Бесплатная техническая библиотека

Электровертолет. Советы моделисту

Справочник / Аппаратура радиоуправления

 Комментарии к статье

В последнее время в авиационном моделизме все шире используются электродвигатели. Это и понятно, их преимущество в сравнении с двигателями внутреннего сгорания очевидно: простота запуска, точность регулирования скорости вращения винта, отсутствие выхлопных газов, низкий уровень шума.

Сейчас уже создано несколько интересных моделей самолетов с электромоторами. Делаются первые попытки применить их и на моделях вертолетов.

Выбор двигателя и расчет тяги

Возможность создания электровертолета (рис. 1) прежде всего определяется удельной мощностью мотора. Из легких и доступных двигателей можно выделить серию электромоторов от пылесосов, которые при сравнительно малом весе развивают большую мощность. Самый маленький из них используется в электрощетке "Ветерок". Его вес всего 430 г, а мощность при кратковременном использовании может достигать 75 Вт, то есть около 0,1 л. с. Такие же характеристики и у популярного двигателя внутреннего сгорания МК-17, правда, при втрое меньшем весе.

Рис. 1. Чертеж модели электровертолета (нажмите для увеличения)

При испытании "Ветерка" с серийным авиамодельным винтом Ø 200 мм и шагом 100 мм (рис. 2) он развил тягу около 500 г, достаточную для полета летательного аппарата весом до 5 кг. Но для модели вертолета требуется большая энерговооруженность.

В соответствии с формулой Н. Е. Жуковского тяга несущего винта на режиме висения составляет:

T = (33,25*N_вDη₀)^2/3,

здесь: T - тяга, кг; Nв - мощность, л. с.; D - диаметр, м; η - относительный КПД несущего винта при работе на месте.

Величинаη₀для лучших авиамодельных несущих винтов достигает 0,65-0,7. На вращение рулевою винта, вентилятора и на потери в редукторе такжетратится мощность электродвигателя. Будем считать, что доля ее, передаваемая несущему винту, составит 0,07 л. с. Выбирая его диаметр равным 1,5 м, определяем тягу:

T= (33,25*0,07*1,5*0,65)^2/3= 1,73 кг.

Таким образом, для модели вертолета весом 1,5 кг запас тяги позволит проводить полет не на "максимуме" двигателя. Здесь надо учесть еще и то, что при горизонтальном полете потребная мощность меньше, чем на режиме висения. К тому же при взлете будет положительно сказываться эффект близости земли. Все это говорит о том, что электродвигатель не придется эксплуатировать на максимальных оборотах.

Выбор схемы модели

В настоящее время в авиации основная часть вертолетов выполнена по одновинтовой схеме с хвостовым винтом, получившей широкое распространение благодаря простоте управления. Учитывая, что создаваемая модель будет управляемой, лучше всего взять за основу именно такую схему. Возможный вариант чертежа представлен на рисунке 2.

Рис. 2. Силовой электродвигатель "Ветерок" (нажмите для увеличения)

Для простоты изготовления и балансировки несущий и хвостовой винты выполнены двухлопастными. При создании любого вертолета серьезное внимание следует уделять устойчивости. В проектируемой модели она обеспечивается с помощью стабилизирующих грузов, образующих своеобразный гироскоп. При работе ротора грузы, установленные на лопастях, стремятся сохранить плоскость вращения. При отклонении ее от заданного положения происходит циклическое изменение углов атаки лопастей, благодаря этому возникают аэродинамические силы, возвращающие ротор в прежнее положение. Меняя плоскость вращения грузов с помощью автомата перекоса, можно управлять полетом модели.

Главный редуктор и передача вращения на рулевой винт

Чтобы несущий винт развил тягу, подсчитанную ранее, необходимо правильно выбрать передаточное число редуктора. Точный расчет предполагает знание нагрузочной характеристики двигателя и аэродинамической несущего винта. Можно ограничиться и ориентировочным расчетом. Зная диаметр пиита, установленного при испытаниях на валу электродвигателя, и ротора, можно определить передаточное число редуктора по формуле:

i_р= (R_нв/R₀)^5/3,

гдеR_нв- радиус несущего винта; R₀- исходный радиус винта на валу электродвигателя; i_р- передаточное число редуктора;

ДляR_нв= 0,75 м;R₀= 0,1;i_р= 28,8.

Такое передаточное число можно посчитать, используя две-три ступени. Если выбирается двухступенчатый редуктор, то:

і₁= Z₁/Z₂; i₂= Z₃/Z₄,

где Z - число зубьев шестерен редуктора. ВзявZ₁= 10,Z₂= 100,Z₃= 17,Z₄= 93,получимi_р= 28,8. Если на практике не удастся подобрать шестерни с заданным числом зубьев и возникает отклонение на +/-10% от расчетного значения, это не приведет к существенному уменьшению тяги несущего винта.

Следует стремиться выполнить редуктор легким и в то же время достаточно прочным. Для уменьшения веса большие шестерни (Z₂= 100 иZ₄= 93) можно изготовить из дюралюминия или текстолита.

Трансмиссию (рис. 3) к рулевому винту проще всего сделать с помощью двух шкивов Ø 60-80 мм: ведущий устанавливается на промежуточной ступени редуктора, ведомый - на хвостовой балке. Связывает их лента из капроновой нити Ø 0,8-1 мм.

Рис. 3. Схема трансмиссии модели (нажмите для увеличения)

Управление моделью

При управлении моделью на первом этапе достаточно двух команд: изменения оборотов двигателя и управления по курсу. Первое делается достаточно просто - с помощью включенного в цепь питания реостата, например, от педали швейной машины.

Для управления по курсу необходимо менять шаг рулевого винта. Это можно выполнить с помощью миниатюрного электродвигателя, например, типа ДК-5-19 с редуктором. Последний - из таймера (автопуска для фотоаппарата).

После первых успешных полетов можно перейти к усложнению пилотажа. Для этого надо добавить, еще . две рулевые машинки для управления автоматом перекоса. С их помощью выполняется полет "вперед-назад", "влево-вправо".

После освоения модели вертолета предлагаются различные варианты состязаний, проводимых в зале, которые могут быть аналогичны соревнованиям настоящих вертолетов: полет по маршруту, посадка в заданную точку и др.

Рис. 4. Принципиальная электрическая схема модели: М1 - силовой электродвигатель, М2 - управляющий электродвигатель, ПУ - пульт управления

В заключение несколько слов о технике безопасности. Прежде всего необходимо тщательно выполнить все соединения токоведущих элементов как на модели, так и на пульте управления. Кроме того, на последнем обязательно установите предохранитель (рис. 4) на ток 1 А. Подключение к сети желательно через трансформатор. И наконец, при подготовке к запуску машины важно проверить надежность всей системы на земле. Для этого, привязав вертолет к основанию, необходимо прогнать электродвигатель на всех режимах, постепенно увеличивая обороты ротора. Выполнение этих элементарных требований обеспечит безопасность полета.

Автор: В. Слепков

 Рекомендуем интересные статьи раздела Моделирование:

▪ Робот Орион

▪ Бумажные самолетики

▪ Стратегическая ракета Р-5М

Смотрите другие статьи раздела Моделирование.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Случайная новость из Архива Миниатюрное зарядное устройство 30 Вт 21.04.2021 После начала использования нитрида галлия в зарядных устройствах на рынке появилось множество адаптеров мощностью до 120 Вт, которые помещаются в карман. Представленное на зарядное устройство AOHi Magcube 30W является самым маленьким адаптером такой мощности. Это зарядное устройство весит 42 грамма и имеет размеры 28 х 28 х 32 мм. По заявлению производителя, это зарядное устройстве примерно равно 5-ваттному блоку питания Apple. AOHi Magcube 30W оснащено разъемом USB-C, а также имеет встроенный светодиодный индикатор, который горит желтым, когда ваше устройство быстро заряжается, переключается на синий, когда оно заряжается со стандартной скоростью, и становится зеленым, когда идет непрерывная зарядка. Этот адаптер позволяет заряжать iPhone 12 при мощности 20 Вт, а также поддерживает различные протоколы зарядки, такие как Power Delivery 2.0 и 3.0, PPS, Apple 2.4, BC 1.2 и Quick Charge 2.0, 3.0. и 4.0+. Адаптер совместим с Nintendo Switch и даже имеет режим для зарядки небольших устройств, таких как наушники, умные часы и фитнес-трекеры. Цена устройства составляет 30 долларов.

Другие интересные новости:

▪ Однокристальная система Ambarella S3L

▪ Робот Solinftec для защиты посевов

▪ Очистка питьевой воды от лекарств

▪ Память HBM2E с пропускной способностью 460 ГБ/с

▪ Устройства для разработчиков Intrinsyc на SoC Snapdragon 820

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Цифровая техника. Подборка статей

▪ статья Судебная медицина и психиатрия. Шпаргалка

▪ статья Сколько лет икал рекордсмен по длительности икания, ведя при этом нормальную жизнь? Подробный ответ

▪ статья Обслуживание системы навозоудаления. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Простой мегафон с режимом сирены. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Стакан в воздухе. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026