无线电式可控小型直升机的研制.docVIP

PAGE PAGE 1 第一章飞行原理 在信息技术迅速发展的二十一世纪，落后就会挨打而航空技术的强力推进 剂——战争，以前因航天技术的落后而遭到了别国的欺负。现在虽然有所进步，但是时代也在进步，作为21世纪的主人更应该去深入研究，为国家更加富强而努力。视觉处理是无人机的一个重要部分，无人机的一个重要应用：无人侦察，就是以计算机视觉为基础。视觉程序的目的是：从直升机上面的摄像头拍摄到的图片中检测出固定的几类图标的位置，从而达到侦察的目的。当然在模型的飞行时间上还要延长，飞行时间越长越有利于搜集到更多信息。对于爱好摄影的人来说航拍充满巨大的吸引力，但是碍于条件的限制或许我们只能在民航班机上实现这一梦想，现在有一种另类应用方案――不用买机票也能进行航拍。通过遥控直升机就能进行低空慢速航拍，你不仅能体验航拍的乐趣，更能体验到自由驾驶飞行器的乐趣，你还能深入步行难以企及的险峻地带，抓拍下最珍贵的、独一无二的照片！在战争中，时间表明：通过空中侦察发现70％－80%的战场目标，而地面的各种侦察手段只能发现10％－15%的战场目标。无人机具有远纵深。全天时、兵侦察、校正射击和对打击效果的评估能力获得了空前的提高。炮兵侦察，是炮兵为获取敌情、地形、测地、气象等情报而采取的行动，侦察的主要手段有观测侦察、雷达侦察、声测侦察、照相侦察、火力侦察等；炮兵校射，是指测出炸点对目标的偏差量，校正己方火炮射击的行动。综上所述，发展无人机技术是非常必要的。 1.1直升机的飞行原理 通常的直升机维持飞行的动力，来自于其不断旋转的旋翼。旋翼旋转产生升力：当旋翼叶片与相对气流之间的角度变大，发动机同时加大功率，旋翼产生的升力大于飞机重量，于是上升；反之，则下降；相同，则处于悬停或平飞状态。要使直升机前进一般是操纵驾驶杆使各桨叶的角度在不同位置时按一定规律变化，旋翼产生的拉力相对于旋转轴向前倾，拉动直升机前进。使直升机向左或向右飞行也是同样的道理。有的现代直升机还可通过尾翼使机头下俯，增加旋翼向前的拉力，使之前进更快。 1.2模型直升机的飞行原理 下面我们就来看一看模型直升机是如何飞行的。模型直升机飞行主要是靠力的合成与分解，直升机停悬时升力等於重力，当操纵模型直升机前进时原来的升力倾斜分成垂直和水平两分力，水平分力使直升机前进，垂直分力抵消重力使直升机不下坠，但原来的升力分为水平和垂直两分力后，垂直分力必小於重力，使直升机往下掉，所以必须加大垂直分力，这也是推降舵前进时加一点油门使直升机不下坠的原因 (如右图) 。其他如退退、横移也都是同一个道理，只是方向不同罢了。尾旋翼的功用是抵消主旋翼的反扭并用来改变机身的方向。 ? 直升机又如何使垂直升力倾斜而分成水平和垂直分力？整个主旋回转面要产生升力差使旋翼面倾斜，旋翼面倾斜原来的垂直升力就分为水平和垂直分力了。主旋翼回转面要如何产生升力差？改变旋翼攻角。以前进为例，主旋翼转到在 3点和 9点钟方向没有升力差产生，一过 3点和 9点钟方向升力差开始产生，随著旋翼转动，升力差渐渐加大，在6点和12点钟方向产生最大升力差後再渐渐减小，直到3点和6点钟方向，升力差为零 (如下图) 。如此转一圈一周期，以1500 rpm 转速为例，一分钟重复上述升力差变 1500 次。打舵时，主旋翼攻角是不断的在改变。舵打得大，升力差也就越大，旋翼攻角改变如右图所示是呈一 函数图形，各位如果仍看不懂，拿出直升机，十字盘打个角度，旋翼转转看就知了。主旋翼又如何快速改变攻角？这，主旋翼攻角是不断在改变。舵打得大，升力差也就越大旋翼攻不得不配服直升机发明人者的巧思，透过复杂的连动机构，运用陀螺效应，达到攻角变化周期化的目的。 打舵时，主旋翼攻角是不断的在改变。舵打得大，升力差也就越大，旋翼攻角改变如右图所示是呈一 函数图形，各位如果仍看不懂，拿出直升机，十字盘打个角度，旋翼转转看就知了。主旋翼又如何快速改变攻角？这，主旋翼攻角是不断在改变。舵打得大，升力差也就越大旋翼攻不得不配服直升机发明人者的巧思，透过复杂的连动机构，运用陀螺效应，达到攻角变化周期化的目的。 第二章 遥控直升机的系统描述 2.1整体系统简介 整个系统可以分为机载部分和地面部分，机载部分负责维持飞机的稳定飞行并提供图像信息给地面部分，地面部分根据飞机的状态以及得到的图像信息作出下一步飞行的目标规划并发送给机载部分，同时为了确保安全，防止自主飞行机构失控，添加了可由操作手控制的控制器。地面部分与机载部分之间有两条数据链路——负责传送图像和传送飞行状态和指令。图像传送的数据链路通过购买成品解决，另外负责传送飞行状态和指令的部分也已经有方案可以解决。地面部分可以分为地面站和图像处理平台，前者与机载飞行控制器通讯以发送控制命令并获得飞机状态信息，后者获取机载摄像头的图像。 机