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航模大百科:遥控飞机&遥控直升机详解

(一)遥控飞机

  据百度百科的解释,遥控飞机即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。

  遥控飞机又可按照体型,分为大型,中型和小型三种。

  1. 大型遥控飞机  适合在户外玩,是亲子互动、郊游必备。也有专业的遥控模型类的大型机。
    2. 中型遥控飞机  即可在稍微宽敞一点的室内玩,也可以在室外玩。比较多功能,价位也适中。
    3. 小型遥控飞机  适合在室内玩,抗撞抗摔性强。在家里,办公室都是一个不错的乐趣。

  维基百科则是如此定义“遥控飞机”:遥控飞机是一种以遥控器控制的模型飞机,不是一种玩具(显然如今遥控飞机已有明显的玩具化)。控制方式通常为无线电波,某些遥控系统使用红外线,但极为少见。遥控飞机的动力有马达或是小型引擎。亦有无动力的遥控滑翔机。

  
遥控飞机飞行原理与真飞机完全相同,因此操控十分困难。市面上贩售简单的遥控飞机只能控制主翼两边马达以调整方向,操作较为简单。但是真正专业的爱好者所使用的遥控飞机,在各方面都是十分复杂的,可控制升降舵、方向舵、副翼、马达或引擎等等。初学者通常需要一段时间才能熟悉如何操控、组装及维修遥控飞机,并了解如何使用相关设备。
各部分零件

  机体遥控飞机机体常见的制作材料有巴沙木、塑胶、EPP、保利龙、碳纤维、玻璃纤维及复合材料等。机体分类如下:

  练习机:练习机是一台价位较低,适合初学用的飞机。

  特技机:用于比赛用的飞机,有各种国际性的比赛。

  竞速机

  像真机:比例缩小的摇控飞机。

  动力元件

  马达 遥控飞机使用的马达有无刷马达和碳刷马达两种。碳刷马达价格便宜,但是输出马力、效率和寿命较差。无刷马达输出马力、效率和寿命接较碳刷马达为佳,但价格较碳刷马达高出许多。无刷马达和碳刷马达所使用之电子变速器不同。

  模型用无刷马达使用直流电源驱动,必须使用专用之马达控制器 (ESC Electric Speed Controler),方可使无刷马达转动。且飞行器用直流无刷马达,因初始负载极低关系,极适合使用无传感器型直流无刷马达 (Brushless BLDC Motor),因其无须传感器侦测转子位置,使得马达构造简单、单价便宜,自 2006 年起,碳刷马达几乎已经退出遥控飞机飞机市场。

  电子变速器

  电子变速器为受接收器控制,调整马达转速的设备。电子变速器有不同的电流规格碳刷马达和无刷马达使用的电子变速器不同。

  无刷马达所用电子变速器之原理是将电池提供的直流电,通过脉波宽度调变的方式 (PWM方式) 来达到调节马达转速的功效。一般按照其电子零件 (MOSFET) 能承受的最大电流来划分级别。

  引擎

  引擎动力遥控飞机使用引擎大致可分为:

  1.木精引擎:单缸为主,主要燃料为木精(甲醇)。

  2.汽油引擎:单缸及多缸,分为二行程及四行程两种,除了有厂商专门制作外,也可使用割草机之引擎。

  3.涡轮喷射引擎:运用涡轮喷射引擎原理制造而成,单价高,且对于散热要求以及引擎监控有特殊要求,此类引擎曾发生坠毁后引发森林或建筑物火灾的意外,但是对于模仿现代战机所制成的像真机来说,拟真度相当高。

  螺旋桨

  遥控飞机使用的螺旋桨常见的材质有塑胶、木材、碳纤维数种。随着所搭配的马达或引擎和遥控飞机不同,有许多种不同的规格。

  控制元件

  遥控器

  俗称发射,对于不同阶段的遥控飞机,亦要选择不同之遥控器。基本为四动作:油门、尾舵、升降舵、副翼。如要为飞机增添多余动作,例如起落架、襟翼等,则相对使用更多动作之遥控器。对于引擎动力遥控飞机,遥控器上亦有熄火开关,以防止降落滑行后或是有紧急状况时可以将引擎熄火,避免发生伤害事件。

  目前中高阶遥控器功能多样,包含微调记忆、动作大小、陀螺仪控制等,均可以遥控器操作。

  接收机

  接收机是接收遥控器讯号的设备,大小约如火柴盒大。接收机将摇控器发射之讯号接收后,经过处理以控制飞机动作。接收机需配合遥控器,假如遥控器六动,接收器四动,则遥控器剩下两动则均无功能。

  伺服机

  伺服机是受接收机控制,调整升降舵、方向舵、副翼等各舵面的设备。随着飞机大小的不同,有各种不同的规格。伺服机的用途不只是控制舵面,举凡遥控模型有任何动态上的要求(起落架等),均可以伺服机作为动作来源。

  动力提供

  木精

  木精即工业用酒精,必须再以适当比例混合蓖麻油或合成润滑剂作为润滑用,并加入硝基甲烷(5%~30%)以辅助燃烧及增加功率,有厂商专门制作。

  汽油

  台湾以使用92无铅汽油为主,二行程在燃料加入油箱前须以一定比例添加二行程引擎专用机油,四行程则须视引擎设计来决定润滑油的添加方式,

  喷射引擎用油

  喷射引擎使用喷射引擎飞机用油,有专门厂商制作。

  电池

  遥控飞机常使用的充电电池有镍镉电池、镍氢电池及锂电池三种。单位重量所储存的电能以镍镉电池最低,镍氢电池次之,而锂电池能量储存量最高。

  早期遥控飞机所使用之镍氢、镍镉充电电池组均存在重量重、容量低的缺电,尤其镍氢、镍镉电池芯单颗额定电压1.2V,要达到遥控飞机电压基本要求(7.2V~9.6V),需6~8颗串联使用,此电池组对于对重量淄铢必较的电动马达遥控飞机来说,实为一大问题所在。

  之后有遥控飞机厂商推出使用传统锂电池芯为材料的电池组,传统锂电池芯单颗额定电压为3.7V,要达到遥控飞机基本要求,仅需2~3颗电池芯串联,整体电池组重量相对于传统镍氢、镍镉,已经减经不少,但是锂电池由于其对于充电方式有一定要求,如果无法达到要求,则电池有膨胀发热爆炸的疑虑,因此早期使用锂系电池,常有相关事故消息传出。

  传统锂离子电池由于安全性欠佳(充电方式),目前主流为最新一代的锂聚合物电池,特性与锂离子电池相近,但是因为采用软性包装的方式,重量较锂离子电池轻许多。如遇到充电方式不当,锂聚合物仅会膨胀发热 (但若充电电压过高,则也有燃烧可能),但因采软性包装之故,不会爆炸,安全性提高不少。

  早期锂聚有放电能力不足的问题,但是目前有专门针对遥控模型所生产的高放电能力锂聚合物电池。锂聚合物电池专用充电器近年之发展突飞猛进,价格亦越来越低,使电池驱动之遥控飞机,渐渐有取代使用引擎动力的趋势。

  遥控频率

  遥控频率基本格式为 XX.XXX,单位为 Mhz(百万赫兹),各国对于可用频率均有管制,台湾地区为72Mhz,如果使用规定以外的主频,则有触法的疑虑。

  实际运用时,在 72.010~72.990 MHz 的范围内,以 20 KHz 为间隔,切割出 50 个频道,各频道分别有专用石英震荡器及编号。72.010 MHz 为 01 号频、72.030 MHZ 为 02 号频,以此类推,至 72.990 MHz 为 60 号频为止。遥控器和接收机之频率必须相同,否则二者之间将无法操控。

  此外,目前市面上有两大主流遥控器生产厂商: FUTABA 及 JR,两者不能通用,譬如 FUTABA 的遥控器、J的接收机,就算频率相同,但是因为编解码方式各异,所以若非专为相容性而设计的副厂接收机,则无法互相配对操控。

  另外,目前新兴之 2.4G 宽带遥控器,正方兴未艾。使用此 2.4G 规格之遥控器,可以避免同一飞场发射机互相干扰的问题,且操作反应速度较传统窄频无线技术快速。但因无线电编码、及跳频技术关系,使用某厂出品之发射机,就必须使用该厂之接收机,不再有廉价之副厂接收机可以代用了。

(二)遥控直升机

  遥控直升机遥控直升机是遥控模型的一种。基于构造、空气动力学及飞行训练的不同,遥控直升机跟遥控飞机是两种不同的遥控模型。操控遥控直升机并不容易,遥控直升机操控失当而伤人的事件屡见不鲜。 简单区分油机和电机,靠着旋翼产生的动力上升,由伺服机控制前后、倾斜、旋转等动作。 高手还可做出高难度的动作,如:倒飞、360度大车翻等,钟摆,自旋翻...
结构

  遥控器与遥控直升机之间的讯号传输,常使用RF射频无线电。主要使用40MHz、72MHz、2.4GHz<目前广为大众使用,优点:不会撞频,即自动跳频技术FHSS>,这3个带宽带。 在同一个地区,同时使用同一个厂牌的同一种型号的遥控直升机,有可能因为使用同样的无线电频率,而难以操作产生意外事故。

  制造商

  GAUI 泰世科技模型有限公司 TW/ ALIGN 亚拓电器 TW/ MIKADO U.S.A/ 3DMP GERMAN/ OUTRANGE U.S.A/ HIROBO JP/ JR PROPO JP/ SAB ITALY/ X-CELL U.S.A/ AVANT/ KASAMA U.S.A/ ...

  零件

  主要优点为可以只单独更换损坏部位的零件无须整台换掉

  分类方式

  分为F3C<国家代表队可参加> 与一般3D

  依动力分类

  电力分为100/200/250/400/450/500/550/600/700/800级<级数是以单支桨的长度界定/单位:mm> 木精可分为30/50/90级<级数依引擎级别界定>

  马达

  目前主流为天蝎星精密工业生产之HK-XXXX系列

  木精发动机

  目前市面上常见有15级18级32级46级50级61级70级80级91级,大部分可区隔30级50级91级,主流机种为90级,91级的多为进阶玩家使用于竞技项目。引擎1cc换算为6级。 引擎以OS和YS为主流

  汽油发动机

  涡轮发动机

  依旋翼结构分类有平衡翼 无平衡翼简称FES或FBL

  可变螺距

  遥控直升机机体上,有一主轴连结机体与主旋翼,主旋翼高速旋转产生浮力(旋翼机)。 转速的高低必须调整主旋翼的攻角,避免主旋翼低转速高攻角造成翼端失速,调整主旋翼会经由一个十字盘上下移动,变更主旋翼的攻角,所以主旋翼会随着油门(引擎出力)的大小,经由混控改变主旋翼的攻角。 一般基础飞行设定,以50-90级油机为例,特技开关部分: N静态演技最低负3-4度,中间5.5-6度,最高10-12度,油门曲线设定0%30%50%70%100%。 ID-1.上空航道飞行,最低负6度,中间2-4度,最高9-10度,油门曲线设定70%60%50%70%100%。 ID-2.3D设定,最低负9.5-10度,中间0-2度,最高正9-10,油门曲线设定100%70%60%70%100。

          
 希望上面的知识可以让新手对遥控飞机有更多新的认识和理解,并继续关注我们乐迪的网站,我们每次会有新的模型知识更新,期待大家的光临。