Радиоуправляемый вертолет

редактировать
Электрический вертолет Trex 250, летающий перевернутый Электрический корпус Venom Air Corps Ocean Rescue Электрический Blade 400 3D с электрическим приводом Syma S107 с электрическим приводом Эта модель вертолета Heli-Max Ax Micro CX является примером микроразмерной коаксиальной модели. Обратите внимание на сравнение размеров с сотовым телефоном справа.

A радиоуправляемый вертолет (также RC вертолет) - это модель самолета, которая отличается от RC самолет из-за различий в конструкции, аэродинамике и летной подготовке. Существует несколько базовых конструкций вертолетов RC, некоторые из которых (например, с контролем общего шага ) более маневренны, чем другие. Более маневренные конструкции часто труднее летать, но они выигрывают от более высоких аэробатических возможностей.

Управление полетом позволяет пилотам управлять коллективом (или дроссельной заслонкой на фиксированном шаге). вертолетов), циклического управления (тангаж и крен ) и рулевой винт (рыскание ). Управление ими в унисон позволяет вертолету выполнять те же маневры, что и полноразмерные вертолеты, такие как зависание и полет назад, а также многие другие маневры, которые не могут выполнять полноразмерные вертолеты, например полет в обратном направлении (где управление общим шагом обеспечивает отрицательный шаг лопастей для удерживайте вертолет в перевернутом положении, и пилот должен изменить управление по тангажу / рысканью).

Управление вертолетом осуществляется с помощью небольших сервомоторов, широко известных как сервоприводы. Датчик твердотельного гироскопа обычно используется для управления хвостовым винтом (рыскание ) для противодействия движению хвоста, вызываемому ветром и реакцией крутящего момента. Большинство новых вертолетов имеют гиростабилизацию на двух других осях вращения (тангаж и крен ). Такой 3-осевой гироскоп обычно называют контроллером без флайбара, так называемым, потому что он устраняет необходимость в механическом флайбаре.

. Обычно это двухтактные двигатели, работающие на метаноле, но электрические бесщеточные. двигатели в сочетании с высокопроизводительными литий-полимерными батареями (LiPo) теперь более распространены и обеспечивают повышенную эффективность, производительность и срок службы по сравнению с щеточными двигателями, а снижение цен делает их доступными для любителей. Также используются бензиновые и реактивные газотурбинные двигатели.

Так же, как и у полноразмерных вертолетов, роторы моделей вертолетов вращаются с большой скоростью и могут вызвать серьезные травмы. Несколько человек погибло совсем недавно, в 2013 году.

Содержание
  • 1 Типы радиоуправляемых вертолетов
    • 1.1 Внутреннее сгорание (нитро, газ)
    • 1.2 Электрическое
    • 1.3 Коаксиальное
    • 1.4 Модель Multirotor вертолеты
    • 1.5 Классы размеров
  • 2 Радиооборудование
    • 2.1 Передатчик
    • 2.2 Расширенный спектр
    • 2.3 Средства управления
  • 3 Конструкция
  • 4 Конкуренция
  • 5 Коммерческое применение
  • 6 Безопасность
    • 6.1 Смертельные случаи
  • 7 Миниатюрные вертолеты
  • 8 См. Также
  • 9 Ссылки
Типы радиоуправляемых вертолетов

Обычными источниками питания вертолетов с дистанционным управлением являются раскаленное топливо (также называемое нитротопливом, нитрометан - метанол ), электрические батареи, бензиновые (бензиновые) и газотурбинные двигатели. В течение первых 40 лет вертолеты на тлеющем топливе были наиболее распространенным типом производимых самолетов. Однако за последние 10 лет вертолеты с электроприводом достигли точки, в которой мощность и время полета стали лучше, но обычно не так долго, как вертолеты на тлеющем топливе.

Существует два основных типа систем для управления основными роторами: механическое смешивание и (eCCPM). Наиболее ранние вертолеты использовали механическое перемешивание. Сегодня почти все радиоуправляемые вертолеты используют eCCPM.

Практические электрические вертолеты являются недавней разработкой, но они быстро развиваются и становятся все более распространенными, обогнав широко используемые вертолеты на тлеющем топливе. Турбинные вертолеты также становятся все более популярными, хотя их высокая стоимость делает их недоступными для большинства людей.

Внутреннее сгорание (нитро, газ)

Первые вертолеты RC были оснащены двигателями внутреннего сгорания (светящееся топливо или нитро, а также в качестве газа или бензина в качестве источника топлива). Первоначальные «классы» вертолета основывались на объеме двигателя. Например, вертолет с двигателем 0,30 куб. Дюймов (4,9 см) относился к классу 30, а вертолет с двигателем 0,90 куб. Дюймов (14,7 см) назывался вертолетом класса 90. Чем больше и мощнее двигатель, тем больше лопасть несущего винта, которую он может повернуть, и, следовательно, тем больше самолет в целом. Типичное время полета для нитровертолетов составляет 7–15 минут в зависимости от объема двигателя и настройки.

Электрический

Скоростной электрический вертолет TDR со скоростью 252 км / ч

Два небольших электрических вертолета появились в середине 1990-х годов. Это были Kalt Whisper и Kyosho EP Concept, летавшие на никель-кадмиевых батареях 7–8 × 1,2 Ач с щеточными двигателями. Однако щеточные двигатели размером 540 были на пределе потребляемого тока, часто 20–25 ампер на более мощных двигателях, поэтому проблемы с щетками и коммутаторами были обычным явлением.

Последние достижения в области аккумуляторных технологий делают электрические полеты более осуществимыми с точки зрения времени полета. Литий-полимерные (LiPo) аккумуляторы способны обеспечивать высокий ток, необходимый для высокоэффективных фигур высшего пилотажа, при этом оставаясь при этом очень легкими. Типичное время полета составляет 4–12 минут в зависимости от стиля полета и емкости аккумулятора.

В прошлом электрические вертолеты использовались в основном в помещениях из-за небольших размеров и отсутствия дыма. Большие электрические вертолеты, подходящие для полетов на открытом воздухе и для продвинутого высшего пилотажа, стали реальностью за последние несколько лет и стали очень популярными. Их бесшумность сделала их очень популярными для полетов вблизи жилых районов и в таких местах, как Германия, где действуют строгие ограничения по шуму. Вертолеты Nitro также были переведены на электрическую энергию с помощью коммерческих и самодельных комплектов.

Самая маленькая производимая модель вертолета с дистанционным управлением (Книга рекордов Гиннеса, 2014 г.) - это Silverlit Nano Falcon XS, продаваемый во многих магазинах игрушек (хотя это инфракрасное управление, а не радио), магазинах электроники и интернет-магазинах. около 30 долларов (28 фунтов). Следующим по величине является Nano Falcon, который ранее был рекордсменом среди радиоуправляемых вертолетов.

Несколько моделей претендуют на звание самого маленького непроизводственного вертолета с дистанционным управлением, включая семейство микровертолетов, семейство Proxflyer и летающего робота Micro.

Соосный

Модель вертолета с упрощенной системой соосных несущих винтов.

Недавняя инновация - это соосные электрические вертолеты. Простое управление направлением системы и отсутствие рыскания, вызванного крутящим моментом, в последние годы сделали ее хорошим кандидатом на небольшие модели для начинающих и / или использования в помещении. Модели этого типа, как и в случае полномасштабного вертолета, исключают крутящий момент и могут иметь чрезвычайно быструю реакцию управления, и то и другое очень четко выражено в модели CCPM. В большинстве более дешевых моделей нет автомата перекоса, вместо этого используется третий ротор на хвосте, чтобы обеспечить контроль по тангажу. Эти вертолеты не имеют контроля по крену и обладают ограниченной подвижностью.

Хотя соосная модель очень устойчива и может летать в помещении даже в тесноте, такой вертолет имеет ограниченную скорость движения вперед, особенно на открытом воздухе. Большинство моделей имеют фиксированный шаг, то есть общий шаг лопастей не может контролироваться, плюс циклическое управление применяется только к нижнему ротору. Компенсация даже легкого ветра заставляет модель набирать высоту, а не лететь вперед даже при полном применении циклического. Более совершенные соосные конструкции с двумя наклонными шайбами ​​и / или регулировкой шага (общие для натурных соосных вертолетов типа Камов ) были реализованы в виде моделей в отдельных проектах, но не увидели массы рынок по состоянию на 2014 год.

Модель вертолета Multirotor

Hexacopter.

В последнее время конструкции multirotor стали популярными как в радиоуправляемом хобби, так и в беспилотных летательных аппаратах (БПЛА) исследования. В этих машинах используется электронная система управления и электронные датчики для стабилизации самолета. Мультикоптеры, как правило, более доступны по цене, проще в сборке и эксплуатации, чем вертолеты RC. Это сделало мультироторный самолет привлекательной платформой для проектов любительских авиамоделей и аэрофотосъемки.

Классы размеров

Вертолеты Nitro RC подразделяются на следующие классы:

  • Размер 30: Двигатель 0,3 куб. Дюйма, Основные лопасти 550-600 мм
  • Размер 50: двигатель 0,5 куб. Дюйма, основные лопасти 600-620 мм
  • Размер 60: двигатель 0,6 куб. Дюйма
  • Размер 90: двигатель 0,9 куб. дюйм, основные лопасти 690-710 мм

Современные вертолеты RC обычно классифицируются по длине основных лопастей (за некоторыми исключениями). Общие классы:

  • Micro (основные лезвия менее 200 мм)
  • Mini (лезвия 240-420 мм) - классически называемые 300-450.
  • 500 (425-500 мм)
  • 600 (600 мм)
  • 700 (стандартный размер для соревнований)
  • 800
Радиооборудование

Передатчик

RC-вертолетам обычно требуется от 3 до 7 каналов для управления (хотя существуют и микровертолеты, использующие 2-канальную инфракрасную систему управления). В малых вертолетах фиксированного шага используется 4-канальная радиосвязь (дроссель, руль высоты, элерон, руль направления ); в то время как для моделей с общим шагом требуется минимум 5 каналов (дроссель, общий шаг, руль высоты, элерон и руль направления ). 6-й канал часто используется для усиления гироскопа. 7-й канал обычно используется для управления двигателем в моделях, работающих на топливе. Благодаря нормальному взаимодействию различных механизмов управления, усовершенствованные радиостанции включают регулируемые функции микширования, такие как дроссельная заслонка / коллективное управление и дроссельная заслонка / руль направления. Цены на радио варьируются от 50 до 3000 долларов США.

Ранние системы радиоуправления использовали амплитудную модуляцию (AM) для передачи своих сигналов. В конце 70-х годов частотная модуляция (FM) стала более распространенным явлением.

Расширенный спектр

Spektrum DX6i 6-канальная компьютеризированная авиационная радиостанция с расширенным спектром, которая может использоваться как для вертолетов, так и для моделей с неподвижным крылом.

Начиная с системы передатчика для парковки Spektrum DX6 в 2006 году RC-полет начал отклоняться от различных более низких частот, которые подвергались помехам и были менее надежными, чем новые протоколы с расширенным спектром. Такие системы, как Spektrum и JR, используют DSM2 и более поздние версии, метод DSMX с расширенным спектром прямой последовательности (DSSS), где они передают по паре фиксированных каналов, выбранных, когда радио и приемник включены. Любые последующие системы будут избегать использования этих каналов и продолжат поиск другой неиспользуемой пары каналов.

Такие системы, как расширенный спектр со скачкообразной перестройкой частоты (FHSS), используемые Futaba, используют скачкообразную перестройку частоты в диапазоне 2,4 ГГц вместо различных частот в нижних диапазонах МГц.. Преимущество заключается в том, что радиостанции больше не используют фиксированную частоту во время полета, что снижает риск помех на этой фиксированной частоте.

. С помощью любого метода множество радиостанций могут передавать одновременно, не мешая друг другу. Системы Futaba изменяют частоту примерно каждые две миллисекунды, поэтому даже если два передатчика используют один и тот же канал, они не будут делать это надолго. Пилот не заметит какого-либо аномального поведения модели за 1/500 секунды, в которую он вмешивается. Это дает преимущество включения передатчика без учета каналов, используемых в настоящее время радиостанциями других пилотов.

Одним из недостатков 2,4 ГГц является то, что при установке необходимо соблюдать меры предосторожности, поскольку некоторые материалы, такие как углеродное волокно, могут маскировать сигнал. В некоторых случаях необходимо использовать спутниковые приемники с вторичными антеннами для обеспечения лучшей прямой видимости с передатчиком . Еще один недостаток заключается в том, что стандарт 2,4 ГГц еще предстоит развить, чтобы приемники и передатчики можно было смешивать независимо от их производителя.

Средства управления

Чтобы научиться управлять радиоуправляемым вертолетом с общим шагом, нужно время и практика. Многие моделисты присоединяются к клубу, чтобы получать инструкции от опытных пилотов RC или следовать интерактивным инструкциям.

RC Helicopters обычно имеют как минимум четыре элемента управления: крен - циклический шаг, руль высоты (вперед-назад циклический шаг), руль направления (рыскание) и шаг / дроссельная заслонка (общий шаг / мощность). Для простого полета радио обычно конфигурируется таким образом, что шаг составляет около -1 градуса при 0% стике газа и где-то около 10 градусов при 100% стике газа. Также необходимо регулировать дроссельную заслонку вместе с шагом, чтобы модель поддерживала постоянную скорость ротора. Это полезно для стабильных и плавных летных характеристик.

Если требуется пилотажное «3D» исполнение, то используется режим полета с автоматическим управлением газом или холостым ходом. В этом режиме общий шаг колеблется от отрицательного предела при нажатии ручки газа 0% до положительного предела при 100% рычаге газа. С другой стороны, дроссельная заслонка регулируется автоматически для поддержания постоянной скорости ротора и обычно находится на самом низком значении, когда ручка дроссельной заслонки отцентрирована, а шаг равен 0. Этот режим позволяет ротору создавать тягу вверх (с помощью отрицательного pitch), который при перевернутом положении модели обеспечивает продолжительный перевернутый полет. Обычно для этого типа полета используется более продвинутое компьютерное радио, которое позволяет настраивать сочетание газа и коллектива.

Циклическое управление и управление рысканием по определению не различаются в этих двух режимах, хотя 3D-пилоты могут настраивать свои модели, чтобы они были более отзывчивыми.

Конструкция
Радиоуправляемая модель вертолета Bell 222 с пилотом.

Конструкция, как правило, из пластика, стеклопластика, алюминия или углеродного волокна. Лопасти ротора обычно изготавливаются из дерева, стекловолокна или углеродного волокна. Модели обычно приобретаются в виде комплектов у одного из примерно десятка популярных производителей, и на их полную сборку уходит от 5 до 20 часов.

Эти модели вертолетов содержат много движущихся частей, аналогичных тем, что есть на полноразмерных вертолетах, от автомата перекоса до ротора и всего, что между ними.

Конструкция вертолетов должна быть более точной, чем у авиамоделей с неподвижным крылом, потому что вертолеты восприимчивы даже к малейшим вибрациям, которые могут вызвать проблемы во время полета.

Кроме того, небольшие размеры и малый вес вертолетов с дистанционным управлением и их компонентов означают, что управляющие входы, особенно циклические (тангаж и крен), могут иметь очень быструю реакцию и вызывать скорость вращения намного выше, чем у эквивалентный ввод может производиться на полноразмерном самолете. Такая быстрая реакция может сделать модель излишне сложной для полета. По этой причине большинство моделей вертолетов имеют либо флайбар, либо электронное стабилизирующее оборудование.

Для уменьшения механической сложности и повышения точности управления наклонной шайбой некоторые модели вертолетов используют микширование циклического / общего шага.

Соревнования

Пилотажный вертолет. исторически следовало правилам Международной авиационной федерации, которые для вертолетов имеют маркировку F3C. Они включают в себя заранее установленную программу парения и высшего пилотажа.

Продвинутая форма полета на радиоуправляемом вертолете называется 3D. Во время трехмерного полета вертолеты выполняют продвинутый высший пилотаж, иногда вольным стилем или заранее определенным набором движений, разработанным организаторами соревнований. По всему миру проводится ряд соревнований по 3D, два из которых наиболее известны: 3D Masters в Великобритании и чемпионат eXtreme Flight Championship (XFC) в США.

В 2008 году Fédération Aéronautique Internationale представила класс F3N в качестве предварительного класса для международных соревнований по 3D, а в 2010 году на пленарном заседании CIAM F3N получила официальное разрешение на проведение соревнований, вступающих в силу 1 января. 2011.

Правила F3N разработаны, чтобы обеспечить единый стандарт судейства во всем мире и дать странам возможность выставить Команду на чемпионат мира, проводимый каждые два года. F3N проводится так же, как 3D Masters и 3DX, с тремя типами раундов, состоящими из Set Maneuvers, Freestyle Flight и Flight to Music.

Коммерческие приложения

В то время как некоторые компании используют радиоуправляемые мультикоптеры для малой высоты аэрофотосъемки, видеосъемки, поддержания правопорядка, а также дистанционного наблюдения или инспекции, радиоуправляемые вертолеты обычно не используются. в коммерческих целях. Заметным исключением является опрыскивание сельскохозяйственных культур с помощью больших вертолетов RC, таких как Yamaha R-MAX.

US Федеральное управление гражданской авиации с 2006 года, в соответствии с которым все коммерческие модели RC и беспилотные летательные аппараты Полеты (БПЛА) были модернизированы, чтобы требовать формальной сертификации FAA, прежде чем им будет разрешено летать на любой высоте в Соединенных Штатах. Все коммерческие владельцы должны зарегистрироваться в FAA, а также пройти тест на знания. Некоммерческие операторы должны регистрироваться только в том случае, если модели, на которых они летают, весят более 0,55 фунта (250 г).

Безопасность

Вертолеты «модели» могут быть опасными. Меры безопасности, надлежащее обслуживание и понимание механики и летных характеристик моделей необходимы для предотвращения несчастных случаев. Специалисты по моделированию, которые летают на санкционированных участках, должны соблюдать правила безопасности, установленные национальными организациями по моделированию самолетов. В Соединенных Штатах Академия модельной авиации (AMA) публикует и обновляет правила безопасности для всех операций с моделями самолетов, включая модели с неподвижным и вращающимся крылом. В 2014 году несколько организаций, заинтересованных в беспилотных авиационных системах, в партнерстве с Федеральным управлением гражданской авиации запустили новую образовательную кампанию по пропаганде безопасного и ответственного полета и предоставлению рекомендаций для любителей и коммерческих пользователей.

Смерти

В июле 2013 года 41-летний швейцарец был найден мертвым в Мауэнзее рядом с его моделью вертолета. У него были «серьезные травмы головы и руки».

Инцидент в сентябре 2013 года в Нью-Йорке высветил возможные опасности дистанционно управляемых моделей вертолетов, когда 19-летний энтузиаст, который был очень опытен в управлении вертолетами с дистанционным управлением, умер после того, как лезвие одного из вертолетов попало ему в голову.

Миниатюрные вертолеты

Миниатюрные вертолеты - это вертолеты с дистанционным управлением, масса которых колеблется от нескольких граммов до сто грамм. Большинство производимых игрушек предназначены для любителей и энтузиастов. Кроме того, многие компании делают прототипы для военных и охранных приложений. Миниатюрные вертолеты - это популярные демонстрации новейших технологий в миниатюризации.

. Примерами таких миниатюрных моделей являются E-Flite Blade CX и CX2 и Picoo Z, популярная потребительская модель. Наряду с Proxflyer, прототип и основа для многих серийных моделей. Последний пример - это единичный прототип и демонстрационный образец технологии, который был разработан Seiko Epson и продемонстрирован на Международной выставке роботов в Токио - это летательный аппарат Seiko Epson Micro. робот.

См. также
Ссылки
На Викискладе есть средства массовой информации, связанные с радиоуправляемыми моделями вертолетов.
Последняя правка сделана 2021-06-03 05:58:47
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте