Изготовление бальзовой радиоуправляемой авиамодели от А до Я

Шаг 2. определение основных деталей самолёта

Я стал анализировать объём работы, и насколько детальной у меня будет модель. И вот, что у меня получилось.

Уровень механизации крыльев:

  • Закрылки – плоскости управления внутренней секцией крыла, предназначенные для увеличения подъемной силы, создаваемой крыльями для координации траектории при взлёте и посадки
  • Элероны — поверхности управления наружной секцией крыльев для контроля крена
  • Руль высоты – управляющие плоскости горизонтального стабилизатора, используемые для управления тангажом
  • Горизонтальный стабилизатор – обеспечивает продольную устойчивость самолёту
  • Крылья сборные, состоят из лонжеронов и нервюр, на конце имеют законцовки

Уровень проработки фюзеляжа:

  • Емкость и уровень разряда батареи
  • Капот мотора – покрытие моторной части самолёта сразу же за обтекателем
  • Жалюзи мотора – покрывают верхнюю часть фюзеляжа за капотом
  • Ферменные конструкции внутри фюзеляжа, которые создают поперечное сечение, как каркас на корабле
  • Руль направления – орган управления вертикальным стабилизатором для управления по курсу

Также я решил сделать:

  • Хвостовое колеса – колесо, расположенное в хвостовой части самолёта, чтобы позволить ему маневрировать по земле. Обычно у радиоуправляемых самолётов это колесо привязано к хвосту.
  • Главное шасси – посадочное шасси, созданное для удержания веса самолётов на посадке
  • Обтекатель – носовая часть самолёта, которая одевается на карданный вал двигателя и пропеллера, чтобы придать носу обтекаемую форму

Следующий шаг в планировании проекта — это определение веса. Этот этап даст понимание о реализме модели и насколько она жизненна. Я рекомендую Вам составить таблицу, чтобы быстро перебрать возможные варианты конструкции (например, такую, как моя таблица «Расчёта веса»).

Во-первых, начните перечислять компоненты, которые входят в вес самолёта, например, сервоприводы и приемники. Потом оцените полный вес самолёта, и разложите его по частям на вес крыла, хвоста, фюзеляжа, шасси и системы питания. На данном этапе будет видно, сколько потребуется питания для модели и какой у неё будет вес.

Если вес самолёта окажется избыточным, то увеличится площадь крыла, а конструкцию самолёта нужно будет пересматривать. В дополнение на этом этапе нужно будет оценить, насколько быстро модель будет набирать взлетную скорость. Для этого используйте уравнение подъемной силы, приведенное на рисунке и в таблице, и подставьте в него значения аэродинамического коэффициента максимальное для вашего профиля, либо консервативное значение равное 1,1.

Что нам для самолета понадобится

Все компоненты обязательны, при отсутствии одного из компонентов самолет ваш летать не будет и что касается веса летательного аппарата, то он должен быть не тяжелее 700 грамм, поэтому ни один из компонентов не следует менять на другой так как перечисленные ниже полностью проверены и дают очень легкий вес.

  1. Комплект из недорогого двигателя HobbyKing Donkey S3007-1100kv и регулятора (тяга около 920 грамм);
  2. Аккумулятор Turnigy 2200mAh 3S 20C Lipo Pack (хватит на 20 минут полета);
  3. Приемник передатчик Hobby King 2.4Ghz 6Ch V2 (дальность действия около 1 километра при условии, что никаких помех рядом нет);
  4. Сервомашинки в количестве 4 штук (предназначены для управления закрылками и так далее);
  5. Воздушный винт 9×5;
  6. Потолочные плитки (пенопласт).

Ниже вы увидите как выглядят компоненты…

Выбор и установка двигателя

Важный вопрос, который вы должны решить до того, как сделать самолет на радиоуправлении – какой двигатель использовать: электро или ДВС. Новичкам мы рекомендуем остановить на электрической силовой установке. Она дешевле, проще в эксплуатации и не требует настройки. Выбрать – коллекторный или бесколлекторный вариант – зависит от ваших личных предпочтений и имеющегося бюджета.

Вариант сборки самолета с двигателем внутреннего сгорания подойдет тем, кто имеет базовые знания в моделизме или хорошо разбирается в технике. Применение ДВС накладывает определенные обязательства по его эксплуатации: от обкатки до настройки. К тому же такой агрегат сможет понести только большая машина.

Начнем с типа двигателя. Как и в автомоделях, есть 2 основных направления – с ДВС (двигатель внутреннего сгорания) и с электродвигателем. Мы рекомендуем остановиться на вариантах с электродвигателем, так как они более просты и понятны в эксплуатации и не требуют наличия каких-либо специальных знаний, умений и навыков.

Комплектация

Что скрывается за сокращениями RTF, ARF и KIT, которые обозначены на коробках с моделями? – Это тип комплектации.

RTFМодели в комплектации RTF (Ready To Fly, готов к полёту) идеально подойдут для начинающего пилота. Такой набор даст Вам возможность не тратя времени на решение технических задач приступить к полётам уже в день покупки. Эти самолёты оснащены всем необходимым для первого взлёта, как правило достаточно лишь потратить несколько часов на сборку и зарядить аккумулятор. Не верьте стереотипам, которые до сих пор присутствуют в хоббийной среде – прошло много лет с тех пор, как RTF-модели были примитивными игрушками, сегодня не составит труда найти готовый к полёту самолёт с отличными лётными характеристиками, подходящий для обучения. Диапазон классов и размеров впечатляет – от сверхлёгких комнатных моделей до внушительных планеров с размахом крыла более двух метров. Минус комплектации RTF – относительно небольшие возможности для совершенствования лётного мастерства и упрощённая аппаратура радиоуправления, которая по мере приобретения опыта потребует замены на систему более высокого уровня. С первым недостатком производители научились успешно бороться, один из способов – установка на относительно сложную модель системы стабилизации, превращающей практически любой самолёт в учебный. Ещё более интересный подход демонстрирует американская компания Flyzone. Switch 2 in 1 за несколько минут превращается из тренера начального уровня в модель для отработки большинства фигур сложного пилотажа, фактически Вы получаете два самолёта по цене одного.
>  
ARFКомплектация ARF –  (almost ready to fly, почти готов к полёту) — набор включает собранные на заводе элементы и узлы самолёта: крыло, фюзеляж и хвостовое оперение, а также необходимую фурнитуру. По сложности сборки эти комплекты как правило не отличаются от RTF, однако пользователь получает возможность самостоятельно выбрать мотоустановку, аппаратуру радиоуправления и бортовую электронику. Для этого необходимо базовое понимание принципов полёта модели и собственных потребностей. Некоторые дополнительные временные и финансовые затраты компенсируется тем, что Вы получаете уникальную модель, собранную под Ваши личные требования. Кроме того, хорошая система радиоуправления покупается сразу для нескольких моделей и служит пользователю несколько сезонов (подробнее о выборе аппаратуры — в нашей статье). Разумный компромисс между ARF и RTF — комплектация PNP (plug and play) — самолёт собран и оснащён электроникой, приёмник и передатчик при этом локупаются отдельно.
>  
KITKIT – наборы, также известные моделистам со стажем как наборы-посылки — это классика хобби. В комплекте Вы найдёте большое количество деталей из бальзы, фанеры и даже композитных материалов. Сборка такой модели практически не отличается от самостоятельной постройки, однако производитель позаботился о таких трудоёмких процедурах, как проектирование самолёта, изготовление и обработка деревянных деталей. Немаловажный момент для любителей технического творчества — безграничные возможности для самостоятельных доработок, создания собственного дизайна окраски и отделки. Стоит ли говорить о том, что удовольствие от полёта модели, построенной своими руками, ни с чем не сравнимо, однако и степень ответственности моделиста за результат работы очень велика.

Мы рекомендуем начинающим выбирать RTF модели, в дальнейшем можно перейти на ARF или KIT модели, при желании.

Монтаж «начинки» радиоуправляемого самолета

Продолжаем разбираться с тем, как собрать радиоуправляемую модель самолета. На очереди – монтаж электроники и прочих элементов, которые прячутся под фюзеляжем.

Приемник. Обязательно устанавливается позади аккумуляторов (максимум – над ними), не иначе. Если вы только не хотите, чтобы во время столкновения или аварии, массивный аккумулятор раздавил своим весом приемник. Следите, чтобы между кромкой фюзеляжа и корпусом приемника был зазор.

Небольшой лайфхак: сразу после покупки приемника, измерьте и запишите где-нибудь длину антенны. Если произойдет так, что она оборвется, вам будет проще сделать замену.

Сервомеханизмы (рулевые машинки). Отвечают за управление элеронами, рулевым высоты и рулем управления. Тут ничего сложного нет. Запчасть изначально имеет специальные крепежные ушки с резиновыми амортизаторами и латунной гильзой. При сборке радиоуправляемого самолета вам остается только зафиксировать саморезы. По аналогии с приемником, сервомашинка не должна контактировать с фюзеляжем.

Небольшой лайфхак: Сервомеханизмы можно приклеить к фюзеляжу с помощью нескольких квадратиков двухстороннего скотча на вспененной основе (важно, чтобы он был не тоньше 2 мм.). Это снизит вибрацию фюзеляжа.

Смотрите про коптеры:  LADA Vesta SE/SW Cross/CNG Руководство по эксплуатации автомобиля и его модификаций

Бортовой аккумулятор. Обладает большим весом, поэтому установку батареи следует производить с учетом центра тяжести модели. Старайтесь расположить аккумулятор так, чтобы во время падения носом, он не повредил другие элементы начинки.

Регулятор хода. Эта деталь сильно греется, поэтому мы рекомендуем предусмотреть минимальный воздушный обдув. Это поможет поддерживать оптимальную температуру и избежать перегревов.

Люди, которые никогда раньше не летали на радиоуправляемых моделях, зачастую выбирают свою первую модель исключительно по внешним признакам, покупая наиболее приглянувшийся самолёт. И такое желание вполне оправданно — хочется же иметь самую красивую модель… А в результате первой покупкой иногда оказывается сложный в управлении пилотажный самолёт или хорошая копия самолёта времен второй мировой войны, которой управлять, может быть, еще сложнее. Верно ли такое решение?

В отличие от моделей судов и автомобилей, летающие модели не позволяют учиться «потихоньку», выбирая вначале скорость поменьше. У них есть минимальная скорость, по достижении которой они плохо управляются и просто валятся на землю. На авто- или судомодели, если вы запутались в управлении, можно просто убрать газ и затормозить.

Давайте-ка лучше вспомним, какую и для чего мы выбираем модель. В первую очередь нам нужно научиться летать — взлетать, держать модель в воздухе, благополучно приземлять ее. Поэтому модель прежде всего должна хорошо подходить для обучения и тренировок, в самую последнюю очередь удовлетворяя вашим эстетическим запросам. Какими свойствами должна обладать учебная модель?

  • Самолет должен быть устойчивым, то есть хорошо держаться в воздухе без активного участия пилота, хотя бы некоторое время. Устойчивые самолеты «прощают» многие ошибки пилотирования, присущие новичкам.
  • Самолет должен быть ремонтопригодным. Горькая правда жизни состоит в том, что ваша первая (да и вторая тоже) модель рано или поздно окажется более или менее подломанной, а то и разбитой в труху — по той простой причине, что вы учитесь летать. Поэтому учебная модель должна позволять проводить простой и быстрый ремонт повреждений и быть изготовлена из дерева или пенопласта, но никак не быть формованной из стеклопластика.
  • Ну и конечно же, модель должна иметь изрядную прочность, но — не в ущерб лётным качествам. Она должна позволять выдерживать жёсткие посадки, но и летать неплохо.

Требования, конечно, противоречивые, но существуют учебные модели, успешно сочетающие в себе все необходимые свойства.

Так что если вы действительно хотите научиться летать, будьте готовы немного поступиться внешним видом самолёта и в качестве первой модели выбирать ту, которая лучше всего подойдет для тренировок.

Если попытаться классифицировать вообще все летающие модели, список окажется весьма длинным, а тесная взаимосвязь классов достаточно запутанной. Классификация вообще занятие сложное и неблагодарное. Да и нужно ли оно сейчас? Вспомнив, что подбираем модель для тренировок и обучения азам пилотирования, мы сможем ограничиться лишь несколькими наиболее распространенными вариантами.

Что же может выбрать начинающий для обучения пилотированию?

  • Самолет с двигателем внутреннего сгорания (ДВС)
  • Электролёт
  • Планер или мотопланер

Расскажем о каждом типе моделей поподробнее.

Пару слов о современных материалах для фюзеляжа

Времена, когда моделисты делали свои модели из папье-маше, картона и даже пенопласта и пластика, давно стали историей. С появлением EPO – производной от пенопласта и резины, жизнь моделистов стала гораздо проще. Из EPO производят фюзеляжи для планеров, тренировочных и акробатических моделей, даже аппаратов с ДВС.

Главные достоинства этого материала – он легкий, недорогой и способен выдержать крушения об землю. Вы можете самостоятельно изготовить элементы фюзеляжа из нескольких изогнутых и отшлифованных листов материала. Не забудьте подготовить ниши для установки бортовой электроники, о которой пойдет речь далее.

При строительстве большой модели в ход также идут деревянные и композитные элементы. Они нужны для большей прочности и надежности конструкции. «Неубиваемым» материалом для радиоуправляемых самолетов считается коропласт, который можно встретить на многих крылатых представителей класса ДВС.

От типа материала, из которого сделана модель, будут зависеть не только ее летные качества, но и особенности эксплуатации. Долгое время бальза была основной составляющей радиоуправляемых самолетов. Но с развитием технического прогресса и появлением новых типов материалов, прочных и легких (различных типов пластика и пенопласта), она стала отходить на второй план.

Расположение крыла

Существенный параметр при выборе – расположение крыла. От него будут зависеть такие характеристики как стабильность, скорость, управляемость и маневренность. В общем, модели можно разделить на три типа: с верхним, средним и нижним расположением. Для верхнего расположения характерны стабильность, устойчивость и плавность полета, но небольшая маневренность и скорость – идеальное сочетание для начинающего пилота, которое будет прощать ошибки.

Среднее расположение – для тех, кто прошел «школу пилотов», модели более маневренные и быстрые, но сохраняются плавность полета и устойчивость. Нижнее расположение крыла требует опыта и навыков полета на моделях первых двух классов. Это быстрые маневренные самолеты, которые позволят выполнять пилотажные фигуры различной сложности. Мы рекомендуем начинать с моделей с верхним расположением крыла.

Симулятор

Хорошей идеей на начальном этапе будет покупка авиасимулятора. С его помощью Вы сможете получить необходимые навыки без страха разбить модель, понять принципы пилотирования и ощутить влияние различных погодных условий на поведение самолета, а заодно отработать моторику рук. Или же просто использовать его как интересную компьютерную игру, особенно когда за окном нелетная погода.

Если у Вас остались вопросы или сомнения – смело обращайтесь к нам! Опытные продавцы и мастера компании Хобби Центр подберут именно ту модель, которая подходит именно Вам и, при необходимости, помогут настроить ее. А еще Вы можете протестировать наш авиасимулятор и испытать на себе всю палитру положительных эмоций, приходите!

Система управления

Для управления авиамоделью вам понадобиться многоканальный передатчик. Простейшие модели управляются по двум каналам, которые чаще всего отвечают за руль высоты и элероны. Немного солиднее и интереснее выглядят трехканальные аппаратуры управления, где одновременно производится управление рулем высоты, поворотами и газом. Это самая простая система, которую можно использовать для получения базовых навыков пилотажа.

Если же вы настроены серьезно, обратите внимание на радиопередатчики с четырьмя и более каналами. Только с ними вы получите полноценный контроль над моделью.

Для органов управления самолетом необходимо докупить детали. Обычно я покупаю детали на китайских сайтах. ПО мне лучше подождать 15-25 дней нежели переплатить большую сумму.

моторсерво приводы (4шт)регулятор скоростиаккумуляторная батарея 11.1 или 7.4 вольт

Мотор— Mystery Бесщеточный электродвигатель 13000 оборотов в минуту (11,1V) заказал на китайском сайте.

Плюсом этого мотора в том что можно использовать разное напряжение 11.1 или 7.4 вольт

Регулятор скорости тоже поддерживает напряжение 11.1 или 7.4 вольт. Заказал на китайском сайте.

Серво приводы — сервомашинки. Обычные маленькие. для управления элеронами, рулем высоты и руля управления. в моем случае я применил 4 штуки. 2 на элероны, 1 на руль высоты и 1 на руля направления.

Органы управления радиоуправляемого самолета такие же как и у настоящего самолета. Отличие только в отсутствии закрылок. для таких маленьких радиоуправляемых игрушек закрылки не нужны. Но можно применить.

Для управления самолетом заказал пульт управления 4х канальное. Бюджетный вариант. Купил на сайте Алиэкспрес за 1300 рублей.Пульт продается вместе с приемником.

Подключение элеронов из двух сервомашинок

Схема подключения:Чтобы правильно подключить электронику используйте инструкцию. В основном все приемники подключается одинаково.Для подключения 2 сервоприводов на элероны используйте У кабель. Но этот кабель можно и самому сделать.

Подключение органов управления к приемнику

При этом нужно поставить сервомашинки так чтобы они при движении двигались в разные стороны.Схема подключения электроники к приемнику радиоуправляемого самолета.

Всем привет, авиация всегда была страстью всей моей жизни, что в итоге привело к получению научной степени в авиационном университете. Как студент технического университета я знаю, что мне всегда есть чему учиться, но у меня есть также многое, что я могу дать сам, поскольку летаю, строю и разрабатываю самолёты в течение 10 лет.

Смотрите про коптеры:  Модели авиации своими руками

Любая разработка самолёта начинается с четкой постановки цели. Она и является основной направляющей силой всех расчетов и конструкторских работ. Для строительства я выбрал поршневой истребитель второй мировой войны. Именно поэтому мои исследования начались с изучения различных конструкций самолётов, чтобы найти пример для подражания.

В результате долгой подготовительной работы и процесса изготовления самолёта я написал инструкцию, в которой подробно рассказал про все стороны конструирования и изготовления авиамодели. В инструкции можно найти информацию по основным шагам по строительству авиамодели, по трудностям и их преодолению.

Эта детальная инструкция начинается с момента выбора модели самолёта, потом рассматривается этап расчета авиамодели, определение веса и изготовление прототипа. Далее идут этапы, связанные с изготовлением отдельных частей модели: крылья, фюзеляж, оперение, моторный отсек. Не стал выкладывать фотографии каждого шага строительства, поскольку их много.

Но зато подробно описал каждый этап изготовления и рад тому, что все желающие могут найти информацию, как продвинуться в деле изготовления своей авиамодели, а для меня это уже большая награда. Если у вас возникнут какие-то вопросы по технологии авиамоделирования, то буду рад ответить на них в комментариях после статьи.

Шаг 1. цель создания самолёта

Первый шаг в создании самолёта всегда определяется целями, для которых будет использоваться самолёт. Примеры целей самолётов могут быть следующие:

Авиамодель тренер для обучения полётам

Авиамодель для акробатики

Авиамодель для гонок

Авиамодель для парения

Моделирование реальных моделей

Дополнительно также рассматривается размер модели, бюджет, сроки.В моём случае выбор пал на масштабную модель английского истребителя Спитфайр. После чего я нарисовал эскизы моего самолёта в произвольном масштабе со всеми его деталями.

Шаг 1: видеопрезентация

Небольшое видео обозначит направление этого мозгопроекта:

Шаг 2: прототип 1

Первый катер, то есть прототип 1, был самый простой по исполнению и должен был уметь:

  • считывать GPS-координаты своего положения
  • считывать азимут с компаса
  • управлять сервоприводом руля
  • использовать руль для следования курсу

А так же на нем я тестировал формулы маневрирования для создания действующего автопилота. Основой прототипа 1 был микроконтроллер Arduino Uno, в финальной версии я использовал ATmega328.

Считывание GPS-координат

На первом прототипе я установил самый дешевый GPS-модуль который смог достать, это UBlox PCI-5. Для его монтажа нужно было лишь припаять четыре провода к задней стороне платы, подсоединить их к Arduino и прикрепить антенну. Для обработки поступающих данных я использовал библиотеку TinyGPS , которая позволила мне получить координаты текущего положения, скорость, направление и много другого!

Считывание азимута

Чтобы получать данные с компаса я использовал HMC5883L, который легко подключается к микроконтроллеру через I2C. Как именно он устанавливается и как с ним работать хорошо описано здесь и здесь.

Управление сервоприводом руля

Контролировать сервопривод руля с помощью Arduino очень легко, но если только вы не используете библиотеку SoftwareSerial, которая нужна для TinyGPS , и которая конфликтует с одним таймеров Arduino! Запущенная SoftwareSerial мешает работе любого сервопривода использующего стандартную библиотеку, и решением данного мозгоконфликта является использование библиотеки PWM Servo library.

Формулы алгоритма автопилотирования

В прототипе 1 я применил несколько функций, которые позднее станут критичными. Эти функции используют формулу Хаверсина для расчета таких параметров как расстояние между двумя точками, направления от одной точки к следующей и реальный азимут по данным компаса. Более подробно об этих формулах в этой статье.

Сборка компонентов

Компоненты первого прототипа я разместил на деревянном каркасе (см. фото), и теперь, зная положение этого каркаса-автопилота и сравнивая с заданным, можно поворачивать руль и сохранять заданный маршрут. Это будет полезно в дальнейшем для навигации по GPS-координатам.

Шаг 3. технология изготовления

Для изготовления используется такой материал, как стеклопластик, кевлар, либо стекловолокно. Позволяет делать очень легкие и прочные авиационные конструкции. Основной недостаток таких конструкции – это стоимость и время, требуемое для изготовления. Кроме того, эта технология требует специализированных инструментов и производственных процедур для создания форм и отливок деталей.

Обработка дерева требует применение стандартного набора инструментов для создания летательного аппарата. Трудоемкость может быть снижена благодаря простоте и легкости работы с деревом. Кроме того, поскольку эта технология является широко распространенной, то и информации на её счет легкодоступна.

Самолёт из пенопласта прочный и быстрый в постройке, однако, чаще всего самолёты тяжелее обычных аналогов, поскольку пена требует дополнительных усилений для того, чтобы противостоять летным нагрузкам.

Шаг 3: прототип 2

Довольный результатами первой поделки я решил создать прототип 2 с программными доработками автопилота. Целями для второй самоделки были:

  • плавание по заданным GPS-кооддинатам
  • работа автопилота от аккумулятора
  • тестирование и запись данных автопилота

Конструкция автопилота также претерпела некоторые изменения — была добавлена макетная плата ProtoSheild, на которую я установил сам Arduino и компас. Все компоненты смонтировал на фанерное основание и “упаковал” в пластиковый контейнер.

В этот же контейнер я попытался добавить приемник дистанционного управления, но безуспешно из-за нехватки свободного места.

Плавание по заданным GPS-кооддинатам

Код для Arduino я написал таким образом, чтобы он поворачивал руль по направлению к следующей точке заданного маршрута: используя GPS-координаты для вычисления соотношений последующих точек и сравнивая их с компасом, вычисляется поворот руля. Если вычисленное значение правее, на 90 градусов, то руль повернется на 60 градусов.

Все это будет происходить в цикле, примерно так (этот код обобщенный):

while(distanceInMeters(gpslat, gpslong, waypointlat, waypointlong) < 5) {
	int bearing = GetBearing();
	int heading = GetHeading(gpslat, gpslong, waypointlat, waypointlong);	
	bearing = RealBearing(gpslat, gpslong, bearing);
	RudderTurn(RudderAngle(bearing, heading));
}

Пояснение кода таково: если расстояние между катером и следующей точкой более 5 метров, то складывая азимут катера и азимут следующей точки, получается действительный азимут, оба азимута посылаются функции the RudderTurn function, которая вычисляет нужный угол поворота и соответственно поворачивает мозгоруль.

Установка аккумулятора

Запитать Arduino от аккумулятора довольно просто. Для этого на микроконтроллере есть контакт Vin, и на него можно подать до 20В постоянного тока. У меня была литиевая батарея на 12.6В, к которой я припаял разъем и подключил ее к контакту Vin на Arduino.

Шаг 4: тестирование прототипа 2

Для того чтобы проверить прототип в действии я установил два светодиода, первый из которых будет светиться когда зафиксируется GPS-координата, а второй, когда будет достигнута эта точка.

Испытание прототипа

Пробы своего автопилота я проводил на местном поле. К своему ноутбуку я подключил автопилот и запустил последовательный монитор (часть программного обеспечения Arduino), который записывал GPS-координаты все время следования по заданным точкам. Я пользовался рулем который направлял меня к следующей точке, и я поворачивал, словно это был мозгокатер.

На представленных фото обозначен маршрут тестов. Если я оказывался ближе чем 5 метров к нужной точке, то автопилот переключался и начинал навигацию к следующей точке. В процессе этих тестов код поделки претерпел довольно много незначительных изменений.

Для конвертации последовательного текста в путь Google Earth, я импортировал текст в Excel, сохранив файл и далее следуя указаниям Earthpoint, преобразовывал файл в формат KML.

Шаг 5. электроника

Вот подробный список всего перечня оборудования, входящего в состав модели:

  • Передатчик — это контроллер, используемый пилотом для трансляции радиосигналов на приёмник самолёта.
  • Приёмник — это устройство, которое получает сигналы от передатчика и передаёт их на сервоприводы и другие устройства.
  • Регулятор оборотов мотора управляет потоком энергии, идущим к электрическому мотору (приводам осей).
  • Система питания приёмника и приводов уменьшает напряжение от батареи до безопасного уровня для приёмника и другого оборудования.
  • Батарея — это источник питания на самолёте, питающий энергией двигатель и другое оборудование.
  • Бортовой аккумулятор — батарея, установленная независимо от источника питания, используемого только для питания приёмника и сервоприводов. Аккумулятор повышает уровень безопасности, поскольку он работает независимо от системы питания, которая может выйти из строя.
  • Наиболее распространены на RC – моделях бесщёточные моторы. Эти моторы имеют улучшенную эффективность над коллекторными моторами, поскольку у них уменьшенное трение и увеличенное кпд.
    Старый тип моторов — это коллекторные двигатели, которые используются в основном в дешевых моделях начинающих авиамоделистов, малых размеров, таких как микро вертолёты.
  • Аналоговые сервоприводы дешевые и подходят для большинства случаев. Цифровые моторы имеют повышенную частоту кадров и могут обеспечить увеличенную скорость вращения, больший крутящий момент и точность. Однако, цена таких моторов находится в другом ценовом диапазоне, и требуется точно подбирать подходящую систему питания для установленного числа сервоприводов.
Смотрите про коптеры:  Рейтинг лучших квадрокоптеров для детей 2020 года с камерой и без

Шаг 5: первое судно

Судно, которое я сделал первым для этого проекта, было больше экспериментом, чем действующим прототипом. Просто я хотел посмотреть, смогу ли я создать функционирующий аэроглиссер самостоятельно или придется покупать.

Почти все детали судна, включая палубу, вырезаны из пеноматериала. Для тяги мотор сначала я взял щеточный, но потом заменил его двигателем без щеток с пропеллером 5х3. Этот 9-ти граммовый сервомотор я смонтировал на задней панели, а для проводов идущих к нему в контейнере высверлил отверстие.

Но в конце концов, эта самоделка не отправилась в плавание… Дело в том, что система ESC, которую я планировал использовать сгорела во время инцидента#Electric-Longboard/»> другого мозгопроекта, да еще GPS модуль наотрез отказался работать на поверхности пруда.

Шаг 6: модифицированный катер

А теперь снова вернемся к чертежам катера! На известном онлайн-ресурсе я купил новый катер. В комплект к нему входили никель-металл-гидридный (Ni-MH) аккумулятор на 7.4В, зарядное устройство, передатчик и плата приемника. С передатчиком возникли небольшие проблемы — нужно было найти 12 батареек АА, и я остался разочарованным не работающим катером. Но, для проекта это не критично и я продолжил.

Я выпаял два Н-канальных MOSFET-транзистора из цепи приемника, они пригодятся позднее. После этого обрезал все провода и загерметизировал горячим клеем все щели и трещинки, которые нашел в корпусе катера.

Два двигателя катера имели сложную систему охлаждения — очень шумный пропеллер, который нагнетал воздух на двигатели, еще на моторах стояли шунтирующие конденсаторы, и оба этих момента работали в мою пользу. А вот для маленького переключателя на верхней стороне мозгокатера я не нашел более достойного применения.

Далее встал вопрос безопасного размещения прототипа и для его решения я использовал небольшую досочку к низу которой, в районе двигателей, приклеил деревянную палочку, а еще к доске и к корпусу катера приклеил застежку-липучку, удерживающей силы которой хватит для “спасения” автопилота при переворачивании катера.

Шаг 7. расчет элементов питания

Размер самолёта определяется несколькими критериями. Среди этих критериев есть технология изготовления, удобство транспортировки до места полётов, лётные характеристики (радиус полёта, ветроустойчивость), а также требования к посадочной площадке (вода, трава, газон и другие).

С этого места начинается подбор подходящего размера самолёта исходя из известных размеров компонентов модели, таких как электронное оборудование. Это может быть трудно сделать, поскольку лучше всего классифицировать компоненты, а затем работать над общей концепцией самолёта.

Легкая и эффективная система питания лежит в основе любого самолёта. Для авиамодели с электрическим приводом лучшее решение – это бесщеточный мотор с литий-полимерным аккумулятором. Вот некоторые советы, которые я могу дать исходя из своего опыта.

Размер, особенно для моделей радиоуправляемых самолетов, имеет принципиальное значение. Условно, все модели можно разделить на малые, средние и большие. К первым можно отнести самолеты с размахом крыла до 30-40 см, ко вторым – от 40 до 80-90 см, к третьим – от 90 см и выше. При выборе размера Вашего первого самолета следует учесть те условия, в которых планируется летать.

Например, если пилотирование будет осуществляться в городской среде, на стадионах, в парках и так далее, логичнее выбрать модели малого или среднего размера. Их проще транспортировать (многие в разобранном виде легко умещаются в рюкзак) и ими легче управлять в условиях ограниченного пространства.

Следует отметить, что радиоуправляемые самолеты малого размера сильнее подвержены влиянию ветра, их проще потерять из вида в процессе пилотирования. Но за счет своих габаритов и малой массы они лучше переживают падения, а также, в экстремальных случаях, они не способны нанести существенного вреда здоровью.

Большие самолеты более устойчивы при порывах ветра, их легче контролировать визуально на дальних расстояниях, но при падении, как правило, повреждения будут существенны. И при несоблюдении техники безопасности возможно получение серьезных травм, об этом не стоит забывать. Таким образом, для начинающих мы рекомендуем остановить свой выбор на моделях малого и среднего размера.

Шаг 7: прототип 3

Одним из недостатков двух предыдущих прототипов была медленная скорость обновления, то есть скорости реакции. Руль недостаточно быстро реагировал на изменение маршрута и этот момент был включен в список целей и задач нового прототипа:

  • увеличение скорости реакции автопилота
  • добавление контроллеров моторов
  • программирование совместной работы двигателей
  • установка приемника

Увеличение скорости реакции

Единственный минус библиотеки TinyGPS это медленность. Проблема в том, что Arduino Uno не может выполнять две вещи одновременно (в принципе может, на деле — нет). Простым решением может стать еще один микроконтроллер Arduino, который с помощью библиотеки TinyGPS будет обрабатывать данные GPS, а затем отправлять параметры на первый микроконтроллер автопилота. Но у меня не было еще одного Arduino.

Arduino Uno это, по существу, чип ATmega328 и еще несколько дополнительных компонентов. Зная это можно создать свой собственный Arduino на макетной плате. И для этого есть хорошее мозгоруководство.

К собранному самостоятельно Arduino, так же как и “старый” модуль, я подключил новый GPS-модуль Ublox NEO-6M. Для программинга самодельного Arduino использовал библиотеку Bill Porter’s Easy Transfer library, а “связал” оба микроконтроллера одиночным проводом, то есть односторонним последовательным соединением. Этот самодельный Arduino повысил скорость реакции автопилота с 4 Гц до 50 Гц!

Добавление контроллеров двигателей

Мне очень понравилась плата ProtoSheild для Arduino Uno, которую я использовал, но оказалось, что она не имеет достаточного пространства для крепления двух контроллеров двигателей. Поэтому я убрал эту мини-плату, и поставил другую, больших размеров.

Электроцепь контроллеров двигателей проста: МОП-транзистор (MOSFET), с помощью ШИМ, контролирует среднее напряжение, идущее к двигателю. Резистор 1кОм ограничивает силу тока чтобы не перегорел Arduino, а резистор 10кОм удерживает MOSFET закрытым, когда отсутствует входящий сигнал.

Программирование взаимодействия моторов

У данного катера отсутствует штурвал, то есть руль, и вместо него для управления используется два мотора. Их то я и решил задействовать, а не устанавливать сервомотор для управления. Контроллеры моторов я уже собрал, осталось только запрограммировать Arduino для управления этими контроллерами.

Программирование я начал с написания макета программы в начал с Visual Studio. По мере написания я отладил код, и в конце концов добился взаимодействия двигателей. Оставалось только переделать код с VS на Arduino, но это не трудно, так как языки C # и C очень близки.

Установка приемника радиоуправления

На прототип я смонтировал приемник ДУ для ручного управления самоделкой. Это тоже довольно просто сделать, нужно лишь считывать входящие значения функцией pulseIn и “научить” реагировать автопилот на эти значения.

Испытание прототипа

Прототип автопилота я установил внутри катера, подключил двигатели к контроллерам и запрограммировал маршрут плавания по местном пруду. После прохождения трех точек, поделка перестала работать и “сгасла”. Оказалось, что высокое напряжение от аккумулятора (12 В) “спалило” регуляторы напряжения 5 В.

Продолжение следует…

( Специально для МозгоЧинов #Boat-Autopilot

Шаг 8. проверка конструкции

Эскиз самолёта в боковой проекции

Эскиз самолёта в виде сверху

Эскиз самолёта в боковой проекции

Эскиз самолёта в виде сверху

Как только проектирование завершено, нужно проверить конструкцию. Для этого я сделал эскизы моей модели в масштабе 1:2. С помощью этого нового эскиза я сделал планерную версию своего самолёта из пенопластика. Изготовление прототипа началось с создания фюзеляжа в виде боковой проекции с рулем высоты.

Затем в фюзеляже был вырезан паз под хвостовое оперение. Обратите внимание, что хвост установлен с отрицательным углом атаки, как и положено. Для стандартного исполнения самолёта с главным крылом впереди хвоста, это важно для устойчивости. Для того чтобы две части крыльев соединить вместе, я вклеил несколько частей провода в крыло и просунул его наполовину в противоположное крыло, а затем обвязал самолет упаковочной лентой и добавил кусок пластилина в носовую часть для баланса.

Нет похожих материалов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector