电动飞机的控制系统

电动飞机的控制系统
电动飞机的控制系统主要由遥控器（发射机）、接收机、舵机、连杆、舵面构成。

操纵手操作摇杆的位置信号经过发射机编码调制后以无线电波发射，接收机接收信号后经过解调输出脉冲宽度信号，驱动舵机动作，舵机摇臂通过连杆拉动舵面，完成相应的控制。

遥控器
以下图所示的FF9为例，在飞行过程中操纵手主要控制两个摇杆，其中右侧摇杆上下为油门通道，编号为3，零位置在最下端，左右为副翼通道，编号为1，左侧摇杆上下为升降舵通道，编号为2，左右为方向舵通道，编号为4。

除油门外，其他通道的中立位置都在中间。

起落架通道编号为5，只有收起与放下两个位置，不同的遥控器位置不一。

6～9通道均为扩展通道，用于存在其他舵面时的高级功能输出。

在摇杆的左侧与下侧为其对应的微调按钮，用于调整主要舵面的中立点。

其他旋钮与开关用于设置大、小舵角，在飞行过程中很少使用。

图1 FF9发射机图2 摇杆示意图
发射机的频率和调制模式要与接收机相对应。

同一频段不同频率的发射机和接收机可以将其中一个的晶体换掉，例如发射机为72.150MHz，接收机为72.850MHz，则可以将发射机的晶体更换为72.850MHz，或者将接收机的晶体更换为72.150MHz。

如果接收机的调制模式为FM，则发射机的调制模式应设为PPM，如果接收机的模式为PCM，则发射机也应设置为PCM模式。

飞行前应首先打开发射机，并把油门杆放在最低位置，而后打开接收机电源，避免杂波信号干扰接收机，起飞前确认发射机电量足够，并拔出全部天线。

接收机与舵机
接收机接收无线电信号进行解调输出脉冲宽度信号，该信号驱动舵机做相应的动作。

Futaba R149DP的外形如图3所示，在其面板右侧标注有通道的编号，与发射机的通道相对应，舵机的电线就是在通道标号下面的插槽中连接的。

每个通道的插槽中有3根线，最上者为信号线，中间为电源正极线，最下者为电源负极线。

接收机在安装时要用海绵等包裹，降低震动，并尽量靠后放置，以免摔机时损坏。

图3 Futaba R149DP接收机
舵机如图4所示，其顶部的十字盘为舵机摇臂，下部为舵机的主体。

主体两侧耳片的孔为其安装孔，安装时将铜套、橡胶减震垫塞入空中，然后用自攻螺钉将其固定在基座上。

图4舵机
舵机的接头是与接收机的插槽相对应的，它的三根线颜色不同，以图4中的Futaba S3003为例，白色为信号线，红色为正极线，黑色为负极线。

JR、GWS 等品牌的舵机黄色为信号线，红色为正极线，棕色为负极线。

舵机与接收机电线次序需对应连接。

舵机延长线在较大的飞机上是必需的，延长线与舵机线的顺次一定要正确，并尽量减少接头数量。

每个接头都应牢固、可靠，最好是将其焊接起来。

电动飞机的油门通道有两种连接方式。

其一为接收机单独供电方式，即一块电池专供接收机、舵机使用，另一块通常很大，仅供电机使用。

此时接收机电池的插头将插在接收机9/B插槽中，将电子调速器的控制信号插头（与舵机插头类似）电源正极线挑出，只把信号线与负极线连接接收机的油门通道。

其二为公用电源方式，此时接收机、舵机等与电机都从一个电源中获取能量，此方式重量较轻，但当舵机太多时效率较低。

此时只需将电子调速器的控制信号插头直接插入接收机的油门插槽中即可。

部分构型的飞机可能需要两个舵面具有相同的动作，例如双垂尾布局的方向舵。

该功能可以采用“Y”型线完成，将“Y”型线的输入端插入接收机插槽中，两个输出端分别连接舵机，实现两个舵机的“并联”；或者将两个舵机插入不同的通道A、B，然后在遥控器中设置B通道跟随A通道动作，这样只需操作A 通道即可操纵B通道，但是B通道并不影响A通道，即“联动”，我们称A为主通道，B为辅通道。

在“V”尾形式的布局中，尾翼舵面在操作升降舵时是同向偏转，而在操作方向舵时为反向偏转，可以激活遥控器中的“V”功能，或者在接收机和相应舵机间加入“V”尾混控器实现。

其他如襟副翼、升降副翼等功能均可在遥控器中激活即可。

舵机的选择以舵面的铰链力矩为依据，如果铰链力矩较大，则选择输出力矩大的舵机，否则可能“拉不动”舵面，甚至烧毁舵机，一般翼展2m左右的低速飞机，3kg·cm的输出力矩已满足要求，由于升降舵与副翼较为重要，必须保证其舵机满足要求。

当舵机到接收机的电线过长时会导致舵机电压的下降，舵机出力不够，可以将接收机电压提高到6V。

此外电线过长容易受到杂波的干扰，可以在舵机的前端加磁环加以改善。

当采用无刷电机时，电机的反馈信号可能会干扰接收机，导致其“死机”，也需要在电子调速器的输入端加磁环屏蔽，只不过此时是保护接收机。

舵机在安装时要对机体的相应部位加强，安装部位要易于检修、维护和安装连杆。

连杆
连杆连接舵机摇臂与舵面，一般采用钢丝或碳纤维管制作。

连杆不易太长，
并尽量直线连接，保证连杆有足够的刚性，不至于在受载时过分弯曲。

其长度应满足舵面在中立位置时，连杆与舵机摇臂夹角尽量呈直角，保证舵机双向动作时舵角相等，这对于方向舵，升降舵尤为重要。

舵角的大小尽量通过调换舵机摇臂孔或舵面舵角孔完成，实在不行在在遥控器中进行设置（具体设置查阅说明书）。

图5 连杆连接
舵面
舵面的展向长度不可过大，连杆也尽量拉在舵面展向的中间位置，以减小气动载荷作用下舵面的扭转变形。

舵角在舵面弦向的安装位置尽量靠前，并用螺丝固定于舵面上，连杆与舵角的连接也应可靠有效，不能轻易脱落，也不可以卡死。