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Appearance

涡轮木材进化版（TTE）组装 ​

涡轮木材进化版是地平线爱好公司（Horizon Hobby）销售的一款模型，最初用于传统的视距遥控模型飞行。该模型专为擅长短距起降（STOL，参考维基百科链接）飞行而设计，具备许多显著特点，使其成为改装为第一人称视角（FPV）PX4平台的理想选择。

田野中的涡轮木材进化版特写

综述 ​

此次组装的目标是打造一个可用于PX4常规测试/开发的平台。这一设计目标意味着，能代表 “普通” 飞机的自然平衡操控系统是较为理想的。由于传统遥控飞机通常设计为无需计算机辅助飞行控制的手动飞行模式，因此它们往往从出厂就经过精心调整与平衡。这些飞机在确保空中操控性能方面也投入了更多关注。尽管即使是最简单的泡沫板飞机也能飞行，但通过更多的工程设计，能在飞行操控上实现更多细节优化。这款飞机就是一个很好的例子，它采用了弗里兹副翼（frise ailerons）等设计，以尽量减少不利偏航。

关键机身特点：

  • 宽敞的内部空间
  • 顶部电池舱盖
  • 可选的前缘襟翼
  • 富勒襟翼（Fowler flaps）
  • 坚固的起落架及可转向尾轮
  • 预装外部照明设备
  • 可选浮筒
  • 飞行特性平稳
  • 内部连杆设计且突出物少，阻力低

关键组装特点：

  • 整体组装简单，机身设置工作量小
  • 易于连接Pixhawk的USB接口和调试接口
  • 配备带摄像头云台的第一人称视角（FPV，参考维基百科链接）
  • 机翼悬挂的皮托管静压舱提供大气数据
  • 飞行时间长（使用锂离子电池时，续航时间超过24分钟）

配件列表 ​

机身组装 ​

该飞行器开箱时已接近完成组装。舵机和连杆已安装好，仅剩下安装起落架和水平安定面的工作。对于这部分组装，只需按照说明书操作即可。

INFO

一些报告指出，该飞机原配的电调存在过热问题。由于此次组装的飞机重量较大，因此可能需要电调提供更高的平均功率。在测试过程中，将原配的60A电调更换为80A的Turnigy PLUSH - 32电调。同时，原配电机也更换为更高功率的电机。为了比原配三叶螺旋桨获得更高的效率，将原配螺旋桨更换为APC 13x4螺旋桨。这组新的电调、电机和螺旋桨在测试中表现良好。

FPV舱安装 ​

FPV舱使用M3尼龙硬件安装在电池舱盖顶部。确定FPV舱安装孔位置的方法是：将FPV舱放在顶部（用尺子仔细对中），然后用螺丝刀通过FPV舱的安装孔在泡沫上打孔。接着，在电池舱盖底部使用一根长M3尼龙螺丝和一个垫圈，在顶部使用一个垫圈和柱形螺母，将FPV舱安装固定。

顶部安装有FPV舱的前机身窗口和舱盖（舱门）

舱盖底部显示FPV舱连接螺丝和穿过的电线

皮托管舱安装 ​

强烈建议在固定翼飞行器上使用空速传感器。此次组装使用了MS4525DO差压模块和皮托管，它们安装在一个3D打印的舱内，该舱带有一个挂载点吊架，用于连接到机翼。

放在桌上的皮托管舱/管

在皮托管舱内，MS4525DO差压传感器通过一小段管子连接到皮托管/静压管。使用扎带作为管夹，防止管子从传感器和皮托管端口脱落。I2C和电源线直接焊接到MS4525模块上，然后用热胶对连接点进行加固。

打开的皮托管舱，显示焊接并热胶固定的皮托管连接器和电线

皮托管/静压差压传感器使用一个粘在机翼前缘的3D打印 “吊架” 安装在机翼上（位于螺旋桨半径之外）。用一个M2螺丝和尼龙螺母将皮托管舱固定在吊架上。

涡轮木材进化版组装

然后，将这四根线沿机翼底部向后引至Pixhawk 4 Mini，并使用胶带固定。

皮托管舱的盖子最初用胶带固定，以便在首次飞行后根据需要对设置进行测试和调整。首次飞行后，用热胶将盖子固定到位。

飞行计算机安装 ​

为PX4 Mini设计并3D打印了一个定制安装座（所有部件见3D打印部件）。该安装座经过精心设计，利用了原装TTE机身内部的泡沫模具特征，以实现牢固安装和良好对齐。安装座由上下两层结构的两个部件组成，通过M3螺纹柱形螺母固定在一起。底部安装座承载Pixhawk并连接到机身，顶部安装座承载GPS和ExpressLRS接收机。

涡轮木材进化版组装

涡轮木材进化版组装

涡轮木材进化版组装

涡轮木材进化版组装

涡轮木材进化版组装

首先，将Pixhawk 4 Mini放入底部安装座。使用热胶将飞控单元牢固地连接到安装座上，并使用两根扎带进一步加固。安装顶部安装座的柱形螺母，并将螺栓拧紧。由于底部安装座安装完成后，这些螺丝无法再触及，因此需注意确保螺丝拧紧，以防松动。

电气部分 ​

电源 ​

Holybro电源模块与电调串联连接。另外引出一根备用的16号线电源，终端连接到XT30接头。这根备用线用于为Caddx Vista FPV单元供电，也可连接到分线器为更多外设供电。舵机和照明的电源将由电调中的 “BEC” 电源提供。

显示完成的电源模块的图片

在电池选择方面，TTE具有很大的灵活性。我使用了3.6Ah 4S的Turnigy电池组以及Upgrade Energy的4s2p锂离子电池组。虽然3.6Ah的锂聚合物电池价格较低，但使用Upgrade Energy锂离子电池组时，飞行时间几乎翻倍（24分钟对比12分钟）。

组装中使用的电池图片

舵机 ​

舵机按照副翼、升降舵、方向舵、油门、襟翼和FPV云台的顺序连接到飞行计算机。还需要安装一个用于照明系统的额外电源插头，但它不传输舵机信号，因此可以连接到任何空闲通道。

以下是执行器配置屏幕截图。

此组装的QGC执行器配置屏幕

通过使用舵机测试仪确定每个舵面在各个方向上达到最大行程所需的舵机PWM脉冲宽度，从而获取舵机端点。

配置与调试 ​

访问Pixhawk 4 Mini需要移除顶部安装座。虽然这并不太困难，但为了便于在野外进行调试，还是考虑了相关优化措施。使用了一根短的直角USB micro延长线，以便轻松连接到Pixhawk 4 Mini的USB接口。该电缆的USB - A端留在电池舱内。同样，制作了一个JST PH转标准间距排针适配器，并将其也留在电池舱内，方便取用。

外部设备 ​

RC接收机 ​

制作了一根定制电缆，用于将ExpressLRS接收机（RC接收机）连接到Pixhawk 4 Mini。

由于Pixhawk 4 Mini的UART接口有限，接收机连接到没有TX引脚的RC输入接口。这意味着接收机只能向飞控单元发送控制数据，而飞控单元无法向接收机发送遥测数据。使用热缩管固定电缆的杜邦接头，防止其从ExpressLRS接收机的排针上脱落。

FPV舱与空速电缆 ​

制作了另一根定制电缆，用于将Caddx Vista FPV发射器连接到飞控单元的UART接口（来自 “UART/I2C B” 端口），并从Holybro电源模块获取电池电力。在靠近Vista的位置添加了一个Molex microfit接头，这样无需接触Pixhawk即可轻松断开连接。顾名思义，“UART/I2C B” 端口同时提供UART和I2C接口。通过定制电缆对该端口进行分线，一侧为I2C空速传感器提供电源和数据，另一侧为Caddx Vista提供电源和UART的TX/RX信号。从UART/I2C B端口，5V、GND和I2C的SCL/SDA连接到I2C空速传感器，而仅将串口RX和TX连接到Caddx Vista（Vista的接地由单独的电池电源/接地引线提供）。

使用msp_osd模块将遥测数据传输到Caddx Vista，在启用 “自定义OSD” 功能的情况下，可在大疆眼镜上查看这些数据。

涡轮木材进化版组装

SIK遥测电台 ​

移除了SIK遥测电台的塑料外壳，以减轻重量并减小模块体积。使用热缩管对裸露的电路板进行电气绝缘处理，并将电台安装在飞行计算机的上下安装座之间。

组装成果与性能 ​

总体而言，此次组装取得了成功。

即使安装了Pixhawk 4 Mini增加了重量，飞机依然平衡良好，并且有足够的动力保持其原有的短距起降特性。PX4能够轻松稳定飞机飞行，并通过固定翼自动调参完成对速率环的精细调整。调参结果可在下方链接的参数文件中找到。

在测试中，我发现不使用襟翼时，起飞滑跑距离最短可达10英尺（3米）。降落时我使用全襟翼，以降低原本较为顺滑的机身的速度。

停在汽车顶部的涡轮木材进化版特写

涡轮木材进化版野外布置

性能 ​

  • 失速速度（无襟翼）：指示为14英里/小时
  • 巡航速度：35 - 65英里/小时
  • 起飞滑跑距离（全襟翼）：小于10英尺
  • 续航时间：使用5.2Ah 4s2p锂离子电池约24分钟，使用3.6Ah 4S锂聚合物电池约12分钟

视频 ​

飞行日志 ​

傍晚飞行（下方展示飞行视频）

参数文件 ​

PX4机身参数快照

此参数文件包含此次组装的定制PX4参数配置，包括无线电设置、调参和传感器配置。可按照QGC用户指南中 “参数>工具” 部分的说明，通过QGC加载该参数文件。