III 卷:多旋翼飞行平台

1.多旋翼飞行器为什么一般相对的桨旋转方向是不一样的?

答:两两相对,抵消反扭矩。

2.简述4轴飞行器如何完成悬停中实现左转90度?

答:俯视顺时针桨加速,逆时针桨减速。

3.多旋翼有几个自由度?要在这几个自由度上改变旋翼怎么变化?

答:6个自由度。分别是上下,左右,前后,俯仰,横滚,航向。上下:旋翼都加速实现向上,减速向下。
左右同横滚:多旋翼左侧加速,右侧减速实现向右移动/横滚,反之,右侧加速,左侧减速,实现向左移动/横滚。
前后同俯仰:多旋翼后面加速,前面减速,实现向前移动/俯,反之,前面加速,后面减速,实现向后移动/仰。
航向:多旋翼向左(俯视多旋翼,顺时针旋转,旋翼加速,逆时针方向旋翼减速),向右转向,则反之。
(其实就是每个轴有个平动和转动两个自由度)

4.多轴飞行器飞行平台由哪些设备组成,描述出其连接方式?

答:
遥控接收机——飞控——电调——电机;
动力电池——电调——电机——螺旋桨;
数传电源——数传模块——飞控;
摄像头——图传——图传电源。

5.多旋翼飞行器上各种天线设备布置有什么要求?

答:GPS接收天线尽量中心高处无遮挡;遥控接收机天线、数传天线、图传天线尽量互相远离干扰源,都布置于机身下方无遮挡;所有全向天线尽量垂直布置。

6.电动多旋翼的螺旋桨可以做的尽量大,从而可以用最少的旋翼数实现大载荷,是否正确?为什么?

答:不完全正确。一定起飞重量以下的多旋翼是成立的,但大尺寸多旋翼如果桨叶过大,转动惯量将过大,电机调速响应慢,飞行稳定性就会降低。这时就得像直升机一样使用变距控制才能有足够的控制响应速度。

7.多旋翼是不是任意方向都可以作为机头,指向飞行方向,为什么?

答:不是,磁罗盘和飞控惯性测量单元即IMU的安装都有指向性要求。即使能够用无头模式飞行的多旋翼其实也是有头的。

8.为什么部分多旋翼GPS天线必须高出机体,并远离金属,尤其是铁?

答:因为这类GPS天线集成了外置磁传感器,容易受到磁场的干扰。

9.多旋翼拥有三轴布局的形式,这种布局形式中间轴多了一个舵机,为什么要加这个舵机?

答:单独固定的三轴无法完成多旋翼正常的稳定与操纵,因此需要加一个舵机略微改变中间轴的拉力矢量方向,从而达到抵消那个不成对螺旋桨的反扭力矩。

10.多旋翼1米1轴距代表什么意思?

答:对角电机轴中心之间距离,业内轴距用来简单形容多旋翼的大小。

11.多轴旋翼机的飞行原理是什么?

答:旋翼旋转提供升力,旋翼转速差改变运动方向

12. 多轴旋翼机向右转弯如何实现?

答:逆时针旋转电机加速,顺时针旋转电机减速
(记住飞机向哪边转弯,俯视相同旋转方向的电机就减速)

13.多旋翼机由几个部分组成?

答:机架、动力系统(电调、电机、电池、桨)、电源模块(配电系统)、飞控系统、数据链路、任务载荷

14.“X”“十”型四旋翼飞行器在其他部件相同的情况下,哪种理论飞行性能相对更好?

答:X型:前后运动时由两个电机参与,动力更充沛,操控灵活、气动效率高。
十字型:结构简单,便于飞控算法开发,但气动效率较低。

15.“Y”型三轴机架可以飞吗,怎么实现?

答:用上下同轴双桨双电机6旋翼抵消反扭矩

16.在高海拔地区(空气稀薄)时,1554与1460的桨,你选哪种?为什么?

答:1554桨(选大直径小螺距)
空气密度小要增加升力必须选直径大的桨;空气密度低,螺旋桨旋转一周产生位移实际上要小,选用小螺距的效率高。
(高海拔大直径小螺距)

17. 多旋翼靠什么感知方向?

答:地磁航向计(磁罗盘),指南针

18.多旋翼下降速度,以下哪个下降速度最合理,2m/s,5m/s,8m/s?

答:2m/s(一般多旋翼都在2-3之间)

19.多轴最大上升和最大下降速度,为什么 ?(无提示)

答:以零度为例,多轴最大上升速度5m/s,下降速度2m/s,为了保证安全,限制速度,为后续操作预留反应时间。

20. 多旋翼无人机在使用地面站超视距飞行中,数传下行链路故障中断,该如何处理?

答:暂停飞行、尝试重新连接、点击一键返航,

21.飞行器的基本飞行性能有哪些?

答:升限、最大飞行速度、最大航程、最大续航时间、最大爬升率、最大有效载荷、最大起飞重量。

22.旋翼飞行器从悬停到高速前飞的增速过程中,需用功率是如何变化的?

答:需用功率随速度变化呈马鞍形。两头高中间低。

23. 3轴、5轴、7轴,哪些是真实存在的飞行器(无提示)

答:3轴 仅3轴还不能飞,因为还需要一个矢量舵。

24.伺服舵机由那几部分构成?(无提示)

答:控制电路、电机、减速齿轮组、电位器、外壳。

25.直升机和多旋翼的飞行做功区别,以及优缺点?(无提示)

答:
直升机和多旋翼的区别:直升机通过变螺距改变升力,多旋翼通过变速改变升力;
直升机飞行灵活、飞行速度快;多旋翼飞行稳定,飞行速度慢;
直升机结构复杂,多旋翼结构简单;
直升机通过尾桨改变航向,多旋翼通过改变顺逆电机的转速改变航向;直升机桨尖速度快,更危险

26.夏天和冬天相比哪个环境的飞行器续航时间长?不考虑电池,只考虑夏天和冬天。(无提示)

答:是冬天,因为冬天气温度低,空气密度大,螺旋桨升力大,效率高。

27.固定翼、直升机、多旋翼,在不考虑动力差异和气温对电池影像的情况下,夏天和冬天哪个季节前飞速度快?(无提示)

答:夏天。
(1)夏天空气密度低,阻力小; (2)夏天空气密度小,要想获得相同的升力,必须提供更大的速度。

28.执行飞行任务前,对无人机的检查准备工作包括哪些?(无提示)

答:
①检查电池电量;
②飞行器外观检查,各机载设备零部件外观及连接,螺旋桨是否安装正确;
③检查遥控器与地面站,遥控器各开关位置是否正确,遥杆位置是否正确,地面站电量是否充足,软件是否完备,地面设备连接是否可靠;
④开机顺序是否正确:遥控器→无人机→控制站;
⑤遥控器开机,所选模型是否正确,飞行模式是否正确等等。

29.简述无人机飞控怎么实现姿态解算或感知姿态?(无提示)

答:使用卡尔曼滤波算法采集加速度计的线性加速度,陀螺仪的角速率和磁场信息、gps 信息。其中将角速率和加速度使用四元数法进行捷联惯导解算姿态,使用磁场和 GPS 进行融合解算修正。

30.组装一个多旋翼无人机时对遥控器的设置步骤

答:
(1)遥控机进入LNK(关联菜单)
(2)进入model sel (模型选择)
(3)移动光标值 NEW(新建模型)并按住RTN键“1”秒完成新建。
(4)待系统自动跳转或返回上层菜单MODEL TYPE(模型类型)菜单选择合适模型。
(5)返回上层菜单进入SYSTEM(接收机系统菜单)选择合适接收机模式。
(6)进入FUNCTION(功能菜单)对所需通道进行分配。
(7)进入REVERSE(舵机反向菜单)对通道进行正确调整。
(8)进入END POINT(行程量)菜单进行失控返航的行程设定。
(9)进入FAIL SAFE (失控保护)菜单对行程量进行采集。
(10)再次进入END POINT(行程量)菜单对飞行模式进行设定。
(11)待所有设置完成后再次进入MODEL SEL(模型选择)菜单对新建的模型进行命名。