蜜蜂28(M28)无人直升机系统框图介绍
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蜜蜂28(M28)无人直升机介绍M28无人直升机系统框图一、 M28无人直升机简介M28无人直升机经由多年的研究论证和试验研制,是目前中国军民用市场上具有完全自主知识产权的最成熟、载重量最大的国产无人直升机。
M28无人直升机动力系统发动机发电机共轴反桨动部件自动驾驶系统GPS 大气数据机惯性测量单元气压高度计无线电高度计磁航向计捷联惯导舵系统舵机舵机驱动系统光电吊舱增稳云台可见光、红外影像M28无人直升机参数介绍旋翼直径 5.1m机身高度 2.2m机身宽度 1.5m总重380kg(海平面)有效载荷80kg (海平面)续航时间3~4小时动升限3000m最大飞行速度120km/s巡航速度100km/s悬停定位水平方向CEP(圆概率误差)< 5m 悬停定位高度方向误差<1.8m直线航线飞行误差<15m数传电台有效距离10-180KmM28总体尺寸设备舱尺寸如图所示:M28外型图M28总体尺寸M28设备舱尺寸完全自主起降M28无人直升机采用完全自主垂直起降系统,不需要人为干预即可以完成从起飞、航线飞行到降落的整个过程。
有效载荷80公斤M28无人直升机以反桨共轴直升机为机体,无尾桨的气动特点使其结构紧凑,动力效率高,避免了飞行中比例高达75%的由尾桨失效引起的事故,尤其适用于海上平台起降。
其有效商用载荷达到80公斤,一个外挂架和一个尺寸为50cm ×50cm×40cm的载荷舱均可使用。
多余度设计M28无人直升机采用HeliAP自动驾驶仪和整体设计的机身,具有可靠的多余度飞行控制和舵系统,用户通过10-180公里的可靠数据链路和简洁的图形用户界面甚至可以操纵直升机在雨中完成从起飞到着陆的整个任务。
M 28无人直升机的机身采取单体横造的高级复合材料外壳,它提供了卓越的强度/重量比例,动力传动系统原件航空级铝钛材料。
北京拓云海智能设备技术有限公司正与民航局密切合作,确保了设计、生产和系统的运作符合有关民航条例。
直升机飞行操控的基本原理图 1 直升机飞行操纵系统- 概要图(a)(b)图2 直升机操纵原理示意图1.改变旋翼拉力的大小2.改变旋翼拉力的方向3.改变尾桨的拉力飞行操纵系统包括周期变距操纵系统、总距操纵系统和航向操纵系统。
如图2所示,周期变距操纵系统控制直升机的姿态(横滚和俯仰),总距操纵系统控制直升机的高度,航向操纵系统控制直升机的航向。
一、周期变距操纵系统周期操纵系统用于操纵旋翼桨叶的桨距周期改变。
当桨距周期改变时,引起桨叶拉力周期改变,而桨叶拉力的周期改变,又引起桨叶周期挥舞,最终使旋翼锥体相对于机身向着驾驶杆运动的方向倾斜,从而实现直升机的纵向(包括俯仰)及横向(包括横滚)运动。
纵向和横向操纵虽然都通过驾驶杆进行操纵,但二者是各自独立的。
周期变距操纵系统(见图3)包括右侧和左侧周期变距操纵杆(1)和(3)、可调摩擦装置(2)、橡胶波纹套(4)、俯仰止动件(5)、横滚连杆(7)、俯仰连杆(8)、横滚止动件及中立位置定位孔(9)、横滚拉杆(10)、横滚协调拉杆(11)、俯仰扭矩管轴组件(12)、总距拉杆(13)、与复合摇臂相连接的拉杆(14)、伺服机构(15)、伺服机构(横滚+总距)(16)、伺服机构(俯仰+总距)(17)和可调拉杆(18)等组件。
1.右侧周期变距操纵杆3.左侧周期变距操纵杆2.可调摩擦装置4.橡胶波纹套5.俯仰止动件6.复合摇臂 7.横滚连杆8.俯仰连杆9.横滚止动件及中立位置定位孔10.横滚拉杆11.横滚协调拉杆12.俯仰扭矩管轴组件13.总距拉杆14.与复合摇臂相连接的拉杆15.伺服机构16.伺服机构(横滚+总距)17.伺服机构(俯仰+总距)18.可调拉杆图 3 直升机周期变距操纵系统(一)纵向操纵情况当前推驾驶杆时,通过俯仰扭矩管轴组件(9)及俯仰连杆(8),使复合摇臂(6)上的纵向摇臂逆时针转动,通过其后的拉杆、摇臂,使左前侧纵向伺服机构下移,自动倾斜器固定盘向左前方倾斜,旋翼桨盘前倾,进而使直升机向前运动。
直升机结构图解之一……机身结构图图解直升机的结构之二……机身机体用来支持和固定直升机部件、系统,把它们连接成一个整体,并用来装载人员、物资和设备,使直升机满足既定技术要求。
机体是直升机的重要部件。
下图为UH—60A直升机的机身分段图。
机体外形对直升机飞行性能、操纵性和稳定性有重要影响。
在使用过程中,机体除承受各种装载传来的负荷外,还承受动部件、武器发射和货物吊装传来的动负荷。
这些载荷是通过接头传来的。
为了装卸货物及安装设备,机身上要设计很多舱门和开口,这样就使机体结构复杂化。
旋翼、尾桨传给机体的交变载荷,引起机身结构振动,影响乘员的舒适性及结构的疲劳寿命。
因此,在设计机身结构时,必须采取措施来降低直升机机体的振动水平。
军用直升机机体结构应该有耐弹击损伤和抗坠撞的能力。
近年来,复合材料日益广泛地应用于机身结构,与铝合金相比较,它的比强度、比刚度高,可以大大减轻结构重量,而且破损安全性能好,成型工艺简单,所以受到人们的普遍重视。
例如波音360直升机由于采用了复合材料结构新技术以及先进气动、振动和飞行控制技术,可使巡航速度增加35%,有效载荷增加1296,生产效率提高50%。
之三……发动机直升机的动力装置大体上分为两类,即航空活塞式发动机和航空涡轮轴发动机。
在直升机发展初期,均采用技术上比较成熟的航空活塞式发动机作为直升机的动力装置。
但由于其振动大,功率质量比和功率体积比小、控制复杂等许多问题,人们就利用已经发展起来的涡轮喷气技术寻求性能优良的直升机动力装置,从而研制成功直升机用涡轮铀发动机。
实践证明,涡轮轴发动机较活塞式发动机更能适合直升机的飞行特点。
当今世界上,除部分小型直升机还在使用活塞式发动机外,涡轮轴发动机已成为直升机动力装置的主要形式。
航空涡轮轴发动机航空涡轮轴发动机,或简称为涡铀发动机,是一种输出轴功率的涡轮喷气发动机。
法国是最先研制涡轴发动机的国家。
50年代初,透博梅卡公司研制成一种只有一级离心式叶轮压气机、两级涡轮的单转于、输出轴功率的直升机用发动机,功率达到了206kW(280hp),成为世界上第一台直升机用航空涡轮轴发动机,定名为“阿都斯特—l”(Art ouste—1)。
直升飞机单翼和共轴双翼自动倾斜器结构图解析河南巩义市王有备编辑整理直升机上用以操纵旋翼实现升降、前后、左右运动的特殊装置,又称自动倾斜仪。
1911年由俄国人H.尤里耶夫发明,后为所有直升机采用。
自动倾斜器一般由类似轴承的旋转(外)环和不旋转(内)环组成(图1),它通过万向接头或球铰套在旋翼轴上,不旋转环通过操纵拉杆与驾驶舱中的驾驶杆和总距杆相连,旋转环通过变距拉杆与桨叶相连。
自动倾斜器无倾斜时,各片桨叶在旋转时桨距保持恒定;当它被操纵倾斜时,则每片桨叶在旋转中周期性地改变桨距。
变距拉杆转至倾斜器上位时桨距加大,桨叶向上挥舞;转至下位时桨距减小,桨叶向下挥舞。
这样就形成旋翼旋转面的倾斜,使旋翼合力倾斜,产生一水平分力(图2)。
直升机的前后和左右方向的飞行运动就是通过这种操纵实现的,称为周期变距操纵。
飞行员操纵(提或压)总距杆使自动倾斜器沿旋翼轴平行向上或向下滑动。
各片桨叶的桨距将同时增大或减小,使旋翼的升力增大或减小,直升机随之上升或下降。
这种操纵称为总距操纵。
自动倾斜器,直升机上用以操纵旋翼实现升降、前后、左右运动的特殊装置,又称自动倾斜仪。
自动倾斜器一般由类似轴承的旋转(外)环和不旋转(内)环组成。
共轴双旋翼直升机机倾斜器结构组成图示比起单旋翼直升机而言,共轴双旋翼直升机省略了尾桨,具有更好的悬停稳定性,作为核心部位,当然它的倾斜器结构也要比但旋翼直升机复杂许多,这是我最着迷的飞行器,这里我把以前收集的一些共轴双旋翼直升机机倾斜器结构图提供给大家,希望有共轴机爱好者喜欢。
这个是最经典的K-50倾斜器图片这张是模型版本的这是美国早期的QH-50倾斜器部分照片这是台湾佑祥的共轴机倾斜器示意图这是我在一个英文网站上找到的共轴机倾斜器示意图这是几张旋翼总距控制部分示意图这是操纵示原理意图下面是倾斜盘示意图下面这是以前曾经发过的佑祥共轴机的倾斜盘零件图这里集中一下这张是倾斜盘总成照片这张是倾斜器球轴套照片这张是佑祥的共轴机倾斜器结构图。
中远距离无人机无线通信系统框图及解说(续五)下面继续叙述如何去设计制作良好的无线通信机。
还是那句话,把每一个细节做完善了。
当然,你应该掌握很好的无线电基础理论,书上有的你应该掌握,书上没有的你应该能悟出来。
下面再举一个例子,就是通过处理好Q值、接入系数、矩形系数、通带阻带抑制比指标,提高无线通信机的性能。
为什么有些电台或者雷达演练很好用,实战却不灵了。
为什么你的无人机在新疆飞得老远,在珠三角长三角就不行了?这是因为你的无线通信机抗干扰能力不行。
要提高抗干扰性能,最重要的设计好滤波器。
为了共同的利益,大家也需要遵守中国无委会、CE、FCC标准,把自己产品发射的高次谐波、杂波抑制到符合标准,这个也需要设计好滤波器。
如果大家在研发部工作时间长了,也经常会听到研发骨干发出这样的感叹:“设计无线通信机,最难就是滤波器啊”。
的确,滤波器影响了通信机的主要指标。
要设计好滤波器,首先要掌握Q值、接入系数、矩形系数、通带阻带抑制比的概念和相互关系。
一)Q值1、Q的第一种意义:谐振电路的通频带宽度Δf反比于谐振电路的Q值,即Δf=f0/Q;Q值越大,谐振电路的选择性越好。
关于这第一种意义,不必过多说明,这是我们平时最常见的一种Q值的意义。
2、Q值的第二种意义:一个谐振电路的品质因数(Q值)定义为:Q=2*pi*ws/WR即Q值等于谐振电路中储存的能量与每个周期内消耗能量之比的2π倍。
在谐振状态下:Ws不随时间变化,即谐振电路不与外界交换无功功率,就是在谐振状态下稳定的储存在电路中的电磁能,这些能量是在谐振电路开始接通时经历的暂态过程中由外电路输入给它的。
达到稳定的振荡以后,为了维持振荡,外电路需要不断的输入有功功率,以补偿WR的损失,但在谐振状态下,无需供给无功功率,由此可见,Ws与WR之比反映了一个谐振电路储能的效率。
3、Q值的第三种意义:串联谐振时,电容或电感元件两端的电压是总电压的Q倍,这便是Q的第三种意义。
直升机飞行操控的基本原理图 1 直升机飞行操纵系统- 概要图(a)(b)图2 直升机操纵原理示意图1.改变旋翼拉力的大小2.改变旋翼拉力的方向3.改变尾桨的拉力飞行操纵系统包括周期变距操纵系统、总距操纵系统和航向操纵系统。
如图2所示,周期变距操纵系统控制直升机的姿态(横滚和俯仰),总距操纵系统控制直升机的高度,航向操纵系统控制直升机的航向。
一、周期变距操纵系统周期操纵系统用于操纵旋翼桨叶的桨距周期改变。
当桨距周期改变时,引起桨叶拉力周期改变,而桨叶拉力的周期改变,又引起桨叶周期挥舞,最终使旋翼锥体相对于机身向着驾驶杆运动的方向倾斜,从而实现直升机的纵向(包括俯仰)及横向(包括横滚)运动。
纵向和横向操纵虽然都通过驾驶杆进行操纵,但二者是各自独立的。
周期变距操纵系统(见图3)包括右侧和左侧周期变距操纵杆(1)和(3)、可调摩擦装置(2)、橡胶波纹套(4)、俯仰止动件(5)、横滚连杆(7)、俯仰连杆(8)、横滚止动件及中立位置定位孔(9)、横滚拉杆(10)、横滚协调拉杆(11)、俯仰扭矩管轴组件(12)、总距拉杆(13)、与复合摇臂相连接的拉杆(14)、伺服机构(15)、伺服机构(横滚+总距)(16)、伺服机构(俯仰+总距)(17)和可调拉杆(18)等组件。
1.右侧周期变距操纵杆3.左侧周期变距操纵杆2.可调摩擦装置4.橡胶波纹套5.俯仰止动件6.复合摇臂 7.横滚连杆8.俯仰连杆9.横滚止动件及中立位置定位孔10.横滚拉杆11.横滚协调拉杆12.俯仰扭矩管轴组件13.总距拉杆14.与复合摇臂相连接的拉杆15.伺服机构16.伺服机构(横滚+总距)17.伺服机构(俯仰+总距)18.可调拉杆图 3 直升机周期变距操纵系统(一)纵向操纵情况当前推驾驶杆时,通过俯仰扭矩管轴组件(9)及俯仰连杆(8),使复合摇臂(6)上的纵向摇臂逆时针转动,通过其后的拉杆、摇臂,使左前侧纵向伺服机构下移,自动倾斜器固定盘向左前方倾斜,旋翼桨盘前倾,进而使直升机向前运动。
图解直升机的操纵特点直升机的操纵特点直升机不同于固定翼飞机,一般都没有在飞行中供操纵的专用活动舵面。
这是由于在小速度飞行或悬停中,其作用也很小,因为只有当气流速度很大时舵面或副翼才会产生足够的空气动力。
单旋翼带尾桨的直升机主要靠旋翼和尾桨进行操纵,而双旋翼直升机靠两副旋翼来操纵。
由此可见,旋翼还起着飞机的舱面和副翼的作用。
为了说明直升机操纵特点,先介绍直升机驾驶舱内的操纵机构。
直升机驾驶员座舱操纵机构及配置直升机驾驶员座舱主要的操纵机构是:驾驶杆(又称周期变距杆)、脚蹬、油门总距杆。
此外还有油门调节环、直升机配平调整片开关及其他手柄(如下图所示)。
图片:图片:尾桨的操纵层桨的构造同旋翼相似,不过比旋翼要简单得多。
尾桨的每一桨叶和旋翼桨叶一样,其旋转铀转动。
由于尾桨转速很高,工作时会产生很大的离心力。
图片:尾桨操纵没有自动倾斜器,也不存在周期变距问题。
靠蹬脚蹬改变尾桨的总距来操纵尾桨。
当驾驶员蹬脚蹬后,齿轮通过传动链条带动蜗杆螺帽转动,蜗杆螺帽沿旋转轴推动滑动操纵杆滑动(见上图),杆用轴承固定在三爪传动臂上,另一端则用槽与支座相连,以防止滑动操纵杆转动。
三爪传动臂随同尾桨叶转动,通过三个拉杆使三片桨叶绕自身纵轴同时转动,此时,根据脚蹬蹬出方向和动作量大小,来增大或减小尾桨桨距。
直升机操纵图解图片:图片:图片:图片:图片:图片:自动倾斜器是直升机操纵系统的一个主要组成部分,旋翼的总距及周期变距操纵都要通过它来实现。
图片:ca操作杆图片:在图中(1)是周期变距操纵杆,操纵它,通过助力器(3)可使下旋转转盘(2)倾斜,从而带动整个旋翼倾斜,(5)是总距操纵杆,操纵它可使旋转转盘上下移动,并通过摇臂改变旋翼桨叶的桨距,从而达到改变旋翼升力大小的目的;(6)是脚蹬,操纵它可改变尾桨桨叶的桨距,从而改变尾桨拉力的大小。
图片:倾斜盘工作示意图图片:!倾斜盘与变矩杆示意图图片:在旋翼不倾斜时,即旋翼桨盘(旋翼桨叶旋转形成的空间形状)竖直向上,此时旋翼升力与直升机重力同时作用在铅垂线上,只要操纵总距操纵杆,使旋翼升力大于直升机重量,直升机就会垂直上升(见下图A);反之则垂直下降;当升力与重量相等时,直升机便可悬在空中。
无人机概述及系统组成无人机(UAV)的定义无人机驾驶航空器(UA:Unmanned Aircraft),是一架由遥控站管理(包括远程操纵或自主飞行)、不搭载操作人员的一种动力空中飞行器,采用空气动力为飞行器提供所需的升力,能够自动飞行或远程引导;既能一次性使用也能进行回收;能够携带致命性和非致命性有效负载。
以下简称无人机。
无人机系统的定义及组成无人机系统(UAS:Unmanned Aircraft System),也称无人驾驶航空器系统(RPAS:Remotely Piloted Aircraft System),是指一架无人机、相关的遥控站、所需的指令与控制数据链路以及批准的型号设计规定的任何其他部件组成的系统,无人机系统包括地面系统、飞机系统、任务载荷和无人机使用保障人员。
无人机系统驾驶员的定义无人机系统驾驶员,由运营人指派对无人机的运行负有必不可少职责并在飞行期间适时操纵飞行控制的人。
无人机系统的机长,是指在系统运行时间内负责整个无人机系统运行和安全的驾驶员。
无人机和航模的区别一、定义不同无人机是一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器。
航空模型是一种重于空气的,有尺寸限制的,带有或不带有动力装置的,不能载人的航空器,就叫航空模型。
二、飞行方式不同唯一的区别在于是否有导航飞控系统,能否实现自主飞行。
通俗来说,无人机可以实现自主飞行,而航模不可以,必须由人来通过遥控器控制。
也就是无人机的本身是带了“大脑”飞行,可能“大脑”受限于人工智能,没有人脑灵光。
但是航模的“大脑”始终是在地面,在操纵人员的手上。
三、用途不同无人机更偏向于军事用途或民用特种用途,而航空模型更接近于玩具。
昆明劲鹰无人机专业从事航测无人机设备的设计、生产、销售、及航测航拍服务,费用低、技术强、工期短、精度高,是中国技术顶尖的航测航拍无人机设计制造及航飞服务商。
四、组成不同无人机比航模要复杂。
航空模型由飞行平台、动力系统、视距内遥控系统组成。
蜜蜂28(M28)无人直升机介绍
M28无人直升机系统框图
一、 M28无人直升机简介
M28无人直升机经由多年的研究论证和试验研制,是目前中国军民用市场上具有完全自主知识产权的最成熟、载重量最大的国产无人直升机。
M28无人直升机
动力系统
发动机
发电机共轴反桨动部件
自动驾驶系
统
GPS 大气数据机惯性测量单
元
气压高度计无线电高度
计磁航向计捷联惯导舵系统
舵机
舵机驱动系
统光电吊舱
增稳云台
可见光、红外影像
M28无人直升机参数介绍
旋翼直径 5.1m
机身高度 2.2m
机身宽度 1.5m
总重380kg(海平面)
有效载荷80kg (海平面)
续航时间3~4小时
动升限3000m
最大飞行速度120km/s
巡航速度100km/s
悬停定位水平方向CEP(圆概率误差)< 5m 悬停定位高度方向误差<1.8m
直线航线飞行误差<15m
数传电台有效距离10-180Km
M28总体尺寸设备舱尺寸如图所示:
M28外型图
M28总体尺寸
M28设备舱尺寸
完全自主起降
M28无人直升机采用完全自主垂直起降系统,不需要人为干预即可以完成从起飞、航线飞行到降落的整个过程。
有效载荷80公斤
M28无人直升机以反桨共轴直升机为机体,无尾桨的气动特点使其结构紧凑,动力效率高,避免了飞行中比例高达75%的由尾桨失效引起的事故,尤其适用于海上平台起降。
其有效商用载荷达到80公斤,一个外挂架和一个尺寸为50cm ×50cm×40cm的载荷舱均可使用。
多余度设计
M28无人直升机采用HeliAP自动驾驶仪和整体设计的机身,具有可靠的多余度飞行控制和舵系统,用户通过10-180公里的可靠数据链路和简洁的图形用户界面甚至可以操纵直升机在雨中完成从起飞到着陆的整个任务。
M 28无人直升机的机身采取单体横造的高级复合材料外壳,它提供了卓越的强度/重量比例,动力传动系统原件航空级铝钛材料。
北京拓云海智能设备技术有限公司正与民航局密切合作,确保了设计、生产和系统的运作符合有关民航条例。
以下就从分系统方面作一下详细介绍。
二、动力系统
1.发动机
目前M28使用的发动机是奥地利生产的Rotax912S四缸四冲程发动机,发动机最大起飞功率100马力,最大持续功率95马力,可以达到海拔3000m高度
Rotax912S
2.发电机
发电机采用德国Bosch的专用发电机,可以向有效载荷提供12伏和24伏高达600瓦的电力。
3.反将共轴动部件
由于M28无人直升机的机体采用M16单座有人直升机,所以机上所有设备都
按照标准民用航空标准制造,安全性和稳定性上有着良好的保障。
三、自动驾驶系统
1.M28采用HeliAP自动驾驶仪
HeliAP是一款高可靠性无人直升机自动驾驶仪。
可以方便的把遥控或有人直升机改造成无人直升机,使其实现自主起飞、自主降落、自主任务飞行和地形匹配飞行等功能。
适用于贝尔-希拉和反桨共轴直升机控制,经过改造可适用于其他航空器的自主控制。
地面站界面
HeliAP
2.传感器模块
四、舵系统
M28舵系统和动部件图
1.舵机
舵机为双余度设计,机械和电子部分都作了详细的备份计划,在发生故障的
情况下,备份系统可以支持飞机安全返航。
2.舵机驱动系统
舵机驱动系统和其他系统使用单独电源供电,保证在任何情况下的系统可操作性。
按照国军标的电磁兼容标准设计的驱动器满足全天候的飞行任务。
五、光电吊舱。