基于STM32的开源微型四轴飞行器之航模桨叶

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本帖最后由 Struggle！于 2015-4-10 15:44 编辑

桨叶

螺旋桨的型号由如8045，1038等4位数字表示，分别代表桨叶两个重要的参数，桨直径和桨螺距。桨直径是指桨转动所形成的圆的直径，对于双叶桨（两片桨叶，这是最常用的桨）恰好是两片桨叶长度之和，由前两位数字表示，如上面的80和10，单位为英寸。桨螺距则代表桨旋转一周前进的距离，由后两位数字表示，如上面的45和38。桨直径和螺距越大，桨能提供的拉（推）力越大。

以Phantom的桨叶为例。Phantom 1使用的是8045的桨叶，表示桨直径为8英寸（8×2.54=20.32厘米），桨螺距为4.5英寸；而Phantom 2使用的是9443的桨叶，表示桨直径为9.4英寸，桨螺距为4.3英寸。从桨叶的规格可以看出，Phantom的第二代能够提供更大的动力。

对于玩大四轴的人来说，桨叶的材质也是非常有考究的。根据桨叶使用材质的不同，现在市面上有的包括碳纤桨，木桨，注塑桨。

注塑浆：注塑桨是指使用塑料等复合材料制成的桨叶。在航模爱好者中以美国APC公司生产的桨叶最为有名，质量最好。淘宝上也有三种大类，分别是原装APC，ATG生产的假APC，以及不知名小厂生产的最廉价的有APC浆外观的塑料桨。

APC桨有一个衍生系列多轴专用的MR系列。优点是增强了浆的硬度，减少了重量，再次提高效率，解决了之前的高速转动浆尖变形问题。缺点是价格较贵，原装价格在89-128之间，并且无合适的垫圈，需要自己找物料缩小孔径。

碳纤浆

碳纤维是一种与人造丝，合成纤维一样的纤维状碳材料。由于碳纤维的材料原因，它有优异的硬度和合适的浆型，非常适合技巧性飞行和3D飞行。碳纤浆效率优于木浆，价格比木浆更贵，稍微低于原装APC。

几种不同的碳纤桨叶。

木浆

木浆的材料多为榉木，硬度高，重量轻，经过风干打蜡上漆以后不怕受潮。在航空史上，木桨在早期扮演了非常重要的角色。一战时期的很多飞机都是使用的木桨，后来才逐渐被铁桨取代。专门提供飞行器的木浆的公司sensenich。

在航模爱好者中，木桨主要用在固定翼飞行器上，最为高端的是欧洲XOAR公司的木桨。

桨叶的平衡

桨叶会随着电机高速旋转，所以其旋转平衡是一个很重要的指标。如果桨叶有一头重一头轻，或者一侧轻一侧重等不平衡问题，那么在旋转时就会产生左右/前后晃动等问题。这样不仅仅动力效率低，而且还可能会损坏电机造成航模飞机炸机。一般的桨叶都已经进行过自平衡测试，对于要求高的场合也可以自己调节桨叶的自平衡。下面是一种常见的测试自平衡的工具。

当然，对于像Crazepony这样的小四轴，一般就很少考虑桨叶自平衡问题。

桨叶和电机的组合

不同的桨叶和电机（KV值不一样）能够形成不同的动力组合，适合于不同的航模飞机和应用场景。

无刷电机绕线匝数多的，KV值低，最高输出电流小，但扭力大。达到同样的推力，要比高KV值的剩电，所以四轴飞行器多使用小KV的电机。

无刷电机绕线匝数少的，KV值高，最高输出电流大，但扭力小。同样的设备重量（电机、电调、电池），得到的最大推力要高过低KV值的电机。

简单的说，相同的电机和电池，大KV值用小的螺旋桨，小KV值用大的螺旋桨。相对来说螺旋桨配得过小，不能发挥最大推力。相对来说螺旋桨配得过大，电机会过热，会使电机退磁，造成电机性能的永久下降。

原则上，更小的KV值和更大的桨叶，能够表现出更好的动力效率。也就是说相同的电池，能够飞行的时间更长。例如X5C这样的玩具飞机，电机和桨叶由减速齿轮连接。减速齿轮降低了电机的KV值，有更好的动力效率。Crazepony现在使用30000转/分钟的空心杯电机，75cm桨叶。当配备350mAh电池时，能够飞行4-5min左右。在电机和桨叶的动力效率组合方面，应该还有进步的空间。

扩展-木桨的故事

木桨在人类航空早期扮演了非常重要的角色。一战时期的很多飞机都是使用的木桨，后来才逐渐被铁桨取代。下面是那个时候木桨的一些珍贵图片。

更多关于木桨的知识，参考Wooden Propellers(A site dedicated to the preservation of early wooden airplane propellers)。

本教程转自Craze官网