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:

▪ Импеллер

▪ Воздушно-гидравлическая ракета

▪ Гребные винты из пенопласта

Смотрите другие статьи раздела Моделирование.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Новый рекорд скорости для электромобилей 26.10.2014 Австралийские студенты, входящие в группу Sunswift, установили рекорд средней скорости электромобиля на дистанции 500 км. Достижение официально зафиксировано Международной автомобильной ассоциацией (Federation Internationale de l'Automobile). Учащиеся австралийского Университета нового южного Уэльса (University of New South Wales, UNSW) разработали электрокар под названием eVe, который смог на одной зарядке батареи преодолеть 500 км, развивая среднюю скорость 107 км/ч. Прежний рекорд, зафиксированный еще 26 лет назад, равен 73 км/ч. Sunswift eVe имеет на крыше солнечные панели, которые питают аккумуляторы дополнительной энергией. Во время фиксации рекорда эти панели были отключены. Благодаря использованию солнечных элементов запас хода eVe на электрической тяге может достигать 800 км. Полная зарядка батарей, общий вес которых равен 60 кг, от бытовой электросети длится около 8 часов. На скорости 100 км/ч потребление энергии составляет всего 20 кВтч. Для сравнения, Tesla Model S расходует 67 кВтч на скорости 89 км/ч. Создатели Sunswift eVe надеются сделать разработанный электромобиль коммерческим продуктом в 2015 г. До этого времени разработчики обещают доработать машину, в том числе снизить время зарядки, повысить запас хода, а также улучшить интерьер автомобиля, сделав его традиционным. Между тем, стало известно о разработке первого в Италии электрического суперкара. Проектированием новинки занимается местная фирма Tecnicar, которая изготавливает небольшие мотоциклы и туристические паровозики на электротяге. Спортивный автомобиль получит название Lavinia и силовую установку мощностью около 800 л.с. Она обеспечит машине максимальную скорость в 300 км/ч и разгон с 0 до 100 км/ч за 3,5 с. Предполагается, что электросуперкар сможет преодолевать без подзарядки расстояние в 290 км.

Другие интересные новости:

▪ Управление молниями с помощью лазера

▪ Нейронная эффективность как характеристика уровня интеллекта

▪ Новый Large Can DirectFET MOSFET IRF6718

▪ Устранение причины возгорания аккумуляторов

▪ Интернет ухудшает жизнь и докторов, и пациентов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Регуляторы тембра, громкости. Подборка статей

▪ статья Эрнст Фейхтерслебен. Знаменитые афоризмы

▪ статья Какое преступление совершили Берк и Хей? Подробный ответ

▪ статья Квиллайя настоящая. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Параболические антенны для СТВ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Электрические коммутационные устройства вместо электронных систем. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025