無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)課件PPT

1第3章

無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)1.螺旋槳螺旋槳提供必要的拉力或推力使飛機(jī)在空氣中移動(dòng)，螺旋槳可分為定距螺旋槳和不定距螺旋槳。電動(dòng)無人機(jī)的螺旋槳安裝在電機(jī)上，多旋翼無人機(jī)的螺旋槳主要指標(biāo)有螺距和尺寸。槳的指標(biāo)是4位數(shù)字，前面2位代表槳的直徑，后面2位是槳的螺距。正反槳：槳葉有字的一面向上，右邊槳葉的迎風(fēng)面在后面的是正槳，右邊槳葉的迎風(fēng)面在前面的是反槳。電池動(dòng)力系統(tǒng)2第3章

無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)1.螺旋槳槳的材質(zhì)主要分為塑料槳、碳纖槳、木槳。（1）塑膠槳塑膠槳缺點(diǎn)是槳身軟、大載重、高速、大拉力時(shí)會(huì)輕微變形，產(chǎn)生顫振。電池動(dòng)力系統(tǒng)3第3章

無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)1.螺旋槳槳的材質(zhì)主要分為塑料槳、碳纖槳、木槳。（2）碳纖槳優(yōu)點(diǎn)是硬度高、剛度高、不變形、效率高、顫振小。缺點(diǎn)是價(jià)格高、極脆、碰到硬物易受損。（3）木槳優(yōu)點(diǎn)是振動(dòng)小、無顫振、價(jià)格平衡。缺點(diǎn)是效率比APC和碳槳低。如右圖所示。電池動(dòng)力系統(tǒng)4第3章

無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)2.電調(diào)可分為有刷電調(diào)和無刷電調(diào)。無刷電調(diào)如圖所示。電調(diào)的作用就是將飛控板的控制信號(hào)，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏鞯拇笮?，以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。電調(diào)在四軸當(dāng)中還充當(dāng)了電壓變化器的作用，將11.1v的電壓變?yōu)?v為飛控板和遙控器供電。電池動(dòng)力系統(tǒng)5第3章

無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)3.電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)按換相方式可分為直流有刷電機(jī)和直流無刷電機(jī)。所有直流有刷電機(jī)的基本組件都是一樣的，都是由定子、轉(zhuǎn)子等組成。如圖所示。電池動(dòng)力系統(tǒng)6第3章

無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)3.電動(dòng)機(jī)直流有刷電機(jī)的工作原理：從下圖可以看出，線圈ab邊受到一個(gè)向左的力F，線圈cd邊受到一個(gè)向右的力F。線圈在力F的作用下會(huì)按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。線圈在力F的作用下會(huì)按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。電池動(dòng)力系統(tǒng)7第3章

無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)3.電動(dòng)機(jī)直流有刷電機(jī)的工作原理：從下圖可以看出，線圈ab邊受到一個(gè)向右的力F，線圈cd邊受到一個(gè)向左的力F。線圈在力F的作用下會(huì)繼續(xù)按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。由此可見，在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一圈中，線圈中的電流要進(jìn)行一次換向，才能保證轉(zhuǎn)子持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。電池動(dòng)力系統(tǒng)8第3章

無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)3.電動(dòng)機(jī)直流無刷電機(jī)主要由用永磁材料制造的轉(zhuǎn)子、帶有線圈繞組的定子和位置傳感器（可有可無）組成，如下圖所示。直流無刷電機(jī)定子有三相繞組，分為星形聯(lián)結(jié)方式和三角聯(lián)結(jié)方式。電池動(dòng)力系統(tǒng)9第3章

無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)3.電動(dòng)機(jī)常用的參數(shù)：T數(shù)，KV值，尺寸。電機(jī)T數(shù)：線圈繞了多少圈的意思。KV值：KV值意思為輸入電壓增加1V，無刷電機(jī)空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速增加的轉(zhuǎn)速值。尺寸：用4位數(shù)字表示，其中前面2位是電機(jī)轉(zhuǎn)子的直徑，后面2位是電機(jī)轉(zhuǎn)子的高度。電池動(dòng)力系統(tǒng)10第3章

無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)3.電動(dòng)機(jī)空心杯電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成為：后蓋、接線端子、電刷端蓋、電刷、換向器、杯形繞組（轉(zhuǎn)子）、轉(zhuǎn)軸、墊圈、滑動(dòng)軸承、外殼、磁鐵（定子）、法蘭、定位環(huán)。如圖所示。電池動(dòng)力系統(tǒng)11第3章

無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)4.電池?zé)o人機(jī)電池主要規(guī)格參數(shù)如下：電池容量:電池的容量額定值表示其輸出電量。電池電壓：用V標(biāo)注，表示電池正負(fù)極之間的電壓壓降。放電倍率：代表了鋰聚合物電池放電電流的大小，代表電池放電能力。充電倍率：充電倍率用C表示，只是將放電變成了充電。放電終止電壓：電池的放電終止電壓不應(yīng)小于2.5V。電池動(dòng)力系統(tǒng)12第3章

無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)4.電池?zé)o人機(jī)電池充電器有并行式平衡充電器和串行式平衡充電器。并行式平衡充電器使被充電的電池塊內(nèi)部每節(jié)串聯(lián)的電池都配備一個(gè)單獨(dú)的充電回路。并行式平衡充電器如圖所示。電池動(dòng)力系統(tǒng)13第3章

無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)4.電池串行式平衡充電器主要充電回路接線是在電池的輸出正負(fù)極上，在電池組的各單體電池上附加一個(gè)并聯(lián)均衡電路。串行式平衡充電器如圖所示。電池動(dòng)力系統(tǒng)141.活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)是把燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)部進(jìn)行燃燒，將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成熱能，然后又將熱能推動(dòng)汽缸內(nèi)的活塞做功，轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的機(jī)器。常見的活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)根據(jù)燃料的點(diǎn)火方式可以分為：點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)和壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)兩種。大部分的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)都是點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)，而大部分的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)都是壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。用電火花點(diǎn)燃油料進(jìn)行燃燒的發(fā)動(dòng)機(jī)稱為點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)；利用壓縮空氣產(chǎn)生的高溫點(diǎn)燃油料進(jìn)行燃燒的發(fā)動(dòng)機(jī)稱為壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。常見的壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)還包括二沖程的甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)。燃油動(dòng)力系統(tǒng)第3章

無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)151.活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理：（1）壓縮、進(jìn)氣活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)移動(dòng)，關(guān)閉掃氣口和排氣口，壓縮已經(jīng)進(jìn)入氣缸的混合氣。由于活塞上移，使活塞下部密閉的曲軸箱內(nèi)容積不斷加大，壓力降低，形成真空度，當(dāng)活塞下邊緣將進(jìn)氣口打開時(shí)，在大氣壓力的作用下，可燃混合氣被吸入曲軸箱內(nèi)。（2）燃燒當(dāng)上一行程活塞接近上止點(diǎn)時(shí)，火花塞點(diǎn)火，點(diǎn)燃以壓縮的混合氣體。由于混合氣體燃燒并急劇膨脹，推動(dòng)活塞向下移動(dòng)作功，同時(shí)壓縮了曲軸箱內(nèi)的可燃?xì)怏w?；钊蛳乱苿?dòng)將排氣口打開，具有一定壓力的廢氣很快經(jīng)排氣口沖出體外?；钊^續(xù)向下移動(dòng)，隨即掃氣口也被打開，曲軸箱你被壓縮的可燃混合氣體經(jīng)掃氣口進(jìn)入氣缸體內(nèi)，同時(shí)驅(qū)逐氣缸內(nèi)的廢氣繼續(xù)排出。燃油動(dòng)力系統(tǒng)第3章

無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)162.燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪航空發(fā)動(dòng)機(jī)一般由進(jìn)氣道、壓氣機(jī)、燃燒室、燃?xì)鉁u輪、尾噴管五部分組成。燃油動(dòng)力系統(tǒng)第3章

無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)1—進(jìn)氣道；2—壓氣機(jī)；3—燃燒室；4—渦輪；5—尾噴管；6—加力燃燒室；7—噴油嘴；8—加力噴油嘴；9—可調(diào)噴口作動(dòng)筒；172.燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)(1)進(jìn)氣道進(jìn)氣道是發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣通道，其功用是整理進(jìn)人發(fā)動(dòng)機(jī)的氣流，消除旋渦，并利用飛行時(shí)沖入的氣流提高壓力。(2)壓氣機(jī)壓氣機(jī)是利用高速旋轉(zhuǎn)的葉片對(duì)空氣作功，以提高空氣壓力的部件。壓氣機(jī)有離心式和軸流式兩種形式。(3)燃燒室燃燒室是將壓氣機(jī)流出來的高壓空氣與燃料混合，并進(jìn)行燃燒的裝置。在燃燒室里，燃料中的化學(xué)能經(jīng)過燃燒轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使氣體溫度大大提高。由燃燒室的高溫、高壓燃?xì)?，具有很高的能量，用于在燃燒室后的渦輪和為尾噴管中膨脹做功。燃油動(dòng)力系統(tǒng)第3章

無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)182.燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)(4)渦輪渦輪的主要作用是將燃燒室流出的高溫、高壓燃?xì)獾拇蟛糠帜芰哭D(zhuǎn)化為機(jī)械能，使渦輪功率，由渦輪軸輸出。(5)尾噴管尾噴管是發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)，它一般由中介管和噴口組成。如果發(fā)動(dòng)機(jī)裝在飛機(jī)中部或較長的發(fā)動(dòng)機(jī)短艙內(nèi)，為了將燃?xì)庖鰴C(jī)外，在中介管和噴口之間，需要有一個(gè)延伸管，其主要作用是將由渦輪流出的、仍有一定能量的燃?xì)馀蛎浖铀?，以較大的速度排出發(fā)動(dòng)機(jī)，用以產(chǎn)生推力。燃油動(dòng)力系統(tǒng)第3章

無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)19

3.渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)“渦噴”發(fā)動(dòng)機(jī)是利用核心機(jī)出口燃?xì)獾目捎媚芰?，在發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管中轉(zhuǎn)變成燃?xì)獾膭?dòng)能，以很高速度從噴口排出而產(chǎn)生推動(dòng)力的一種渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)。渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高、推力大、直徑小，主要適用于超音速飛行，缺點(diǎn)是耗油率大，特別是低轉(zhuǎn)速時(shí)更大，故經(jīng)濟(jì)性差。此外，由于排氣速度大，噪聲也大。燃油動(dòng)力系統(tǒng)第3章

無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)1—進(jìn)氣道；2—壓氣機(jī)；3—燃燒室；4—渦輪；5—尾噴管；6—加力燃燒室；7—噴油嘴；8—加力噴油嘴；9—可調(diào)噴口作動(dòng)筒；204.渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)是推進(jìn)噴管排出燃?xì)夂惋L(fēng)扇加速空氣共同產(chǎn)生推力的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，這種發(fā)動(dòng)機(jī)在渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)組成部分的基礎(chǔ)上，增加了風(fēng)扇和驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇的動(dòng)力(自由)渦輪(也叫低壓渦輪)。帶動(dòng)壓氣機(jī)的渦輪，即核心機(jī)的渦輪在此稱為高壓渦輪。渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)具有推力大、推進(jìn)效率高、噪音低、燃油消耗率低等優(yōu)點(diǎn)。渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)是風(fēng)扇直徑大，迎風(fēng)面積大，因而阻力大，發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其速度特性不如渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)。燃油動(dòng)力系統(tǒng)第3章

無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)215.渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)是一種主要由螺旋槳提供拉力和燃?xì)馓峁┥倭客屏Φ娜細(xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。這種發(fā)動(dòng)機(jī)在渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)組成部分的基礎(chǔ)上，增加了螺旋槳及其減速器等部件。作為飛機(jī)的動(dòng)力裝置，渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)主要由螺旋槳產(chǎn)生拉力，而燃?xì)猱a(chǎn)生的推力很小。渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)與活塞式航空發(fā)動(dòng)機(jī)相比，具有功率重量比大、震動(dòng)小、耗油率低、高空性能好的優(yōu)點(diǎn);與渦噴、渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)相比也有耗油率低的優(yōu)點(diǎn)。受螺旋槳不適合高速飛行的限制，渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)不宜用作高速飛機(jī)的動(dòng)力裝置。燃油動(dòng)力系統(tǒng)第3章

無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)226.渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)是利用燃?xì)馔ㄟ^動(dòng)力渦輪輸出功率的一種燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，已是現(xiàn)代直升機(jī)的主要?jiǎng)恿ρb置。渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)的組成部分和工作原理與渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)相同，只是核心機(jī)出口后，燃?xì)獾目捎媚芰繋缀跞哭D(zhuǎn)變成動(dòng)力渦輪的軸功率，用以通過減速器帶動(dòng)直升機(jī)的旋翼和尾槳，因而燃?xì)獠惶峁┩屏Α?dòng)力渦輪的輸出軸可以由發(fā)動(dòng)機(jī)前部