Моделисту о вертолете. Чертеж, описание

МОДЕЛИРОВАНИЕ
Бесплатная библиотека / Справочник / Моделирование

Моделисту о вертолете. Советы моделисту

Моделирование

Многократные попытки переделок свободнолетающих моделей вертолетов на радиоуправляемые, как это было с моделями самолетов и планеров, оказались безуспешными. Это объясняется тем, что модели вертолетов свободного полета, построенные по несимметричной или соосной схемам с вращающимися двигателями, не имеют того, что называется корпусом. Попросту говоря, у них нет ни носа, ни хвоста. Поэтому всякое движение для них, кроме "вверх" и "вниз", имеет направление вперед. А управление направлением движения модели вертолета без ориентированного в пространстве корпуса, как и управление скоростью движения, невозможно без автомата перекоса. Его же на свободно-летающих и так называемых таймерных вертолетах и нет.

Уточним, что радиоуправляемой называется такая модель вертолета, которая может совершить посадку на место взлета. Современная модель такого типа имеет почти те же органы управления, что и большой вертолет (хотя на отдельных моделях, как и на описываемой, нет привода на общий шаг). Почти все модели оснащены гироскопическими автоматами стабилизации (непосредственно связанными с несущим ротором), назначение которых - обеспечить постоянное положение плоскости вращения несущего ротора при резких внешних возмущениях.

Приводим краткое описание и чертежи одной из японских моделей ТМ-20. Не все технические задачи решены в ней наилучшим образом. Конструктору, желающему заняться освоением этой неизученной области технического творчества, следует подготовиться к преодолению значительных трудностей.

В отечественной литературе описаний радиоуправляемых моделей вертолетов и рекомендаций по их постройке пока нет. Дело это для наших моделистов новое, а быть пионером в новом направлении модельной техники почетно.

Радиоуправляемые модели вертолетов - новый класс в авиамодельном спорте. В правилах соревнований пока нет даже определения, что такое модель вертолета, не разработаны и четкие технические требования. Недостаток информации о таких моделях сдерживает развитие этого класса. Как результат, к сожалению, приходится констатировать большое отставание в нем наших спортсменов.

Моделисту о вертолете
Рис. 1

Моделисту о вертолете
Рис. 2

Рис. 3

Было немало попыток поднять в воздух радиоуправляемую модель вертолета, но преодолеть психологический барьер - боязнь разбить столь сложную технику - удалось только авиамоделистам Московского авиационного института Виталию Макееву и Игорю Цибизову, которые установили первый Всесоюзный рекорд продолжительности полета с посадкой на место взлета, равный 6 мин 20 с. В другом полете их модель пролетела 2700 м и совершила посадку на заранее намеченную площадку.

Освоение ими пилотирования модели обошлось без серьезных поломок. Поэтому возможность безаварийного освоения новой техники следует считать доказанной. Высказывается даже мнение, что научиться пилотировать модель вертолета сразу проще, чем переучиваться после пилотирования модели самолета. Но прежде чем приступать к постройке модели, необходимо познакомиться с особенностями схемы, конструкции и принципом попета вертолета. Начнем с терминологии, которая в дальнейшем облегчит наше взаимопонимание.

Вертолет - летательный аппарат тяжелее воздуха, способный неподвижно висеть, а также перемещаться в воздухе под любым углом к горизонту. Подъемная сила и тяга у него создаются одним или несколькими роторами, приводимыми во вращение мотором.

Однороторный вертолет (рис. 1) с одним (главным) несущим ротором и хвостовым винтом для компенсации реактивного момента. Хвостовой винт используется также для управления по курсу.

Соосный вертолет (К-26, рис. 2) с двумя роторами, расположенными на одной оси и вращающимися в противоположных направлениях.

Вертолет поперечной схемы (рис. 3) с двумя роторами, расположенными по сторонам фюзеляжа и вращающимися в противоположных направлениях.

Вертолет продольной схемы (рис. 4) с двумя роторами, расположенными по концам фюзеляжа и вращающимися в противоположных направлениях.

Моделисту о вертолете
Рис. 5. Автомат-перекос: 1 - вал ротора, 2 - тяга, 3 - оси автомата-перекоса, 4 - автомат-перекос, 5 - тяга поперечного управления, 6 - тяга продольного управления, 7 - рычаг управления общим шагом

Моделисту о вертолете
Рис. 6. Схема однороторного вертолета: 1 - тяга, 2 - вертикально поставленные тяги, 3 - горизонтально поставленные тяги, 4 - вес, 5 - лобовое сопротивление

Ротор (главный) - винт, служащий для создания подъемной силы.

Автомат-перекос (рис. 5) - механизм, служащий для циклического изменения угла установки (шага) лопастей ротора.

Втулка ротора - агрегат, служащий для соединения лопастей с ведущим валом.

Горизонтальный шарнир - часть втулки ротора, обеспечивающая возможность махового движения лопастей.

Осевой шарнир - часть втулки ротора, позволяющая изменять угол установки (шага) лопастей.

Конус ротора - поверхность, описываемая лопастями ротора.

Плоскость вращения ротора - плоскость, проходящая через втулку ротора перпендикулярно ее оси.

Угол взмаха - угол между осью лопастями и плоскостью вращения ротора.

Угол установки - угол между хордой профиля попасти и плоскостью вращения ротора.

Изменение общего шага - одновременное, одинаковое изменение углов установки всех лопастей всех роторов вертолета.

Висение - неподвижное положение вертолета в воздухе, когда его вертикальная и горизонтальная скорости относительно окружающего воздуха равны нулю.

Авторотация - режим работы ротора без подачи мощности от мотора. Ротор на режиме авторотации вращается под действием набегающего (снизу или сбоку) потока воздуха, создавая подъемную силу и тягу. Термин применяется к вертолету в цепом.

В авиамоделизме наибольшее распространение по конструктивным соображениям получили однороторные модели вертолетов.

О работе ротора нужно знать следующее.

Чем меньше число лопастей, тем больше его эффективность.

При висении и при вертикальном подъеме ротор вертолета работает подобно пропеллеру. При поступательном полете его ось вращения наклоняется вперед, и он работает на режиме новой обдувки. Когда лопасти вращаются, подъемная сила заставляет их подниматься, в то время как центробежная сила препятствует их чрезмерному закидыванию вверх, поэтому диск ротора приобретает коническую форму.

От формы лопасти теоретически зависят аэродинамические характеристики вертолета. Однако практика четных испытаний не выявила этого влияния настолько, чтобы можно было сделать какие-либо определенные выводы. Но улучшение поверхности лопасти дает значительное снижение необходимой для попета мощности двигателя. Отрицательная закрутка попасти на 8-10° дает увеличение тяги на 3-4%.

Скорость движения лопасти относительно воздуха неодинакова. Она меньше у оси вращения и больше у конца и, кроме того, меняется в зависимости от положения попасти по отношению к направлению полета.

Так, при вращении винта скорость попасти, движущейся вперед, слагается из скоростей ее вращения и поступательного движения вертолета. Для лопасти же, движущейся назад, скорость будет определяться разностью между скоростью поступательного движения всей машины и собственной скоростью вращения.

Из-за меньшей скорости у попасти, движущейся назад, будет меньше и подъемная сила или, вернее, была бы меньше, если бы в этом случае не увеличивался ее угол атаки для сохранения равновесия. Но слишком увеличивать этот угол тоже нельзя.

Предел максимальной скорости полета определяется величиной истинного угла атаки отстающей попасти. Увеличение числа оборотов ротора при соответственном уменьшении его диаметра приводит к ухудшению характеристики висения. Существенных улучшений можно достигнуть, применив профили с большим значением критических углов атаки, если это не приведет к значительному возрастанию сопротивления.

Моделисту о вертолете
Рис. 7. График необходимой мощности для горизонтального полета

Моделисту о вертолете
Рис. 8. Диаграмма безопасных высот для случая авторотирующей посадки

Близость земли и так называемая "земная подушка" значительно влияют на аэродинамические характеристики ротора. Но на расстоянии, равном диаметру ротора, этим влиянием уже можно пренебречь. Для висения вертолета без поступательной скорости необходима мощность на 30% большая, чем при горизонтальном полете на оптимальной скорости.

Такое же явление наблюдается при наборе высоты. Динамический потолок (с поступательной скоростью) всегда больше статического (на режиме висения). При остановке мотора вертолет становится автожиром. В этом случае ротор вращается без подвода мощности в результате действия аэродинамических сил. Последние обеспечивают необходимую тягу ротора и поддерживают его вращение. Но это превращение зависит от многих факторов. Основной из них - направление обдувки ротора воздушным потоком.

При моторном полете воздушный поток набегает на ротор вертолета сверху, на режиме авторотации - снизу. Для обеспечения авторотации необходима определенная скорость потока (прямого или косого), то есть вертолет должен перемещаться относительно него. Так, для безопасной авторотирующей посадки с режима висения аппарат должен иметь запас высоты не менее 150 м или при горизонтальном полете, поступательную скорость не менее 120 км/ч, в противном случае авария неизбежна.

Таковы краткие сведения о вертолете, которые необходимо знать авиамоделисту.

Рекомендуем интересные статьи раздела Моделирование:

▪ Модель двигателя Стирлинга

▪ Крыло под водой

▪ Кордовая пилотажно-тренировочная модель самолета

Смотрите другие статьи раздела Моделирование.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Искусственная кожа для эмуляции прикосновений 15.04.2024

В мире современных технологий, где удаленность становится все более обыденной, сохранение связи и чувства близости играют важную роль. Недавние разработки немецких ученых из Саарского университета в области искусственной кожи представляют новую эру в виртуальных взаимодействиях. Немецкие исследователи из Саарского университета разработали ультратонкие пленки, которые могут передавать ощущение прикосновения на расстоянии. Эта передовая технология предоставляет новые возможности для виртуального общения, особенно для тех, кто оказался вдали от своих близких. Ультратонкие пленки, разработанные исследователями, толщиной всего 50 микрометров, могут быть интегрированы в текстильные изделия и носиться как вторая кожа. Эти пленки действуют как датчики, распознающие тактильные сигналы от мамы или папы, и как исполнительные механизмы, передающие эти движения ребенку. Прикосновения родителей к ткани активируют датчики, которые реагируют на давление и деформируют ультратонкую пленку. Эта ...>>

Кошачий унитаз Petgugu Global 15.04.2024

Забота о домашних животных часто может быть вызовом, особенно когда речь заходит о поддержании чистоты в доме. Представлено новое интересное решение стартапа Petgugu Global, которое облегчит жизнь владельцам кошек и поможет им держать свой дом в идеальной чистоте и порядке. Стартап Petgugu Global представил уникальный кошачий унитаз, способный автоматически смывать фекалии, обеспечивая чистоту и свежесть в вашем доме. Это инновационное устройство оснащено различными умными датчиками, которые следят за активностью вашего питомца в туалете и активируются для автоматической очистки после его использования. Устройство подключается к канализационной системе и обеспечивает эффективное удаление отходов без необходимости вмешательства со стороны владельца. Кроме того, унитаз имеет большой объем смываемого хранилища, что делает его идеальным для домашних, где живут несколько кошек. Кошачий унитаз Petgugu разработан для использования с водорастворимыми наполнителями и предлагает ряд доп ...>>

Привлекательность заботливых мужчин 14.04.2024

Стереотип о том, что женщины предпочитают "плохих парней", долгое время был широко распространен. Однако, недавние исследования, проведенные британскими учеными из Университета Монаша, предлагают новый взгляд на этот вопрос. Они рассмотрели, как женщины реагируют на эмоциональную ответственность и готовность помогать другим у мужчин. Результаты исследования могут изменить наше представление о том, что делает мужчин привлекательными в глазах женщин. Исследование, проведенное учеными из Университета Монаша, приводит к новым выводам о привлекательности мужчин для женщин. В рамках эксперимента женщинам показывали фотографии мужчин с краткими историями о их поведении в различных ситуациях, включая их реакцию на столкновение с бездомным человеком. Некоторые из мужчин игнорировали бездомного, в то время как другие оказывали ему помощь, например, покупая еду. Исследование показало, что мужчины, проявляющие сочувствие и доброту, оказались более привлекательными для женщин по сравнению с т ...>>

Случайная новость из Архива

Эффективный тонкопленочный органический фотогальванический модуль Toshiba 17.08.2014

Компании Toshiba удалось создать тонкопленочный органический фотогальванический модуль (OPV), имеющий размеры 50х50 мм, и обладающий рекордной эффективностью 9,9%. Ячейка размерами 10х10 мм показывает эффективность на уровне 11,2%.

Специалисты Toshiba не первый год занимаются развитием этой технологии: в сентябре 2012 г. им удалось добиться показателя 7,7% для OPV размерами 50x50 мм и 9,2% - для отдельной ячейки.

По словам разработчиков, им удалось добиться увеличения эффективности благодаря улучшениям в полупроводниковом органическом материале p-типа, который в результате оказался более чувствительным к длинноволновой части спектра. Также была задействована новая структура элемента, которая получила название "перевернутой структуры".

Утверждается, что новое достижение позволит приблизить полномасштабную коммерциализацию тонкопленочных органических солнечных батарей - тонких, легких и недорогих по сравнению с существующими батареями из кремния.

Другие интересные новости:

▪ Пленочная защита для смартфонов

▪ Новый рекорд длительности термоядерного синтеза

▪ Toshiba покупает завод Sony за $835 млн.

▪ Ноутбук HP Chromebook 15

▪ Материал-изолятор, являющийся проводником на его гранях

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Биографии великих ученых. Подборка статей

▪ статья Терновый венец (венок). Крылатое выражение

▪ статья Кто изобрел скрипку? Подробный ответ

▪ статья Гватемальский индиго. Легенды, выращивание, способы применения