Електровертоліт. Креслення, опис

МОДЕЛЮВАННЯ
Безкоштовна бібліотека / Довідник / моделювання

Електровертоліт. Поради моделісту

моделювання

Останнім часом в авіаційному моделі все ширше використовуються електродвигуни. Це і зрозуміло, що їх перевага в порівнянні з двигунами внутрішнього згоряння очевидна: простота запуску, точність регулювання швидкості обертання гвинта, відсутність вихлопних газів, низький рівень шуму.

Нині вже створено кілька цікавих моделей літаків із електромоторами. Робляться перші спроби застосувати їх і моделі вертольотів.

Вибір двигуна та розрахунок тяги

Можливість створення електровертольота (рис. 1) насамперед визначається питомою потужністю двигуна. З легких і доступних двигунів можна виділити серію електромоторів від пилососів, які при порівняно малій вазі розвивають велику потужність. Найменший із них використовується в електрощітці "Вітерець". Його вага всього 430 г, а потужність при короткочасному використанні може сягати 75 Вт, тобто близько 0,1 л. с. Такі ж характеристики і у популярного двигуна внутрішнього згоряння МК-17, щоправда, при втричі меншій вазі.

Рис. 1. Креслення моделі електровертольота (натисніть для збільшення)

При випробуванні "Вітерка" з серійним авіамодельним гвинтом Ø 200 мм та кроком 100 мм (рис. 2) він розвинув тягу близько 500 г, достатню для польоту літального апарату вагою до 5 кг. Але для моделі вертольота потрібна велика енергоозброєність.

Відповідно до формули Н. Є. Жуковського потяг несучого гвинта на режимі висіння складає:

T = (33,25 * N_вDη₀)^2/3,

тут: T – тяга, кг; Nв – потужність, л. с.; D – діаметр, м; η - відносний ККД несучого гвинта під час роботи дома.

Величинаη₀для найкращих авіамодельних несучих гвинтів сягає 0,65-0,7. На обертання кермового гвинта, вентилятора і на втрати в редукторі також витрачається потужність електродвигуна. Вважатимемо, що частка її, що передається несучому гвинту, складе 0,07 л. с. Вибираючи його діаметр рівним 1,5 м, визначаємо тягу:

T = (33,25 * 0,07 * 1,5 * 0,65)^2/3= 1,73 кг.

Таким чином, для моделі вертольота вагою 1,5 кг запас тяги дозволить проводити політ не на "максимумі" двигуна. Тут треба врахувати ще й те, що при горизонтальному польоті потрібна потужність менша, ніж на режимі висіння. До того ж при зльоті позитивно позначатиметься ефект близькості землі. Все це говорить про те, що електродвигун не доведеться експлуатувати на максимальних обертах.

Вибір схеми моделі

В даний час в авіації основна частина вертольотів виконана за одногвинтовою схемою з хвостовим гвинтом, що набула широкого поширення завдяки простоті управління. Враховуючи, що створювана модель буде керованою, краще взяти за основу саме таку схему. Можливий варіант креслення представлений малюнку 2.

Мал. 2. Силовий електродвигун "Вітерець" (натисніть для збільшення)

Для простоти виготовлення та балансування несучої та хвостової гвинти виконані дволопатевими. При створенні будь-якого гелікоптера серйозну увагу слід приділяти стійкості. У проектованій моделі вона забезпечується за допомогою вантажів, що стабілізують, утворюють своєрідний гіроскоп. Під час роботи ротора вантажі, встановлені на лопатях, прагнуть зберегти площину обертання. При відхиленні її від заданого положення відбувається циклічна зміна кутів атаки лопатей, завдяки цьому виникають аеродинамічні сили, що повертають ротор у колишнє положення. Змінюючи площину обертання вантажів за допомогою автомата перекосу, можна керувати польотом моделі.

Головний редуктор та передача обертання на кермовий гвинт

Щоб гвинт, що несе, розвинув тягу, підраховану раніше, необхідно правильно вибрати передавальне число редуктора. Точний розрахунок передбачає знання навантажувальної характеристики двигуна та аеродинамічного несучого гвинта. Можна обмежитись і орієнтовним розрахунком. Знаючи діаметр пита, встановленого при випробуваннях на валу електродвигуна, і ротора, можна визначити передатне число редуктора за формулою:

i_р= (R_нв/R₀)^5/3,

деR_нв- радіус несучого гвинта; R₀- Вихідний радіус гвинта на валу електродвигуна; i_р- Передатне число редуктора;

ДляR_нв= 0,75 м;₀= 0,1;_р= 28,8.

Таке передатне число можна порахувати, використовуючи два-три ступені. Якщо вибирається двоступінчастий редуктор, то:

і₁= Z₁/Z₂; NS₂= Z₃/Z₄,

де Z – число зубів шестерень редуктора. ВзявшиZ₁= 10,Z₂= 100,Z₃= 17,Z₄= 93,отримаємо_р= 28,8. Якщо на практиці не вдасться підібрати шестірні із заданим числом зубів і виникає відхилення на +/-10% від розрахункового значення, це не призведе до суттєвого зменшення тяги гвинта, що несе.

Слід прагнути виконати редуктор легким та водночас досить міцним. Для зменшення ваги великі шестерні (Z₂= 100 і Z₄= 93) можна виготовити з дюралюмінію або текстоліту.

Трансмісію (рис. 3) до рульового гвинта найпростіше зробити за допомогою двох шківів Ø 60-80 мм: ведучий встановлюється на проміжному щаблі редуктора, ведений - на хвостовій балці. Зв'язує їхня стрічка з капронової нитки Ø 0,8-1 мм.

Рис. 3. Схема трансмісії моделі (натисніть , щоб збільшити)

Управління моделлю

При управлінні моделлю першому етапі досить двох команд: зміни оборотів двигуна і управління з курсу. Перше робиться досить просто – за допомогою включеного в ланцюг живлення реостату, наприклад, від педалі швейної машини.

Для керування курсом необхідно змінювати крок рульового гвинта. Це можна виконати за допомогою мініатюрного електродвигуна, наприклад типу ДК-5-19 з редуктором. Останній – з таймера (автопуску для фотоапарата).

Після перших успішних польотів можна перейти до ускладнення пілотажу. Для цього треба додати ще . дві кермові машинки для керування автоматом перекосу. З їх допомогою виконується політ "вперед-назад", "вліво-вправо".

Після освоєння моделі вертольота пропонуються різні варіанти змагань, що проводяться в залі, які можуть бути аналогічні до змагань справжніх вертольотів: політ за маршрутом, посадка в задану точку та ін.

Електровертоліт
Мал. 4. Принципова електрична схема моделі: М1 – силовий електродвигун, М2 – керуючий електродвигун, ПУ – пульт управління

На закінчення кілька слів про техніку безпеки. Насамперед необхідно ретельно виконати всі з'єднання струмопровідних елементів як на моделі, так і на пульті керування. Крім того, на останньому обов'язково встановіть запобіжник (рис. 4) на струм 1 А. Підключення до мережі бажано через трансформатор. І нарешті, під час підготовки до запуску машини важливо перевірити надійність всієї системи землі. Для цього, прив'язавши гелікоптер до основи, необхідно прогнати електродвигун на всіх режимах, поступово збільшуючи оберти ротора. Виконання цих елементарних вимог забезпечить безпеку польоту.

Автор: В. Слєпков

Рекомендуємо цікаві статті розділу моделювання:

▪ Стартовий буксирувальний пристрій

▪ Шліфувальний стіл

▪ Три секрети щогли

Дивіться інші статті розділу моделювання.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву

Garmin babyCam - автомобільна камера для моніторингу дітей 21.10.2015

Цікаву новинку анонсувала компанія Garmin: пристрій під назвою babyCam є компактною автомобільною камерою, призначеною для моніторингу дітей на задньому сидінні.

Гаджет закріплюється на ніжці підголівника переднього або заднього крісла (залежно від того, як посаджена дитина) і транслює відеоряд бездротового зв'язку на екран сумісного GPS-навігатора Garmin (продається окремо). Це позбавляє автомобіліста необхідності повертатися для того, щоб подивитися, чим зайняте його чадо. Відповідно, водій рідше відволікається від дороги, що підвищує безпеку руху.

babyCam передає відео з роздільною здатністю 640 х 480 пікселів зі швидкістю 30 кадрів в секунду. Функція «нічного зору» забезпечує якісну картинку в темну пору доби або в умовах поганого освітлення.

Камера може отримувати живлення від бортової мережі через кабель з USB-коннектором або від двох елементів АА. У другому випадку економити заряд допомагає функції автоматичного увімкнення/вимкнення при активації водієм режиму моніторингу дитини або перемикання на навігацію. В автомобілі можна встановити до чотирьох камер babyCam для перегляду зображення з різних ракурсів або в різних зонах – скажімо, на другому та третьому рядах крісел.

Габарити пристрою становлять 86,5 х 39,9 х 43,7 мм, вага – 53 грами. У продаж новинка надійде у січні 2016 року за орієнтовною ціною 200 USD.

Інші цікаві новини:

▪ Екологічний бензиновий двигун від Mazda

▪ Нанотехнологія проти комарів

▪ Електромагнітне передбачення землетрусів

▪ Окуляри з музикою

▪ Мобільний телефон допомагає знайти людину

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Аудіо та відеоспостереження. Добірка статей

▪ стаття Союз меча і репетувала. Крилатий вислів

▪ статья Який винахід англійці вважають найбільшим в історії? Детальна відповідь

▪ стаття Пажитник лежачий. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Електропроводка відбувається тут. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Фотоефект. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт