无人机动力系统理论知识
无人机动力系统
航空器的发动机以及保证发动机正常工作所必需的系统和附件的总称
无人机使用的动力装置主要有活塞发动机、涡喷发动机、涡扇发动机、涡桨发动机、涡轴发动机、冲压发动机、火箭发动机。电动机等。目前主流的民用无人机采用的动力系统通常为活塞式发动机和电动机两种。
活塞式
活塞式发动机也叫复式发动机，由气缸、活塞、连杆、曲轴、气门机构、螺旋桨减速器、机匣等组成主要结构。活塞式发动机属于内燃机，它通过燃料在气缸内的燃烧，讲热能转变为机械能。活塞式发动机系统一般由发动机本体、进气系统、增压器、点火系统、燃油系统、启动系统、润滑系统以及排气系统构成。
1.进气系统
进气系统是活塞式发动机的动脉，为发动机提供燃烧做功所需的清洁空气和燃料，并且油气的混合也是在这里完成。活塞式发动机进气系统的作用是：将外部空气和燃油混合，然后把油气混合物送到发生然手的`气缸。外部空气从发动机罩前部的进气口进入进气系统。这个进气口通常会包含一个阻止灰尘和其他外部物体进入的空气过滤器。
小型活塞式发动机通常使用两种类型的进气系统：
(1)汽化器系统
汽化器本质上是一根管子。管子中有一个可调节板，称作节流板，它控制着通过管子的气流量。管子中有一点较窄，称作文丘里管，在此窄道中气体流速变快，压力变小。该摘到中有一个小孔，称作喷嘴，汽化器通过它在低压时吸入燃料。
(2)燃油喷射系统
燃油喷射系统即电子燃油喷射控制系统，以一个电子控制装置为控制中心，利用安装在发动机不同部位上的各种传感器，测得发动机的各种工作参数，按照在电脑中设定的控制程序，通过控制喷油器，精准地控制喷油量，使发动机在各种工况下都能获得最佳浓度的混合气。
2.增压器
增压器是一种用于活塞式发动机的辅助装置。发动机产生动力的条件是空气中氧与燃料的燃烧，由于在一定大气压力下单位空气的含氧量是固定的，同时一般的自然进气发动机是依靠活塞运动产生的压力差将空气或空气与燃油的混合气吸进气缸，压力差有其上限，使得自然进气发动机的动力被大气压力局限，所以有了增压器的使用。装设增压器能提高发动机进气的压力，以增加其中氧气的含量，通常可以使同排气量的发动机增加20%~50%甚至更高的输出马力;最新的增压器技术，能大幅降低油耗。
3.点火系统
点火系统是用于点燃燃料-空气混合的系统。点火系统应产生足够能量的高压电流，准时和可靠地在火花塞两电极间击穿，使火花点燃发动机气缸内的混合气，并嗯呢该自动调整提前点火角，以适应发动机不同工况的需求。
点火系统的种类繁多。早期的航空活塞发动机采用由飞轮磁电机、点火线圈、白金触电断电器和火花塞组成的点火系统。随着电子技术的发展，当前的无人机活塞发动机多采用可控硅无触点电容放电式点火系统。电容放电式点火系统由霍尔效应传感器、点火控制盒、点火线圈和火花塞组成。
4.燃油系统
活塞式发动机燃油系统由邮箱、油泵、燃油过滤器、汽化器或燃油喷射系统组成。燃油系统是设计用来提供持续的从油箱到发动机的洁净燃油流量。燃油在所有发动机功率、高度、姿态和所有核准的飞行机动条件下必须能够供给发动机。无人机系统一般使用两种常规类别的燃油系统：重力馈送系统和燃油泵系统。重力馈送系统使用重力来把燃油从油箱输送到发动机。如果飞机的设计不能用重力输送燃油，就要安装燃油泵。
5.启动系统
要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，使活塞做往复运动，气缸内的可燃混合气体燃烧膨胀做功，推动活塞向下运动使曲轴旋转，发动机才能自行运转，工作循环才能自动进行。因此，曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动运转的全过程，称为发动机的启动。完成启动过程所需的装置，称为发动机的启动系统。
不同型号发动机启动系统的结构形式存在区别，但基本原理都是类似的。大型活塞发动机启动系统的部件均安装在发动机上或其附近，与发动机有关部件连接传动。气缸总容积小于500ml的活塞发动机多采用独立式启动系统。
