《無(wú)人機(jī)組裝與調(diào)試（微課版）》課件 項(xiàng)目五任務(wù)一無(wú)人直升機(jī)整體概述

無(wú)人機(jī)組裝與調(diào)試

項(xiàng)目五

無(wú)人直升機(jī)組裝調(diào)試

無(wú)人直升機(jī)整體概述01020304目錄CONTENTS無(wú)人直升機(jī)機(jī)體組裝無(wú)人直升機(jī)調(diào)試無(wú)人直升機(jī)飛行測(cè)試學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)1.掌握無(wú)人直升機(jī)的定義及優(yōu)勢(shì)，了解無(wú)人直升機(jī)的應(yīng)用；2.掌握無(wú)人直升機(jī)的基本結(jié)構(gòu)；3.熟悉無(wú)人直升機(jī)自動(dòng)傾斜器的工作原理；4.掌握無(wú)人直升機(jī)機(jī)體的組裝方法和步驟；5.熟悉無(wú)人直升機(jī)調(diào)試內(nèi)容及步驟；6.熟悉無(wú)人直升機(jī)飛行測(cè)試內(nèi)容和步驟。01知識(shí)1.能根據(jù)實(shí)物及照片分辨出常見(jiàn)無(wú)人直升機(jī)的硬件名稱；2.能根據(jù)要求完成無(wú)人直升機(jī)機(jī)體、伺服系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)和飛行控制系統(tǒng)的組裝；3.能夠完成無(wú)人直升機(jī)的機(jī)械部分調(diào)試、遙控系統(tǒng)調(diào)試和飛行控制系統(tǒng)（陀螺儀）調(diào)試；4.能夠完成無(wú)人直升機(jī)飛行測(cè)試，并根據(jù)油門與螺距配合情況及時(shí)做出調(diào)整。技能素養(yǎng)1.培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力；2.培養(yǎng)學(xué)生吃苦耐勞敬業(yè)精神；3.培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力；4.培養(yǎng)學(xué)生將理論知識(shí)與實(shí)訓(xùn)操作緊密融合在一起的能力。01無(wú)人直升機(jī)整體概述任務(wù)要點(diǎn)本任務(wù)介紹了無(wú)人直升機(jī)的定義、基本結(jié)構(gòu)、自動(dòng)傾斜器的工作原理等內(nèi)容。通過(guò)理論學(xué)習(xí)，使學(xué)生在進(jìn)行無(wú)人直升機(jī)的組裝與調(diào)試工作前，對(duì)無(wú)人直升機(jī)有一個(gè)整體認(rèn)識(shí)。無(wú)人直升機(jī)的基本定義“單旋翼+尾槳”無(wú)人直升機(jī)無(wú)人直升機(jī)是指由無(wú)線電地面遙控飛行或自主控制飛行、可垂直起降的不載人飛行器，在構(gòu)造形式上屬于旋翼飛行器，在功能上屬于垂直起降飛行器。無(wú)人直升機(jī)常采用是“單旋翼＋尾槳”式，主旋翼主要負(fù)責(zé)提供升力，尾槳?jiǎng)t通過(guò)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生一個(gè)垂直于垂尾平面的力，這個(gè)力將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)抵消主旋翼反轉(zhuǎn)扭矩的力矩，實(shí)現(xiàn)平衡。“單旋翼＋尾槳”無(wú)人直升機(jī)構(gòu)造簡(jiǎn)單，操縱靈便。無(wú)人直升機(jī)的優(yōu)勢(shì)有垂直起降、可懸停；良好的低空低速特性等。特點(diǎn)軍事方面，無(wú)人直升機(jī)可以對(duì)地攻擊、反潛攻艦、機(jī)降運(yùn)輸、戰(zhàn)勤偵察等。民用方面，可以通用運(yùn)輸、公安巡查、搶險(xiǎn)救生、特種作業(yè)等。應(yīng)用領(lǐng)域無(wú)人直升機(jī)的基本結(jié)構(gòu)“單旋翼＋尾槳”無(wú)人直升機(jī)的結(jié)構(gòu)由主旋翼、機(jī)身、尾槳、起落架、動(dòng)力系統(tǒng)、操縱系統(tǒng)等組成。無(wú)人直升機(jī)由旋翼提供升力和推進(jìn)力進(jìn)行飛行。無(wú)人機(jī)機(jī)體組件介紹1、主旋翼主旋翼是直升機(jī)最重要的操縱面，使用操縱系統(tǒng)控制旋翼拉力的大小和方向，實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人直升機(jī)的主要飛行操縱。直升機(jī)上可以有一個(gè)或兩個(gè)旋翼。通常用雙旋翼系統(tǒng)。（1）主旋翼是由槳葉和槳轂組成槳轂是各個(gè)槳葉安裝結(jié)合的部位，旋翼軸通過(guò)槳轂與槳葉相連。PART1槳轂12槳葉一般由2~8片組成，按材料構(gòu)成可分為混合式槳葉、金屬槳葉和復(fù)合材料槳葉。目前大部分無(wú)人直升機(jī)使用兩葉槳。金屬槳葉比混合式槳葉氣動(dòng)效率高，剛度好，加工簡(jiǎn)單。由于生產(chǎn)工藝提升復(fù)合材料槳葉（玻纖維槳葉和碳纖維槳葉）而受歡迎。復(fù)合材料槳葉因其無(wú)人機(jī)機(jī)體組件介紹（2）旋翼的結(jié)構(gòu)形式槳葉與槳轂的連接方式叫旋翼的結(jié)構(gòu)形式，它隨著材料、工藝和旋翼理論的發(fā)展而發(fā)展，按照槳葉與槳轂連接的方式不同，主旋翼系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式可以分為全鉸接旋翼系統(tǒng)、半剛體旋翼系統(tǒng)、剛體旋翼系統(tǒng)和無(wú)軸承旋翼系統(tǒng)四種。全鉸接旋翼系統(tǒng)包含三個(gè)或者更多個(gè)旋翼槳葉。旋翼槳葉可以獨(dú)立的做揮舞、周期變距、擺振三種運(yùn)動(dòng)。1優(yōu)點(diǎn)：槳轂構(gòu)造簡(jiǎn)單，去掉了擺振鉸和減擺器，槳葉只傳遞拉力及旋翼力矩，萬(wàn)向接頭架負(fù)荷比較小題。缺點(diǎn)：操縱功效和角速度阻尼比較小，穩(wěn)定性較差。220世紀(jì)60年代末及70年代初剛體（無(wú)絞式）旋翼系統(tǒng)進(jìn)入了實(shí)用階段。該系統(tǒng)中槳葉不可以做揮舞和擺振動(dòng)作，但是可以變距。3無(wú)軸承旋翼系統(tǒng)就是取消了揮舞絞、擺振鉸和變距鉸的旋翼系統(tǒng)，槳葉的揮舞、擺振和變距運(yùn)動(dòng)都以槳葉根部的柔性元件來(lái)完成。4全鉸接旋翼系統(tǒng)半剛體旋翼系統(tǒng)剛體旋翼系統(tǒng)無(wú)軸承旋翼系統(tǒng)無(wú)人機(jī)機(jī)體組件介紹（2）旋翼的結(jié)構(gòu)形式主旋翼系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式可以分為全鉸接旋翼系統(tǒng)、半剛體旋翼系統(tǒng)、剛體旋翼系統(tǒng)和無(wú)軸承旋翼系統(tǒng)四種。全鉸接旋翼系統(tǒng)無(wú)軸承旋翼系統(tǒng)(美國(guó)RAH-66科曼奇)半剛體旋翼系統(tǒng)無(wú)人機(jī)機(jī)體組件介紹2、機(jī)身3、尾槳大多數(shù)無(wú)人直升機(jī)都是單旋翼直升機(jī)，需要配置尾槳來(lái)平衡主旋翼的反轉(zhuǎn)力矩。尾槳的全稱為抗扭螺旋。PART1尾槳機(jī)身是用來(lái)支持和固定直升機(jī)部件、系統(tǒng)，是直升機(jī)的重要部件。為了滿足直升機(jī)的技術(shù)要求，可在機(jī)身裝載各種所需設(shè)備。復(fù)合材料槳葉因其尾翼可以抵消，無(wú)人直升機(jī)上升時(shí)旋翼產(chǎn)生的反向力矩，使機(jī)體保持平衡狀態(tài)。尾翼還可以改變還可以通過(guò)改變拉力的大小操縱航向。尾槳一般安裝在尾梁后部或垂尾上，分為推式尾槳和拉式尾槳，推式尾槳依靠推力可使機(jī)體擺正，拉式尾槳依靠拉力可使機(jī)體擺正。低置尾槳有助于減輕結(jié)構(gòu)重量并且還有助于減小傳動(dòng)系統(tǒng)的復(fù)雜性，但尾槳處在旋翼尾流之中，容易受到氣動(dòng)干擾，同時(shí)尾槳過(guò)低會(huì)增加觸地的風(fēng)險(xiǎn)。高置尾槳有利于提高尾槳效率，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，會(huì)產(chǎn)生一定的側(cè)傾力矩。無(wú)人機(jī)機(jī)體組件介紹4、起落架直升機(jī)起落架的主要作用是吸收著陸接地能量，減少著陸時(shí)機(jī)體受到的撞擊過(guò)載，地面停放時(shí)支撐機(jī)體重量。此外，起落架還有保證直升機(jī)具有地面滑行能力，減小滑行時(shí)地面撞擊與顛簸，抗墜毀與防止地面共振的作用?；潦狡鹇浼茏畛Ｒ?jiàn)的起落架是滑橇式的，適合在不同類型的表面上起降。一些滑橇式起落架安裝了減震器用來(lái)減少著陸沖擊和震動(dòng)傳遞到主旋翼。12直升機(jī)也可以安裝浮筒式起落架進(jìn)行水上作業(yè)，或者安裝滑雪板式起落架用來(lái)降落在雪地或者柔軟的地面上。浮筒式起落架機(jī)輪是另外一種形式的起落架，可以是三點(diǎn)式（前三點(diǎn)式和后三點(diǎn)式）或四點(diǎn)式配置。通常為了方便直升機(jī)在地面上滑行，機(jī)頭或者機(jī)尾的機(jī)輪設(shè)計(jì)成可自由旋轉(zhuǎn)。3無(wú)人機(jī)機(jī)體組件介紹5、動(dòng)力系統(tǒng)無(wú)人直升機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的作用是將動(dòng)力源產(chǎn)生的動(dòng)力傳遞給主旋翼和尾槳，主旋翼產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)扭矩與尾槳產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)扭矩相互抵消，使無(wú)人直升機(jī)在飛行過(guò)程中保持平衡狀態(tài)。無(wú)人直升機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)通常包括動(dòng)力源、主減速器、尾減速器、中間減速器和傳動(dòng)軸。無(wú)人直升機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)無(wú)人機(jī)機(jī)體組件介紹5、動(dòng)力系統(tǒng)無(wú)人直升機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)通常包括動(dòng)力源、主減速器、尾減速器、中間減速器和傳動(dòng)軸。動(dòng)力源01主減速器02傳動(dòng)軸03中間減速器04尾減速器05無(wú)刷電機(jī)、活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)。主減速器是無(wú)人直升機(jī)中最重要同時(shí)也是最大、最復(fù)雜的部件。主減速器的輸入軸與發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸相連，輸出軸連接固定旋翼軸。傳動(dòng)軸根據(jù)用途可以分為主軸、中間傳動(dòng)軸和尾部傳動(dòng)軸等。動(dòng)力輸入軸連接發(fā)動(dòng)機(jī)與主減速器，主減速器通過(guò)尾部傳動(dòng)軸向尾槳傳遞功率。傳動(dòng)軸之間采用聯(lián)軸器或者離合器連接。降低尾槳的轉(zhuǎn)速，安裝在無(wú)人直升機(jī)的主減速器與尾減速器之間，夾角取決于尾傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)折要求。尾減速器的作用是將中間減速器輸出的高轉(zhuǎn)速、小扭矩轉(zhuǎn)換成低轉(zhuǎn)速、大扭矩傳遞給尾槳的部件。尾減速器的輸入端與尾傳動(dòng)軸連接，輸出端與尾槳軸連接。無(wú)人機(jī)機(jī)體組件介紹6、操縱系統(tǒng)無(wú)人直升機(jī)操縱就是控制直升機(jī)的姿態(tài)運(yùn)動(dòng)和軌跡運(yùn)動(dòng)。無(wú)人直升機(jī)運(yùn)動(dòng)包括姿態(tài)運(yùn)動(dòng)和軌跡運(yùn)動(dòng)。姿態(tài)運(yùn)動(dòng)指繞無(wú)人機(jī)機(jī)體軸的三個(gè)角運(yùn)動(dòng)，軌跡運(yùn)動(dòng)指無(wú)人直升機(jī)質(zhì)心在空間中的運(yùn)動(dòng)軌跡。無(wú)人直升機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（1）飛行操縱系統(tǒng)及其功能飛行操縱系統(tǒng)根據(jù)測(cè)量元件測(cè)量當(dāng)前直升機(jī)的飛行姿態(tài)和運(yùn)動(dòng)軌跡，反饋給中央處理器，分析判斷目標(biāo)值和當(dāng)前測(cè)量值之間的差異，輸出信號(hào)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，控制飛行姿態(tài)和運(yùn)動(dòng)軌跡，使無(wú)人直升機(jī)按照當(dāng)前預(yù)定軌跡運(yùn)動(dòng)。無(wú)人機(jī)機(jī)體組件介紹6、操縱系統(tǒng)基本功能：（2）自動(dòng)傾斜器的結(jié)構(gòu)自動(dòng)傾斜器是指無(wú)人直升機(jī)改變旋翼傾斜方向和槳葉傾角的專用裝置，通過(guò)自動(dòng)傾斜器實(shí)現(xiàn)對(duì)直升機(jī)飛行狀態(tài)的操縱。目前絕大多數(shù)微型和輕型無(wú)人直升機(jī)采用自動(dòng)傾斜器對(duì)旋翼進(jìn)行控制。321自動(dòng)駕駛功能。如姿態(tài)保持、航向保持、高度保持等；改善直升機(jī)操縱性、穩(wěn)定性（飛行品質(zhì)）功能；能夠?qū)崿F(xiàn)航跡控制、自動(dòng)導(dǎo)航、自動(dòng)著陸、垂直升降、自動(dòng)懸停、自動(dòng)過(guò)渡飛行等功能。無(wú)人機(jī)機(jī)體組件介紹（2）自動(dòng)傾斜器的結(jié)構(gòu)自動(dòng)傾斜器主要由不旋轉(zhuǎn)環(huán)（內(nèi)環(huán)）、旋轉(zhuǎn)環(huán)（外環(huán)）、球形套筒、導(dǎo)筒等組成。自動(dòng)傾斜器結(jié)構(gòu)球形套筒安裝在主旋翼軸上，總距操縱桿安裝在球形套筒上，舵機(jī)帶動(dòng)總距操縱桿上下移動(dòng)，使球形套筒沿主旋翼軸上下滑動(dòng)。套筒的球面上套有一個(gè)不旋轉(zhuǎn)環(huán)（內(nèi)環(huán)），和周期變距操縱桿相連，不旋轉(zhuǎn)環(huán)在周期變距操縱桿的作用下可沿球形套筒任何一方向傾斜。旋轉(zhuǎn)環(huán)是外環(huán)部分，通過(guò)滾動(dòng)軸承與不旋轉(zhuǎn)環(huán)（內(nèi)環(huán)）相連，拉桿一端安裝在旋轉(zhuǎn)環(huán)（外環(huán)）上，另一端與槳葉連接，同槳葉一起旋轉(zhuǎn)。安裝過(guò)程:組成:無(wú)人機(jī)機(jī)體組件介紹總距操縱桿總距操縱桿用于控制無(wú)人直升機(jī)垂直運(yùn)動(dòng)?？偩嗖倏v桿上移，滑筒沿著導(dǎo)筒上滑，此時(shí)外環(huán)和內(nèi)環(huán)上移，即十字盤整體上