Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Электрический Trex 250 Micro Heli, летающий в перевернутом виде
Электрический корпус Venom Air Corps Ocean Rescue
Электроэнергетический Align T-rex 450SE
Электроэнергетический E-flite Blade 400 3D
Syma S107 с электроприводом
Эта модель вертолета Heli-Max Axe Micro CX является примером коаксиальной модели микроразмеров . Обратите внимание на сравнение размеров с сотовым телефоном справа.

Радиоуправляемый вертолет (также RC вертолет ) является моделью самолета , которая отличается от самолета RC из - за различиями 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 модели зачастую труднее летать, но они выигрывают от более высоких пилотажных возможностей. [1]

Управление полетом позволяет пилотам управлять общим (или газом на вертолетах с фиксированным шагом), циклическими средствами управления ( тангаж и крен ) и рулевым винтом ( рыскание ). [2] 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 выполняться полноразмерными вертолетами, например, полет в обратном направлении (где управление общим шагом дает отрицательные шаг лопастей для удержания вертолета в перевернутом положении, а управление по тангажу / рысканью должно быть отменено пилотом). [3]

Управление вертолетом осуществляется с помощью небольших серводвигателей , широко известных как сервоприводы. Твердотельный гироскоп датчик обычно используется на хвостовой ротор ( рыскания ) управления для счетчика ветро- и крутящего момента реакции-индуцированного движения хвоста. [4] Большинство новых вертолетов имеют гиростабилизацию на двух других осях вращения ( тангаж и крен ). Такой 3-осевой гироскоп обычно называют контроллером без флайбара , потому что он устраняет необходимость в механическом флайбаре . [5]

Обычно двигатели представляли собой двухтактные двигатели, работающие на метаноле, но электрические бесщеточные двигатели в сочетании с высокопроизводительной литий-полимерной батареей (LiPo) теперь более распространены и обеспечивают повышенную эффективность, производительность и срок службы по сравнению с щеточными двигателями, при этом уменьшаясь. цены делают их доступными для любителей. Также используются бензиновые и реактивные газотурбинные двигатели. [6]

Роторы моделей вертолетов, как и полноразмерные вертолеты, вращаются с большой скоростью и могут вызвать серьезные травмы. Несколько человек погибли совсем недавно, в 2013 году.

Типы радиоуправляемых вертолетов [ править ]

Обычными источниками питания вертолетов с дистанционным управлением являются раскаленное топливо (также называемое нитротопливом, нитрометан - метанол ), электрические батареи, бензин (бензин) 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, как правило, не так долго, как вертолеты на тлеющем топливе.

Существует два основных типа систем для управления основными роторами: механическое перемешивание и электронное циклическое / общее микширование (eCCPM). В более ранних вертолетах использовалось механическое перемешивание. Сегодня почти все радиоуправляемые вертолеты используют eCCPM. [7]

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

Внутреннее сгорание (нитро, газ) [ править ]

Первые вертолеты RC были оснащены двигателями внутреннего сгорания ( горючее или нитро , а также газ или бензин в качестве источника топлива). Первоначальные «классы» вертолета основывались на объеме двигателя. Например, вертолет с двигателем 0,30 куб. Дюймов (4,9 см 3 ) относился к классу 30, а вертолет с двигателем объемом 0,90 куб. Дюймов (14,7 см 3 ) назывался вертолетом класса 90 . Чем больше и мощнее двигатель, тем больше лопасти несущего винта, которые 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 [ править ]

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 доступными с точки зрения времени полета. Литий-полимерные (LiPo) батареи способны обеспечивать высокий ток, необходимый для высоких показателей 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 продвинутого высшего пилотажа, стали реальностью за последние несколько лет и стали очень популярными. Их бесшумность сделала их очень популярными для полетов рядом с жилыми районами и в таких местах, как Германия, где существуют строгие ограничения по шуму. Вертолеты Nitro также были преобразованы в электрическую энергию с помощью коммерческих и самодельных комплектов.

Самая маленькая производимая модель вертолета с дистанционным управлением (Книга рекордов Гиннеса 2014) - это Silverlit Nano Falcon XS, продаваемый во многих магазинах игрушек (хотя это инфракрасное управление, а не радио), магазинах электроники и интернет-магазинах по цене около 30 долларов (28 фунтов стерлингов). . 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 Pixelito, семейство Proxflyer и летающий робот Micro .

Коаксиальный [ править ]

Лама V3 модели вертолет, с упрощенным коаксиальной системой ротора.

Недавнее нововведение - это вертолеты соосной схемы с электроприводом. 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 ярко 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 имеют ограниченную мобильность.

В то время как 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, т. Е. 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 режима . Более продвинутые соосные конструкции с двумя наклонными шайбами и / или регулировкой шага (общие для полноразмерных соосных вертолетов, таких как Kamovs ) были реализованы как модели в отдельных проектах, но не увидели массового рынка по состоянию на 2014 год .

Мультикоптерные модели вертолетов [ править ]

Гексакоптер. [8]

В последнее время конструкции мультикоптеров стали популярными как в радиоуправляемых моделях , так и в исследованиях беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Эти автомобили используют электронную систему управления и электронные датчики для стабилизации самолета. Мультикоптеры обычно более доступны по цене, проще в сборке и эксплуатации, чем вертолеты с дистанционным управлением. Это сделало мультикоптер привлекательной платформой для проектов любительских авиамоделей и аэрофотосъемки. [9] [10]

Классы размеров [ править ]

Вертолеты Nitro RC делятся 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. Дюйма, основные лопасти 690-710 мм

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

  • Микро (до основных лезвий 200 мм)
  • Mini (лезвия 240-420 мм) - классически называют 300-450.
  • 500 (425-500 мм)
  • 600 (600 мм)
  • 700 (стандартный размер соревнований)
  • 800

Радиооборудование [ править ]

Передатчик [ править ]

Вертолетам RC обычно требуется от 3 до 7 каналов для управления (хотя существуют и микровертолеты, которые используют 2-канальную инфракрасную систему управления). В малых вертолетах фиксированного шага используется 4-х канальное радио ( газ , руль высоты , элероны , руль направления ); в то время как для моделей с общим шагом требуется минимум 5 каналов ( газ , общий шаг , руль высоты , элероны и руль направления).). 6-й канал часто используется для усиления гироскопа. 7-й канал обычно используется для управления двигателем в моделях, работающих на топливе. Из-за нормального взаимодействия различных механизмов управления усовершенствованные радиостанции включают регулируемые функции микширования, такие как дроссельная заслонка / коллективное управление и газ / руль направления. [11] Цены на радио варьируются от 50 до 3 000 долларов США.

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

Спектр распространения [ править ]

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

Начиная с системы передатчика для парковок Spektrum DX6 в 2006 году, RC Flight начал отходить от различных более низких частот, которые были подвержены помехам и были менее надежными, чем новые протоколы с расширенным спектром. Такие системы, как Spektrum и JR, используют DSM2 и более поздние версии, метод расширения спектра прямой последовательности DSMX (DSSS), где они передают по паре фиксированных каналов, выбранных, когда радио и приемник включены. Любые последующие системы будут избегать использования этих каналов и продолжать 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 возникновения 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 определенные материалы, такие как углеродное волокно, могут замаскировать сигнал. В некоторых случаях, спутниковые приемники с вторичными антеннами должны быть использованы для поддержания лучшей линии прямой видимости с передатчиком радио. Еще один недостаток заключается в том, что стандарт 2,4 ГГц еще предстоит развить, чтобы приемники и передатчики можно было использовать одновременно, независимо от их производителя.

Элементы управления [ править ]

Чтобы научиться управлять радиоуправляемым вертолетом с коллективным шагом, нужно время и практика. Многие моделисты вступают в клубы, чтобы получать инструкции от опытных RC-пилотов или следовать инструкциям онлайн. [12]

RC Helicopters обычно имеют по крайней мере четыре элемента управления: крен - циклический шаг, руль высоты (вперед-назад циклический шаг), руль направления (рыскание) и шаг / дроссель (общий шаг / мощность). [3] Для простого полета радио обычно конфигурируется так, что шаг составляет около -1 градуса при 0% рычаге газа и где-то около 10 градусов при 100% рычаге газа. Также необходимо регулировать дроссельную заслонку вместе с шагом, чтобы модель поддерживала постоянную скорость вращения ротора. Это полезно для стабильных и плавных летных характеристик.

Если требуется высший пилотаж «3D», то используется режим полета с автоматическим дросселированием 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 (используя отрицательное значение). 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 настроить свои модели так, чтобы они были более отзывчивыми.

Строительство [ править ]

Радиоуправляемая модель вертолета Bell 222 с пилотом.

Конструкция обычно изготавливается из пластика, армированного стекловолокном, алюминия или углеродного волокна. Лопасти ротора обычно изготавливаются из дерева, стекловолокна или углеродного волокна. Модели обычно приобретаются в виде комплектов у одного из примерно дюжины 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 чувствительны 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 входные сигналы, особенно циклические (тангаж и крен), могут иметь очень быструю реакцию и вызывать скорость вращения намного выше, чем эквивалентный входной сигнал может иметь полноразмерный самолет. Такая быстрая реакция может сделать модель излишне сложной для полета. По этой причине большинство моделей вертолетов имеют либо флайбар, либо электронное стабилизирующее оборудование.

Чтобы уменьшить механическую сложность и повысить точность управления тарелкой автомата перекоса, некоторые модели вертолетов используют микширование циклического / общего шага .

Конкурс [ править ]

Пилотажные вертолеты исторически следовали правилам Международной авиационной федерации , которые для вертолетов имеют маркировку F3C. К ним относятся заранее установленная программа парения и высшего пилотажа.

Усовершенствованная форма полета на радиоуправляемом вертолете называется 3D. Во время трехмерного полета вертолеты выполняют 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 - это 3D Masters в Великобритании и чемпионат по полетам eXtreme Flight (XFC) в США.

В 2008 году Международная авиационная федерация 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 участие в соревнованиях с 1 января 2011 года.

Правила F3N разработаны, чтобы обеспечить единый стандарт судейства во всем мире и дать странам возможность выставить команду на чемпионат мира, который проводится 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 [ править ]

В то время как некоторые компании используют радиоуправляемые мультикоптеры для аэрофотосъемки на малых высотах , видеосъемки, охраны правопорядка, а также дистанционного наблюдения или инспекции, радиоуправляемые вертолеты обычно не используются в коммерческих целях. Заметным исключением является опрыскивание сельскохозяйственных культур большими вертолетами RC, такими как Yamaha R-MAX .

США Федеральное управление гражданской авиации правил с 2006 заземляющие все коммерческие модели RC и беспилотный летательный аппарат (БЛА) полеты были модернизированы требовать официальную сертификацию FAA , прежде чем будет разрешено летать на любой высоте в Соединенных Штатах. [13] 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).

Методы контроля [ править ]

Дистанционное управление:

В большинстве вертолетов с дистанционным управлением используется портативное дистанционное устройство с антенной, которая передает сигналы на ИК-приемник вертолета. Пульт дистанционного управления обычно представляет собой 3-5-канальный вертолет с дистанционным управлением и может обеспечивать способы перемещения в воздухе в зависимости от количества каналов, которые поставляются с пультом дистанционного управления. Есть 2 разных стика. Слева - джойстик для изменения высоты. Иногда палка может оставаться там, где ее поместит палец, или ее нужно держать, так как под ней находится пружина, заставляющая ее возвращаться в нейтральное положение после отпускания пальцем. Правый джойстик предназначен для перемещения вертолета в воздухе в разные стороны. На контроллере также есть настройка триммера, которая помогает удерживать вертолет в одном направлении.В основном низкосортные вертолеты RC будут включать зарядный кабель внутри пульта дистанционного управления с зеленым светом, указывающим, что батарея заряжена.

Управление телефоном и планшетом:

Благодаря влиянию устройств с сенсорным экраном, в основном телефонов и планшетов, многими RC вертолетами можно управлять с любого устройства Apple или Android. В магазине операционной системы есть приложение, специально предназначенное для этого конкретного вертолета RC. Элементы управления почти идентичны элементам управления на физически используемом пульте дистанционного управления при использовании виртуального пульта дистанционного управления. Устройство не входит в комплект вертолета, но в коробке есть радиочип, который можно вставить в разъем для гарнитуры любого смартфона или планшета.

Безопасность [ править ]

«Модельные» вертолеты могут быть опасными. Меры предосторожности, надлежащее обслуживание и понимание механики и летных характеристик моделей необходимы для предотвращения несчастных случаев. [14] Моделисты, 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. [15] В 2014 году несколько организаций, интересующихся беспилотными авиационными системами, в партнерстве с Федеральным управлением гражданской авиации.запустила новую образовательную кампанию по продвижению безопасных и ответственных полетов и предоставлению рекомендаций для любителей и коммерческих пользователей. [16]

Смерти [ править ]

В июле 2013 года 41-летний швейцарец был найден мертвым в Маузее возле своей модели вертолета. У него были «тяжелые травмы головы и руки». [17]

Инцидент в Нью-Йорке в сентябре 2013 года высветил возможные опасности моделей вертолетов с дистанционным управлением, когда 19-летний энтузиаст, который имел большой опыт в управлении вертолетами с дистанционным управлением, скончался после того, как лезвие одного из его вертолетов попало ему в голову. [18]

Миниатюрные вертолеты [ править ]

Миниатюрные вертолеты - это вертолеты с дистанционным управлением и массой от нескольких граммов до ста граммов. Большинство производимых игрушек предназначены для любителей и энтузиастов. Кроме того, многие компании делают прототипы для военных и охранных приложений. Миниатюрные вертолеты - популярные демонстрации новейших технологий миниатюризации . [19]

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 уникальный прототип и демонстрационный образец технологии, разработанный Seiko Epson и продемонстрированный на Международной выставке роботов в Токио - летающий робот Seiko Epson Micro .

См. Также [ править ]

  • IRCHA

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Электрические вертолеты" . Проверено 28 октября 2014 года .
  2. ^ "Управление радиоуправлением R / C" . Проверено 28 октября 2014 года .
  3. ^ a b «Управление вертолетом на радиоуправлении» . Проверено 28 октября 2014 года .
  4. ^ "Понимание RC Heli Gyros" . Проверено 28 октября 2014 года .
  5. ^ "Контроллер без флайбара" . Проверено 28 октября 2014 года .
  6. ^ "Руководство для покупателей" . Уличные модели среднего / продвинутого уровня . RCMods. Архивировано из оригинала 9 июля 2013 года . Проверено 29 мая 2013 года .
  7. ^ Iszech, Павел (20 января 2010). "RC Helicopters Archieven" . DroneVinder (на голландском) . Проверено 2 января 2017 года .
  8. ^ "ALMA, снятый гексакоптером" . Объявление ESO . Проверено 6 сентября 2013 года .
  9. ^ «Практическое руководство: квадрокоптер на базе Arduino - Make» . 13 января 2010 г.
  10. ^ "FrontPage - UAVP-NG - Мультикоптер нового поколения с открытым исходным кодом" .
  11. ^ «Разница между контроллерами 3,4 и 7 каналов» . Проверено 23 января 2015 года .
  12. ^ "На вертолетах RC трудно летать?" . Проверено 28 октября 2014 года .
  13. ^ «Предупреждение: FAA заявляет, что воздушное пространство США закрыто для ВСЕЙ рекламы» . Фотография для недвижимости. 2012-01-24 . Проверено 5 декабря 2013 .
  14. ^ C.Hatch (2013-10-13). «Меры предосторожности при использовании игрушек с дистанционным управлением» . WhizToy. Архивировано из оригинала на 2013-11-09 . Проверено 7 декабря 2013 .
  15. ^ "Национальные правила безопасности для модельных летательных аппаратов Академии аэронавтики" (PDF) . Академия модельного воздухоплавания . Проверено 27 октября 2014 года .
  16. ^ "Узнай, прежде чем летать" . 2014 . Проверено 23 декабря 2014 .
  17. ^ Эверетт Balmores (2013-07-11). «Трагические новости из Швейцарии с модельным вертолетом» . RC Heli Resource . Проверено 5 декабря 2013 .
  18. Дж. Дэвид Гудман (5 сентября 2013 г.). «Модель вертолета с дистанционным управлением смертельно поражает оператора» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 5 декабря 2013 .
  19. ^ «Epson Corporate: Newsroom» . Epson.co.jp . Проверено 5 декабря 2013 .