| 为 您 而 造 的 遥 控 模 型 信 息 交 流 平 台 |
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“航拍”这一应用对我们每一个爱好摄影的人来说都充满着巨大的吸引力,但是碍于条件的限制,或许我们只能在民航班机上实现这一梦想。今天我们将为大家介绍一种另类应用方案——不用买机票,也能搞航拍。我们的这套方案是低空慢速航拍,你不仅能体验到航拍的乐趣,更能体验到自由驾驶飞行器的乐趣!你还能深入步行难以企及的险峻地带,抓拍下最珍贵的、独一无二的照片! 笔者一直主张要玩就要玩出点新花样,要玩就要玩出点水平,要玩就要向高难度、高技术挑战,因为笔者坚信:只有不断向困难挑战才会得到更大乐趣。相信每一个真正的玩家都不会是享乐主义者,如果你确信自己真的不是,那么这篇文章值得你一读,否则还是跳过本文,以免浪费时间。 一、我的航拍梦 在民航班机上进行航拍基本上只能拍到高空图像,且飞行线路固定,没准儿你的座位正处在机翼位置,很难观看到大部分地面;若以专业航拍作业而论,你就得租一台直升机或者小型载人飞机,费用不是一般个人所能承受;再者你可以参加动力滑翔伞俱乐部,但也会有较多时间和金钱的投入,且不能随时随地飞行,飞行器的携带和起飞前的准备都比较麻烦。那么还有没有更好的办法呢? 二、我的航拍系统
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视频发射端由:无线视频发射器、彩色摄像头和9V叠层电池组成。
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无线视频接收机可接收来自发射端的彩色视频信号和单声道音频信号,影像传输品质可以达到DVD效果,影像品质瓶颈在摄像头上,使用高品质摄像头可获得更佳拍摄效果。
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摄像头需要自己动手将其安装在直升机的起落架上。
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我们使用了无线视频传输系统,价格大约在500元以内。视频捕捉装置是一个微型彩色摄像头(SS2000A-3),视频发射装置是使用1.2GHz频带的1200TMS,视频接收装置是CHUANG
TONG CCTV-1200S。为了减轻重量,我们对连接线进行了改装。正如你从配图上看到的那样,摄像头与发射器通过导线直接连接,中间有一个小型的插头(改装之前是使用的两个RCA莲花插头和插座等),此外还有一条电源线。发射端可以进行视频、音频同频传输,摄像头上有一个微型麦克风,因此这套系统不仅可以传回地面空中航行图像,还能传回飞行时的机体运转声音。
无线视频系统的发射端采用独立电池供电,我们使用了额定电压为9V的叠层电池。经试验,如果我们采用直升机的9.6V动力电池供电,则发射机会受到严重的干扰,故不采纳这种方案。
接收机须使用12V独立供电(采用自制电池包),经试验,接收机使用较低的电压同样可以正常工作。CCTV-1200S能输出视频和音频信号,全部采用标准RCA接口。我们将其连接于DV或传统摄像机的视频、音频输入端,即可将影音同步信号实时记录在录像带上。
至此,我们的航拍系统就OK啦!它由ECO-8遥控直升机、无线视频系统、DV组成。前文我们提到可以将数码相机或DV直接安装在飞行器上,其实这样做的投入和风险都非常大。因为数码相机和DV重量较大,能装载其进行飞行的飞行器体积也会变得很大,而且造价昂贵。其次,当摔机发生时,损失的不仅只是飞行器,还包括昂贵的数码相机或DV!因此这样做对个人用户来说也不现实。而采用本文介绍的方法,一来视频装置价格低廉,二来即使不幸摔机,其电子传送装置也不会被轻易损坏。
笔者的飞行器是一台自行组装的电力驱动直升机,它的动力来源于电动机(又被称为马达,motor),由7~8颗电池供电。该直升机由无线电遥控器进行控制,可完成真正直升机的所有飞行动作。
在品种繁多的模型直升机中,主要分为油动类和电动类。油动类以发动机作动力,使用混合燃料(一种专为模型发动机配制的燃料);而电动类则使用电机动作动力,使用充电电池供电。两类机型各有优劣,总体而言,电动直升机更易于维护和调试、飞行噪声小、干净;而油动直升机则动力更好。缺点也是显而易见的,电动直升机飞行时间短、动力较差;而油动直升机则难于维护和调试,且飞行噪声大,比较脏。笔者作为入门级用户,自然不希望自找麻烦,在确定两种机型的操纵特性基本一样后,毅然选择了电动类直升机。
您可千万别当它是电动玩具,我要告诉您的是:航模不是玩具!它虽然具有一定娱乐性,但也具有一定危险性,谁要是被高速旋转的模型直升机主桨打一下,绝对皮开肉绽,所以航模基本上不适合小朋友玩耍。对于“大朋友”而言,玩航模便成为刺激的娱乐项目了。再加上安装了航拍装置,更会令其娱乐性和实用性大增。
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Sanyo 3000mAh镍氢动力电池组
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电动直升机以电池供电,通常电压为9.6V,但它采用的是大功率电动机,工作电流通常在20A以上,使用一般电池无法与之匹配。在“模(魔)界”,公认最好的电池是Sanyo(三洋)和Panasonic(松下)的镍氢或镍镉电池,且使用专用大功率充电器进行充电。这类航模专用电池(小二号规格)具有非常好的放电特性,通常可达2倍甚至3倍以上的放电率。当然它们的价格也非常贵,一颗3000mAh的Sanyo镍氢电池,价格高达60元左右!3300mAh是目前小二号镍氢电池的最大容量,于2002年10月由Sanyo公司刚刚发布。随着电池容量的提高,电动直升机的飞行时间也将大大延长(15分钟的飞行时间是目前电动直升机的最长飞行记录)。
ECO-8是德国IKARUS公司的一款中型电动直升机,其长度为910mm,主旋翼长度为1060mm。电动直升机的品种与油动直升机相比可谓非常稀少,而ECO-8就是其中性能较好且价格较便宜的一款(电动直升机并不比油动直升机便宜)。后在网上详细查询了这款产品的信息,发现ECO-8在欧洲地区非常流行,而且深受好评。
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Ikarus ECO-8电动直升机
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无线视频发射端已安装在ECO-8的机头位置
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安装在机头位置的MC114H电子调速器,
其作用是控制主桨的转速。 |
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ECO-8原装540级马达
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ECO-8的尾桨变距机构
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ECO-8的旋转翼头机构
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ECO-8买来时,只是一堆零件,每一个细小的环节都需要自己亲手组装。有人会觉得麻烦,但组装其实是件非常有乐趣的事情,更何况你现在组装的东西是一件将来可以翱翔蓝天的飞行器!你是在造“直升机”,很有成就感喔!所有零件都会牵涉到组装后的正确性以及将来飞行的稳定性,所以组装时必须严格按照说明书的指示一步一步操作。将ECO-8基本组装完成,笔者大约花了一个下午的时间。
大家可以从配图上看到,ECO-8的大部分机体采用塑料材质,它的所有设计都以“轻量化”为目标,ECO-8的净机只有1270g。对电动直升机而言,减少1g重量就相当于多了几秒钟的飞行时间!它看上去也不够坚固,但其塑料材质具有很强的柔韧性,因此这一缺点也不算什么了(只要操作严重失误,即使是再坚固的机身,摔机后的损伤都会非常大)。此外,它的所有旋转部分都采用了滚珠轴承。当然它也有很多全金属的升机套件可供选购,但价格很贵。
ECO-8组装好后还需要安装电子控制系统才能飞行。电子控制系统由遥控设备(发射机和接收机)、电子调速器、舵机和陀螺仪组成。一台遥控航模直升机就是由这些电子设备去控制直升机上的相关机构,并完成各种飞行动作的。
就像组装电脑兼容机一样,每一个配件你都可以根据需要灵活选择。笔者使用的是Futaba公司的T6XHs 6通道遥控设备,接收机是Futaba R116HP PCM制式接收机。PCM较PPM的抗干扰效果更好,可靠性非常高。对ECO-8来讲,使用5通道的遥控设备是最低限度,在极端情况下也可以使用4通道设备(主桨桨距固定时。所谓“桨距”就是指桨叶的迎角)。
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模型直升机的操纵方法
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Futaba R116HP 6通道PCM接收机,
它连接着电子调速器、舵机和陀螺仪。 |
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Futaba T6XHs 6通道遥控器发射机
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每个通道代表着一种“动作”,一般航模直升机至少会用到5个通道,通常要用到6个通道。在机械混控(Mechanical Mixing)模式下,6个通道的功能分别是:
| 第一通道 | 连接控制副翼(侧倾)的舵机 |
| 第二通道 | 连接控制升降(俯仰)的舵机 |
| 第三通道 | 连接控制油门的舵机(对电动直升机而言,就是电子调速器) |
| 第四通道 | 连接陀螺仪或控制尾桨的舵机 |
| 第五通道 | 闲置或连接陀螺仪(具有双重感度切换功能的才需要) |
| 第六通道 | 连接控制主桨桨距的舵机 |
在电子混控(Electronical Mixing)模式下,6个通道的功能分别是:
| 第一通道 | 连接控制副翼(侧倾)的舵机A |
| 第二通道 | 连接控制升降(俯仰)的舵机 |
| 第三通道 | 连接控制油门的舵机(对电动直升机而言,就是电子调速器) |
| 第四通道 | 连接陀螺仪或控制尾桨的舵机 |
| 第五通道 | 闲置或连接陀螺仪(具有双重感度切换功能的才需要) |
| 第六通道 | 连接控制副翼(侧倾)的舵机B |
ECO-8同时支持机械混控制模式和电子混控模式,笔者使用了电子混控模式。在此模式下,主轴上的“斜盘”由三个舵机同时推动(其中侧倾的动作由舵机A和舵机B同时控制),并由这三个舵机的联合动作来控制主桨总距。此模式减少了机械结构的复杂性,可靠性更高,由于没有额外的机械装置,所以机身的重量也可以更轻。
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斜盘由三个舵机进行协同推动,其作用是控制直升机的飞行姿态。
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舵机被称为“侍服器”,直接受控于遥控器的接收机,并根据遥控发射器上的摇杆动作,作实时比例旋转。舵机上安装有转盘或摇臂,舵机的转动被摇臂直接转换为“推”、“拉”的动作,这些动作通过拉杆被传递到相应的机械装置上。笔者的ECO-8安装了国产HIMARK公司(珠海华迈)的MC-100MGBB微型舵机,其尺寸为28mm×11.5mm×29mm,能产生3.2kg/cm的拉力,反应速度为0.13秒/60度。
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Futaba GY240陀螺仪安装在机身后部
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陀螺仪(又被称为回转仪,Gyro)是模型直升机不可缺少的重要电子装置,它的作用是稳定尾舵。陀螺仪对机体转动非常敏感,它会自动根据机体的转动角度计算出需要修正的力量,并实时控制尾桨舵机摇臂的行程,进而通过舵机控制到尾桨的桨距,以产生适量的反扭力。这一过程非常迅速。笔者的ECO-8安装了Futaba公司的GY240陀螺仪,它具有机头锁定(AVCS)功能,会令机体的航行方向更加准确。AVCS功能更为精密,其工作的方式是当机体受意外之力发生偏转时,它会计算出偏转的角度,并控制尾桨产生反扭力,直到机体精确恢复到初始角度。与不带机头锁定功能的陀螺仪相比,其维持机体正确航线的操作更为有效。
最后出场的是电子调速器,这一部件的功能是根据遥控发射器上油动推杆的行程来控制电动机转速的高低。笔者的ECO-8采用Futaba的MC114H,支持20A的连续供电电流,以及最大9.6V的供电电压。ECO-8最多可装载12颗电池,即最高电压为14.4V。但由于我们用的是最大支持9.6V的电子调速器,因此最多只能装载8颗电池。
安装电子控制系统后,仍然不能立即飞行,还需要经过非常细致的调试。真可谓差之毫厘,失之千里。每一个摇臂拉杆的长度都影响着飞行的稳定性,必须经过遥控器的细致微调,并经多次飞行实验,才能获得最佳的飞行参数。
笔者经过了十几小时的飞行训练基本上可以进行悬停飞行和航线飞行,这一驾驶技能是航拍的最基本保证(可通过RealFlight G2或Flying Model Simulator这类飞行模拟软件进行训练)。这套无线视频传输装置能传输DVD清晰度的影像,传输距离在300米左右。由于笔者所安装的彩色摄像头档次较低,因此画面品质一般,若安装高级摄像头,则清晰度完全可以得到保证。
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装上外壳后的样子(1)
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装上外壳后的样子(2)
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试飞前须作必要的准备工作。首先检查直升机电量是否充足、视频发射机电量是否充足、DV电量是否充足、视频接收机电量是否充足;其次,将DV与视频接收机连接起来,并设置到磁带录像模式,随后使直升机上的视频发射装置处于开机状态,观察DV屏幕上是否有显示正确的影像,该影像应来自于摄像头而不是DV的镜头。若一切OK,则说明影像传输系统工作正常,可按下DV的录像按钮进行录制。接下来,打开遥控发射机开关,以及直升机动力电源开关,例行检查各舵机工作状况是否正常。若一切无误,即可准备起飞。
随着油动推杆的上推,ECO-8的螺旋桨开始逐渐加快转速,呼呼的气流声和机体运转的声音传到我们的耳朵里,也传到了DV里。油门推杆继续上推,ECO-8腾空而起!我们从DV的屏幕上可以观看到这一逐渐上升的影像,这样的角度、这样的高度,岂是以往的拍摄装置所能及。

ECO-8可作悬停、左右侧倾、俯仰、机体旋转甚至倒飞等动作,通过无线视频捕捉装置,我们可以把这一系列的飞行画面记录下来。这套系统集无线视频、音频、无线电遥控、机械等技术于一体,持续飞行时间大约10分钟,起飞重量每增加1g,飞行时间将缩短1秒钟以上。因此,尽量使机身轻量化,可维持更长的飞行时间。目前ECO-8的最长飞行记录是15分钟。
我们终于可以用飞翔中鸟儿的视角观看地面了!
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