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

▪ Воздушно-гидравлическая ракета

▪ Ракета класса S3А

Смотрите другие статьи раздела Моделирование.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Рыжий ген и ускоренная эволюция 30.04.2026

Вопрос о том, как и насколько быстро меняется человеческий вид, давно занимает биологов и генетиков. Долгое время считалось, что эволюционные процессы происходят крайне медленно, однако новые данные заставляют пересматривать эти представления. Особенно интересные результаты связаны с изменением частоты редких генетических признаков, включая рыжий цвет волос. Рыжеволосость сегодня остается редкой чертой: ее носители составляют менее 2 процентов мирового населения. Однако анализ древней и современной ДНК показывает, что ген, связанный с этим признаком, за последние примерно 10 тысяч лет стал заметно более распространенным, особенно среди популяций Европы. Более того, вместе с ним исследователи фиксируют и другие изменения в генетическом профиле человека, затрагивающие внешность и физиологические особенности. Среди сопутствующих тенденций, выявленных в генетических данных, отмечается увеличение частоты светлой кожи, снижение вероятности мужского облысения, а также некоторые физиолог ...>>

Нейтринный лазер 30.04.2026

Нейтринный лазер - это гипотетическое устройство, способное управлять потоками одних из самых трудноуловимых частиц во Вселенной. Такая разработка открывает новые горизонты в изучении фундаментальных законов природы и может изменить представления о космосе. Идею нового типа излучателя представили физики из Massachusetts Institute of Technology, предложив лазер, который вместо света генерирует поток нейтрино. Эти частицы, почти не взаимодействующие с материей, настолько слабо проявляют себя, что их часто называют "частицами-призраками". Тем не менее они пронизывают все вокруг: по оценкам, триллионы нейтрино ежесекундно проходят через человеческое тело, не оставляя следа. Несмотря на их колоссальную распространенность во Вселенной, нейтрино остаются одними из наименее изученных частиц. Их крайне сложно регистрировать, а еще сложнее контролировать, поэтому традиционно их получают в крупных установках вроде ядерных реакторов или ускорителей частиц. Такие комплексы требуют огромных за ...>>

Мороженое не такое вредное, как принято считать 29.04.2026

В питании часто встречаются продукты, которые одновременно вызывают удовольствие и сомнения с точки зрения здоровья. К таким относится и мороженое: оно воспринимается как типичный десерт с высоким содержанием сахара и жиров, однако современные научные данные постепенно усложняют это привычное представление. Долгое время считалось, что мороженое не может быть частью рационального питания, однако исследования последних лет показывают более неоднозначную картину. Ученые подчеркивают, что влияние этого продукта на организм зависит не только от его сладости или калорийности, но и от состава, качества ингредиентов и общего образа жизни человека. Одни из наиболее масштабных данных были получены в рамках долгосрочных наблюдений в США, включавших проекты Nurses Health Study, Nurses Health Study II и Health Professionals Follow-Up Study. В этих исследованиях на протяжении 20-40 лет наблюдали примерно 190 тысяч взрослых участников, регулярно собирая данные об их питании, физической активнос ...>>

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:

▪ Оливковое масло как обезболивающее

▪ Однокристальный контроллер SM2320 для портативных внешних SSD

▪ Одежда с точкой доступа Wi-Fi, MP3-плеером и GPS-навигацией

▪ Пластырь из дуриана

▪ Вороны демонстрируют исключительные способности к планированию

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Справочные материалы. Подборка статей

▪ статья Крик Фрэнсис. Биография ученого

▪ статья Чего никогда не встретишь в казино? Подробный ответ

▪ статья Ирный корень. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Усилитель низкой частоты на микросхеме KIA6210. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья На страже покоя. Физический эксперимент

[an error occurred while processing this directive] Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026