探讨了螺旋桨无人机动力系统的相关理论，并开发手机与电脑版程序解决相关问题。下载地址在文末。
上一篇文章我们讲了螺旋桨无人机动力系统相关的理论，这篇文章说说程序的设计。
数据来源
所有的数据都来自于APC官网的数据。由于APC螺旋桨高效率的优点（正品APC桨的效率非常高，接近0.9），以及APC在其官网公布了所有型号的理论性能数据文件，故下载所有其官网上的五百个左右性能数据文件，其文件已经存储为固定的格式。先在官网上下载索引文件PER2_TITLEDAT.txt，再用wget批量将所有的螺旋桨性能数据文件下载下来。一共五百来个文件，中间下载是否有连接错误导致文件没有下载完整我也不知道
。APC的桨型号很齐全，基本覆盖了航模级别常用的尺寸，从几英寸到26英寸的都有，如果在这些型号以外的型号那就没办法了。。。数据全部都是dat格式的，用std::ifstream读文件非常耗时。对于开发的安卓版本，肯定不会用External folder里面包含所有的数据，只能用Qt资源文件+QDataStream来读写（不支持std::ifstream)，这样速度更快，不过缺点在于如果数据变动、扩展会不太方便。在写完所有程序之后，我还把所有数据迁移到了一个sqlite数据库文件中，并加上索引，访问速度大大提升，不过目前是不想重构sqlite的版本了。
功能介绍
程序分为PC版和移动（安卓）版，主要以介绍PC版为主。PC版共有两个程序：DemoProp，用于计算无刷电机动力系统的工作状况并给出一定的建议；PropChart，用于计算电动和油动动力系统的工作状况并绘制图表。
筛选功能
程序可以对给定的工作状况下的符合要求（如拉力、效率等条件）的螺旋桨进行筛选。DemoProp的筛选界面如下图所示，可以输入电机、电源、减速组等相关信息。
PropChart的筛选界面如下图所示，这里运用的模型是给定转速或者给定输入功率，这样就既能够用于求解电动系统的工作状况，也适用于求解油动系统的工作状况。
分析功能
DemoProp能够对具体的电动系统选配提出指导意见，可以判断当前电机、电源、螺旋桨、减速组的组合究竟是轻载、超载还是正常载荷，如下图所示。
图表功能
PropChart能够绘制螺旋桨的拉力曲线、效率曲线等等，这里我用的是QCustomPlot进行绘制，如下图所示。
移动版
一直苦于在室外进行动力试验的时候，不方便将测量的数据与仿真数据进行校对、不知道动力系统应该怎么调整。感谢伟大的Qt的跨平台特性，让我能够将程序移植到安卓系统上（实际上移植到iOS上也可以，不过就是我没有苹果电脑与手机），极大地方便了在外场的实验。针对手机的一些特点，在功能上进行了一些改进，例如取消筛选功能，并增加绘制能量分析饼图的功能。手机版的交互体验应该比电脑版的好太多了。截图如下：
数据验证
静拉力实测数据验证
测试仿APC12X6E螺旋桨,飓风2820电机，$K_v=920$ ，内阻28mOhm，静拉力1.7千克力，电流47-48安，转速8300RPM。仿真结果为静拉力2.3千克力，转速8830RPM。考虑到APC官网的数据本来比实际值偏高（参考文献的风洞实验数据有验证），误差与使用偏高值以及没有使用正品APC螺旋桨有关。
应用于太阳能飞机动力系统的例子
某翼展为5米的太阳能无人机，没有储能装置，太阳能提供动力系统的所有能量。机翼上的电池片大约提供110瓦电能。实验测试测得电池片能够提供的电压大约不超过13V，电流不超过8A。最早使用KV值1000的电机驱动20英寸的自制螺旋桨，静拉力输出很难超过1千克力。换用340KV电机带20英寸以上的木桨，静拉力能够超过10千克力。经计算表明，电机KV值在200附近时驱动20$\sim$22英寸螺旋桨能够有更高效率，换用200KV螺旋桨，以及APC22X10E的螺旋桨，静拉力为1.35千克力。
存在的问题
- 筛选功能卡在IO上比较耗时间。当然，MSVC编译的程序能够明显快于MINGW编译的程序。解决方法有很多，只是我不想去重构了
- 电脑版的交互体验非常差
- 电脑版没有对UI进行多分辨率的调整