电动模型飞机动力系统的配置.doc

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1、在本文的第一部分（电动模型飞机动力系统的配置初步认识）中，笔者介绍了航模电动动力系统的基本组成、性能参数和必备的安全知识。接下来，笔者将从理论入手，分析航模电动动力系统选配的一般规律，供模友参考。 中国论文网 不同机型航模电动动力系统的配置 虽然大部分航模电动动力系统的构成相似，但因机型的不同，以及重量、体积及飞行性能要求不同，相应动力系统的特点也不同。优秀的动力性能是航模飞行性能的重要保证，而合理的动力系统选配是实现前者的必要条件。在实际飞行中，如果电动动力系统各部件选配合理，那么即使采用了档次一般的器材，航模也能稳定可靠地飞行；反之，如果选配不合理，即使采用了昂贵的高端器材，也可能发生烧毁

2、电机、损坏模型的情况。 简单介绍几条通用的电动模型飞机动力系统配置原则，适用于入门的初学者。在为模型飞机选配电动动力系统的部件之前，模友须熟知并遵循这几条基本原则，才能保证航模的气动特性和飞行安全。 配置原则一：动力系统的推重比应满足飞行要求 推重比，是飞机动力系统最大推力/拉力与飞机飞行重量的比值。该参数是衡量动力系统乃至整架飞机性能的重要参数，尤其会对飞行性能产生很大影响（图1）。具体到模型飞机，从理论上来说，只要动力系统产生的与前进方向相同的推力能克服飞行时的空气阻力，模型就能持续飞行。但实际飞行时，这还远远不够：模型飞机起飞时要抵消地面与起落架之间的摩擦力；加速时要克服机体的惯性力；爬

3、升或机动时要平衡其重力带来的一个水平分力；着陆失败时还要提供额外推力以复飞 因此，航模动力系统要能提供的最大推力，必须超出其“平飞”时所需的推力。这样超出部分才能用于应对上述情况，也就是说“剩余推力”要足够大。“剩余推力”的大小决定了模型的加速性能、爬升性能、机动性能、起飞距离等。而若想获得足够的剩余推力，航模动力系统的推重比必须得大，即必须达到或超过设计推重比。 配置原则二：动力系统的重量不应大大增加翼载荷 实际装机时，模友常会遇到这样的情况：由于对模型飞机的起飞重量没有明确限制，因此在已知空机重量情况下，不管是选配拉力较小、重量较轻的动力系统还是拉力较大、重量较大的动力系统，模型飞机的推重

4、比都相同。此时该如何决定？ 要解决这个问题，还应考虑模型飞机的翼载荷。翼载荷是飞机单位面积升力面所承受的气动力载荷。在平飞状态下，飞机的翼载荷可理解为单位面积升力面分担的飞机重量，即粗略计算为飞机重量除以机翼面积。飞机翼载荷通常采用国际单位制，即“千克/平方米（kg/m2）”，但因模型飞机翼载荷的数量级较小，通常采用的单位是“克/平方分米（g/dm2）”。 翼载荷可衡量飞行中机翼的受载状况，直接影响到飞机的飞行性能：翼载荷小，飞行速度慢，飞机的操纵性和机动性较好；翼载荷大，飞行速度快，飞机的机动性较差，但飞行阻力小，抗风性和穿透性较好。因此，根据机型和任务要求的不同，飞机的设计翼载荷各有差异（

5、图2）。在选配电动模型飞机的动力系统时，同样要考虑到翼载荷的大小及其影响。须注意不能让翼载荷严重偏离设计值，否则会严重影响模型飞机的飞行性能。 配置原则三：动力系统的安放不应妨碍模型配平 模型飞机对其重心的位置非常敏感，因此模型是否配平对其稳定性和操纵性意义重大：重心位置的偏差轻则让航模“很不好飞”，重则根本无法飞行。 由于电动动力系统的重量占模型飞机总重的比例较大，且模型的配平对飞行性能影响很大，因此在选配和安装动力系统时，都要格外“关照”模型的配平。无论是初期选择器材时，还是进行动力升级改装时，都应大致估算动力系统的总重、规划各部件的安装位置。安装时，尽可能通过移动电池的方法调整模型飞机的

6、重心位置（图3），尽可能做到“零配重”或小配重。如果发生受空间等限制模型无法配平，必须添加较大质量配重的情况，则应考虑更改动力系统的配置，或修改模型飞机总体布局设计。 配置原则四：动力系统的配置不应影响气动特性 模型飞机和真机一样，其飞行性能是各气动面与气流相互作用的结果。不同的一点是，电动模型飞机的动力系统通过螺旋桨产生拉力/推力，将不可避免地对气流造成扰动。 模型飞机螺旋桨的尾流在满足某些条件的情况下，虽然能增加尾翼上舵面的操纵效率，但同时可能降低尾翼的稳定性，引起振动甚至出现大动力下操纵异常灵敏、小动力下操纵效率下降的现象。举例来说，未安装在模型轴线上的动力电机（背推设计的模型滑翔机或水

7、上飞机，图4），易导致航模产生低头或抬头力矩，影响其气动特性。此时须做相应的角度修正，尽量减少动力系统对模型飞机整体气动特性的影响。又如螺旋桨滑流可能会影响机翼根部或翼身融合体的升力效率；大直径螺旋桨在模型怠速滑翔时迎风阻力较大这些问题都应在选配动力系统时考虑到。 配置原则五：动力系统的最大工作电流不应超过部件限额 尽管在飞行时，电动模型飞机的动力系统不会一直处于最大电流状态，但确保其最大电流不超过各个部件的工作限额仍是一条非常重要的配置原则。 如果超过了限额，最严重的情况是部件烧毁（图5）。无论是电机用的漆包线，还是电调用的MOS开关管，其耐高温性能都有硬性参数。越优质的器材，其选材也更考究

8、，耐温性能参数也更高。当动力系统的工作电流超过设计值时，因为工作产生的热量无法及时传递到机体外，所以部件极易被烧毁。在模型的起飞阶段，某些被称为“暴力配置”的动力系统短时间内超额运行并没有问题。原因是这一时段动力系统因通电时间短、散热小，且其零部件温度较低。虽然一般不会烧毁，且起飞时模型可获得更大推力，但笔者不建议这样使用。因为若遇到需要着陆复飞的情况，由于此前模型飞机已飞行了一段时间，电机和电调的温度已非常高，因此再次超额运行很容易导致电机（图6）或电调烧毁。 即使不发生烧毁事故，若出现电调在空中直接进入保护等情况，也会危及航模的飞行安全。尽管某些电调具备自保护功能，即在电流过大、温度过高时

9、会限制自身功率，或直接关停电机，但笔者建议，如果发现电调因超额运行时常进入自保护程序时，还是应尽快改善电调的散热性能用导热硅脂和散热片进行改装。可能的话，最好将电调的自保护设置为限制功率而非直接关停电机。这样能保证模型飞机在电调过热时仍然可以安全返航。 超额使用还会导致器材寿命锐减。超额运行时，电池的寿命和可用容量会受影响并减小，而电机则会因高温导致磁钢退磁，工作效率降低，进而恶性循环。 因此，无论出于何种考虑，模友都不必为省钱而采用“小马拉大车”的动力配置，否则往往是“捡了芝麻丢了西瓜”，自己的“投资”遭受到更大、不必要的损失。 动力系统基本参数的确定 前面的内容提到了电动模型飞机动力系统配

10、置的几个常用原则，其中涉及到很多设计参数。那么如何根据机型的基本参数和性能要求确定动力系统参数的大致范围，进而选配得到合适的动力系统呢？笔者向大家介绍翼载荷、推重比等几个基本参数的确定方法。 不同机型翼载荷的要求 真机的翼载荷，与飞行速度、起降性能、爬升性能、机动性能、最大航程、最高升限等有关系。总的来说，要求高机动性、起飞着陆速度小的飞机，多采用较小的翼载荷；而要求飞行速度快、阻力小的飞机，多采用较大的翼载荷。模型飞机的飞行性能和翼载荷间也有类似的关系，即模型飞机的翼载荷大小与其类型和用途息息相关。这里要指出的是，并不是飞机越大、越重，其翼载荷越大。 表1列出了不同类型飞机翼载荷的大致范围，表2则列出了常见航模翼载荷的大致范围。通过表中数据，读者可对翼载荷大小与飞机类型的关系有一个大致了解，并知道需要选配动力组的模型飞机的翼载荷范围。 除了考虑模型飞机的类型外，在为自己的模型飞机选配动力组时，还应适当考虑其飞行科目。简单地说，就是模友想要体验哪一类飞行。如果希望体验慢悠悠、轻飘飘的飞行，设计时翼载荷可定小一些；如果想在小场地做大迂回、高机动的飞行动作，那么翼载荷不应过大（图7）；如果喜欢在宽阔场地飞大航线并得到类似真机的速度冲击感，那么翼载荷可偏大一些（图8）。（未完待续） 转载请注明来源。原文地址：