小型共轴双翼直升机的硬件电路设计+PCB电路图(2)
7.2.1 PCB布线原则 32
7.2.2 PCB设计改进说明 33
8 结论 35
致 谢 36
参考文献 37
附录 38
1 绪论
1.1 共轴双翼直升机的研究目的和意义
由于无人机在军用以及民用领域所具有的广大的应用价值,已经引起国内外各界的高度关注。目前，在多变、紧张的国际关系和形势下，对无人机的研究是十分重要的，有着深远的意义。从飞机的形式上来讲，分为固定翼飞机和直升飞机。多国都在进行无人机的开发，并且有许多无人机都已问世。但纵观当下，问世的无人机大多是固定翼无人机，而无人直升机则几乎没有。在查阅相关资料后，我认为原因在于固定翼适合长距离、高空侦查任务，而无人直升机的瓶颈在于续航问题、噪音问题。首先，如果采用汽油作为能源，内燃机的噪音普遍较大，在无人直升机在无法进行高空的侦查任务情况下，太过容易暴露目标。解决方案就是小型化，并且需采用电动方式以降低噪音，实现短距离，精确度要求高的侦查任务。这样无人直升机就能够配合固定翼无人机让使用范围更加全面。这些方面在电机技术，开关技术，半导体的不断发展后都渐渐得到了解决。之后就是各部分的配合寻求更加稳定可靠的控制效果。因此硬件电路设计就变成无人直升机机研究的关键之一，飞行器要实现起飞、悬停、降落等动作要求，必须要有可靠地硬件电路作为基础。本课题的研究对象为共轴双翼直升机，课题的目的就是，分析小型共轴双翼直升机的设计需求，设计硬件原理图，并进行PCB设计，完成硬件电路的功能的设计，以实现稳定的控制效果。
1.2 共轴双翼直升机的发展情况
共轴双翼直升机与传统的单旋翼带尾桨直升机相比有着鲜明的自身特点，在采用小型轻量机身的情况下仍能保持稳定、不需要尾部旋翼就能保持稳定状态。早在18世纪30年代，美国西科斯基就已成功地开发出了世界上第一架实用的直升机——单旋翼带尾桨直升机。从此，因为其实用的操纵系统、简单的操作方法和相对成熟的空气动力学理论，单旋翼带尾桨直升机成为50多年来世界上直升机发展的主流。
而从1940年开始，共轴双翼直升机就已经引起了航空爱好者极大的兴趣，并试图将它变成可实用的飞行器。而俄罗斯卡莫夫设计局在1945年研制成功卡-8共轴式直升机，由此发展出了一系列共轴双翼直升机。也正因为这个，其在型号研制、理论实验研究方面均走在世界前列。美国也在50 年代研制出了共轴式遥控直升机，并且被应用于军用反潜的飞行任务。美国西科斯基公司则在70年代发展了一种前行桨叶方案（A B C）直升机（即采用共轴双翼结构提供升力，采用其他方式提供前进推力），其验证机XH-59A于1973年进行试飞。
由于军事上的需要，从20世纪60年代开始，一些国家开始研制无人驾驶直升机。比较成熟的有：加拿大的“Sentry”，德国的“Seamos”, 美国的“QH50”。这些无人直升机均采用了共轴双翼的形式，而这些直升机也采用了更加智能化的自动控制技术，而并非遥控。
在实验方面，从20 世纪50 年代起，美、日、俄等相继对共轴双翼的气动特性、旋翼间的气动干扰进行了大量的实验和研究。
而在我国，北京航空航天大学也于80年代开始研制共轴直升机，先后研制了“海鸥”、M16、FH-1等小型共轴无人直升机。其中FH-1小型共轴式无人直升机，可载20kg任务载荷，飞行1.5h[1]，已经在电力部门、科研院所等单位应用，并实现了从起飞到降落的无人驾驶自主飞行，
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