Специальные цены   новые товары
Система Orphus

Радиоуправляемые вертолеты. Покупать или строить?

Автор - Владимир Ковальчук

Вступление

Теперь, когда вы твердо решили завести себе модель вертолета, перед вами возникает естественный вопрос: "Покупать или строить модель?". Следует отметить, что такой вопрос наиболее часто возникает только у жителей стран СНГ. Познакомившись с прейскурантами цен на зарубежные модели, понимаешь, что твоя мечта обойдется для семейного бюджета не менее 900-1000$. Модель радиоуправляемого вертолета привлекает начинающих моделистов кажущейся возможностью выполнения полетов, чуть ли не во дворе. Однако, при этом не учитывается тот факт, что модель вертолета является самым сложным классом из всех авиамоделей, как по своей конструкции, так и технике пилотирования. Об этом свидетельствует и история: первые RC вертолеты появились на 40 лет позже первых RC самолетов. Если, вы делаете первые шаги в авиамоделизме, то вариант самостоятельной постройки вертолета - не для вас. Без знания аэродинамики, помощи опытных моделистов, наличия металлорежущих станков - вероятность успеха практически нулевая. Даже для тех, кто в авиамоделизме не новичок, практически невозможно найти готовых чертежей моделей вертолетов. Опытные моделисты вспомнят только один случай опубликования чертежей RC вертолета Хеликс (журнал "Моделист - конструктор" за 1984 год № 3-4). В 80 годы успешно создавали свои модели RC вертолетов В. Макеев, И. Цибизов, И. Муковозчик, В. Васильченко и др. Но информации об их моделях практически не сохранилась. Для разработки же самостоятельного проекта потребуется доскональное знание аэродинамики вертолета, инженерной методики расчета основных характеристик вертолета или многолетний труд по доведению модели. Для тех, кто интересуется этим вопросом, могу сообщить, автор в настоящее время готовит к изданию книгу по этой проблеме.

На западе авиамоделизм, в том числе и вертолетный, целая индустрия, начиная от фирм производителей моделей и аппаратуры и кончая широкой сетью частных клубов для обучения новичков. Такая же тенденция наблюдается и в странах СНГ. Все стараются заработать деньги. Самостоятельно разработанные конструкции радиоуправляемых вертолетов тиражируются и предлагаются всем желающим. Это хорошо известные вертолеты: харьковский Темро, николаевский Star 40 и т.п. Перечь марок и типов моделей RC вертолетов зарубежного производства куда более обширнее и может занять не одну страницу. Только в одной Германии, родоначальнице моделей этого класса, можно насчитать несколько десятков типов продаваемых RC вертолетов. Не отстают от Германии и США и Япония. Сделать правильный выбор модели в таком обилии информации совсем не простая задача. Поэтому рассмотрим более подробно основные отличия в существующих моделях вертолетов и в их эксплуатационных и летных качествах.

Классификация моделей вертолетов

В настоящее время все существующие модели радиоуправляемых вертолетов классифицируются по типам и объему цилиндров (мощности) двигателей, по способу управления тягой несущего винта, по конструкции фюзеляжа. По типам двигателей модели вертолетов можно разделить на следующие классы:

  • с двигателем внутреннего сгорания
  • с электродвигателями

В свою очередь, вертолеты с двигателями внутреннего сгорания подразделяются на модели с двухтактными и четырехтактными, калильными и бензиновыми двигателями. По объему цилиндра применяемых двигателей современные модели разделены на три основных класса: 30-ый, 40-ой и 60-ый. Объем цилиндра зарубежного двигателя измеряют в кубических дюймах умноженных на 100. Например, 30-ый двигатель имеет объем цилиндра 0,3 кубических дюймов. (Вспомним, 1 кубический дюйм равен 16,387 кубическим сантиметрам). К 30-му классу относят модели с двигателем объема от 32 до 36 или от 5,23 до 5,94 см 3. К 40-му - модели с двигателями объемом от 40 до 52 или от 6,47 до 8,6 см 3. К 60-му классу- модели с двигателями объемом выше 60 или 9,9 см 3. Рассмотрим эти классы подробнее. Для анализа достоинств и недостатков каждого класса в таблицах 1,2 и 3 приведены основные весо-энергетические характеристики наиболее известных в странах СНГ современных моделей вертолетов.

Таблица 1. Основные характеристики радиоуправляемых вертолетов 30-го класса

Наименование Диаметр винта, м Вес, кГ Мощность двигателя, кВт Энерго-вооруженность, Вт/кГ Удельная нагрузка, кГ/м 2
Mockito Basic 1,22 3,0 0,58 193,3 2,57
Kyosho Nexus 1,2 2,8 0,8 285,7 2,47
X-cell.30 1,238 2,99 0,8 267,5 2,48
Concept 32 VR 1,245 3,085 0,8 259,3 2,53
My Star30 1,24 2,7 0,8 296,3 2,23
Shuttle Challenge 1,24 2,6 0,8 265,7 2,41
Средние параметры 1,23 2,86 0,76 265,7 2,41

Таблица 2. Основные характеристики радиоуправляемых вертолетов 40-го класса

Наименование Диаметр винта, м Вес, кГ Мощность двигателя, кВт Энерго-вооруженность, Вт/кГ Удельная нагрузка, кГ/м 2
Mockito 1,2 5,3 0,9 257,1 3,09
Mockito Expert 1,2 3,3 1,1 333,3 2,919
Junior 50 1,18 3,5 1,1 314,2 3,2
Star 40 1,25 3,8 1,1 289,5 3,09
Mockito Conquest 1,35 3,8 1,2 315,8 2,65
Kyosho Concept 46 VR 1,245 3,1 1,2 387,1 2,54
My Star 46 1,35 3,15 1,2 380,9 2,2
Средние параметры 1,25 3,45 1,12 324,6 2,81

Таблица 3. Основные характеристики RC вертолетов 60-го класса

Наименование Диаметр винта, м Вес, кГ Мощность двигателя, кВт Энерго-вооруженность, Вт/кГ Удельная нагрузка, кГ/м 2
Tempo 1,516 4,5 1,63 362,2 2,49
My Star 60 1,5 4,5 1,63 362,2 2,55
Futura Nova 1,49 5,15 1,63 316,5 2,95
Millenium 60 1,51 5,15 1,63 316,5 2,87
Kyosho Caliber 60 1,52 4,5 1,63 362,2 2,48
Futura 1,49 5,0 1,63 326 2,86
Средние параметры 1,5 4,8 1,63 339,5 2,71

В таблицах приведены данные, взятые из рекламных проспектов. Последние две характеристики определялись расчетным путем. Энерговооруженность модели определяется как отношение мощности двигателя к весу модели. Удельная нагрузка равна отношению массы модели к площади ометаемой лопастями несущего винта. Эти характеристики определяют основные летные качества модели, как скороподъемность и маневренность.

30-ый класс вертолетов

Достоинства:

  1. Низкий расход топлива. Двигатели данного объема цилиндра расходуют значительно меньше топлива, чем двигателя объема 40 и 60. Например, для моделей такого класса, как правило устанавливают топливные бачки объемов не более 150-200 грамм. При частых полетах экономия на топливе будет хорошо заметна.
  2. Самая низкая стоимость модели. Из-за небольшого размера, широко применения пластмассы, для облегчения модели, упрошенной конструкции некоторых узлов производство такого вертолета стоит недорого. Минимальная цена этих вертолетов колеблется в пределах 300-550$, в зависимости от комплектации.

Недостатки:

  1. Ограниченный ресурс. У вертолетов этого класса на двигатель, радиооборудование и топливо приходится не менее 45% общего веса. Поэтому для обеспечения приемлемых летных качеств ( коэффициента перегрузки по тяге не менее 1,5 и скороподъемности не менее 6м/с) в конструкции модели широко применяется пластмасса, в том числе и в узлах подверженных большим динамическим нагрузкам. Практика показывает, что вертолеты имеющие минимальный вес, имеют и минимальный ресурс. Замена, например, пластмассовых втулок на подшипники, как правило, не вызывает больших затруднений и существо увеличивает ресурс вертолета.
  2. Невысокие летные качества. Как видно из таблицы №1, вертолеты этого класса имеют самую низкую энерговооруженность, которая достигает приемлемых значений, только при правильной регулировке двигателя и применении дополнительных мер по повышению его мощности. Поскольку начинающему пилоту трудно этого добиться, то вертолеты такого класса используются, как правило, для освоения пилотирования, выполнения висения и горизонтальных полетов.
  3. Недостаточная заметность модели в воздухе. У вертолета небольшого размера трудно контролировать ориентацию в воздухе. При выполнении висения на расстоянии 5-6 метров от вас маленький размер модели не вызывает затруднений в пилотирование. Однако, при выполнении горизонтальных полетов, когда быстро вращающейся винт практически неразличим, возникают проблемы в определении ориентации модели, особенно если модель отпускается далеко. Хорошо помогает, в этом случае, яркая раскраска модели.
  4. Высокая чувствительность к ветру. Из-за небольшого веса и низкой удельной нагрузки на винт, вертолеты этого класса очень чувствительны к ветру. При скоростях ветра более 10 м/с они практически не управляются.

40-ой класс вертолетов

На моделях данного класса, как правило, устанавливают двигатели объемом 45 (7,5 см 3) или даже 50 (8,2 см 3). Геометрические размеры таких моделей, как и всех других, определяет энерговооруженность двигателя. При этом, увеличение мощности двигателя, по сравнению с предыдущим классом более, чем на 45% приводит к увеличению размеров модели только на 10%, а веса - на 20%.

Достоинства:

  1. Умеренные затраты топлива. По сравнению с моделями предыдущего класса, расход топлива возрастает примерно в два раза. Но он значительно ниже расхода топлива моделей с более мощными двигателями.
  2. Умеренная стоимость модели. Применение более мощных двигателей, чем в предыдущем классе, увеличение геометрических размеров и веса приводит к увеличению стоимости модели. Однако среднее увеличение цены не превышает 150-300$.
  3. Хорошие летные и эксплутационные качества. Как видно из таблицы №2, вертолеты этого класса по энерговооруженности практически не уступают моделям класса 60. Коэффициент перегрузки по тяги у этих моделей не ниже 1,7, а скороподъемность - 8-9 м/с. Масса двигателя и радиоаппаратуры не превышает 35% от общего веса. Таким образом, по сравнению с предыдущим классом, на этих моделях конструкция имеет больший запас прочности и ресурс.
  4. Высокая энерговооруженность. Как отмечалось выше, вертолеты этого класса обладают высокой энерговооруженностью, что позволяет причислить эти модели к классу спортивных. На моделях это класса можно выполнять полеты любой сложности. Однако для начинающих моделистов такие вертолеты сложны в освоении из-за высокой скороподъемности и чувствительности управления.

Недостатки: модели данного класса, как и предыдущего, имеют недостаточную заметность на больших расстояниях и чувствительны к умеренному ветру.

60-ый класс вертолетов

Модели данного класса наиболее широко используются в спортивном моделизме, поскольку обладают самой высокой энерговооруженностью.

Достоинства:

  1. Большой размер. По сравнению с предыдущими классами, эти вертолеты хорошо различимы на достаточно большом расстоянии. Это облегчает пилотирование. Применение яркой раскраски и в этом случае не будет лишним.
  2. Высокие летные и эксплутационные качества. Как видно из таблицы №3, вертолеты данного класса имеют самую высокую энерговооруженность и обладают скороподъемностью 10-11 м/с, а коэффициентом перегрузки по тяге до 1,9. Порядка 70% массы радиоуправляемого вертолета данного класса отводится на несущую конструкцию. Это приводит к тому, что такие вертолеты имеют самую высокую степень прочности и максимальный ресурс.
  3. Устойчивость к ветру. Большая масса модели вертолета способствует повышению динамической устойчивости вертолета в ветреную погоду.

Недостатки:

  1. Высокая стоимость модели и запасных частей. Большие динамические нагрузки, возникающие на моделях данного класса, требуют повышенной прочности несущей конструкции и отдельных узлов вертолет. Это и сказывается на цене вертолета. Нижний предел цен на зарубежные вертолеты данного класса составляет порядка 1000-1200$.
  2. Повышенный расход топлива. На вертолетах данного класса устанавливают топливные баки объемом не менее 0,5 литра. При длительной эксплуатации вертолета увеличение затрат на топливо существенно больше, чем у моделей более низких классов.

Электрические вертолеты

Особенность электровертолета заключается в применении в качестве силового привода электрического двигателя постоянного тока. Питание электродвигателя осуществляется от бортовой аккумуляторной батареи. Основное преимущество электровертолетов заключается в том, что им не нужно топливо и дополнительное стартовое оборудование. Запуск электрической модели вертолета не вызывает больших сложностей. Достаточно включить аппаратуру радиоуправления и переместить ручку "газа" на передатчике. Кроме того, в полете электродвигатель не создает большого шума и выбросов дыма в атмосферу. Наиболее широко известны в странах СНГ электровертолеты фирмы "Kyosho", такие как "Concept SR-E" и "Hyperfly". Первый имеет диаметр винта около 0,9 метра, весит около 1,55 кГ и его можно отнести по весо-энергетическим параметрам и летным качествам к вертолетам 30-ого класса с двигателями внутреннего сгорания. Второй же, с винтом постоянного шага диаметром 0,7 метра, весом 0,73 кГ, по существу является интересной игрушкой.

При всей своей привлекательности, электровертолеты обладают двумя существенными недостатками, которые делают их практически непригодными для начинающих. Первый недостаток заключается в низкой энерговооруженности электродвигателя и в установки на борту тяжелы силовых аккумуляторов, что вызывает необходимость в существенном облегчении несущей конструкции радиоуправляемого вертолета для достижения приемлемых летных качеств. Облегченная конструкция электровертолетов не в состоянии выдержать грубые посадки, которые у новичка неизбежны. Вторая причина - ограниченное временя полета, обычно не более 5 минут, по истечению которого требуется зарядка бортовой аккумуляторной батареи.

Вертолеты с "бензиновым" двигателем

Бензиновые двигатели вновь обретают популярность в авиамоделизме. Основное преимущество этих двигателей - доступность и дешевизна топлива, а также простота обслуживания. Другим их достоинством является значительный вращающий момент при низкой частоте вращения. В состав топлива входит обычный автомобильный бензин с примесью масла в соотношении от 16:1 до 100:1. Объем цилиндра таких двигателей лежит в пределах от 23 см 3 до 240 см 3. Цены в пределах 350-2000$. Эти двигатели, переоборудованные любителями или специализированными фирмами, первоначально предназначались для бензиновых пил или газонокосилок. По этой причине, такие двигатели не приспособлены для длительной работы на пониженных оборотах и, как правило, без дополнительной балансировки сильно вибрируют. Тем не менее, бензиновый модели вертолетов удобны для начинающих. Регулировка карбюратора не вызывает особенных сложностей. А низкая, по сравнению с калильными двигателями, энерговооруженность и больший вес повышают динамическую устойчивость вертолета на режимах висения, особенно в ветреную погоду. Бензиновые двигатели устанавливают на вертолеты 60-го класса, который по существу является спортивным. Однако, в этом случае большой вес и невысокая энерговооруженность бензинового двигателя, осложняют выполнение высшего пилотажа. Кроме того, следует учитывать, что на бензиновых двигателях применятся искровое зажигание, вызывающее дополнительные радиопомехи. Поэтому при выборе типа радиоаппаратуры необходимо учитывать этот фактор.

Тип конструкции фюзеляжа

По типу конструкции фюзеляжа радиоуправляемые вертолеты делятся на два класса:

  • тренировочный, с открытым фюзеляжем ( в дословном переводе с английского языка - "кокон с балкой")
  • фюзеляжный, с механикой полностью скрытой в объемном фюзеляже модели

Основу конструкции фюзеляжа тренировочных моделей вертолетов составляет силовые элементы, к которым крепятся механизмы привода модели. Носовая часть такого вертолета, в которой размещается аппаратура управления, прикрывается легкой кабиной - обтекателем. К несущим элементам конструкции крепятся хвостовая балка и стоики шасси. Хвостовая балка часто представляет собой алюминиевую или пластмассовую трубку, на конце которой установлен хвостовой редуктор, передающий вращение на хвостовой винт.

Фюзеляжные радиоуправляемые вертолеты имеют, как правило объемный корпус из стеклопластика. Фюзеляж может являться частью силовой конструкции, к которой крепятся элементы механики и системы радиоуправления, либо прикрывает механику, взятую от модели открытого типа. К первому типу фюзеляжных моделей можно отнести одну из первых моделей Шлютера (Schluter) "Хью Кобра" и уже упоминавшийся ранее "Хеликс". Ко второму относятся современные модели, например, фирм "Robbe" и "Graupner".

Наибольшей популярности в мире пользуются модели открытого типа. Они дешевле, все элементы вертолета легко доступны для сборки, регулировки и ремонта. Единственный недостаток вертолетов этого типа - малая заметность модели на большом удалении от моделиста.

Фюзеляжные модели часто представляют собой масштабные копии полноразмерных вертолетов и дороже тренировочных моделей. Но они обладают лучшей видимостью на больших удалениях и лучшими аэродинамическими качествами из-за обтекаемости корпуса. При приобретении модели вертолета многие мечтают сразу иметь полную копию, например, МИ-24, с проблесковыми огнями, ракетами и т. п. Это достойная мечта, но такой проект лучше отложить до тех пор, пока вы не почувствуете себя опытным пилотом тренировочного вертолета.

Несущая механика

Несущая механика всех радиоуправляемых вертолетов включает в себя системы передачи крутящего момента на несущий и хвостовой винты, запуска и охлаждения двигателя, управления коллективным и циклическим шагом несущего винта.

Системы передачи крутящего момента от двигателя обязательно включают в себя центробежные муфты сцепления, одноступенчатые шестеренчатые, двухступенчатые шестеренчатые, или комбинированные с ременной передачей редукторы. Центробежная муфта сцепления предназначена для разрыва механической связи между двигателем и несущим винтом при снижении оборотов вращения ниже определенного значения (обычно - 4000-6000 оборотов в минуту). Без этого невозможен запуск двигателя внутреннего сгорания и его регулировка на холостом ходу. Кроме того для обеспечения режима авторотации на последней ступени редуктора устанавливают обгонную муфту, обеспечивающую свободное вращение несущего винта при остановке или выводе двигателя на холостой ход.

Основной редуктор предназначен для снижения оборотов и увеличения крутящего момента несущего винта. Коэффициент редукции обычно лежит в пределах от 8,6:1 до 11,4:1. Современные двигатели, применяемые на моделях вертолетов, развивают максимальную скорость от 18000 до 22000 оборотов в минуту. Оптимальное значение числа оборотов для винта обычно лежит в пределах 1200-1800 об. в мин. При превышении верхнего значения числа оборотов уменьшается коэффициент полезного действия винта из-за проявления эффекта сжимаемости воздуха. При оборотах винта ниже 1200 оборотов ухудшается управляемость и динамическая устойчивость вертолета. В практике расчета коэффициента редукции за основу принимают некоторые обороты винта в указанных выше пределах (например, 1600 оборотов в минуту на максимальной мощности двигателя). По характеристике двигателя знаем, что он развивает максимальную мощность на определенных оборотах, например 16000 оборотов в минуту. Коэффициент редукции тогда принимают равным отношению 16000:1600=10:1. Это расчет несколько упрощен, поскольку необходимо дополнительно согласовать коэффициент редукции, мощность двигателя и диаметр винта. Для принятого коэффициента редукции и характеристик двигателя существует оптимальный радиус винта. При радиусе винта больше оптимального, момент сопротивления вращения увеличивается и двигатель, при принятом коэффициенте редукции, уменьшает обороты и мощность ( двигатель имеет обычно перевернутую U-образную зависимость мощности от оборотов). Это приводит к уменьшению тяги винта. При радиусе винта меньше оптимального, двигатель разгоняется выше оптимальных оборотов и так же сбрасывает мощность, что тоже приводит к уменьшению тяги винта. Это иллюстрирует рисунок 1, на котором показана, так называемая, внешняя характеристика модельного двигателя, мощностью 1,63 кВт на оборотах 14000 об/мин., с редуктором 10:1 и к.п.д. привода около 0,8. На этот график наложены нагрузочные кривые трех винтов радиусом R1=0,84 метра, R2=0,78 метра и R3=0,66 метра. Точки пересечения этих кривых дают значение режима работы привода вертолета. С винтом радиусом R1 с двигателя будет сниматься мощность порядка 1 кВт при оборотах 1100, с винта радиусом R2 - порядка 1,35 кВт с оборотами 1400 и с винта радиусом R3 -1,2 кВт с оборотами 1600.

И как показывают расчеты и практика, при уменьшении снимаемой мощности с двигателя, уменьшается и тяга винта и ухудшаются летные характеристики модели. При максимально снимаемой мощности тяга винта получается так же максимальной. Теперь вам будет понятно, почему при установке на модель более быстроходного двигателя необходимо либо увеличивать коэффициент редукции либо уменьшать радиус несущего винта и наоборот, тихоходный двигатель требует меньшего коэффициента редукции. Из рисунка 1 так же становиться понятным, почему у вертолетов с более мощным двигателем увеличивается диаметр несущего винта. Эти факторы необходимо помнить при выборе двигателя для покупаемой модели вертолета.

Системы запуска двигателя

Система запуска двигателя модели зависит от способа расположения двигателя на радиоуправляемом вертолете, который, в свою очередь, зависит от конструкции основного редуктора. Обычно двигатель располагается либо вертикально, носком вверх или вниз, либо горизонтально носком назад. Встречаются конструкции моделей в которых двигатель располагается поперек модели. В большинстве моделей вертолетов двигатель устанавливается вертикально, носком вверх. В этих моделях применяют так называемую "конусную" систему запуска. В этой системе запуска удлиняют ведущий вал двигателя, который заканчивается специальным конусом или аналогичным устройством для сцепления со съемным электрическим стартером. При запуске двигателя стартер, либо непосредственно соединяют с конусом ведущего вала, либо через дополнительный удлинительный вал. Этот дополнительный вал для стартера применяют в тех случаях, когда конус вала двигателя расположен очень близко от головки несущего винта и просто нет места для стартера. Преимущество такой системы запуска заключается в ее удобстве. Вертолет стоит на земле или специальном столе, моделист одной рукой держит стартер, а другой придерживает лопасти несущего винта. При запуске обязательно надо придерживать лопасти винта с целью вашей безопасности, поскольку очень часто двигатель при пуске выходят на большие обороты и включает муфту сцепления с винтом. В этом случае никогда не отпускайте винт. Если все отрегулировано правильно, то двигатель очень скоро выйдет на устойчивый холостой ход. В ином случае надо либо ручкой передатчика выключить двигатель, либо рукой отсоединить от двигателя топливопровод. У конусной системы запуска есть два недостатка. Первый заключается в том, что стартер и его удлинительный вал при запуске располагается очень близко к головке несущего винта. Тем самым, при любом неосторожном движении можно повредить механические тяги головки винта. Второй недостаток заключается в необходимости удлинять ведущий вал двигателя, который вращается с очень большой скоростью (16000-22000 об/мин.). Любая неточность в сборке этого узла приводит к появлению высокочастотной вибрации всей конструкции модели. Обычно такая вибрация приводит к образованию пены в топливном бачке.

В другой популярной системе запуска применяют ремень. В этой системе отсутствует удлиненный ведущий вал двигателя. Для сцепления ремня с валом двигателя на ведущем барабане центробежного сцепления проточено специальное углубление. Эта система не может создавать дополнительную вибрацию, однако при обрыве ремня возникают сложности его замены, связанные с частичной разборкой системы привода. Другой недостаток этой системы заключается в том, что, если ремень не имеет систему крепления, то он может заклинить весь привод и остановить двигатель. Третий недостаток этой системы заключается в размещения стартера сбоку от вертолета, что часто приводит к необходимости наклона модели вертолета на время запуска двигателя. В этом случае моделисту обязательно нужен помощник, который бы удерживал несущий винт вертолета.

В конструкциях моделей, где двигатель располагается носиком в низ, запуск осуществляют из-под вертолета. Поэтому в этом случае для запуска двигателя также необходим помощник. На радиоуправляемых вертолетах с двигателем расположенным поперек конструкции особых проблем с запуск не возникают. Однако в этой системе редуктор имеет не менее двух ступеней конических шестерен, что снижает к.п.д привода и удорожает конструкцию.

Системы привода хвостового винта

Хвостовой винт модели вертолета вращается от двигателя через дополнительную ступень основного редуктора, дистанционный привод и хвостовой редуктор. Все существующие системы дистанционного привода очень надежны и не требуют дополнительного обслуживания при нормальной эксплуатации. Наиболее простой и дешевый является система дистанционного привода хвостового рота с помощью длинного зубчатого ремня, расположенного в хвостовой балке. За время эксплуатации вертолетов с такой системой моделисты не высказывали особых замечаний. Следует отметить, что в этой системе, как правило, хвостовой редуктор имеет очень простую конструкцию.

Успешно применяются системы, в которых роль дистанционного привода хвостового винта выполняет стальная проволока. Эта система очень проста и требует только дополнительной фиксации проволоки внутри хвостовой балки для уменьшения трения и вибрации.

Для повышения жесткости и прочности привода хвостового винта проволоку часто заменяют легкими алюминиевыми или стеклопластиковыми трубками. (Например, от стрелы спортивного лука). Для фиксации трубки внутри хвостовой балки применяют подшипники скольжения. Для уменьшения вибрации на концах трубки устанавливают карданные соединения. Эта система практически не создает дополнительной вибрации, но она самая дорогая. Такие системы обычно устанавливают на спортивных моделях класса 40 и 60.

Системы управления коллективным шагом

В первой статье мы уже обсуждали способы управления радиоуправляемым вертолетом в горизонтальной и вертикальной плоскости. Вспомним, что для вертикального управления вертолетом применяют системы с фиксированным и коллективным шагом. В системе фиксированного шага увеличение тяги несущего винта происходит исключительно только за счет изменения мощности ( соответственно и числа оборотов) двигателя. Такие системы применялись на первых моделях вертолетов, например, уже упоминавшихся здесь "Хью Кобра" и "Хеликс" и на микровертолетах с электроприводом. Основное преимущество системы с фиксированным шагом, это простота конструкции головки несущего винта и возможность применения простой 4-5-канальной радиоаппаратуры, практически без специальных функций. К недостаткам моделей с фиксированным шагом следует отнести сложность управления и невозможность выполнения всего комплекса высшего пилотажа.

В системах с коллективным шагом управление тягой несущего винта осуществляется согласованным управлением общего шага и мощностью двигателя. Радиоуправляемые вертолеты данной системы могут выполнять полет любой сложности, легко управляются, но требуют радиоаппаратуру со специальными функциями. В моделях данного класса управление оборотами двигателя и шагом лопастей несущего винта осуществляется одной ручкой. Обе эти функции на вертолете выполняют две раздельные рулевые машинки, подключенные к разным каналам приемника. Между величинами изменения шага и газа нет линейной зависимости. Например, начинающие моделисты для освоения висения и уменьшения риска повреждения модели используют следующие пропорции между величиной шага и мощностью двигателя:

Шаг лопасти 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0
Мощность двигателя Холостой ход 30-35% 60-65% 80-85 95-100% 100%

На первых моделях вертолетов необходимые пропорции достигались механическим способом, применением различных приспособлений на модели. В настоящее время эти пропорции можно устанавливать с помощью специальных функций на передатчике. Методику такой регулировки мы рассмотрим в следующей статье.

На современных моделях вертолетов для управления коллективным шагом применяются две системы:

  • В первой, управление коллективным шагом производится от отдельной рулевой машинки с помощью специальной тяги размещенной внутри или в специальной канавке вала несущего винта. При этом аппарат перекоса вертикально по валу не перемещается, а наклоняясь в нужную сторону двумя рулевыми машинками изменяет циклический шаг лопастей несущего винта. Такая система применяется практически на всех моделях Американского и Японского производства, например, на вертолетах Concept, Nexus, Ergo.
  • Во второй, аппарат перекоса перемещается по валу вверх-вниз изменяя коллективный шаг, а наклоняясь - управляет циклическим шагом. Эта система управления имеет несколько вариантов по способам совмещения работы рулевых машинок и количеству точек подвески аппарата перекоса. Такая система широко применяется на моделях немецкого производства.

Первая система по сравнению со второй, как правило, имеет более сложную конструкцию, однако позволяет использовать радиоаппаратуру с меньшим количеством функций смешивания (микширования). Во второй системе микширование работы рулевых машинок осуществляется либо электронным (в передатчике), либо механическим (на вертолете) способами. При электронном смешивании в управлении коллективным и циклическим шагом участвуют все три рулевые машинки. В этом случае аппарат перекоса имеет три точки подвески сдвинутые друг от друга либо на угол в 90 0, либо на угол в 120 0. В последнем случае нагрузка от аппарата перекоса равномерно распределяется между рулевыми машинками. Но в любом случае все три рулевых машинки должны иметь одинаковые характеристики. Незначительным недостатком электронного микширования является то, что рулевые машинки даже одинакового типа не всегда работают с одинаковой скоростью. Однако эта разница столь незначительна, что в практике любителя практически не заметна. Отсутствие же дополнительных механических рычагов и тяг повышает надежность системы управления, упрощает обслуживание и ремонт в случае аварии. Существуют и другие способы микширования, например полуэлектронный.

Резюме

Теперь, когда вы убедились, что модель радиоуправляемого вертолета - довольно сложная конструкция, для надежной и эффективной работы которой требуется гармоничное сочетание многих, порой противоречивых требований, можно ответить на главный вопрос данной статьи.

Если вы решили все-таки строить радиоуправляемый вертолет самостоятельно, еще раз трезво взвести свои возможности и навыки. Любой просчет в конструкции, небрежная работа, применение случайных материалов может привести для вас к печальным последствиям, и не только финансовым. Модель вертолета, с точки зрения безопасности, требует особого внимания. Никогда не проводите испытательные полеты, тем более самодельных конструкций, над головами многочисленной публики.

При покупке модели учитывайте следующие соображения:

  • Вам понадобься средства не только на модель, но и на двигатель, радиоаппаратуру, гироскоп, стартер, стартовый аккумулятор, измеритель шага, силовую панель, обязательно на компьютерный симулятор (тренажер) и другие принадлежности и инструменты.
  • Можно ли быстро приобрести для выбранного вами вертолета запасные части. Нет таких моделей вертолетов для которых через определенный момент не понадобится замена узлов и деталей.
  • Можно купить самую простую и дешевую модель и постепенно модернизировать ее. Можно сразу купить дорогую и высококлассную модель и наслаждаться ею долгое время. Решать вам. Но практика показывает, что покупка дешевых вещей обходиться в конечном итоге дороже.
  • Первая модель вертолета может быть любого класса, с калильным или бензиновым двигателем. Соответствующие изменения в регулировках позволяют сделать из любого вертолета послушную и устойчивую учебную модель.

В любом случае не рассчитывайте на быстрый успех. Вертолетный моделизм, в отличие от других видов авиамоделизма, требует целеустремленности и значительных затрат времени и финансов.

Обсудить на форуме