自制簡易無線電遙控模型

1、如何自制一架無線電遙控模型飛機(jī)第一節(jié)無線電遙控模型飛機(jī)的構(gòu)成無線電遙控模型飛機(jī)是航空模型家族中種類最多、最有趣，也最能鍛煉參與者動手動腦能力的一種模型。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)生參與自制的簡易遙控模型飛機(jī)。一架簡易的遙控模型飛機(jī)，大致由四個部分組成：動力系統(tǒng)、舵機(jī)、控制系統(tǒng)（發(fā)射機(jī)和接收機(jī)）、機(jī)身，下面分四個小結(jié)介紹這幾個部分。一、動力系統(tǒng)模型飛機(jī)采用的動力可以分兩大類：油動和電動。油動的一般用甲醇兩沖程或四沖程發(fā)動機(jī)、汽油發(fā)動機(jī)來帶動螺旋槳，電動的用有刷或無刷電機(jī)帶動螺旋槳，另有渦輪發(fā)動機(jī)也被使用在遙控模型上。

2、這里只介紹采用電動機(jī)作為動力的模型。1無刷電機(jī)初學(xué)航模的首選七八十年代，由于電子技術(shù)發(fā)展相對落后，遙控模型飛機(jī)通常采用甲醇發(fā)動機(jī)，飛行起來危險性較大，在飛行時需要準(zhǔn)備的附件如油泵、啟動器等較多，近些年興起的電動模型飛機(jī)具有小巧靈活、攜帶方便、飛行安全、成本低廉等特征，深受廣大航模愛好者的喜愛。航模用電動機(jī)大致有兩種：有刷直流電機(jī)和無刷交流電機(jī)。在電動模型飛機(jī)剛剛興起時，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，已逐漸被無刷電機(jī)取代，本章著重介紹無刷電機(jī)。上左圖是一款國產(chǎn)無刷電機(jī)及其附件， 右圖是電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 無刷電機(jī)使用三相交流電， 線 圈繞組固定在機(jī)座上作為定

3、子， 永磁體作為轉(zhuǎn)子在外部，一般也叫外轉(zhuǎn)子無刷電機(jī)（內(nèi)轉(zhuǎn)子 無刷電機(jī)一般用于直升機(jī)，這里不作介紹） 。初入門的需要了解以下幾個參數(shù)：電機(jī)型號：國內(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。 一般來說，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)份鐘。一 般來說，相同尺

4、寸的電機(jī)，KV值越高，就需要配以較小尺寸的槳，以免因過載而燒毀電機(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無刷電調(diào)、鋰聚合物電池一一無刷電機(jī)為動力的標(biāo)準(zhǔn)配置無刷電機(jī)要正常工作，必須要有調(diào)速器，也就是無刷電調(diào)。從電池中供出的電能是直流電，而無刷電機(jī)要使用交 流電，這就需要無刷 電子調(diào)速器。 如右圖為一款無刷電 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，比如一個標(biāo)示60A的電調(diào)，允許持續(xù)供出60A的電流。

5、當(dāng)然，這要在散熱良好的情況下才能達(dá)到，所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)動方向與所需要的轉(zhuǎn)動方向相反，無刷電機(jī)和電調(diào)變換轉(zhuǎn)動方向也更為簡單，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， 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)起來的標(biāo)稱電 壓為11.1V的電池，對其充電時就

6、需要用專 用的平衡充分別為每一節(jié)電池充電，以保證充電的效率和電池壽命。 鋰聚合物電池的主要參數(shù)有： 標(biāo)稱電壓：每一節(jié)電池標(biāo)稱 3.7V，所以常見的有2S（ 2塊鋰電串聯(lián)）的標(biāo)稱 7.4V，3S的標(biāo) 稱11.1V，4S的標(biāo)稱14.7V。實際使用時，充滿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，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， 建議每次不要過度放電。電池容量：電池的容量表示電池存儲電能的多少，一般會標(biāo)示多少mAh，比如1800mAh的電池，在使用時可以以180m

7、A的電流放電10h（ 10小時），或者以1800mA的電流放電一小 時。實際使用時可能不會那么精確，但可以提供一個參考。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，實際使用時 建議將這個數(shù)字減到 0.7-0.8倍，以保證安全。一般來說放電倍率越高的電池，其售價也是越高，可根據(jù)自己的需要選擇。3螺旋槳一一產(chǎn)生推力的關(guān)鍵部件如右圖所示為不同型號的螺旋槳，根據(jù)模型飛機(jī)的尺寸、 飛行特征、電機(jī)的型號及其 KV值來選擇應(yīng)該用什么樣 的螺旋槳。螺旋槳主要有兩個參數(shù)：槳直徑和螺距。槳

8、直徑就是螺旋槳轉(zhuǎn)動時形成的圓面直徑，螺距簡單理解 就是槳葉的傾斜度。一般來說，高速機(jī)或者尾推動力的 飛機(jī)使用小直徑，大螺距的槳，低速機(jī)或前拉式動力采用大直徑，小螺距的槳。二、舵機(jī)及其使用飛機(jī)的動力系統(tǒng)提供飛機(jī)飛行的動力，飛機(jī)飛行的方向要靠舵機(jī)控制機(jī)身上的舵面來完成，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)收到信號后，會根據(jù)信號判斷出應(yīng)該轉(zhuǎn)動多少角度，將舵機(jī)上裝的十字形的舵盤和模型飛機(jī)的舵面連接起來就可以達(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)動帶動一個小齒輪轉(zhuǎn)動，再通過多個大小齒輪的配合，使舵盤上產(chǎn)生出幾公斤的扭力，當(dāng)然，舵盤

9、的半徑只有1厘米左右。在實際使用中，舵機(jī)負(fù)擔(dān)的力過大會發(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)，以免因更換舵機(jī)而浪費(fèi)了寶貴的飛行訓(xùn)練時間。舵機(jī)安裝時首先要將舵機(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，這樣就能控制舵面了。如下圖是一種簡易的控制舵面的連接方法，舵盤轉(zhuǎn)動時,舵面會跟隨它一起轉(zhuǎn)動，以達(dá)到控制目的。三、發(fā)射機(jī)和接收機(jī)電動機(jī)和螺旋槳為飛機(jī)提供動力，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搖桿，均可上下左右搖動，按照我國絕大部分人的

10、使用習(xí)慣 （我國都使用右手油門的遙控器，購買時問清楚），左邊搖桿上下?lián)u動時，用于控制飛機(jī)的升降舵，作用是使飛機(jī)抬頭或低頭， 這個控制動作是第二通道， 控制升降舵的舵機(jī)控制線就對應(yīng) 插到接收機(jī)上寫有 2的位置；左邊搖桿左右搖動時， 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， 這個控制動作是第四通道， 控制方向舵的舵機(jī)控制線就對應(yīng)插到接收機(jī)上寫有4的位置；右手搖桿左右搖動時，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，這個控制動作是第一通道，控制副翼的舵機(jī)控制線就對應(yīng)插到接收機(jī)上寫有 的位置上；右手搖桿上下移動時，控制飛機(jī)動力大小，這個控制動作是第三通道，所以將電子調(diào)速器

11、的控制線對應(yīng)插到接收機(jī)上寫有3的位置上。值得注意的是，右手搖桿上下?lián)u動時，可以停在任意位置， 而其他通道不施加力時均會回到中間位置，這也是遙控器分左手油門和現(xiàn)的功能更多，這里不作詳細(xì)介紹。5 06h irl- i在將舵機(jī)或者電子右手油門的原因。除了這 4個通道以外，有的遙控器還有第五、 第六甚至更多的通道，能實調(diào)速器的控制線插到接收機(jī)上時，除了要注意通道 對應(yīng)關(guān)系外，還要注意線的正負(fù)極和信號線是否對 應(yīng)上了，一般來說，控制線上白色或橙色為信號線， 紅線為正極，黑色或褐色為負(fù)極。而在接收機(jī)上， 信號線的排針旁邊用了符號來表示，插線時只要將信號線對應(yīng)了，正負(fù)極就不會插反。四、機(jī)身前三小結(jié)介紹的是遙

12、控電動模型飛機(jī)的基本配置，在實際應(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，解釋如何安裝電子設(shè)備和動力系統(tǒng)。大部分的模型飛機(jī)機(jī)身可以通過各種渠道購買，第二節(jié) 自制板身3D模型飛機(jī)無線電遙控模型飛機(jī)還可以自行設(shè)計，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、無線電遙控模型飛盤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買到。遙控器推薦使用帶有混控功能的四通道或6通道遙控器，動力系統(tǒng)采用kv值1100或1400的2212外轉(zhuǎn)子無刷電機(jī)配以 114

13、7或1047的螺旋槳，1800mAh鋰聚合物電池作為動力電池，30A無刷電機(jī)調(diào)速器以及兩個12g金屬舵機(jī)。如果覺得購買的KT板不夠硬，還需準(zhǔn)備兩根 0.5mm厚、6mm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. 制作過程首先設(shè)計飛牌的外形， 可以是圓形、鵝蛋形、橢圓形，本節(jié)介紹一種外形像瓢蟲形狀的飛盤，以供大家參考。上圖為飛盤的正面和反面完成圖。首先切割KT板，并適當(dāng)加強(qiáng)KT板。 右圖是飛盤的制作工作圖，底板由 一個直徑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

14、別位于圖中M、N處，用美工刀切 割出整塊形狀后，在 M、N處開出 一個細(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位置畫一條與中線垂直的 切割線并沿著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處安裝電動機(jī)） 其次安裝電動機(jī)。將電動機(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桐木

15、條，使得4根桐木條剛好與電機(jī)安裝片的四個安裝孔對正，以此安裝電機(jī)。安裝時注意調(diào)整桐木條的長度，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）。最后在機(jī)頭的位置安裝兩根鋼絲作為起落架，簡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)透明膠帶安裝方法因電機(jī)的型號而不同，只要按要求固定住，強(qiáng)度足夠大即可。機(jī)身第三步安裝舵面。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。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，這樣舵舵面面才能在一定范圍

16、內(nèi)自由轉(zhuǎn)動。上左圖為差動狀態(tài)下，飛盤的舵面情況。 最后在中軸線上安裝一片垂直于機(jī)身的固 定垂直尾翼，這種飛盤可以不安裝方向舵， 使用后面兩個舵面的差動即可實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎。3. 調(diào)試和飛行組裝好后，先將遙控器調(diào)整到1、2通道混控模式。（具體設(shè)置見說明書，有些廠家叫 三角翼混控，有的叫飛翼混控）再將兩個舵 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，打開遙控器電源并將其 動力控制桿收到最小再接通調(diào)速器上的電源，調(diào)速器就會給接收機(jī)供電。這時輕推動力桿， 測試動力是否正常。動力測試完后，再測試舵面的方向和轉(zhuǎn)動角度，首先在遙控器上給一個拉桿動作，看兩個舵面是否同時向上偏轉(zhuǎn)，如果不是，需要調(diào)整 1、2通道的正反開關(guān)直到達(dá)到如下狀態(tài)：拉桿 時兩個舵面同時向上、推桿同時向下偏轉(zhuǎn)；副翼給出向左的信號時，左邊舵面向上、右邊舵 面向下偏轉(zhuǎn)，反之舵面動作相反。到此舵面的設(shè)置完成，可以進(jìn)行試飛了。在進(jìn)行試飛時最好有教練指導(dǎo)，如果沒有教練，可以用模擬器在電腦上訓(xùn)練熟悉后進(jìn)行試飛。起飛時，由一名助手