无人机动力机1-3

无人机动力测试-无人机设计过程中的计算和假设引言当我们想要设计一架新的无人机时，首先要确定我们要设计一架什么样的无人机，例如多大的起飞重量、几个旋翼、续航时间等。

无人机工程过程通常作为“设计循环”运行，指的是设计过程的循环性质。

构建无人机的第一个版本依赖于某些假设，其中许多会随着组件的选择和设计的结合而改变。

目录1.找一款合适的电池增加飞行时间。

2.如何选择无人机电机和螺旋桨（附数据库）？3.替换组件以最大限度地提高效率。

4.如何选择电调？5.如何计算无人机飞行时间？当设计人员查看设计的第一个版本与假设有何不同时，设计循环就开始了，然后带着新信息回到起点（图1）。

图1：图示的无人机设计循环在我们之前的文章“如何增加无人机的飞行时间和升力”中，我们介绍了设计过程的第一阶段并达到了我们设计的第一个版本。

在本文中，我们将从上次中断的地方开始，看看我们的假设是如何成立的。

我们开始设计过程时假设我们的无人机重777g并且能够自行飞行。

根据这些假设，我们预测每个螺旋桨悬停飞行需要1.9N的拉力，因此我们寻找在1.9N时最有效的电机-螺旋桨组合。

一旦找到最有效的组合，我们就拥有了所需的工具估计我们的飞行时间，这是我们今天开始的地方。

对于本文，我们将更精确地了解我们组件的质量。

我们将假设我们的777g无人机的质量分解如下：❖电机(4)：148g❖螺旋桨(4)：13.5g❖电池(1)：155g❖其他组件（相机、框架、ESC等）：460.5g1.飞行时间我们的目标是最大限度地延长无人机的飞行时间，使其能够尽可能长时间地悬停。

在我们之前的文章中，我们模拟了具有不同电池容量的无人机的飞行时间（图2）。

图2：原始无人机设计的飞行时间与电池容量我们假设我们的设计将包括Turnigy纳米技术1300mAh 4S电池，并将其质量包括在我们的整体计算中。

电池的容量刚刚超过19.2Wh(14.8V*1.3Ah=19.2Wh)，这发生在图表的增长阶段，只给了我们大约4.5分钟的飞行时间。

无人机动力测试台-自动化测试系统拉力、扭矩、电压、电流、转速和效率引言无人机动力测试台是优化设计无人机动力系统的最佳工具，而对待测项目进行精准地自动化测试不仅可以为用户节省宝贵的时间，更为无人机动力系统的升级换代提供强有力的数据支撑。

在本文中，我们将介绍使用动力测试台测试无人机动力系统的7种方法，以及如何自动化测试这些项目：1.步进测试。

2.扫频/斜坡测试。

3.耐力测试。

4.闭环控制/恒推力测试。

5.90%建立时间测试。

6.飞行回放测试。

7.正弦测试和线性调频信号测试。

图1：无人机动力系统风洞测试1.步进测试1)什么是步进测试？步进测试使您的动力系统以规则或不规则模式通过一系列步进信号进行测试。

例如，您可以将油门设置为从25% 开始，然后以5% 的间隔增加到50%（25%、30%、35%、40%、45%、50%）。

在这些“步进”中的每一个测量点，都有一个自定义时间点，即当系统保持油门稳定并使系统在捕获数据样本之前稳定下来的时间点。

2)为什么要进行步进测试？执行步进测试的原因有很多，因为它是可用的更简单的测试之一。

首先，步进测试易于重复实施，并且可以根据需要以完全相同的方式多次运行。

这使得比较动力系统的不同配置变得容易直观，因为每次的数据收集点都是相同的。

它对于查看系统在不同工作点的性能也很有帮助。

55% 油门与60% 油门的效率如何比较？80% 与85% 油门时的功耗又是多少？步进测试可以帮助您通过简单的协议回答这些问题。

3)如何运行步进测试？设计步进测试需要您确定要了解的目标测试点。

您想查看整个信号输入范围还是专注于飞行的某个特定阶段？确定这一点后，您可以将这些目标点输入到测试脚本中，如RCbenchmark 软件中提供的脚本 图2）。

设置最小值、最大值、步数和步长之间的建立时间。

您的步骤可以手动输入或从电子表格导入。

图2：步骤测试的自动测试脚本2.扫描/斜坡测试1)什么是扫描/斜坡测试？在扫描测试（ 又名斜坡测试）期间，当您的动力系统从一个油门值到另一个油门值平稳上升时，数据会连续记录。

版培训教材多旋翼无人机知识手册翎航智能科技工作室前言随着多旋翼无人机的应用日趋广泛，多旋翼无人机的入门门槛越来越低，“到手飞〞、个人航拍机等对操作人员的要求几乎是零，对毫无根本常识与经历的人来说也可以操作。

但这些都为人身与财产平安埋下了巨大的隐患，出于以上考虑，本教材阐述了多旋翼无人机的根本原理、总结了飞行过程中的考前须知、操作方法、以及如何躲避风险。

这是一本适合飞行初学者的教材，旨在普及航空知识、与飞行常识等根本理论，根据经历提出在飞行中应该注意的问题与如何躲避风险、应急处置等。

本教材的材料有些基于无人机方面的书籍，有些那么基于航模飞行的经历，很多都是十分难得的第一手资料，因此可以作为飞行初学者的根底教程，也可以作为以拓宽知识面、开拓思路为主要目的的广阔无人机爱好者的学习资料。

由于水平有限，时间仓促，书中疏漏之处在所难免，敬请读者朋友批评指正，以使我们在再版时修订。

作者目录前言 .............................................................................. - 2 -目录 .............................................................................. - 3 -第一章绪论..................................................................... - 4 -第二章系统组成及原理..................................................... - 6 -第三章飞行器................................................................ - 16 -第四章操作方法实例 ...................................................... - 23 -第五章其他细节............................................................. - 41 -第六章多旋翼无人机的作用及意义 ................................... - 49 -第七章及多旋翼无人机有关的航空法规及航空气象 ............. - 50 -总结.............................................................................. - 61 -参考文献........................................................................ - 62 -第一章绪论关于无人机系统的开展历史在任何一本讲无人机的书里都有介绍，在这里不再重复。

无人机的六种动力驱动及常用接口六种动力驱动主流无人机主要依靠六种动力驱动。

1）锂电池：大多数无人机都安装了锂电池，但续航较短，且需要经常拆卸、更换电池，十分耗时费力。

2）氢燃料电池：新型电池，氢燃料电池代替锂电池，可以支持无人机连续运转两个小时左右，并且充电十分迅速。

3）激光发射器：激光发射器为无人机供电，从地面发射的激光光束被机身上的接收器转化成动力，几乎可以支持无人机一直工作，造价高昂，难度较高，应用较少。

4）太阳能发电：利用太阳能发电的无人机通常同时安装了锂电池和太阳能电池，有阳光时就可利用太阳能提供飞行动力，锂电池则作为备用电池。

5）内燃机发电：用内燃机发电可支持无人机以100千米每小时的速度飞行1小时，但噪音大且存在安全隐患，因为无人机内有可燃气体，工业级和消费级应用较少6）有线电缆供电：利用有线电缆供电几乎可以让无人机永久地运转，也可以加快无人机向电脑传输数据的速度；但由于受到有线连接的限制，无法完成远距离飞行，主要应用于工业级无人机；比如洲际通航的MD4-1000雪雁无人机，就有24小时系留供电系统，可以用于警用安防应用，如大型展会的空中安全巡逻。

常用接口无人机飞控作为连接所有设备的大脑，接口种类越来越多，下面简单介绍下无人机常用的几个接口。

01PWM这是第一个要介绍的，所有航模和无人机都离不开的一种接口。

单线信号，周期发送正脉冲，变化脉宽作为传递信息的方式，一个针脚传递一个通道，往往搭配地线和电源线可控制一个舵机或一个电调，是无人机或航模入门第一个需要了解的接口。

优点是简单，稳定的传输一个可量变的信号，缺陷是速度低，目前常见的标准是每秒50次或300至400次。

02PPMPWM的升级版，就是每个信号周期变为发送一组多个脉宽的组合，来同时传递多个通道的变化信息。

早期也被用于遥控器无线电信号和航模模拟器信号，现在多用于接收机与飞控连接，带有PPM信号输出的接收机很多，是无人机入门必配，那些用转换器的是脱裤子放屁。

1-3章模拟题1、近程无人机活动半径在______（1 分）A．小于15km B．15~50km C．200~800km2、中程无人机活动半径在______（1 分）A.50-200kmB. 200-800kmC.大于800km3、按照飞行高度区分，以下属于高空飞行的是______（1分）A．4500米(含)至9000 米(含)B．8000米(含)至12000 米(含)C．6000米(含)至12000米(含)4、大型无人机是指______（1 分）A.空机质量大于5700kg的无人机B.质量大于5700kg的无人机C.空机质量大于等于5700kg的无人机5、______航空器平台结构通常包括机翼、机身、尾翼和起落架等。

（1分）A.单旋翼B.多旋翼C.固定翼6、多旋翼无人机是通过来改变电机的______来改变无人机的转向（1分）A.转速B.角度C.舵面7、目前主流的民用无人机所采用的动力系统通常为活塞式发动机和__________两种。

（1分）A．火箭发动机B．涡扇发动机C．电动机8、无人机燃油箱通气目的之一是______（1分）A.通气增大供油流量 B.保证发动机正常供油 C.通气减小供油流量9、活塞发动机系统常采用的增压技术主要是用来______（1分）A．提高功率B．减少废气量C．增加转速11、常规布局的飞机，平尾升力对飞机重心的力矩常为使飞机机头的力矩（1分）A．上仰B．下俯C．偏转12、重心靠前，飞机的纵向安定性（1 分）A．变强B．减弱C．不受影响13、用下滑有利速度下滑，飞机的（1 分）A．升阻比最大B．升力最大C．下滑角最大14、使用KV450的电机、供电电池电压为10.0V，该电机的转速为 ______（1分）A.450B.4500C.5000-1-15、飞机的迎角是______（1分）A．飞机纵轴与水平面的夹角 B.飞机翼弦与水平角的夹角C．飞机翼弦与相对气流的夹角16、大型无人机计算装载重量和重心的方法主要有计算法、图标法和______（1分）A.试凑法B.查表法C.约取法17、______功能通常包括指挥调度、任务规划、操作控制、显示记录等功能。

本文向各位无人机航模爱好者介绍下电机的种类（有刷电机和无刷电机）、转速调节器（简称电调）。

电动飞机的动力，主要是指2个元件：第一就是电机(Motor)，也称马达，第二是电调。

电调的作用是控制电机转速的调速器(Speed Controller)，很久之前早期的调速器是使用舵机控制可调电阻拨片来实现，此类称为机械调速器，现已退出历史舞台，仅能在一些复刻车架包装盒或者说明书上看到其照片。

现在我们说调速器，都是指电子调速器，简称电调，英文Electronic Speed Controller，缩写ESC按大类来分，可分为有刷动力和无刷动力。

即有刷电调搭配有刷电机，以及无刷电调搭配无刷电机。

有刷电机与无刷电机车模用的电机，全部都是内转子电机，也就是电机外壳是固定的，靠里面圆形转子转动。

外转子的这里不予讨论，想要了解外转子与内转子的，可以自行百度了解。

有刷电机：早期的电机，是将磁铁固定在电机外壳或者底座，成为定子。

然后将线圈绕组，成为转子，模型车用有刷电机常见都是3组绕线，下图就是典型的有刷电机构造。

通过图片可见有刷电机最基本的组成部分除了定子，转子，还有碳刷，有刷电机因此也叫碳刷电机，或者有碳刷电机。

碳刷通过与绕组上的铜头接触，让电机得以转动。

但是由于由于高速转动时，会带来碳刷的磨损，因此有刷电机需要在碳刷用完之后，更换碳刷。

而铜头也会磨损，因此在有碳刷时代的竞赛电机，除了更换碳刷，还需要打磨铜头，让铜头保持光滑。

更换碳刷后还需要磨合，让碳刷与铜头的接触面积最大化，以实现最大电流来提高电机的转速/扭矩。

无刷电机：既然有刷有以上的弊端，于是无刷便应运而生。

无刷是把线圈绕在定子上，然后把磁铁做成转子，转动的是磁铁，而不是线圈，因此就没有了碳刷这个消耗品。

既然线圈固定了，那么如何让线圈产生变化的磁场呢?这就是为什么无刷需要3根线的原因了。

利用无刷电调，给线圈组对应地供电以产生相应的磁场，就可以实现不停地驱动磁铁转子保持转动。

无人机动力测试-无人机的电调及其工作原理是什么？引言电子速度控制器(ESC)是电力推进系统的重要硬件组成部分。

它就像系统的大脑一样，根据从油门控制器接收到的数据信号告诉电机以多快的转速运行。

对于无人机和遥控车辆等小型场景应用，该控制器的名称为“ESC”，而对于大型的应用场景，它可能被称为电子控制单元、逆变器或电机控制器。

图1：Afro Race Spec 20A ESCESC内部的机制以及它与电池和电机的相互作用原理非常吸引人。

在本文中，我们将介绍ESC的工作原理、应用协议以及它们使如何控制无刷电机和无人机的基础知识。

目录1.ESC的工作原理是什么？2.ESC的组件：微控制器(MCU)、栅极驱动器、MOSFET、电池消除器电路(BEC)、设备管理器适配器(DMA)。

3.什么是脉宽调制？4.ESC的应用协议。

5.无刷电机的电调。

6.无人机电调介绍和如何选择合适的电调？1.ESC的工作原理是什么？ESC就像电池和电动机的中间调节人，通过时控电信号来控制电机的转速，还可以通过开关系统将来自电池的直流电转换为电机所需的三相交流电。

车辆的油门控制可用于改变电机的转度，无论是电动汽车、飞机，还是无人机。

加大油门会增加电机的输出功率，从而改变ESC电路中开关打开和关闭的速率。

图2：控制器与无人机的机载油门接收器通信目前ESC常用的协议有：PWM、Oneshot、Multishot和Dshot。

这几种协议最主要的区别是他们传输的信号采用的是不同的频率。

信号的频率越高，无人机的操控性越好。

另外，Dshot协议与其他协议不同的地方是它发送的是数字信号而不是模拟信号，本身对电噪声不太敏感，使得信号更加精确并拥有更高的分辨率，我们将在本文后面更详细地介绍这一点。

2.电调组件ESC内有许多重要组件，包括微控制器、栅极驱动器和MOSFET（图3），在某些情况下还包括电池等效电路和设备管理适配器等。

图3：ESC的关键组件1)微控制器(MCU)微控制器在ESC的操作中主要有三个主要功能：❖作为固件载体来解析控制器发来的信号并将解析后的信号馈送至控制回路中。

可编辑修改精选全文完整版无人机动力系统理论知识无人机使用的动力装置主要有活塞发动机、涡喷发动机、涡扇发动机、涡桨发动机、涡轴发动机、冲压发动机、火箭发动机。

那么，下面是店铺为大家整理的无人机动力系统理论知识，欢迎大家阅读浏览。

无人机动力系统航空器的发动机以及保证发动机正常工作所必需的系统和附件的总称无人机使用的动力装置主要有活塞发动机、涡喷发动机、涡扇发动机、涡桨发动机、涡轴发动机、冲压发动机、火箭发动机。

电动机等。

目前主流的民用无人机采用的动力系统通常为活塞式发动机和电动机两种。

活塞式活塞式发动机也叫复式发动机，由气缸、活塞、连杆、曲轴、气门机构、螺旋桨减速器、机匣等组成主要结构。

活塞式发动机属于内燃机，它通过燃料在气缸内的燃烧，讲热能转变为机械能。

活塞式发动机系统一般由发动机本体、进气系统、增压器、点火系统、燃油系统、启动系统、润滑系统以及排气系统构成。

1.进气系统进气系统是活塞式发动机的动脉，为发动机提供燃烧做功所需的清洁空气和燃料，并且油气的混合也是在这里完成。

活塞式发动机进气系统的作用是：将外部空气和燃油混合，然后把油气混合物送到发生然手的`气缸。

外部空气从发动机罩前部的进气口进入进气系统。

这个进气口通常会包含一个阻止灰尘和其他外部物体进入的空气过滤器。

小型活塞式发动机通常使用两种类型的进气系统：(1)汽化器系统汽化器本质上是一根管子。

管子中有一个可调节板，称作节流板，它控制着通过管子的气流量。

管子中有一点较窄，称作文丘里管，在此窄道中气体流速变快，压力变小。

该摘到中有一个小孔，称作喷嘴，汽化器通过它在低压时吸入燃料。

(2)燃油喷射系统燃油喷射系统即电子燃油喷射控制系统，以一个电子控制装置为控制中心，利用安装在发动机不同部位上的各种传感器，测得发动机的各种工作参数，按照在电脑中设定的控制程序，通过控制喷油器，精准地控制喷油量，使发动机在各种工况下都能获得最佳浓度的混合气。

2.增压器增压器是一种用于活塞式发动机的辅助装置。

⽆⼈机的四个电机为什么这样布局？翼型的升⼒：升⼒的来龙去脉这是空⽓动⼒学中的知识，研究的内容⼗分⼴泛，本⽂只关注通识理论，阐述对翼型升⼒和旋翼升⼒的原理。

根据流体⼒学的基本原理，流动慢的⼤⽓压强较⼤，⽽流动快的⼤⽓压强较⼩。

由于机翼⼀般是不对称的，上表⾯⽐较凸，⽽下表⾯⽐较平（翼型），流过机翼上表⾯的⽓流就类似于较窄地⽅的流⽔，流速较快，⽽流过机翼下表⾯的⽓流正好相反，类似于较宽地⽅的流⽔，流速较上表⾯的⽓流慢。

⼤⽓施加与机翼下表⾯的压⼒（⽅向向上）⽐施加于机翼上表⾯的压⼒（⽅向向下）⼤，⼆者的压⼒差便形成了升⼒。

［摘⾃升⼒是怎样产⽣的］。

所以对于通常所说的飞机，都是需要助跑，当飞机的速度达到⼀定⼤⼩时，飞机两翼所产⽣的升⼒才能抵消重⼒，从⽽实现飞⾏。

旋翼的升⼒飞机，直升机和旋翼机三种起飞原理是不同的。

飞机依靠助跑来提供速度以达到⾜够的升⼒，⽽直升机依靠旋翼的控制旋转在不进⾏助跑的条件下实现垂直升降，直升机的旋转是动⼒系统提供的，⽽旋翼旋转会产⽣向上的升⼒和空⽓给旋翼的反作⽤⼒矩，在设计中需要提供平衡旋翼反作⽤扭矩的⽅法，通常有单旋翼加尾桨式（尾桨通常是垂直安装）、双旋翼纵列式（旋转⽅向相反以抵消反作⽤扭矩）等;⽽旋翼机则介于飞机和直升机之间，旋翼机的旋翼不与动⼒系统相连，由飞⾏过程中的前⽅⽓流吹动旋翼旋转产⽣升⼒（像⼤风车⼀样），即旋翼为⾃转式，传递到机⾝上的扭矩很⼩，⽆需专门抵消。

⽽待设计的四旋翼飞⾏器实质上是属于直升机的范畴，需要由动⼒系统提供四个旋翼的旋转动⼒，同时旋翼旋转产⽣的扭矩需要进⾏抵消，因此本着结构简单控制⽅便，选择类似双旋翼纵列式加横列式的直升机模型，两个旋翼旋转⽅向与另外两个旋翼旋转⽅向必须相反以抵消陀螺效应和空机动⼒扭矩。

结构形式旋翼对称分布在机体的前后、左右四个⽅向，四个旋翼处于同⼀⾼度平⾯，且四个旋翼的结构和半径都相同，四个电机对称的安装在飞⾏器的⽀架端，⽀架中间空间安放飞⾏控制计算机和外部设备。