遥控直升机

遥控直升机（英文名称：Radio-Controlled   helicopter or rare/C直升机)，即可以远距离控制飞行的直升机。通常遥控设备由地面飞行控制器操作，旋翼由动力装置驱动、横向、航向、升力和发动机等五个通道使遥控直升机能够垂直起降、在空中盘旋，向任何方向飞行。

遥控直升机最初是由系留无人机发展而来的二战后，美国注意到“反潜”重要性，并发明了第一代可以携带鱼雷的遥控直升机。由于其自身的特点，遥控直升机被广泛应用于电力领域、农业、消防、空拍等领域。此外，遥控直升机还具有水平滑行功能、筋斗、横滚、螺旋上升、垂直拉起上升、倒飞等特技性能。由于遥控直升机本身具有趣味性和挑战性，它逐渐发展成为一项航模运动，吸引了许多航模爱好者。常见的型号有航模遥控直升机，分为电动和油动两种油动遥控直升机动力强，飞行时间长；电动遥控直升机动力更强，重量更轻，但飞行时间短。它们与传统直升机最大的区别在于，它们有一个副翼，可以更好地控制旋翼的方向。

遥控直升机的基本结构可分为：机体结构、控制系统、动力系统等。

机体结构

机身：机身是直升机的重要组成部分，用于支撑和固定直升机的部件和系统机身形状影响直升机的飞行性能、机动性和稳定性有重要影响。一般旋翼安装在机翼中段上方，尾桨和水平安定面安装在尾梁后部或尾斜梁上。直升机的主要结构通常由FRP制成（纤维增强复合塑料）ABS树轮胎和其他材料。

主旋翼：主旋翼主要由桨叶和轮毂组成，主要功能是将旋转动能转化为旋翼升力和拉力。旋翼是直升机的升力面，产生使直升机起飞的升力；它也是直升机的操纵面，为直升机提供升力、控制俯仰和横滚的力和力矩；而且还是直升机的螺旋桨，拉着直升机往任何方向飞。

尾桨：当主旋翼逆时针旋转时，主旋翼的扭矩会使飞机机头向反方向右转。此时，向右的尾桨需要产生与主旋翼扭矩相等的顺时针扭矩。然而，主旋翼扭矩根据施加到主旋翼的功率大小而变化；因此，随着主旋翼功率的变化，必须改变尾桨推力以稳定飞机的偏航位置和姿态。

尾桨还用于控制遥控直升机绕垂直轴的运动。通过过度补偿主旋翼扭矩，机头向左旋转，反之亦然。改变尾桨推力将改变其施加在机身上的偏航力矩，从而根据控制系统的输入改变飞机相对于垂直轴的角位置。此外，遥控直升机在悬停状态下和低速飞行时特别容易受到横向阵风的影响。这就需要频繁、精确校正偏航控制，以调整尾桨推力。

控制系统

遥控设备：遥控设备分为手持遥控设备和带屏遥控，而手持遥控设备是目前的主流选择。

基本的四通道遥控器只有两个操纵杆和机械微调、指针场强计和方向舵开关，采用调频（FM）通讯方式。先进的14频道遥控器除了两个操纵杆外，还有七个旋钮、6个电子微调按钮、8组开关，采用彩色触摸屏和winCE（嵌入式操作系统）以及PCM（脉冲编码调制）数字通讯方式。

遥控一架直升机，至少需要6个通道的遥控设备，多通道遥控设备通常包含更丰富的功能和更人性化的设置界面。因此，通道的数量也是衡量遥控设备档次的标准、功能、普适函数可伸缩性的一个重要判据。

遥控器根据发射信号的方式可分为PPM（脉冲位置调制）和PCM（脉冲编码调制）两大类。一般高级发射机都是PPM和PCM，中低档发射机只有PPM模式。简单来说，PPM和PCM的区别就是模拟信号传输和数字信号传输的区别，PCM的工作可靠性更好。

旋翼头：遥控直升机旋翼头（也称为周期可变距离系统）它是一种非常复杂的机械结构，利用陀螺效应达到迎角周期性变化的目的，并相对于旋翼轴产生各个方向的拉力，从而完成前进、后退、左侧倾、右倾等基本飞行动作。

常用的旋翼头结构是钟形旋翼头、希拉式旋翼头、贝尔-希拉旋翼头。特技直升机为100英镑％采用贝尔-希拉混合，也被称为全效旋翼头。这种结构的遥控直升机有一个主翼和一个小翼（平衡翼）它的作用不是产生升力，而是产生陀螺效应（例如，枪管内的膛线使子弹高速旋转以保持直线度，这就是所使用的陀螺效应）与希拉 的半效旋翼头，全效旋翼头可以提供操纵稳定性和灵活性两方面的性能，并具有良好的操纵感然而，希拉 s半效旋翼头结构比较简单，虽然也有平衡翼，但是操控感比较慢，所以一般用在低档的定距直升机上。

遥控直升机

陀螺仪：直升机飞行的基本原理是利用主翼产生反推力而上升，但当它产生升力时，就会产生反扭矩，因此需要尾桨来抵消这种扭矩以保持机身的平衡。但为了让尾部产生合适的推力，需要陀螺仪发挥作用。

陀螺仪可以根据机身偏离的角度向尾翼产生补偿信号来控制蛇形机，使尾翼产生适当的推力。陀螺仪分为机械式、电子式、电子锁尾式。截至2023年11月，电子尾锁陀螺仪很受欢迎，更受欢迎的规格是Futaba GY611、GY401、GY240、Colco GY400、E-SKY 0704A和GWS PG-03等。

舵机：舵机是直升机的动作驱动装置，由壳体组成、控制电路、马达、齿轮和位置检测器。其特点主要是扭转、速度、重量和尺寸，判断舵机性能的标准是：回中性、虚拟位大小响应速度、耐用度等。不同类型的舵机用途不同，有的用于斜盘控制，有的用于尾舵驱动，因为属于数字式舵机，性能更高。

旋转斜盘舵机和尾翼舵机由于用途不同，通常有不同的规格。比如：旋转斜盘转向器不要求速度快，但要求耐摔性，如Hitec HS采用全金属齿轮-65毫克非常耐摔。尾部舵机需要较高的响应速度和工作速度，因此数字舵机更适合但是，如果要充分发挥数字舵机的性能，陀螺仪还必须支持数字舵机模式，例如Futaba GY401或以上。此外，如果使用非数字转向器，则不应将陀螺仪设置为数字模式，否则会烧毁转向器。

动力系统

电动机：能够为电动直升机动力系统提供能量的电池主要有两种，即锂聚合物电池和氢燃料电池。锂聚合物电池功率密度高，但能量密度低。氢燃料电池是一种良好的能量载体，能量密度高但功率密度低。其中，锂离子电池是20世纪90年代初出现的一种新型高能电池其主要优点如下：能量高、绿色环保、无污染、使用寿命长、额定电压高、循环寿命高、高低温适应性强，充电速度快等。

随着电子技术的发展，电机的功率、效率、寿命有了革命性的突破，锂聚合物的应用使电动直升机有了前所未有的高性能，性能好的电动直升机大多都配有无刷电机（Brushless   motor）这种电机没有碳刷它实际上是一台三相交流电动机因为没有碳刷的摩擦，它使用寿命长，更重要的是工作效率高（可达到90%左右）对于无刷电机来说，有必要有一个专门的驱动器，即无刷电动调制(Brushless   motor   electric adjustment）它可以根据控制信号无级调节电机的速度。

电机具有效率高、环保性好等突出优点，同时不需要减速齿轮箱系统，大大降低了重量和机械复杂性。该电机还具有结构简单的优点、零件数量少、使用温度低，冷却简单、可靠性高、维修性好等特点。

甲醇发动机：也称为电热发动机，它是一种使用甲醇燃料的二冲程发动机。甲醇具有清洁排放、含氧量高、良好的燃烧性能和其他特性，它被认为是发动机的理想替代燃料。像四冲程发动机一样，气缸中的燃料混合物爆燃产生的能量用于推动活塞做功。

其工作的具体过程是进入气缸的空气与雾化燃料混合形成燃气，在高温下，、在高压下被电热塞点燃爆炸，产生的巨大压力推动活塞直线运动，通过曲轴连杆机构转化为主轴的圆周运动输出动力。在这个过程中，燃烧能否顺利进行并迅速蔓延到整个气缸以形成理想的爆炸取决于“燃气”中各组分的比例。燃料或空气过多（过少）Can 不要让发动机稳定工作。

在排气量相同的情况下，二冲程发动机的功率比四冲程发动机大，体积小、重量轻、结构简单、造价低。但与此同时，电热发动机也存在一些缺点，如燃料和润滑油消耗高，润滑不足导致发动机寿命短，排气不完全导致燃烧质量差。

汽油发动机：相比同级别的甲醇发动机和发动机，汽油机的成本更低、拉力大、易起动、加速快、怠速稳定、飞行效果震撼，使用寿命长。同时，在相同的工作容积下，推重比并不理想、油门线性度和响应速度都不如前者，尤其是四冲程甲醇发动机。

汽油发动机燃料通常被称为“航空汽油”它与一般汽车发动机的工作原理相同，但功率大重量轻，因此对航空汽油的质量要求与汽车汽油相似。与电动发动机相比，使用的燃料易于购买，润滑油价格低廉。

现有的遥控直升机用汽油机多为风冷单缸四冲程发动机，输出功率低，冷却效果差。市面上也有一些风冷双缸二冲程汽油机，可以满足一般遥控直升机的动力需求，但散热性能一般，无法支持遥控直升机长时间在空中飞行。

遥控设备：地面飞行控制器操作遥控设备，用动力装置驱动旋翼，纵向通过、横向、航向、升力和发动机是控制遥控直升机运动的五个通道。

遥控直升机有CCPM（差动桨距混合控制结构）斜盘和传统机械斜盘，传统机械斜盘由两台舵机控制，俯仰控制系统由第三台独立舵机控制这种旋转斜盘在新型直升机上基本不用。CCPM斜盘是一种相对主流的设计，由三台舵机协调工作，有利于提高控制精度和减轻重量。

对于CCPM swashplates直升机，请遵循双叶（双叶电子工业有限公司）标准中，六通道遥控设备的分配顺序是：1通道一副翼、2通道一升降、3通道一个油门，4通道一个陀螺仪、5通道单陀螺仪辅助通道、六通道副翼混合控制。通道5的功能是控制陀螺仪的工作模式，例如：陀螺仪灵敏度尾部锁定或尾部解锁模式切换。6通道一般与1、两个通道联动，由三台舵机协同工作控制直升机旋转斜盘的倾斜或平行向上运动、平行下移。

旋翼头：遥控直升机使用具有迎角的主旋翼桨叶（Main   rotor   blades）旋转产生升力，并通过安装在主轴上（main mast桅杆桅杆）的根部的倾斜盘（Swashplate）通过联动机构改变主旋翼桨叶的攻角，然后通过升力的变化使旋翼的旋转面倾斜，从而产生倾斜方向的推力，从而飞行。

就像陀螺一样，可以用陀螺效应定律来理解。当陀螺通过鞭打旋转时，可以发现陀螺并不是在地面上定点旋转，而是在高速旋转的同时在地面上画圈，这是陀螺 s固定轴和进动。所谓轴固定性，是指陀螺的旋转轴和转速在不受外力影响的情况下不会发生变化换句话说，任何有质量的物体都有惯性，必须施加外力才能改变物体的运动状态。

进动是指当旋转物体受到外部力矩作用时，其旋转平面会绕一个轴旋转。如果对旋转圆盘上的某一点A施加一个向上的力F，会发现圆盘不会在所施加的点A处向上抬起，而是会沿着旋转方向转动90°”的B上抬了起来。这就是岁差的直观体现。

当力作用于物体时，会产生加速度，加速度会改变速度的大小和方向陀螺旋转时，作用在旋转物体上的力矩产生的角加速度不仅会改变物体的旋转速度，还会改变旋转速度的方向。远程控制通过动力装置驱动转子产生升力。

让遥控直升机前进、左右移动需要改变主旋翼的旋转平面，需要通过升力和重力的合力来实现。根据前面的分析，为了改变主转子的旋转平面，必须向转子施加外部扭矩，这是通过倾斜盘实现的（Swash Plate板板）控制的。斜盘分为两部分，由轴承连接。上半部分通过相位器与主轴连接，与主轴一起旋转，并通过连杆与主旋翼变桨装置连接；下部通过连杆与能量机连接。

旋转斜盘直接决定转子在旋转平面相应位置的迎角。因为当转速不变时，升力随着旋翼迎角的增加而增加，因此改变旋翼迎角相当于改变旋翼的升力输出。如果旋转斜盘整体上下移动，则两个旋翼的迎角同时增大或减小，旋翼的升力输出也随之增大或减小。这样遥控直升机就可以上升和下降。这就是总距（Set   pitch）的作用。

当斜盘倾斜时，转子在旋转平面上的迎角将随位置而变化，旋转平面将因由此产生的升力差而产生的扭矩而改变。旋翼在旋转平面内周期性地改变升力的方向和大小，这称为“周期距（Cycle   pitch）通过调节倾斜盘的位置和倾斜角度来实现遥控直升机的控制。

尾桨：尾桨产生的推力在横向上远离飞机重心，在飞机上产生偏航力矩，不断反作用和补偿主旋翼的扭矩，以保持偏航位置稳定。

尾桨的推力随着尾桨的螺距或迎角而变化。俯仰连杆或俯仰控制杆在偏离相应俯仰轴的位置连接到尾桨毂的每个俯仰臂，并根据控制输入同时升高和降低，以根据需要调整叶片俯仰和尾桨推力，并改变和稳定飞机的偏航位置。在现有技术中，尾桨控制系统操作连接到每个俯仰臂的俯仰联杆和沿着旋翼轴线上升和下降的旋转控制环。当控制环沿轴向移动时，变桨连杆和相应的变桨臂之间的连接使每个叶片绕其变桨轴旋转，从而改变旋翼产生的迎角和推力。

电力：随着科学技术的不断发展，直升机、无人机、机器人等先进技术在电网运行中的应用越来越广泛、建设中。

我国输电线路建设的装备和技术有了很大的提高和变化，但与发达国家相比仍有较大差距，不能适应输电线路建设面临的问题。中国输电线路建设中现有的无人放线飞艇，基本上是以惰性气体氦气作为气囊的填充气体，以日本OS公司量产的105级航模发动机或国产的50级二冲程小型汽油机作为动力输出，两者都属于自然吸气发动机、风力变化、空气中的氧气含量很高，所以他们中的许多人海拔很高、高湿地区输电线路放线作业无法正常使用，且随着运输成本和氦气价格的持续上涨，飞艇放线的优势也在逐年减弱。与飞艇相比，无人直升机，包括遥控直升机，更容易操作、定位准确、能耗低，且能抵御气候变化的影响，是电力线放线作业的较好选择。

2009年，国家电网在甘肃首次采用遥控直升机放线此次，遥控直升机放线应用于兰州330千伏桃树村变电站。遥控直升机穿越放线优势明显，穿越线路无需停电，不受地形限制，减少植被破坏。这种放线方式大大加快了工程建设进度，为年底兰州330千伏桃树村变电站竣工提供了保障。

军事：自1962年QH以来-自50C首飞以来，遥控直升机作为一种重要的军事装备，已经发展了近60年，其在战场上的任务也开始多样化。遥控模型直升机广泛应用于军事侦察领域，其控制系统对可靠性要求较高、便携性好。这种飞机一般由机身组成（含动力系统）控制系统和侦察系统。

农业：2014年4月15日，在安徽省亳州市涡阳县高炉镇芦阳村万亩小麦高产示范区，一名作业人员正在遥控无人直升机上喷洒农药。据涡阳县农业部门负责人介绍，这款无人直升机可以在田间地头起降该飞机配备了半自动飞行员和GPS卫星定位系统。这架遥控飞机重40多公斤，可携带近10公斤化学品，使用汽油作为动力燃料，每次起飞可飞行8至9分钟，喷洒面积为20亩。

2015年，湖南省农机局对4家企业的6款超低空遥控飞行植保机进行了科技成果鉴定。由通信、动力、控制、航空、由农业机械等领域专家组成的鉴定委员会认为，4家企业的6款超低空遥控飞行植保机，以无人直升机通用技术为基础，瞄准农业应用需求，通过直升机平台，、飞控平台、农药应用平台等不同程度的创新，实现了稳定可靠的控制、作业效果好、效率高、能满足农业生产的需要、用户反映良好，符合湖南省地方标准，一致同意通过科技成果鉴定。

日本将遥控直升机应用于农业生产(病虫害防治、播种)特别是在虫害控制方面取得了显著进展。遥控直升机在农业生产中的使用，原本是为了弥补有人直升机的不足，比如工作区域和环境的限制。1989年，日本农林水产省制定了遥控直升机喷洒化学品暂行实施标准，推动了这项事业的发展。它于1992年正式出版“遥控直升机使用技术指南”遥控直升机的定义是总重量小于100千克的遥控直升机。对有关安全、还规定了有效喷布操作的各种事项。遥控直升机的研制机构被指定为“农业林业渔业和航空协会”该协会对申请注册的杀虫剂的功效负责、药害、关于作物残留物及其对环境影响的实验。1995年，共有34种注册杀虫剂。

消防救援：随着我国经济建设的快速发展，消防部队承担的灭火救援任务越来越艰巨。尤其是在处理高层建筑火灾方面、在化学危险品泄漏和洪水等自然灾害中，消防员往往无法接近或进入灾害和事故现场，进而影响救援工作。面对这一问题，吉林省通化公安消防党委拨出专项资金，指定专人负责无人灭火直升机的研制和总装工作一架遥控消防救援直升机于2005年成功改装并试飞成功。用于灭火和救援的遥控直升机是便携式的、灵活、快速、准确等特点。

主要用途如下：首先，它用于从高层建筑火灾中救人；二是用于液化石油气等危险化学品泄漏事故的放空点火；三是可完成水域、沼泽、泥潭等灾害事故中的救援工作；第四，可以在空中探测火灾，并在直升机上安装常见的火灾逃生设备。

此外，遥控直升机还可以进行高空探测，帮助指挥官实时监控事态发展。例如，美国新罕布什尔州的消防和救援部门使用遥控直升机协助指挥和控制大规模紧急情况。飞行高度120米的Carvec Kestrel航拍设备，为事件指挥员提供实时的高空视频或静态图像或热成像，并根据事态发展帮助其调配所有人员和资源。

空中拍摄：随着技术的不断发展和进步，更加理想和实用的遥控直升机航拍技术不断涌现。这种航拍系统通常以小型无人遥控直升机为载体，以相机为载体、照相机和其他图像采集设备被用作从空中拍摄图像的工具、用于记录和传输的小型航空摄影系统。遥控直升机航拍系统不仅具有载人航拍系统独特的视觉特点和优势，而且方便灵活、成本低廉、经济实用等优点。

该技术的出现为电视节目的空拍提供了新的思路和解决方案。它有助于电视节目的前期制作取得一定程度的突破和创新，给观众带来新的视觉感受，也为广播行业带来可观的社会效益和经济效益。

在地面人员的控制下，遥控直升机可以轻松地从地面悬停到几千米的高度、360度旋转、巡航飞行、高难度操作，如特技翻转，可以从任何角度自由射击目标。从某种意义上说，遥控直升机是一种低成本直升机、运输方便、操作灵活、移动自如的“超级大摇臂”具有广阔的应用前景。

一些大型遥控直升机进入广播媒体行业，也促进了一些媒体应用的出现。比如：比利时Flight Lens公司的无人直升机搭载相机，在巴黎香榭丽舍大街上空航拍法国大革命二百周年庆典开幕式直升机——在巴黎上空离地十几米的地方翱翔，然后穿过凯旋门，这是传统直升机无法做到的。

2009年，云南电视台也在新闻直播方面进行了大胆尝试——所引入遥控直升机航拍技术，实时传输航拍图像。在160分钟的直播期间，航拍遥控直升机拍摄的实时画面多次显示在电视屏幕上，供观众同步、直观地从空中看到了二环rapid系统的全貌，使电视直播画面栩栩如生、大容量、从多个角度带领观众获得成功的电视体验。从央视大二的收视数据来看，本次直播也取得了不错的成绩．收视率达到了1.21，是平时同时段收视率的10倍。

航模比赛：航模运动是科学和技术的集合、体育和实践是一体的、高度综合性的活动。国务院已将“三模一电”航模、海模、车模、少年电子技师）科技体育由体育行政部门和教育部负责、科协等部门通力合作，每年都拨款支持这项运动的开展。航模运动是人类飞行的第一步，是航空科技的基础教育许多发达国家参加了世界锦标赛、世界杯已经持续了半个多世纪，并已成为一种职业模式。

遥控模型直升机运动兴起于20世纪70年代，1987年正式成为世界锦标赛项目，代号F3C。2017年，中国第十三届全运会新增18个群众体育项目。包括国际遥控模型直升机特技（F3C）遥控模型直升机花式飞行（F3N）等。