遥控飞机的文献综述.doc

2国内外研究现状及分析总的来说，遥控飞机的发展不是很长，但是它的功能特点已经相当的完善。你可以随时从报纸、杂志、电视等传播媒体上看到关于遥控飞机的报道。特别是国外，大到老人小到孩子，很多人都在玩遥控飞机。许多玩具公司、团体组织了各色各样的遥控飞机比赛，社会上更是兴起了众多关于遥控飞机的培训机构。这种种现象都表明，遥控飞机已赫然成为人们休闲娱乐时的必需品，这也给遥控飞机带来了史无前例的发展空间，使得遥控飞机不管是外形还是功能方面都更趋于完善。研究人员表明，今后的遥控飞机将朝两级方向发展，一类是功能更简化，价格更便宜，更适应普通消费者需求；另一类则是功能朝复杂化发展，配件齐全，以满足高级别玩家的需求。2.1 国内外研究现状（文献综述）遥控飞机是可以远距离控制飞行的飞行器。根据其用途和性能的差异，遥控飞机可分为玩具、航模、民用、军用等几类。玩具遥控飞机结构简单，通常为单通道、二通道或三通道，有固定翼飞机、直升机等。随着科技发展，玩具遥控飞机的体积日渐缩小，而可操作性和技术含量越来越高，一些遥控飞机已经能由5-6岁的儿童操作。由于直升机比固定翼飞机所需的场地小，甚至可以在室内操作，因此近年来遥控直升机的销售量大幅增加。航模可以说是高级玩具，但其结构复杂程度和可操作性远高于玩具遥控飞机。航模遥控飞机可以实现前后、上下、侧飞、左右、加速减速等大量技术动作。航模初学者应循序渐进，从相对简单的飞机开始学习操作。例如，航模遥控直升机应从四通道双桨直升机开始。如果一开始就操作高级的六通道直升机，初学者会难以适应其操作难度。航模遥控飞机有油动和电动之分，油动的最大好处是续航时间长，只要及时加油即可飞行，而且，马力强劲。但油动机的危险系数较高，维护相对复杂，价格比较高，因此电动航模成为了航模普及的主要角色。与过去流行过的滑翔机、飞碟等相比，现在流行的直升机有几大特点，一是价格很吸引人；二是用料好，以前以发泡胶为主，已损坏，现基本以耐撞击的EEC为主；三是容易操纵，在很小的空间里就可以玩。模型飞机问世已近半个世纪了，这种模型飞机因质量轻、制作简单、成本低、飞行速度慢，可在诸如礼堂、体育馆等室内空间飞行而大受欢迎。如果在这种模型飞机上安装遥控接收和随动装置，则更是其乐无穷。近年来，随着超微型、超轻型遥控接收机、比例舵机、电动机、电池的不断问世， 室内遥控模型飞机已在国外悄然兴起，并有了一些专门的比赛项目。至于国内的情况，以往由于这类超小型电子设备均为进口，价格不菲，限制了它在国内的发展。最近，国内在上海等地已有厂家开发成功了适用于这类模型飞机的超微、超轻型电子装置，为国内普通航模爱好者提供了有利条件。相对于国内超小型遥控设备种类极少的现状，国外在这方面可提供选择的种类是很广泛的。选择多少通道，什么形式的遥控设备都可由爱好者依据自己的实际情况来决定。市售的设备既包括最简单的控制方向舵，单通道的非比例操纵系统；也有数个比例通道的高级设备，其性能、价格自然也各不相同。遥控接收机以无线电形式为最多，但也有用红外想遥控的。在国外，一套微型遥控设备（包括2-3个通道的接收机、2个超微型舵机、一个调速器在内）总量仅有8-45克。为减轻重量，一般遥控设备并不专配电池，而是将动力电源经整流后供给设备用电。受室内封闭环境的影响，一般遥控设备的控制距离会有不同程度的减小，在飞行前应进行实际测定，才能有所准备，不至于一旦失控时手忙脚乱。目前国内比较成熟的一种超小、超轻遥控设备，其随动舵机重13克，反应速度、定位精度都已基本达到使用要求。整套包括一个三通道接收机、两个超小舵机、一个兼低电压自动保护功能的电子调速在内，总重为50余克，可在比较大型的室内遥控模型飞机上使用。普通的模型飞机均为橡筋动力，国外也确实尝试过仅控制方向舵的橡筋动力室内遥控模型飞机。这样做可以更简单、更经济、重量更轻，但毕竟飞行时间不会太长。如果以长橡筋束再配以齿轮减损装置，也能够飞数分钟，足以满足入门爱好者的需求。使用燃料的航模发动机，因为工作时产生较大的噪音，并会产生废气废烟污染室内空气，不适于作这类模型舵机的动力。至于二氧化碳发动机，它兼具清洁、简便的优点，使用成本也比较低，动力系统工作时间很短（一般仅几十秒），不太适合国内市场。相比之下，以大功率电动机和高能量密度电池组成的动力组件具有很大的优势。目前以稀土元素制成强力磁钢的微型电动机和镍氢电池为代表的动力组件具有功率大、工作时间较长、简洁方便、无污染、使用成本低廉等特点。调速也十分方便，只需接上一个高频振荡、变频调速的调速器，就能对电机功率进行无级调节，以满足全动力起飞和减功率巡航的要求。遥控飞机用的遥控设备包括发射机，接收机和一对晶体。发射的作用是发射信号，让我们在地面通过它可以控制飞机飞行；接收机的作用则不可言喻，它是接收发射机发出的信号；晶体是让发射和接收在同样的频率下工作，不至于与其它发射接收冲突。发射机和接收机都有通道这个最为重要的参数，通道即表示几个信号模式，一个通道相对应一个信号。一般用一通道控制方向，二通道控制升降，三通道通过油门控制电机转速。晶体是一对进行工作，发射机和接收机晶体的频率必须一样，才能在同频率下工作。例如，发射上的晶体是72.310MHZ，那么接受上面也必须插有72.310MHZ的晶体才行。如果几首上面是72.180，那么显然发射不能控制这个接收。至于遥控模型飞机的电动机一般都用功率不大（数瓦到近十瓦）的微型永磁电动机，例如四驱车上常用的131型电机。也有不少人使用151级别的电动机。对于个别的大型或有特殊要求的室内模型飞机，也可选用380或国产817A系列电动机。很低的飞行速度（一般仅2-3米每秒）要求模型飞机使用较大直径，较小螺距的桨叶，这样才有较高的效率。如果能够装上减速齿轮，降低桨叶转速而增大尺寸，效果会更好。动力电源推荐采用镍氢电池。同较早出现的镍镉电池相比，它的最大优点是容量高（比后者高出50%-100%）,无记忆效应，可随充随用，但其大电流电性能不如镍镉电池。对于室内模型飞机，正常情况下电动机所需要的电流并不大，但要求有较长的供电时间，从这点出发，却要求有较长的供电时间，从这点出发，镍氢电池更为合适。通常的遥控模型飞机，除少数像真模型飞机之外，其外形和结构大多与室内自由飞类的模型飞机相似，只不过是尺寸稍大些。因室内空间有限，这类模型飞机的翼展最大也只有1米多一点，可以用轻木、桐木、碳纤管等材料制作。模型飞机上的遥控设备由于不考虑防震问题，可以把塑料外壳去掉，以减轻重量。很低的飞行速度（最低的只有每秒1米左右），很轻的飞行质量（一般为10-100克，最小的仅31克），使得室内遥控模型飞机的结构强度大为降低。例如，机翼与尾翼均可用桐木构架再单面蒙薄膜，机翼构架除前、后缘之外再加跟主梁，没有必要设计复杂的复板结构。为保险起见，可在机翼两端拉上张线。遥控模型飞机由于飞行速度很慢，在全机的阻力构成中诱导阻力占主要因素。从降低诱导阻力考虑，一般模型飞机的机翼应有适当的展弦比（建议大于6）和平面形状（以椭圆形平面形状为最佳，但其构架最难制作，也可换用梯形翼加以翼尖整流，效果同样较好），同时尽量减少机体、机载设备其他部件的阻力。当然也有特例：在国外就有一些能飞特技动作（筋斗，甚至横滚）的室内遥控模型飞机，机体的结构强度已明显加强，飞行速度也较快（大于5米每秒），与胜似闲庭散步的普通室内遥控模型飞机相比，完全是两种不同的飞行感觉。今后的遥控飞机将朝两级方向发展，一类是功能更简化，价格更便宜，更适应普通消费者需求；另一类是功能朝复杂化发展，配件齐全，以满足高级别玩家的需求。例如，这架室内电动遥控模型飞机前机身用桐木构架并蒙以厚度为0.5毫米以下的桐木或轻木片，机身头部用一整块的泡沫塑料削制；机身腹部下垫一层硬的泡津塑料，用以吸收着陆时的能量，后机身为一根用于牵引模型滑翔机的碳素纤维尾管，质量轻而且强度高。机翼为常规的桐木构架上弧面蒙皮形式，双折机翼保证有良好的横向安定性。水平尾翼和垂直尾翼均是桐木构架并单面蒙皮，操纵舵面设计得比较大，以保证在低速状态下有足够的舵效应；动力系统选用的是130型强力电机配以D110H40塑料螺旋桨，电源为4.8伏0.35安时镍氢电池，能够产生80-100克的静止推力，已足够使这架全重200余克的模型飞机飞得较为轻快。动力系统为推进式布局，可以节省一个主起落架的重量，在着陆或发生碰撞时也不会损坏螺旋桨，更具有安全性。遥控设备由一台三通道超小型比例遥控接收机，两个随动舵机(分别控制升降舵、方向舵)和一个电子调速器组成。模型飞机以手掷起飞，手接回收或著大迎角低速着地。起飞爬升时将电动机功率加到最大，待有一定高度之后，再逐步减小功率，维持长时间的平飞。该模型飞机全机翼展(展开)1240毫米；机翼面积24平方分米； 平尾翼展400毫米，面积4.8平方分米；机身总长800毫米；质量分布：动力系统66克；遥控系统52克；机翼35克；尾翼15克；机身30克；飞行质量210克；载荷：8.75克平方分米(主翼)，7.29克平方分米(全机)；重心位置为35%弦长处。与过去流行过的滑翔机、飞碟等相比，现在流行的直升机有几大特点，一是价格很吸引人；二是用料好，以前以发泡胶为主，已损坏，现基本以耐撞击的EEC为主；三是容易操纵，在很小的空间里就可以玩。今后的遥控飞机将朝两级方向发展，一类是功能更简化，价格更便宜，更适应普通消费者需求；另一类是功能朝复杂化发展，配件齐全，以满足高级别玩家的需求。其中，“小黄蜂”是飞行类产品中的佼佼者。它非常轻巧，机身全长为17厘米，还不到一个巴掌大，所有的零件加起来重量仅为10克；采用红外线遥控方式，遥控灵敏准确，飞机稳定性强；机身和螺旋桨都采用特殊、柔韧的材料，安全性好；采用了特制锂电，动力强劲。此外，它充分利用重心越低稳定性越好的简单原理，尽量减少重量，把电池及接收机集中放到底部位，成为天然蒲公英式结构。前后左右全方位的动、静平衡安定。运用精密电子智能，巧妙地使尾桨同步追随主翼，从而保持机身方向平衡。2.2 现状分析遥控飞机