陳霖凱
穿越機又名競速無人機,是一種新興的多旋翼航模。近年來,穿越機相關產業發展迅速,操縱穿越機進行花飛(花式飛行)、競速及航拍逐漸在模型圈成為一種潮流。
我就是一名穿越機花飛愛好者。模友們在室外飛行時常使用速度快、機動性強的五寸穿越機,而在室內或人員較多的場景則常用三寸及2.5寸的涵道機、圈圈機等。穿越機和涵道機各有千秋,既有各自的優勢,也有各自的不足。
五寸穿越機動力強勁,可以輕易做出各種特技動作,掛載運動相機后拍攝的畫面視覺沖擊力極強。但其槳葉裸露,高速旋轉的槳葉猶如砍刀一般,危險系數非常高。
室內涵道機由于有涵道圈包裹槳葉,安全系數高,不易傷人,但涵道圈給飛機帶來了額外的質量及阻力,影響了飛機的機動性。涵道機也因此被不少模友詬病飛行“手感”較差,沒有穿越機應有的“自由感”。因此,鮮有花飛愛好者選擇涵道機進行花飛。
我原先很喜歡用五寸穿越機進行花式飛行,但由于場地所限以及安全性的考慮,將手中的五寸穿越機換成了涵道機。限于涵道機的機動性,我只能飛航線、掛載運動相機航拍視頻。在一次飛行聚會中,我觀看了本地一位模友使用五寸穿越機飛出炫酷的花式動作后,重回花飛的念頭在我心中久久縈繞。最終,我決定重拾穿越機。
常規的五寸穿越機不能滿足我的需要,于是我思考:能否打造一款機動性如五寸穿越機,而又具備涵道機的安全性的新式涵道穿越機?
從此,我便踏上了改進涵道機的漫漫征途。
減重——有用,但并非完全有用
給涵道機減重是我嘗試的第一個改進方式。
涵道機的涵道圈給飛機帶來了額外的質量與阻力,會導致機動性不強。因此,如果給涵道圈“瘦身”,是否可以提升飛機的機動性,進而實現花飛。
查閱論壇、貼吧以及參考各大穿越機廠家的設計后,我發現給涵道圈減重常用的方式是將涵道圈設計成鏤空狀,通常是將涵道圈的中部鏤空,只留頂部與底部的框架。我也進行了嘗試,用3D打印材料制作了驗證機。
在試飛過程中,驗證機撞擊人或物體時沒有出現槳葉擊打到被撞物的情況,而且手感更好。但在花飛測試中,其手感仍不能與五寸穿越機媲美。驗證機不受控制,在進行原地翻這個基礎動作時甚至出現徑直砸向地面的情況。
這時我意識到,單純給涵道機減重的效果有限,便決定另辟捷徑,從機型設計方面入手進行改造。
機型創新
一次在某視頻網站上瀏覽視頻時,我了解到了牙簽機。
牙簽機是一種在機身上采用極致輕量化設計的穿越機,其機身因為比普通穿越機輕,動力系統卻與普通穿越機一樣強勁,故推重比大于普通的穿越機,可以輕松實現花式飛行,而且因為輕量而降低了撞擊人或物體時的殺傷力。于是,我購入了一架牙簽機用于練習花飛。雖說牙簽機殺傷力小,但旋轉的槳葉還是存在很大的安全風險。
能否將涵道穿越機和牙簽機結合,制作一架“牙簽涵道機”?
我嘗試在牙簽機上安裝自己設計的輕量涵道圈,將牙簽機裸露的槳葉包裹,制作了一架超輕型涵道機。雖然涵道圈給飛機帶來了額外質量與阻力,但牙簽機自身推重比大的特性彌補了涵道圈帶來的副作用,保持了其良好的花飛手感。
經測試,這種牙簽涵道機機動性能與五寸穿越機媲美,在飛行過程中可以輕松完成常見的花飛動作,美中不足就是載重能力不強。
動力配置改進
為了能在機身掛載Gopro這類性能更好的運動相機,我決定對前文所提的涵道圈減重后的涵道機進行動力系統改進。
為什么我要執著于掛載Gopro相機?首先Gopro與穿越機的適配度很高,拍攝的花飛視頻更加流暢。其次是Gopro抗摔打、撞擊能力更強,即便飛機本身“炸機”,相機也不會輕易損壞。
三寸涵道機較常規的電機選型為1404、1507、1408等無刷電機,這類電機的動力相對于五寸穿越機常用的電機來說較小,在扭力等方面不占優勢。在kv值(指每增加1v電壓電機所增加的轉速,常被模友用于比較同等電壓下電機之間的轉速差別)相同的情況下,五寸穿越機使用的電機因扭力更大,可以更輕松地扭動螺旋槳,提供比常規三寸涵道機電機更大的動力與速度,同時減少了電機發熱量。
我決定為這架涵道機使用6s(22.2v)電池,使用2204 2250kv電機。盡管使用的電機功率不大,而且kv值略低,但掛上Gopro相機和重裝防水殼后,依舊可在20%左右的油門位置保持懸停,而且能輕松完成普通的花飛動作,飛行后電機未出現“燙手”情況。
之后,一位模友受我的啟發,使用五寸穿越機中的2207 2020kv電機,制作了一款6s三寸涵道機,它能完成動力系統較差的五寸涵道機更多不能實現的動作。
經過我不懈的鉆研、改進、創新,原本在模友眼中不能花飛的涵道機也有了花飛的可能。實踐探究的過程中,我也深刻地感受到:正如鉆研用于花飛的涵道穿越機一樣,只要勇于堅持與創新,就一定能達成想達到的目標。