和苏大学生一起航模讲座

     非常高兴,有机会能和同学们在一起分享一些航模方面的知识,我认为玩航模最大的意义在于锻炼了动手能力,像我家里大到磨光机、拉铆枪小到钟表起子,工具是一应俱全,所以家里电器一般性的机械、电气方面的小故障都能轻松搞定,玩航模还能大大扩展知识面,机翼的各种形状、飞机的外形会牵涉到空气动力学的常识,组装飞机时必须具备基础的电路知识和耐心细致的工作作风,自己做各种飞机零部件时会涉及到木工、五金加工,如果玩航拍的话,还会涉及到摄影、摄像和电脑后期等技术。



  这是一架常见的航模飞机,有哪位同学知道它的名字吗?对了,是苏27战斗机,前苏联单座双发重型战斗机,在1989年巴黎航空航展上表演的眼镜蛇机动让在场的观众惊得目瞪口呆,(眼镜蛇机动是这样的,飞机先高速平飞,然后突然大角度拉起,飞机不断上仰,垂直后再拉升,形成机尾向前的姿态,就像一条愤怒的眼镜蛇,这个动作极具震撼性,充分展示了苏27良好的机动性能,这个动作的实战意义是可以让飞机突然减速刹车,让后方的敌机冲到前面去,让热追踪导弹突然找不到尾喷口而乱飞)这里我想说,我的飞机更牛B,飞机做剧烈机动飞行时,飞行员也就只能承受7到8个重力加速度,而我的飞机不用考虑这个,如果飞行员坐进我的飞机保证能让他晕死过去。

  我们来看下这飞机的组成部分,主要有电机、螺旋桨、电池、舵机、电调、接收机组成,我们先来讲讲电机,普通的直流电机外部是磁铁,内部是转子,电能通过电刷传导给换向器供电,航模领域电机功率很大,电刷制约了功率传输,所以采用无刷外转子电机,直流电经过电调变成三相交流电输入到中心线圈的形成旋转磁场,驱动外转子旋转,外转子其实就是一圈磁铁。

  接下来说说航模上的电池,航模电池和我们手机中电池都属于锂离子电池,不同之处是支持大电流放电,这个电池的规格是1500毫安时,20C,理论最大瞬间放电电流为30安培,按工作电压10V计算,这个飞机在飞时相当于一盏300瓦的灯泡的功耗,这是螺旋桨,每分钟转速高达2万2千转,可以轻易切开你的肌肉组织,所以航模其实是有一定的危险性的,只有懂的人才能驾驭。


  舵机控制飞机的各个舵面动作,(实物通电演示)左边舵面上翘,右边舵面下压,飞机就会往左旋转,如果反过来的话飞机右旋,如果左右全部上翘的话飞机就会爬升,反之下降,方向舵面往左打时飞机会水平左转。油门呢控制飞机推力的大小,决定了飞行速度。同学们想不想看下飞机是如何飞行的?好,各位同学注意安全,人员都退到我身后,不要随便走动。

  

     下面我来说下航模领域中重要的分支-航拍机,航拍机的主要用途就是:以上帝的视角高空拍些照片、拍些祖国的大好河山的风景视频、或者像骑行呀、登山、大型体育活动时全程视频记录,还有可以拍720度全景照片,前几天苏大的北大门也拍了全景照片,是我们班上人拍的吗?


    这款飞机是由深圳大疆创新公司生产的,这家公司可利害了,2015年全球消费级无人机70%市场份额都是他们的,70%就是垄断地位,相当于行业标准的制定者,牛叉的苹果公司在中国的市场份额还没超过25%呢,这家公司还很任性,年终奖经常30俩宝马呀、奔驰呀、特斯拉呀,所以我建议同学们有想法的话,毕业后可以去应聘。同学们,阿里巴巴创始人是谁?-马云;腾讯创始人呢?-马化腾;那大疆的创始人呢?


    汪滔,80后,浙江杭州人,在华东师范大学学到大三后居然退学了,想上美国麻省理工大学,因为他觉得华师大偏文,但是麻省不鸟他,只能上香港科技大学,当然现在麻省后悔来肠子都绿了。大疆公司现在的市值约100亿美元,汪滔占45%股份,所以绝对是个豪。

  
    汪滔是一位完美主义者,在实现自己的梦想过程中,曾遭遇过诸多挫折和失败,曾经的商业伙伴、员工甚至是朋友,由于各种原因与他分道扬镳,但汪滔依旧坚持自己最初的理想,通过9年时间最终带领大疆走向成功。


    汪峰向章子怡求婚的那次就是用大疆的精灵飞机运载钻戒的,汪峰靠无人机终于上了娱乐头条,同学们知道这枚钻石有多大吗?9.15克拉,价值也就千万,915就要你的意思。

    在座的各位男生可以仿效一下,给女朋友一个SURPRISE,我们来设想一下:你和女友在散步时,你的好基友操控这无人机突然由远及近,如果一时买不起钻戒么就洒洒花瓣呀,绕个圈飞飞啥的。女同学呢比较喜欢追星,如果让无人机挂个小条幅写上“仲基嫁我”一定会成为校园热点的。

    这是个装B的年代,这年代没技术连装B都很难,我们来研究下这飞机的工作原理:四个螺旋桨同时旋转,当产生的升力大于自身重力时飞机就上升,反之下降,如果右侧两个螺旋桨升力大于左侧两个时,飞机就会往左侧飞,反之右侧飞,那么问题来了,这个飞机还能原地左旋转或者右旋转,哪位同学知道它是如何实现的呢?仔细观察四个螺旋桨你会发现,对角线一侧两个电机的旋转方向是一致的,并和另一侧的方向反的,当对角线一侧转速高于另一侧时,电机的反扭力矩会促使飞机原地转向,这就是四轴飞行器的操控原理。

    飞行器要想拍到稳定的画面就必须能保证能稳定悬停在空中的一个点上,但是空气流动是瞬息万变的,这里需要介绍一下飞行控制系统了,飞控通过三轴陀螺仪和三轴加速度传感器计算出飞行器的倾斜角,通过PID算法驱动四个螺旋桨进行修正姿态,PID就是比例-积分-微分,大疆公司的过人之处就是软件很牛,飞机能象钉子一样定在空中。



    飞机虽然定在空中,但是姿态是不断修正的,摄像机如果直接固定在上面,画面就会非常晃,所以必须使用三轴云台进行补偿,云台能自动修正,确保画面始终稳定。

    下面我们准备让航拍机升空,先来强调一下安全注意事项,飞行器的底下不能有人,因为万一某个螺旋桨、电机或者电调出故障,飞机就会立即倾覆,象石头一样掉下来,人员也不要太靠近飞机的螺旋桨防止伤人。



    我在设想一张效果特别的航拍照片,我先把飞机悬停在空中,等稳定后,全班同学围成一个直径8米左右的圈,仰头向上看,大家务必注意安全,眼睛始终盯着飞机,发现飞行器异常务必立马逃跑哦。



    这是全地形FPV探测小车,是我组装的第8辆,这个车的特点是越野性能很好,四轮驱动,大扭力,四轮独立悬挂,爬个50度坡或者翻个障碍不在话下,车前面的摄像头是防水的,带夜间照明,可以在全黑的环境下行驶,这是两轴的舵机云台,可以控制摄像头转向不同的角度探测,摄像头看到的图像通过5.8G发射机发射出去,接收端用显示器实时显示,可以无线传输200米远。



    这是美国的P51野马战斗机,曾经将日本的零式战斗机打得落花流水,是二战时期的明星机型。

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