以X轴为转轴转动而不是以Y轴为转轴。
这就是神奇的陀螺效应。
这种效应一直伴随着直升机的飞行。
例如:要使直升机仰俯,就必须要使直升机左右的升力不平衡而不是使其前后不平衡。
基于这种原理我们下面就来解释遥控直升机的所谓贝尔-希拉操纵方式。
II、贝尔-希拉操纵方式的初步分析说起贝尔-希拉,同好们映像最深的一定是那对“希拉”小翼。
这是遥控直升机唯一区别于真飞机的地方。
那么这对小翼的作用究竟是什么呢?她所带来的好处是什么?下面就听我细细说来。
在I中,我们已经看到陀螺效应的基本原理。
在遥控直升机中,主旋翼就是一个大陀螺,它本身具有陀螺效应。
当我们改变主旋翼倾角时,直升机的运动状态就会发生改变。
但同时,如果用舵机直接改变主旋翼的倾角来控制飞机,问题是很多的。
首先,主旋翼倾角的改变需要较大的力矩。
如果用十字盘直接控制的话,强大的、交变的力矩将会直接作用到舵机上。
这样舵机将会受到很大负荷,操纵精度会严重下降。
第二,当直升机受到轻微扰动后,由于陀螺的进动性,直升机将不会恢复原来状态,而是绕着垂线方向进动(如图)。
图如图,由于重力不通过旋翼头中心,所以造成力矩的产生,从而导致主旋翼发生进动。
这个问题是严重的,会直接导致遥控直升机悬停及飞行时无法稳定。
基于以上问题,贝尔-希拉操纵方式产生了。
操纵过程是这样的:一、初始状态希拉小翼由于空气和离心力作用,和主旋翼平面平行。
此时两片主旋翼升力相等,飞行状态不发生变化二、操纵时上图为同一个视角,主旋翼转动到不同角度时的状态。
在图I中,操纵者将十字盘倾斜。
希拉小翼就与空气呈10°倾角。
由于空气的作用,希拉小翼在图I位置受力。
由于陀螺效应,希拉小翼不会在图I位置立即上抬,而是在转过90°后在上图II位置上抬。
于是希拉小翼旋转平面与主旋翼平面呈10°夹角并稳定于此。
在图II中,我们清晰地看见,由于希拉小翼通过连杆控制着主旋翼的倾角,所以希拉小翼旋转平面的改变导致了主旋翼与空气产生夹角。
从而使主旋翼在图II位置受力。
由于陀螺效应,主旋翼不会在图II位置立即上抬,而是在转过90°后在图I位置上抬。
从而使得主旋翼平面趋于平行于希拉小翼。
至此,遥控直升机主旋翼平面的倾转过程已经分析完毕。
我们看到,遥控直升机的倾转总是希拉小翼旋转平面先倾转,主旋翼平面跟上趋于平行的过程。
有意思的是,在这一过程中主旋翼操纵的负荷被希拉小翼完全承担。
舵机只需承担操纵希拉小翼的负荷。
这就有效地化解了一般操纵方式舵机负荷过重的问题。
下面再来初步分析希拉小翼对遥控直升飞机稳定性带来的好处。
为此,我们来看贝尔-希拉操纵系统的干扰-稳定过程:一、初始状态希拉小翼由于空气和离心力作用,和主旋翼平面平行。
此时两片主旋翼升力相等,飞行状态不发生变化二、外界气流对飞机进行干扰。
当遇到气流时,由于主旋翼的旋转,会导致左、右主旋翼相对于空气的速度不同,从而产生力矩,使飞机偏离平衡位置。
如图:在上图中,飞机机身及主旋翼平面由于干扰而失去平衡位置。
但由于希拉小翼采用对称翼型,不会受到外界干扰。
由于陀螺效应的定轴性,希拉小翼平面保持不变。
所以此时主旋翼平面由于与希拉小翼平面有夹角而产生恢复力矩,抵抗外界干扰。
这就是贝尔-希拉控制方式的自稳定过程。
也正是这个过程,使得遥控直升飞机避免了被干扰后就陷于进动的问题。
同时,当直升飞机高速前进时,由于左、右主旋翼相对空气的速度不同,会导致力矩的产生,使飞机抬头的现象也被这种贝尔-希拉控制方式有效抑制,从而有效地提高了遥控直升飞机的可操纵性。
值得注意的是,贝尔-希拉自稳定过程不能抑制过强的干扰。
原因是希拉小翼旋转平面保持原来运动状态的同时,由于机身的倾斜,小翼与空气平面会产生夹角,从而破坏小翼原来的运动状态。
如图:由于β角的存在,希拉小翼旋转平面会向主旋翼旋转平面方向旋转,最后趋于平行。
所以贝尔-希拉的自稳定过程是有限的。
还需要其他手段(比如使希拉小翼不太灵敏)来增加稳定性。
通过以上的初步分析,大家应该已经对遥控直升飞机的控制原理有了一个大概的了解,对直升机旋翼头有了一定的认识。
对于一般以及能力有限的同好,了解这些已经足够。
但对于另一些喜欢刨根问底的或者是希望参加比赛的发烧级同好,改装、调整飞机成了必要的工作。
所以应该深入、定量地分析贝尔-希拉的操纵过程。
我下面就做一些这方面的工作。
希望能给大家一点启发。
III、贝尔-希拉操纵方式的定量分析(看不懂这一章的可以直接看最下方的总结)(1)微扰动过程。
在进行定量分析之前,我将贝尔-希拉控制过程分为两类-——微扰动过程和一般过程,目的是从易到难,逐个分析,从而简化难度。
从II中,我们已经知道直升飞机的操纵主要过程是:小翼与空气产生夹角→小翼旋转平面倾斜→主旋翼与空气产生夹角→主旋翼旋转平面倾斜。
在某些情况下,比如阵风对飞机干扰时,小翼旋转平面的倾斜大大大于主旋翼平面的倾斜,所以我们就将主旋翼平面的倾斜忽略不计。
这样,只要研究小翼的运动而不必考虑主旋翼平面的转动对小翼造成的影响。
这样分析是有益的,能让我们方便地看清飞机在悬停时有风的情况下的运动方式,以及诸如转速、希拉小翼的质量分布对飞机稳定性的影响。
首先将希拉小翼看作陀螺。
令:希拉小翼:角动量为L转动惯量为I半径为R由舵机控制而转过的角度或者机身由于扰动主旋翼平面与小翼的平面夹角(不是小翼旋转平面)为θ(如图)旋转平面与主旋翼夹角为ψ平面以X轴为轴的转动角速率为ω主旋翼转速为∵// F是小翼与空气有夹角后受到的力。
因为是微扰动,ψ很小。
∴∴上式的意思是,主旋翼转速为,转动惯量为I的希拉小翼受到力矩M后,其平面转动速率(也可以理解为一端向上抬起的速率)-------对于同一级别的直升机,由于主旋翼转速是固定的,希拉小翼的转动惯量也是定值,所以当主旋翼转速越快,ω越小,也就是希拉小翼上抬的速率越小,或者说直升机在悬停时遇到风的情况就越稳定。
对于90级直升机,其希拉小翼的转动惯量I大于50级直升机。
所以也就比50级稳定。
上式充分说明了直升机的转速以及希拉小翼+平衡杆的转动惯量的大小与直升机的稳定性成正比。
大直升机稳定性的根源就在于此。
为了了解直升机的运动状态,光有上式是不够的。
因为M会随着直升机姿态的恢复而变化。
不同品牌,不同型号的直升机,M的变化方式不同。
比如,有的直升机在收到扰动后恢复姿态时,M一开始变化很快,后来逐渐变慢;而有的是M的变化趋于平稳。
这样也就导致了希拉小翼的ω,即一端上抬存在加速度,这也就是不同直升机有不同操纵感觉的原因。
为了充分分析问题,我们必须找出ω随时间t的变化规律ω(t)以及希拉小翼的平面与主旋翼夹角ψ的变化规律ψ(t)。
∵//这是升力公式,F是小翼受到的力根据一开始的定义,由舵机控制而转过的角度或者机身由于扰动主旋翼平面与小翼的平面夹角(不是小翼旋转平面)为θ在θ不太大的情况下,即正比关系。
令∴∴两边求导,∴我们认为θ是定值。
C为积分常数,由初始条件定出:当t=0时,ψ=0∴∴∴∴-----------------这就是微扰动情况下希拉小翼旋转平面随时间的运动方程。
从这个方程中我们可以看到,平衡杆的转动惯量越大,随时间的变化就越慢,飞机也就越稳定。
这也就是为什么hirobo的练习机在平衡杆上加重物的原因。
(主旋翼转速) ,(空气密度),R(平衡杆长度),S(希拉小翼面积)越大,平衡杆的变化也就越灵敏。
原则上飞机就越灵活。
这似乎与前面得到的一个结论相矛盾,也与我们平时飞行的感觉不符。
我们平时飞行时,总觉得主旋翼转速越高,飞机越稳定。
事实也是如此。
那么问题关键出在什么地方呢?原来,B式所要描述的过程已经不同于微扰-稳定过程。
因为在分析中,我们用了这个条件。
这个条件是有前提的,即θ不太大也不太小的情况下这个条件成立。
也就是说,上式给出了一个在θ不太大也不太小,正好满足微扰条件的希拉小翼旋转平面的运动方程。
这个方程是有局限性的。
当我们让遥控直升飞机作大动作的时候,上式不适用。
对于θ极小的情况下,上式也不适用。
因为,,而是等于一个由于摩擦或其他效应造成的小量m。
所以此时只能用方程来描述希拉小翼旋转平面的运动。
A式告诉我们,越高,即主旋翼转速越高,飞机越稳定。
同时,B式告诉我们,越高,直升机越灵活。
所以提高对飞机来说好处很多。
尤其对F3D,提高可以使飞机做到静如处子,动如脱兔的地步。
飞起来会得心应手。
2)、大幅度操纵过程对于大幅度地操纵遥控直升飞机,主旋翼旋转平面的变化就不能被忽略了。
这会使问题十分复杂。
为了相对清晰地研究这个问题,我决定以上一个分析为基础进行研究。
令:主旋翼:角动量为转动惯量为半径为旋转平面与初始平面夹角为平面以X轴为轴的转动角速率为主旋翼转速为 ,根据角动量守恒原则。
其中,是主旋翼与空气的夹角,是主旋翼产生的生力差。
是主旋翼升力焦点到主轴的距离。
是由希拉小翼旋转平面与主轴的夹角决定的。
令,其大小决定了飞机的灵敏度。
这个比例可以通过改变主旋翼夹头上摇臂与主轴的距离来调节。
于是,问题转化为:在前面的分析中,;现在考虑机身倾转因素,则这是二阶常系数齐次线性微分方程。
求解,得:其中,,、是待定系数,由t=0时的状态决定。
+=0于是,主旋翼即直升飞机的倾转的运动方程是:这个方程说明,我们在操作飞机时,飞机的运动状态并不是匀速改变的,而是有一个加速-减速的过程。
这也就是所谓hirobo和雷虎飞行时操作感觉不同的原因。
IV、小结。
以上定量分析的内容可能会给大家带来一些困难。
于是我将在这一节中总结一下我从公式中得到的结论。
主旋翼旋转平面运动类型所对应的实际情况运动方程结论微扰-稳定过程悬停时受到微风的干扰悬停时主旋翼转速和平衡杆的转动惯量的乘积反比于飞机的稳定性微扰过程轻微的人为操作或强风轻微操作时,主旋翼转速越高,希拉小翼面积越大,空气密对越大,平衡杆越长,飞机就越灵敏;平衡杆转动惯量越大,飞机越迟钝大动作过程大幅度的人为操作主旋翼转动惯量越大,飞机越迟钝;飞机的倾转运动经过加速-减速过程。