小型无人机的布线与布局设计,似乎看上去像是在总体设计当中一个细枝末节,是往往会被忽略掉的部分。但实际上,布线与布局虽然不像飞控算法设计、飞行平台气动设计是总体设计当中最核心和最重要的部分,但却是会对小型无人机的使用、维护及性能造成重大影响的一个因素。尤其是在起飞全重2、3kg的小型无人机中,布线布局尤其显得重要。

如同一团乱麻的布线在非量产的小型无人机设计实现中极为常见。除了不美观这个显而易见的问题之外,还有如下实质性的问题:

1、一团乱麻的布线对于如更换电池、更换任务载荷、正常整机组装分解等日常使用维护操作造成了麻烦,增加了出现操作错误的概率,严重降低了无人机使用维护的可靠性及工作效率。同时也给故障分析排除增加了额外的麻烦。

2、不说一团乱麻,就说不合理的布局与布线,会增加无人机在特殊条件下的使用风险。例如飞机意外粗暴着陆可能导致机内设备互相碰撞从而导致较严重设备损失,或是对线路连接的可靠性造成不良影响。

3、更为严重的是,不合理的布线与布局,可能对飞控、舵机、电台、GPS等设备造成干扰,进而对飞行安全、效率、性能造成严重影响。

无人机虽小,但也五脏俱全。在很小的机体里面,需要容纳高电压强电流的动力线路、极弱信号高频线路(电台、GPS)、普通无屏蔽信号线路(舵机等),以及气压传输线路(空速计),从物理特性上来说,有粗线细线,有软线有硬线,由结实的也有易断的线路。所以,无人机的布线设计是一个需要认真和细心对待的问题。

并且,无人机尤其是小型无人机的布线与布局设计,是需要从总体设计一开始就要认真进行考虑的问题。如果在总体设计及实现完成之后才来考虑布线,那么各种线路的线槽、开孔、固定措施、防干扰隔离措施等都会对已有的飞机平台设计造成破坏。实现费力不说,还很难取得满意的效果,整不好还会破坏机体原有的气动性能或是结构强度。

再来说布局设计,布局的在总体设计中的重要性更甚于布线设计。毫无疑问,航电设备的布局设计是布线设计的源头,它包括了核心航电设备如飞控等对外接口的电气设计、物理位置规划等诸多方面。如果说是布局这个源头就做得很糟糕,那么后续的布线做得再好恐怕也于事无补。

除了航电设备以外的电池、电台、任务载荷、天线等的布局设计也是相当重要的方面。因为上述不仅仅直接关系到布线设计,更关系到了飞行平台的重心配置问题。如果飞机重心配置出现较大偏差后,迫不得已采用配重方式方式进行强行纠正,那毫无疑问是对气动设计的极大浪费和破坏(设计之初辛辛苦苦节省下了几十克重量,结果一坨毫无用处的配重铁块就抹杀了)。

所以,布线与布局设计是需要从总体设计之初就需要认真和细致加以考虑的问题,绝对不能等闲视之。

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