《无人机组装与调试》课件-项目二任务五 共轴双旋翼无人直升机对尾模拟练习

项目二任务五

共轴双旋翼无人直升机

对尾模拟练习无人机飞行操控

01直升机的分类直升机的分类直升机分类：按照旋翼的布局，直升机可以分为单旋翼直升机、纵列双旋翼直升机、共轴双旋翼直升机、倾转旋翼机等。不同的直升机机型具有不同的结构和功能，同时也存在不同的操控性，所以我们先对直升机进行一个分类，然后来感受操控的区别。单旋翼直升机纵列双旋翼直升机共轴双旋翼直升机倾转旋翼机直升机的分类单旋翼直升机：单旋翼直升机是目前最常见的直升机类型，其主要通过主旋翼产生升力并控制飞行方向。根据反扭矩方式的不同，可分为三类：带尾桨式、涵道尾桨式和无尾桨式。在带尾桨式设计中，主旋翼旋转时会对机身产生反向扭矩。为平衡该力矩，发动机通过传动轴驱动尾桨产生侧向推力，从而稳定机身姿态。通过调整尾桨桨距，可改变侧向推力大小，实现直升机的航向控制。直升机的分类纵列双旋翼直升机：纵列双旋翼直升机是一种独特构型的直升机，其显著特征是在机身前、后方各安装一副主旋翼，并沿机身纵轴方向排列。两副旋翼通常反向旋转，从而相互抵消扭矩，省去了传统单旋翼直升机必需的尾桨。这种布局使其具有重心范围宽、载重效率高、纵向稳定性好的优点，尤其适合吊运大型货物。然而，其结构相对复杂，操纵系统也更为精密。美国波音公司制造的CH-47“支奴干”直升机就是此类型号的经典代表，以其卓越的运输能力闻名于世。直升机的分类共轴双旋翼直升机：共轴双旋翼直升机采用了两副主旋翼安装在同一根轴线上、上下重叠布局的设计。两副旋翼绕同一轴线反向旋转，完美地相互抵消了扭矩，因此无需尾桨。这种结构使其机身尺寸紧凑，气动效率高，尤其擅长在狭窄空间（如舰船甲板或林区）起降和作业，具有出色的稳定性。但其机械传动系统更为复杂，也存在上下旋翼潜在碰撞的风险。俄罗斯卡莫夫设计局的经典产品，如卡-52武装直升机，便是采用此布局的著名代表。直升机的分类倾转旋翼机：倾转旋翼机是一种兼具直升机垂直起降与固定翼飞机高速巡航能力的独特航空器。其核心特点在于机翼两端的旋翼发动机短舱可以旋转：垂直起降时，旋翼向上，提供升力；转入平飞后，旋翼向前倾转，成为拉力螺旋桨。这种设计使其既能在狭小场地起降，又能实现远超直升机的高速飞行，极大地扩展了任务范围。其技术复杂，造价高昂，美国的V-22“鱼鹰”是该领域的代表机型，广泛应用于军事运输与突击任务。02共轴双旋翼直升机的操控共轴双旋翼直升机的操控选择模型：在凤凰模拟器中配备的MCX型直升机采用双旋翼共轴反转设计，由两个电机分别驱动上下主旋翼。上旋翼配备平衡锤装置，可在机身受外界干扰时自动通过周期变距产生恢复力矩，实现姿态自稳定；下旋翼则由两具舵机控制，通过周期变距操纵实现前后左右的方向运动。直升机的航向控制则通过调节两旋翼的转速差来实现。共轴双旋翼直升机的操控在采用左手油门模式的遥控器中，通过左操纵杆提升油门可增加旋翼转速，从而产生足够的升力使直升机起飞，并为前后、左右方向的移动提供动力。前推右操纵杆时，旋翼将产生向前的分力，使直升机向前飞行；后拉右操纵杆则生成向后的分力，实现向后飞行。共轴双旋翼直升机的操控当左操纵杆给予一定的油门时，飞机起飞，左拨右操纵杆，旋翼产生向左的力，飞机向本方飞行;如果向右拨右操纵杆，旋翼会产生向右的力，飞机会向右方飞行。共轴双旋翼直升机的操控在左手油门模式下，当左操纵杆提供足够油门使直升机起飞后，继续向左拨动左操纵杆，将使逆时针旋转的上旋翼转速降低、顺时针旋转的下旋翼转速升高，产生反向扭矩差，实现左转；向右拨杆则使上旋翼加速、下旋翼减速，形成反向扭矩差，实现右转。共轴双旋翼直升机的操控操控区别：直升机的飞行操纵逻辑与固定翼飞机存在显著差异。以前推驾驶杆为例：在固定翼飞机上，此操作使升降舵下偏，机头下沉，飞机进入俯冲下降；而在直升机上，前推周期变距杆同样使机头下俯，但若此时维持合适的旋翼总距（动力），直升机将在保持高度的同时向前加速飞行。若总距（动力）过小，升力不足，飞机会在向前飞的同时下降；若总距（动力）过大，则会产生大于重力的升力，导致飞机在保持前倾姿态的同时向上爬升。设置凤凰模拟器在选择菜单中，选择一个心仪的固定翼飞机之后，我们可以看到固定翼不同方向的外观，以及重量和翼展等参数，在训练过程中可以选择不同的模型来感受不同的飞行手感。除此之外，界面中还有“收藏”功能，可以将自己喜欢的模型放入收藏夹中。设置凤凰模拟器选择场地：在选择完模型之后，我们还可以选择训练场地。在菜单中点击“选择场景”，然后点击“更换场地”，就可以选择不同的训练场地。根据训练程度不同，可以选择不同难度的场地进行训练。03对尾悬停练习操控设置操控难度：直升机相较于固定翼飞机，其操纵难度通常更高。这主要源于直升机固有的飞行稳定性较差，在飞行中需要持续且精确的操纵输入来维持平衡。若仅依靠人工手动操控，即使是模型直升机也极难稳定飞行，通常只有经验丰富的航模选手才能胜任。首先，从菜单中更换模型，选择B“ladeMCX”双旋翼直升机。操控设置场地选择：共轴双旋翼直升机操控训练对场地没有特殊要求，选择一个开阔场地即可。如图所示，选择一个合适的飞行场地，为了方便参照，我们需要设置一个参照物：在菜单中点击“选择场地”，然后选择“场地布局”中的“F3C方框”，获得一个参照目标点，然后我们就可以开始练习了。操控设置训练要领：对尾悬停是直升机训练的基础科目，指直升机机尾正对操纵者，使操纵者获得与驾驶员一致的前方视角，便于直观判断飞行姿态并及时做出正确操控。训练时，需将直升机起飞至圆环上空并保持稳定，实现定点定高悬停。然而受气流与自身不稳定性影响，直升机实际上无法完全静止，会产生不同方向的漂移。此时必须通过反向操纵来抑制漂移：直升机前漂则后拉杆，后漂则前推杆；左漂右压杆，右漂左压杆；机头左偏右蹬舵，右偏左蹬舵。这种“反向修正”的直观逻辑，正是从对尾悬停开始训练的主要原因。悬停操控离不开油门的精细配合。旋翼作为唯一动力源，其转速直接影响操纵灵敏度与升力响应。油门较大时，同等杆量下飞机反应更迅速，使得姿态修正难以形成肌肉记忆，必须通过长期练习才能使双手协调操作。训练时高度不宜过高