发现
看过电影《复仇者联盟》的朋友,想必都对片中那艘巨大的航空母舰记忆犹新。它从海面缓缓升起,直上蓝天,最终消失在云间,真是个庞然大物!
不过,那毕竟是电影。现实生活中更让人印象深刻的,大概要数一家英国的连锁寿司店了。不久前,它使用一款名为iTray的小型飞行器,为点餐的顾客送上一份份新鲜的寿司,据说比店员步行送餐快6倍。这个消息一下传遍了世界,很多人都被这个创意十足的点子给迷住了。而照片中这个怪模怪样的飞行器,其实就是四轴飞行器。

什么是四轴飞行器?
所谓四轴飞行器,就是由4个涡轮构成动力系统的一种飞行器。它的结构并不复杂,可以分为飞行器和遥控器两大部分。
飞行器部分,是整个四轴飞行器的核心。它的基础构成,包括1个机架、1块飞行控制板、1块电池、1个平衡充电器、4个直流无刷电机、4个电子调速器和4副螺旋桨。
这个构成说起来简单,里头还是有挺多门道的,下面我们就来看看怎样选择各个部件吧。
机架,是整个飞行器的骨骼和连接件,越轻、越坚固越好。
飞行控制板,接收来自遥控器的无线信号,负责飞行数据采集、处理和发出动作指令,可以说是飞行器的中枢。
电池,最好采用重量轻、容量大的锂电池,这样起飞效率最高。值得注意的是,四轴飞行器使用的电池并不是日常使用的普通锂电池,而往往是航模专用电池。这种电池的特点是放电速度较快,电池上也会有特殊的标记“C”。一般来说,C值大的电池放电速度快,动力强。
平衡充电器,是为了解决多节锂电池串联在一起充电时,某些电池可能出现充电不饱满的情况。
直流无刷电机,是飞行器的发动机。之所以不选普通电动机,是因为直流无刷电机没有碳刷易损件,运行不产生电火花,寿命长、转速高,而且动力输出较强。在电机外壳会标注它的KV值,这个值等于电压乘以转速。比如电机外标注2600KV,那就是说在12.6伏的电压驱动下,它每分钟可以转2600×12.6=32760圈。因此,这个KV值代表了电机的转速,转速过高就只能用直径较小的螺旋桨,因而会影响整个飞行器的性能。相对来说,尺寸大的电机,动力也强,适合于尺寸大一些的飞行器。
电子调速器,简称电调,主要用来给飞行控制控制系统和电机供电。这是个承上启下的部件,其他配置相同时,电调的A值越高,容许通过的电流越大,提供的动力也就越强。此外,由于飞行器1秒内可能发出几百个指令,所以电调的响应一定也要快。

螺旋桨,记住要正桨和反桨各2副,这样装配在四轴飞行器上,可以互相抵消横向的力,避免飞行器自旋。
以上这些,就是最基础的组成部件。在这个基础上,飞友们尽可以根据自己的实际要求,在机架上安装其他部件和设备,以实现不同的功能。比如加上GPS设备可以实现定位,加上超声波设备可以定高,加上无线图传设备可以传送空中的实时画面到地面站,加上摄像器材可以实现航拍等。
遥控器部分就简单多了。得益于近年来高速发展的无线传输方式,飞行器的遥控已经变得简单了很多。我们可以使用任何能够发送无线信号的设备,比如手机或平板,利用Wi-Fi或蓝牙等通讯方式进行遥控。如果是小四轴飞行器,还可以使用2.4G无线技术来进行遥控。当然,专用的无线收发模块也能用来遥控。
(更多精彩图片及完整内容请阅览《科学世界》2013年第10期)
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