3.5.3 螺旋桨的常用参数
1.螺旋桨直径
螺旋桨两个桨尖之间的距离就是螺旋桨旋转时最大的旋转面的直径。同一个转速的螺旋桨，螺旋桨直径越大，拉力也越大。
2.螺旋桨螺距
螺旋桨螺距是指螺旋桨（桨叶剖面迎角为零时）旋转一周在轴向移动的距离。由于桨叶各剖面的几何螺距是不相等的，习惯上取70%直径处的几何螺距。这个螺距其实是几何螺距，也就是通过公式计算出来的，并不是等于实际螺距，如图3-16所示。
同一个转速的螺旋桨，螺距越大的桨，飞行的速度越快，如螺距是5 in[1]的螺旋桨，旋转一周的前进距离是5 in，约等于12.7 cm，在转速是1 000 r/min下，理论的前进速度是1 000×12.7 cm/min=127 m/min。
图3-16 螺旋桨螺距
3.螺旋桨规格
（1）单位：一般是指英寸（in），1 in=2.54 cm，看螺旋桨规格的时候，要清楚所列的直径螺距的单位，大部分是以英寸（in）为单位，但也有一些是以厘米（cm）或毫米（mm）为单位。
（2）直径：前两个数字是直径，注意，一般来说，如果直径是大于30的，要再除以10才是真正的直径，如80表示的是8，60表示的是6。
（3）螺距：后两位数字表示的是螺距，注意，数字也是要除以10才是真正的螺距，如55等于5.5。例如，APC8060表示的是APC厂家，直径8 in，螺距6 in；DJI1555表示的是大疆厂家，直径15 in，螺距5.5 in。
注意
（1）并不是所有螺旋桨的规格都按以上的标准，有些螺旋桨在直径和螺距之间用×隔开，如T-MOTOR12×40。
（2）有部分螺旋桨的直径是有小数点的，一般会省略部分小数，如APC4745，其真正的直径是4.75 in。因此，除看型号外，还需要看具体的参数确定真实的参数。
（3）规格的命名并不统一，购买前需要核实其真正的参数。
4.螺旋桨的材料
螺旋桨的制造材料对其效率和声音等属性产生重大影响。一般的螺旋桨材料有塑料、木桨、碳纤维。穿越机要使用塑料螺旋桨，塑料具有良好的刚度，但如果碰到硬物，则会弯曲而不破裂。制造桨叶还可用其他材料，但通常被认为最好的是聚碳酸酯或PC。
5.判断螺旋桨的正桨和反桨
除规定每个轴的电机旋转方向外，还规定了每个轴安装的螺旋桨是正桨还是反桨。安装螺旋桨前，首先要区分好正桨和反桨，具体内容参见项目6。
螺旋桨基本知识
【项目小结】
本项目主要讲述了电动无人机动力系统组成。
电动无人机动力系统主要由动力电机、调速系统（控制电机转速）、螺旋桨及电池等部分组成。动力系统各个部分之间是否匹配、动力系统与整机是否匹配，直接影响整机效率和稳定性。
目前应用在无人机上的电机主要为空心杯电机和无刷电机。空心杯电机具有体积小、响应快、质量轻等优点，广泛应用在航模玩具与低端无人机领域。无刷电机功率大、效率高，广泛应用在航拍、植保和各种行业应用无人机领域。
动力电机的调速系统称为电调，全称为电子调速器（Electronic Speed Controller，ESC）。电调可分为有刷电调和无刷电调。有刷电调可以根据飞控的控制信号输出适当的电压与电流，驱动有刷电机运转；无刷电调的主要作用是根据飞控的控制信号，将电池的直流输入转变为一定频率的交流输出，用于控制无刷电机转速。
电池的主要功能在于给动力系统提供电力。
螺旋桨是真正产生升力的部件，螺距与直径是螺旋桨最常见的参数，不同材质的螺旋桨具有不同的特性。
【巩固提高】
1.电动无人机动力系统是由哪几个部件组成的？
2.简述无刷电机与有刷电机的优点、缺点。
3.无刷电机的组成部件有哪些？
4.有刷电机的组成部件有哪些？
【实训3】
认识电动无人机动力系统部件
任务描述
电动无人机动力系统是中小型无人机上普遍采用的动力系统形式，它具有结构简单、性价比高等优点。通过对电动无人机动力系统相关知识的学习，识别电动无人机动力系统中的电机、电调、电池和螺旋桨等部件，了解各部件的功用。
任务目标
识别电动无人机动力系统中的电机、电调、电池和螺旋桨等部件，并能够进行部件的安装与调试（图3-17）。能够理解无刷电机常用参数，掌握无刷电机的安装；熟悉无刷电机电调常用参数，掌握无刷电机的安装与使用；熟悉无人机常用动力电池型号及参数，了解电池的基本使用原理与充放电流程，能辨别常用的电池插头；能够根据拉力表选择合适的电机与螺旋桨进行匹配。
图3-17 F450练习无人机
任务实施
1.掌握无刷电机的安装
朗宇2212无刷电机配件如图3-18所示。
图3-18 朗宇2212无刷电机配件
（1）滴一滴螺栓胶在桨夹输出轴安装螺栓上（图3-19、图3-20）。
图3-19 桨夹输出轴的安装
图3-20 在螺栓上滴胶
（2）将主轴放在电机上，对好螺栓安装孔，把上了螺栓胶的螺栓插上去，用六角螺钉旋具拧紧在电机上（图3-21）。
图3-21 依次安装好3颗螺栓
（3）将3颗螺栓按同样的方式装上，注意安装时依次拧紧，避免螺栓受力不均（图3-22）。
图3-22 安装好的主轴
（4）将电机安装在机臂上。把电机放在机臂电机安装座上，电机线向中心板方向，三根电源线分别向下穿过机臂孔。拿出机臂附带的电机安装螺栓，在螺栓上滴一点螺栓胶，把电机拧紧在机臂上。拧紧后，要通过电机座的散热孔观察螺栓有没有太长而顶到电机定子上（如果碰到电机定子的线圈，就会引起线圈短路而烧毁电机）（图3-23）。
图3-23 将电机安装在机臂上
2.掌握无刷电调的安装
（1）将电调焊接在中心板上。电调有一面是平整的，而另外一面有个电容凸出来。为了安装电调的时候更加牢固，要把平整的那面装在机臂上（图3-24）。
图3-24 30A无刷电调
（2）放好下中心板，有标记+、-号的向上。先用纸擦干净标记+和-上的触点，在触点上放适量松香，一只手用电烙铁加热触点，另外一只手不断地送焊锡丝到触点上，直到整个触点都盖上一层较厚的焊锡（图3-25）。焊锡区千万不要超出触点的范围。
（3）在触点处适当使用松香充当助焊剂，有助于提高焊点质量（图3-26），焊接良好的焊点如图3-27所示，所有触点应覆盖一层饱满焊锡。
图3-25 下中心板上的焊点
图3-26 使用松香充当助焊剂
图3-27 焊接好的焊点
（4）拿出一个电调，电调平整面向上，电调红黑两线端对着下中心板的一组+和-的触点处，加少量的焊锡丝在触点上，用电烙铁把红色线焊接在+号的触点上，把黑色线焊接在-号的触点上（图3-28）。正负两极千万不要弄错，否则一接电源就会烧掉电调。用同样的方式焊接剩余的电调（图3-29）。
图3-28 焊接好的电调
图3-29 将四个电调依次焊接好
3.理解动力电池型号及参数
熟悉无人机常用动力电池型号及参数，了解电池的基本使用原理与充放电流程，能辨别几种常用的电池插头（图3-30、图3-31）。
图3-30 不同型号与容量的格式动力电池
图3-31 常见电池接头及参数
4.了解螺旋桨特性
电动旋翼飞行器采用电机数量一般与旋翼的数量相同，即一台电机驱动一个旋翼，因此，电机数量主要取决于旋翼数量。不同型号电机需要对应型号的螺旋桨，且安装螺旋桨需要注意螺旋桨的正反转。根据拉力表选取合适的电机与螺旋桨进行匹配（表3-1、图3-32）。
表3-1 朗宇2212电机拉力表
① gf，拉力单位，指1 g质量的物质所受到的重力大小。
② g/W，功效单位，表示每瓦功率可拉升的质量。
续表
图3-32 9045自锁桨
认识电动无人机动力系统部件工卡，见表3-2。
表3-2 认识电动无人机动力系统部件工卡
续表
续表
【注释】
[1]in是长度单位，1 in=2.54 cm。