主题：山寨无人机--Made in China【目录】 -- 马踏飞燕

装上动力之后，固定翼飞机像寒武纪生物爆炸一样派生出了无数门类，有过渡，有交叉，已经很难再区分它们之间的界限了。 按照动力分，有活塞发动机，脉冲喷气发动机，涡喷发动，涡轴发动机，火箭动力也偶有耳闻，现在电动机也有了自己的一席之地。我这里把常用的动力都罗列一下，重点介绍一下我使用的电动动力。

活塞发动机，曾经的主流，现在国货代表是三叶，也是山寨起家，现在依旧在追赶

三叶的单缸发动机，单缸是航模上用的最多的。

三叶的五缸四冲程星型发动机，是不是很科幻，缸数再多点就更好看了。

脉冲喷气发动机，和涡喷不同，它不是连续工作的，而是吞吞吐吐的“砰砰砰”。特点是推力大，震动大，噪音大，油耗就更惊人了，最大的优点就是不包含任何转动部件，结构非常简单，大名鼎鼎的V1导弹用的就是它。 这个好像没见到正规厂家生产，大家都是DIY。

涡轮喷气是所有魔友都会YY的东西，别的不说，单单那高频率的咆哮就能让所有航空爱好者销魂。机械精工是大陆企业的短板，涡喷发动机不仅仅是中国军方的心脏病，也是中国魔友的。台湾的涡喷都开始进入市场了，大陆的还没见动静。直到去年底的展会上才有国产航模用涡喷的消息，不过到现在也没见上市

同一家的涡轴，估计和上面的涡喷涡轮喷是同一个核心机。

生产摩托车和ATV的民营企业春风动力好像也进军涡喷的，也没有上市，倒是通过什么鉴定会了，但愿是给军队用。千万别鉴定会开成了追悼会。

因为我是玩电动飞机的，所以我具体讲一下电动动力。

老式的电动机是有刷的，受到那个电刷限制，功率都很一般，飞飞机也可以，不过推重比有限，机动性都不咋地，载荷也不大，现在飞机上电机都是无刷的，有刷电机基本上已经绝迹了。不同于前面的各种燃油发动机，无刷电动机因为机械结构相对简单（只有两个轴承，比有刷电机的机械还简单），国内外起点相差不远，国货终于开始发飙了，大的，小的，内转子的，外转子的，气冷的，水冷的，单轴的，共轴的，应有尽有，基本占据了主流市场，不过最尖端的部分可能还差把劲。

这个电动机很特别，是共轴的，装上正反两个螺旋桨就实现了共轴双桨，螺旋桨的扭力自动抵消。

作为动力系统，电机只是一个部分，过去无刷电机里面的换向器现在被一组外置的功率器件代替了，可能因为历史原因，他仍然被称之为电子调速器ESC，其实调速只是功能之一，换向才是主要功能，ESC要探测电机转子的位置（可以用霍尔传感器，也可以直接测量电路上的反向电动势，航模上主要用后者），然后单片机控制功率电子器件（如MOSFET）把相应相位的电压加到电机上去。当然ESC也要根据控制器（接收机或者飞控计算机）发送来的信号来控制油门的大小。固定翼飞机和直升机对“油门”的响应速度要求不大高，接收机输出的50HZ的脉宽调制信号（PWM）控制ESC就足够了，因为飞行员手再快，也不能每秒钟变换 50次油门。

这是ESC的标准照，正面是以单片机为核心的控制电路，反面是干粗活的MOSFET。一个电调的功率基本上就是由这些MOSFET的参数和数量决定的。我们最开始用的便宜电调都是山寨厂用洋垃圾里面拆出来的MOSFET焊接的，不过用起来也没啥区别，也算是环保举动吧。

而后面要讲的多旋翼飞行器，本身是静不安定的，姿态控制全靠ESC来变换各电机转速实现，油门调节不再直接依赖飞行员手中的摇杆，而是飞控计算机控制，这样系统瓶颈就落在了ESC上，于是需要ESC提高时间分辨率，有的方案是用I2C总线，有的方案用500HZ的Ultra PWM，于是又诞生了一批新的ESC。

这是国内新秀Xaircraft给自己的四轴飞行器设计的高速电调，其实是4个电调整合到了一块板子上。正面是控制电路，信号输入，动力输出。

背面依旧是一大片MOSFET。

为了喂饱无刷电动机这个大功率的怪物，镍氢电池，镍镉电池都有些力不从心了，首先是能量密度有限，其次功率密度也有点跟不上，好在江山代有人才出，能高倍率放电的锂离子聚合物电池闪亮登场，20C（就是1/20小时内把电量放光）放电成了基本门槛，也就是说一块香烟盒大小的2000mAH的电池要能释放 60A的电流，这个指标乍一看还是很恐怖的。 现在大陆的山寨厂商好像又用上了纳米技术，45-90C放电的电池都已经开始卖了，这么疯狂的指标已经超过大名鼎鼎的A123磷酸铁锂电池了，这么高的C 数估计在实际上用得上的场合不多，按照60C来放电的话一块电池上天一分钟就结束了（可能在竞速飞机上可以用到，因为他就追求大约1分钟的极速冲刺），如果要在容量稍微大点的电池上用90C放电的话你的电线都要换掉。不过随着理论放电C数的提高，电池的内阻确实是降低了，这样在一般使用过程中（比如 10C-20C放电），放电曲线（V-I）更平坦，飞行的体验确实是有提高的。相对于不大实用的45-90C放电，纳米技术带来的充电C数提高是非常实用了，过去大家都是在1C-2C左右的电流上给电池充电，加上最后小电流平衡各电芯的时间，冲完一块电池要一个多小时，所以只能回家慢慢冲。现在有了纳米技术的高放电电池，很多人开始5C充电，这样一块电池20分钟就能搞定，这个时间的缩短是革命性的，因为它让外场充电成为可能，你可以带一块汽车用铅酸电池去飞场，一边飞飞机一边把换下来的电池放在边上用铅酸电池充电，这样大约3组电池轮番上阵就能让你无忧无虑的“无限期飞行了”。

锂聚合物电池都是由这些电芯组成的，都是软包装。

电芯很难再工艺上保证一致性，生产出来后经过匹配，把性能一致的N个电芯连接成电池组，外面套上热缩套，就算航模用的电池组了。输出端是两根粗粗的铜导线，此外还有N+1个引出线，组成一个平衡口，这样每块电芯都能被单独测量，充放电，从而保证电芯间的平衡。

这就是参数让人发指的45-90C放电锂聚合物电池。

说道电池，还要说说他们的“奶妈”，充电器。锂聚合物电池非常的暴力，但也非常的娇贵，价格也都不菲，过放和过充都会影响电池的寿命甚至引发爆炸，他们需要特别悉心的呵护。电池组有时候能有6颗电芯，要同时照顾到，还需要精确的平衡，不然在放电结束的时候还有电的电芯会拖累已经放完的电芯，让它彻底的过放。锂电池充电的电流也都不小，5A的充电是家常便饭。这些所有的要求加到一起就是一个结果，航模充电机非常之贵，曾经主流价格是200刀一套，可以想象这是一个多么巨大的市场，山寨厂商们会开始怎样的一个血拼。 我用的充电器是相对便宜的产品，但也功能俱全，带液晶显示器和微处理器，你可以选择各种模式来对应镍氢/镍镉电池，锂聚合物电池电池，锂铁电池，铅酸电池，每种电池都还有各自的细分模式，比如快速充电，平衡充电，放电，循环。你还可以给充电器接上温度传感器，实时监控电池的温度。

这是我用的充电器，都是大陆的产品，香港hobbyking打上自己的牌子卖。

这是国内自有品牌的imax的产品，卖相是相当不错的。不过imax开始的时候遇到了大部分中国品牌都遇到的问题，就是品质控制危机。在网络社会，卖出去几万个充电器，里面只要有几十个出了问题就足够摧毁你的品牌，尤其是中国产品，在西方人眼里，你的质量是有原罪的。不知道imax现在翻身了没有，但愿它一路走好。

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