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:

▪ Учебная кордовая авиамодель

▪ Новый рецепт горючего

▪ Метательные планеры

Смотрите другие статьи раздела Моделирование.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Открыты нейронные механизмы кашля и чихания 02.10.2024

Хронический кашель представляет собой сложное и трудноизлечимое состояние, которое требует эффективных терапевтических подходов. На сегодняшний день наибольшую популярность имеют опиаты, такие как кодеин, но их побочные эффекты, включая риск привыкания, ограничивают возможность их использования. В таких случаях, особенно при тяжелых аллергических реакциях или вирусных инфекциях, кашель может достигать такой силы, что пациенты теряют сознание. Это подчеркивает необходимость поиска более безопасных и эффективных методов лечения. Недавнее исследование группы ученых из Сент-Луиса внесло ясность в нейронные механизмы, ответственные за кашель и чихание. Исследование показало, что существуют специфические группы нервных клеток, отвечающие за эти рефлексы. Нейроны, регулирующие чихание, располагаются в носовых ходах, в то время как нейроны, ответственные за кашель, находятся в трахее. Каждая из этих групп нейронов имеет свою механику активации и отправляет сигналы в ствол мозга, где инициир ...>>

Живопись точной физики 02.10.2024

Известная картина Винсента Ван Гога "Звездная ночь" продолжает вдохновлять ученых и искусствоведов благодаря своим уникальным особенностям. Новый детальный анализ этого произведения искусства показал, что в нем можно увидеть поразительное сходство с "скрытой турбулентностью" в атмосфере Земли. Это открытие подчеркивает глубину понимания природных процессов, которое обладал культовый художник. Недавние исследования подтверждают, что "Звездная ночь" гораздо более интересна, чем кажется на первый взгляд. Турбулентное небо на картине, полное закрученных вихрей и ярких звезд, демонстрирует удивительные аналогии с невидимыми процессами динамики жидкостей, происходящими в реальной атмосфере. Ученые, проанализировав мазки и цветовые переходы на картине, обнаружили поразительное соответствие между художественными элементами и физическими явлениями. Соавтор исследования Юнсян Хуан, специалист в области гидродинамики и океанографии из Университета Сямэня в Китае, отметил: "Картина раскрывае ...>>

Зубная нить способна предотвратить проблемы с сердцем 01.10.2024

Здоровье полости рта играет важную роль не только в общем состоянии организма, но и в профилактике серьезных заболеваний. Последние исследования подтверждают связь между состоянием десен и сердечно-сосудистыми заболеваниями. В частности, пародонтит, распространенная инфекция десен, может оказаться более опасным, чем мы думали ранее. Исследование, проведенное учеными из Университета Хиросимы, обнаружило интересную связь между пародонтитом и фибрилляцией предсердий, что подчеркивает необходимость тщательной гигиены полости рта. Пародонтит - это воспалительное заболевание десен, которое может привести к их разрушению и даже потере зубов. Он характеризуется длительным воспалением, что, как показали исследования, может способствовать развитию других заболеваний, включая сердечно-сосудистые. Фибрилляция предсердий, или нерегулярное сердцебиение, является одним из таких состояний, и исследование показало, что воспалительные процессы, связанные с пародонтитом, могут играть в этом значительн ...>>

Случайная новость из Архива Контейнерное судно с системой автопилотирования 09.05.2017 Норвежская фирма Yara, один из крупнейших в мире поставщиков минеральных удобрений, и технологическая компания Kongsberg объявили о планах по созданию первого в мире автопилотируемого контейнерного судна с нулевым выбросом вредных веществ в атмосферу. Предполагается, что контейнеровоз под названием Yara Birkeland будет оборудован полностью электрической силовой установкой. Это передовое судно позволит частично разгрузить традиционные автомобильные магистрали за счет отказа от грузовых перевозок, что положительно отразится на дорожной обстановке и даст возможность поднять качество воздуха вдоль трасс. В рамках нового проекта Kongsberg будет отвечать за все ключевые технологии. Это электрическая силовая установка, блок аккумуляторных батарей высокой емкости и системы управления. Кроме того, специалистам Kongsberg предстоит оборудовать судно массивом необходимых сенсоров, а также средствами удаленного мониторинга и контроля. Эксплуатацию Yara Birkeland планируется начать уже во второй половине следующего года. Правда, на этом этапе на борту судна будет находиться команда, отвечающая за управление и навигацию. С 2019 года участники проекта рассчитывают перевести контейнеровоз на дистанционное управление через диспетчерский центр. Полностью автономные рейсы судно, как ожидается, начнет совершать с 2020-х годов.

Другие интересные новости:

▪ Смартфоны Samsung Galaxy S6 и Galaxy S6 Edge

▪ Радиофицированные футболисты

▪ Биополимеры против нефтепродуктов

▪ Бионическая поджелудочная железа

▪ Ученые считают, что глобальное потепление стало необратимым

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Аудио и видеонаблюдение. Подборка статей

▪ статья Круглый стол. Крылатое выражение

▪ статья Какие известные авторы, помимо Конан Дойла, написали свои произведения о Шерлоке Холмсе? Подробный ответ

▪ статья Работа с бензогорелочным комплектом. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Сенсорный сигнализатор. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Рисунок, дорисовывающий сам себя. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2024