楊旸

穿越飛行是近幾年流行起來的一種多旋翼飛行器的新玩法，指的是操縱多旋翼飛行器在各種復(fù)雜地形和障礙物間進行穿越。用于穿越飛行的飛行器被稱為“穿越機”，它結(jié)合了FPV（第一視角）和多旋翼飛行器的特點，不僅能以第一視角操縱，而且飛行速度快、機動性好。穿越機的出現(xiàn)打破了以往人們對多旋翼飛行“求穩(wěn)求靜”的固有觀念，增添了操縱飛行的樂趣。下面結(jié)合筆者的組裝實例，介紹一下250級穿越機的選配和組裝。

穿越機主要由兩部分組成：一是機體部分，包括飛控系統(tǒng)、遙控系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、機架等；二是視頻傳輸部分，包括攝像系統(tǒng)、圖傳系統(tǒng)、屏顯系統(tǒng)等。

1.飛控系統(tǒng)

穿越機對飛控系統(tǒng)的要求不高，具備最基本的功能即可。目前市面上的飛控系統(tǒng)有開源和非開源之分。開源飛控的優(yōu)勢是設(shè)置靈活、擴展性強，但設(shè)置起來較為復(fù)雜，可供參考的中文資料少，上手難度較大。非開源的品牌飛控質(zhì)量可靠、上手簡單，缺點是調(diào)整余地很小，無法滿足穿越機操縱靈活性的要求。

現(xiàn)在穿越機上最常用到的開源飛控是OpenPilot CC3D，比較常用的是naze、apm、mwc、naza等。經(jīng)再三比較，筆者為自制的250級穿越機選用了Mini CC3D飛控，其功能與常規(guī)大小的CC3D完全相同，不僅有多達幾十項的參數(shù)可供自由調(diào)整，還可擴展OSD、GPS等組件，而且體積縮小了一半多，非常適合裝在穿越機較為狹小的機架內(nèi)。

2.遙控系統(tǒng)

穿越機對遙控系統(tǒng)的功能要求不高，因為幾乎所有的設(shè)置都在飛控中完成，所以一臺四通道的遙控器就能滿足其基本的飛行需求。當(dāng)然，遙控器的通道數(shù)越多，所能實現(xiàn)的功能也多，如空中切換飛行模式、直接控制攝像云臺等。

飛控可通過4種方式與遙控器相連：

（1）傳統(tǒng)的PWM多線連接方式；

（2）PPM單線連接（所有通道的數(shù)據(jù)通過同一條連接線傳輸）；

（3）Futaba的S.BUS單線連接；

（4）使用Spektrum的衛(wèi)星接收機直接連接。

筆者在組裝時，曾嘗試過PPM單線連接和S.BUS單線連接兩種方式。相比傳統(tǒng)的PWM多線連接方式，布線更加簡潔。

3.動力系統(tǒng)

穿越機均采用電機作為動力，250級的一般適用標(biāo)號為1806-2206的電機。其中1806電機的功率較小、動力比較柔和，也很省電，適合剛?cè)腴T的新手選配；2206電機的功率相對較大、動力強勁，能夠滿足有經(jīng)驗的愛好者對“暴力”飛行的追求，缺點是自重大、耗電快。

筆者為250級穿越機選配的是KV值2 300的2204多旋翼專用電機。這款電機采用了槳夾與外轉(zhuǎn)子一體化設(shè)計，既保證了二者的同心度，又方便了螺旋槳的安裝；槳夾上有正反兩種螺紋，不僅能配合電機的兩種旋轉(zhuǎn)方向，且可實現(xiàn)槳夾螺母自緊。此外，這款電機使用了較粗的銅線繞制線圈，能耐受較大電流，配合大直徑、大螺距的螺旋槳，使穿越機飛行更加“暴力”。

穿越機電調(diào)的選配有其特殊性。常規(guī)電調(diào)（PWM頻率50Hz）已很少被穿越機使用了，取而代之的是多旋翼專用電調(diào)。這類電調(diào)的PWM頻率高，對多旋翼專用電機的轉(zhuǎn)速控制效果非常好。常用的有BLheli、Simonk等開源電調(diào)，以及一些PWM頻率在500Hz以上的非開源高速電調(diào)。

在選定了2204多旋翼專用電機后，筆者又為穿越機選配了工作電流10A的電調(diào)。螺旋槳的規(guī)格是6045，安裝孔直徑5mm，與電機槳夾直徑一致，方便裝配。電池則是容量1 500mAh的3S鋰電池，兼顧了續(xù)航時間與起飛重量。這塊電池同時還為電壓12V的攝像頭和圖傳發(fā)射機供電。

4.機架

為了能夠穿過狹小空間，穿越機的機架尺寸通常較小，軸距為200-300mm。一般來說，軸距越小、穿越機的可操縱性越好，“穿越”能力越強；軸距越大、穿越機的穩(wěn)定性越好，可選配大直徑螺旋槳，飛行速度更快、飛行更“暴力”。

穿越機機架的常見結(jié)構(gòu)布局有“Y”形三旋翼、“X”形四旋翼、“H”形四旋翼、“米”字形六旋翼等，所用材料一般為工程塑料、玻璃纖維、碳纖維等。

由于在飛行中免不了磕碰，因此在選擇穿越機機架時應(yīng)特別注意幾點：

（1）布局合理，考慮好各個模塊對應(yīng)的安裝位置；

（2）空間大，能將全部設(shè)備容納于機架內(nèi)；

（3）結(jié)構(gòu)堅固，抗“炸機”能力強。

筆者為250級穿越機選用了一款軸距280mm的四旋翼機架。這款機架的結(jié)構(gòu)布局介于“X”形和“H”形之間，受力結(jié)構(gòu)優(yōu)于“H”形布局，又不會出現(xiàn)“X”形布局多旋翼的螺旋槳容易被攝像頭拍到的問題。

機架共有3層，全為框架結(jié)構(gòu)，內(nèi)部空間較大，便于容納安放各類設(shè)備。由于框架采用1.5mm厚的碳纖板、機臂采用3mm厚的碳纖板制作，因此整副機架強度高、重量輕（空機重量僅125g）。在機架的最前方設(shè)有攝像頭專用安裝位，既能為攝像頭提供良好的視野，又可避免其在碰撞時受損。（未完待續(xù)）