Правила эксплуатации радиоуправляемых квадрокоптеров и вертолетов. Как сохранить работоспособность на долгое время.

Авторотация

Этот термин характеризует безмоторный полет вертолета, то есть, когда двигатель остановлен, а основной ротор вращается по инерции и из-за действия потока воздуха на лопасти при снижении. Когда двигатель вращает основной ротор в нормальном полете, поток воздуха является нисходящим через диск ротора.

Когда же двигатель останавливается в полете и вертолет входит в снижение с авторотацией, поток воздуха становится восходящим через диск ротора. Этот восходящий поток воздуха и перевод лопастей на отрицательный шаг заставляют ротор продолжать вращаться и сохраняют управляемость вертолетом при снижении и посадки.

Вертолет со способностью к авторотации имеет обгонную муфту в системе ротора, которая позволяет лопастям основного ротора продолжать свободно вращаться, даже если двигатель остановился. Совершенно не обязательно для модели вертолета иметь возможность авторотации, но если этого нет, то основной ротор довольно быстро остановиться, если двигатель заглохнет в полете и авария с большим ущербом фактически неизбежна.

Вертикальные перемещения: подъем и снижение

Обратимся снова к рисунку 1, где подъемная сила лопастей ротора равна весу вертолета, следовательно вертолет поддерживает постоянную высоту висении. Для подъема вертолета просто увеличивают подъемную силу так, что она была больше, чем вес. Скорость подъема модели зависит от величины разности между силой тяжести и подъемной силой несущего винта, развиваемого им на максимальной мощности двигателя в первый момент времени.

Очень важный момент, который необходимо учитывать при выполнении взлета модели, показан на рисунке 5. На этом рисунке изображена модель, которая собирается взлететь с наклонной поверхности земли. Угол наклона на этом рисунке преувеличен для наглядности.

Раньше подчеркивалось, что подъемная сила несущего винта ротора всегда перпендикулярна диску вращения лопастей. Поскольку в этой ситуации диск вращения наклонен вместе с вертолетом, то и вектор подъемной силы тоже имеет наклон и раскладывается на вертикальную и горизонтальную составляющие.

В этом случае, горизонтальная составляющая заставит вертолет переместиться влево, как только он оторвется от земли. Поэтому, если вы попытаетесь взлететь с неровной поверхности, то вертолет всегда будет дрейфовать в направление наклона поверхности земли.

Поэтому лучше взлетать с горизонтальной поверхности. Если вы взлетаете с неровной поверхности, диск ротора необходимо наклонить в противоположную сторону для обеспечения вертикального отрыва вертолета от земли. В этом случае, ручка управления аппаратом перекоса должна быть отклонена перед отрывом от земли вправо и затем быстро переведена обратно в нейтраль, как только вертолет окажется в воздухе. Этим самым, мы обеспечим взлет модели без бокового перемещения.

Вопросы по управлению квадрокоптером, вертолетом.

1. Как летать новичкам? При первых полетах не рекомендуется летать высоко, не выше 5-10 метров на больших моделях, и не выше 1-3 метра на маленьких.
   При первом полете рекомендуется научиться плавно летать вверх-вниз. При втором поворачивать модель вправо-влево и вперед назад. Когда вы почувствуете себя уверенно при управлении вертолетом можно скомбинировать эти режимы.
   Для уличных моделей важно выбрать безветренную погоду, и большую открытую местность с минимумом препятствий.
   При приземлении или падении модели нужно привести левый рычаг пульта в нижнее положение, что приведет к остановке вращения основных винтов. Это сохранит модель от повреждений лопастей и лопастных креплений.
2. Какая дальность полета?
   До 80-100 метров с аппаратурой 2.4G. Если модель оборудована связью 2.4G то дальность действия пульта составит до 80-100 метров. При этом антенну на пульте нужно выпрямить ровно. Данное значение может быть ниже при разрядке батареек в пульте или разрядке аккумулятора вертолета, а также препятствий в виде стен, строений и т.д.
   До 30-50 метров с аппаратурой FM. Если модель оборудована связью FM (27мгц, 40мгц и т.д.) то дальность полета составит до 30-50 метров. При этом антенну на пульте нужно выдвинуть на максимальное расстояние. Данное значение может быть ниже при разрядке батареек в пульте или аккумулятора, а также препятствий в виде стен, строений, высоковольтных проводов и других возможных помех на диапазоне FM.
   До 5-10 метров с инфракрасной связью.
   Если модель оборудована инфракрасной связью, то дальность полета составит до 5-10 м. При этом пульт управления надо направлять на модель. Данное значение может быть ниже при разрядке батареек в пульте или аккумулятора. Связь полностью пропадает при возникновении между вертолетом и пультом любых объектов. Также инфракрасная связь может прерываться при ярком солнечном свете.
3. Что будет если модель улетит дальше действия пульта и потеряет связь? В большинстве случаев модель теряет высоту и падает. Падение скорее всего вызовет повреждения. Рекомендуется научиться оценивать расстояние «на глаз» или не летать слишком далеко. Профессионалы летают на расстояние до 20 метров, этого достаточно для комфортного полета и выполнения фигур пилотажа.

Гироскопическая прецессия

Вращающейся ротор вертолета ведет себя подобно гироскопу, у которого гироскопическая прецессия вызывает расхождение вектора его перемещения от вектора силы, воздействующей на гироскоп. Это расхождение составляет примерно 90 градусов в направлении вращения от точки приложения силы (Рисунок 8).

Это означает, что из-за гироскопической прецессии, лопасть с возросшим шагом и лопасть с уменьшенным шагом достигнут своего максимально и минимально отклонения от горизонтальной плоскости (взмаха), повернувшись на 90 градусов. Поэтому, для наклона вертолета вперед, максимальный угол шага лопасти устанавливается, когда лопасть перпендикулярна продольной оси вертолета, так как максимальный ее взмах и тяга возникнет, из-за гироскопической прецессии, когда лопасть будет проходить над хвостовой балкой вертолета.

Горизонтальные развороты

Рассмотрим явления, происходящие с вертолетом при выполнении разворотов в горизонтальном полете. При выполнении разворота вертолет накреняют.

На рисунке 10 показан вид вертолета, выполняющий горизонтальный полет с правым креном. Обратите внимание, что вектор подъемной силы несущего винта по прежнему перпендикулярен диску вращения. Вектор силы веса остается перпендикулярен поверхности земли.

Это хорошо видно на рисунке 11. Обратите внимание, что при наклоне вертолета вправо, никаких изменений в величине подъемной силе несущего винта не произошли. Т.е., длина вектора подъемной силы остается постоянной. Раскладывая вектор общей подъемной силы несущего винта, мы видим, что вертикальная составляющая вектора на рисунке 11 теперь меньше веса.

Если подъемная сила меньше веса, то вертолет снизится. Но, когда выполняете горизонтальный поворот, вы несомненно не хотите, чтобы вертолет каждый раз снижался. Поэтому, когда вы входите в поворот, необходимо увеличивать общий вектор подъемной силы, пока его вертикальная составляющая не сравняется с весом.

Это снова уравновесит все силы (по крайней мере в вертикальном плане). Но как и насколько увеличить общую подъемную силу? Вводя вертолет в горизонтальный поворот, полная подъемная сила повышается поднятием носа вертолета для увеличения угла атаки диска несущего винта.

Степень увеличения подъемной силы или перемещения ручки управления тангажем зависят от характеристик вертолета и от угла крена. Если вы сильно задерем нос вертолета, то он будет подниматься и, очевидно, что недостаточный подъем носа должен вызывать снижение модели.

Кроме того необходимо учитывать другой важный момент. Угол отклонения руля управления тангажем для поддержания горизонтального полета в согласованном повороте зависит от угла крена вертолета. При больших углах крена (более 60 градусов) вертикальная составляющая подъемной силы, противодействующая силе веса вертолета будет еще меньше.

В этом случае, любой угол отклонения ручки управления тангажем “на себя” будет добавлять подъемную силу к весу модели. Тем не менее, есть случаи, когда это очень необходимо, например, в момент выполнения второй половины петли или любого другого нисходящего вертикального маневра.

Из этого простого объяснения, я думаю вы поймете, что крен очень важен на выполнения горизонтальных разворотов. При большом крене требуется большего отклонения ручки управления тангажем модели для поддержания горизонтального полета без потери высоты.

В заключение, при выполнении горизонтальных разворотов, необходимо учитывать направлением вращения основного ротора. Не останавливаясь на причинах, скажу, что вертолет с вращением ротора по часовой стрелке очень легко разворачивается вправо, а с винтом, вращающимся против часовой стрелки, влево, практически без вмешательства управления хвостовым винтом.

Для отдыха

Большинство моделистов покупают модель вертолета для отдыха. Это наиболее обширная группа, в нее попадают игрушки и модели хобби. Какие тут могут быть «области применения»? Да самые обычные: отдохнуть после рабочего дня, полетать в свое удовольствие, похвастаться друзьям.

Такая модель должна иметь следующие характеристики: быть небольшой, не требовать много места для полетов и специально оборудованных площадок. Предполетная подготовка и обслуживание после полетов (зарядка, мойка, починка) не должно занимать много времени.

Для соревнований

Для обучения, тренировок, совершенствования навыков пилотирования и участия в соревнованиях нужна совершенно другая модель. В эту же группу можно отнести те модели хобби-класса, на которых можно обучаться и тренироваться, отрабатывать фигуры и элементы программ соревнований. На такой модели не полетаешь во дворе, да это и не требуется.

• Для 3D. Эти модели имеют значительный избыток мощности. Вертолет для 3D – это не только определенная модель, это еще и специальные настройки. Настройка вертолета для 3D производится таким образом, чтобы получить наибольшую маневренность и резкость. Гироскоп при этом настраивают для обеспечения постоянной угловой скорости при выполнении пируэтов, в то время как для исполнения комплекса F3C, гироскоп настраивают обеспечения более точной фиксации хвоста. Продвинутые модели гироскопов имеют для этого специальные режимы.

Настройка моделей для соревнований – тема очень обширная, далеко выходящая за рамки данной статьи. Ведущие спортсмены иногда опубликовывают специальные списки установок (set-up’ы), которые были использованы на соревнованиях. Тем не менее, идеально настроенный вертолет хоть и является подмогой на соревнованиях, но отнюдь не заменяет мастерства пилота.

Для специальных целей

Многие новички мечтают приобрести вертолет с целью «поставить на него камеру и летать». Конечно, в подавляющем большинстве случаев это утопия, и все вовсе не так просто, как кажется непосвященному человеку. Тем не менее, модели вертолетов пытаются применять для различных целей, таких как военная разведка, фото и видеосъемка и тому подобные. К сожалению, чрезвычайная сложность модели, и, как следствие, ненадежность мешают развитию данного направления.

Классификация по размеру

В основном, радиоуправляемые вертолеты принято класифицировать по размеру. Исторически сложилось, что модели классифицируются по объему двигателя ДВС, электрические вертолеты относят к тому или иному классу по сходству геометрических размеров с моделями на ДВС и, прежде всего, по диаметру несущего ротора.

Комнатные и микро радиоуправляемые вертолеты

Комнатные и микровертолеты предназначены для полетов в зале. В принципе, на вертолете такого класса можно летать в большой комнате вашей квартиры, но на практике такие полеты довольно проблематичны, т. к. нужно иметь большой опыт пилотирования, чтобы избежать встреч с мебелью и стенами.

Лишь некоторые модели, например радиоуправляемые вертолеты hirobo «lama», обладают уверенной стабильностью для полетов по комнате, но все таки, летать дома, тем более учиться летать дома на микровертолете – занятие сомнительное.

Микровертолеты можно условно разделить на три группы:

• К игрушкам можно отнести практически все микровертолеты, продающиеся в комплекте «readytofly». В основном, эти модели не имеют системы управления общим шагом и могут выполнять лишь горизонтальные фигуры. Например: Jabo, Hirobo «lama», а также их многочисленные клоны. Существует немалое количество ресурсов посвященных «апгрейду» этих моделей, однако досконально улучшить их летные качества без полной переделки нельзя, а это будет уже другая модель.
• Электрические микромодели для зала. Как правило они продаются в виде наборов деталей (KIT). В комплект не входит аппаратура, аккумуляторы, гироскоп и прочая электроника – все это необходимо приобретать отдельно. Такие радиоуправляемые вертолеты имеют управление общим шагом. Коллекторный мотор, поставляемый в комплекте, в основном, заменяется на более мощный бесколлекторный. Применяются легкие литий-полимерные аккумуляторы. В такой комплектации радиоуправляемый вертолет способен выполнять многие фигуры 3D пилотажа.
• Электрические микровертолеты для улицы и модели с ДВС объемом 0.15 куб. дюймов. Для полетов на улице необходим вертолет, на котором можно летать не только в полный штиль, но и в слабый ветер. Электрические модели этой группы очень привлекательны по нескольким причинам: на них можно летать на улице, и им не требуется много места для полетов; после установки бесколлекторного мотора они способны выполнять 3D пилотаж; они живучи при авариях, и запчасти к ним дешевы. Модели с ДВС такого объема существуют, но в силу малой мощности мотоустановки не способны выполнять большинство фигур.

Прежде чем купить радиоуправляемый микровертолет, необходимо подумать о месте для полетов и доступности запчастей. Покупая игрушку нужно понимать, что это «тупиковый» путь, переделать ее в нормальную модель не получится. С другой стороны, игрушка может помочь без лишних затрат определиться – подходят ли вам вертолеты вообще. Но тут опять же есть риск нарваться на принципиально не летающую китайскую поделку.

Крен или боковое перемещение

Аналогичным способом, изменяя подъемную силу разных сторон диска основного ротора, можно накренить вертолет вправо или влево, как показано на рисунке 9. Снова включите вашу радиоаппаратуру и перемещая правую ручку управления на передатчике вправо и влево, проследите за перемещением аппарата перекоса.

Модели с электродвигателем

Вертолеты с электродвигателем появились сравнительно недавно, стремительно заняли пустовавшую нишу комнатных (зальных) моделей и небольших моделей для улицы. В первую очередь, это связано с появлением на рынке сравнительно дешевых, легких и емких литий-полимерных аккумуляторов, которые способны отдавать достаточные токи.

Радиоуправляемые вертолеты бывают c коллекторным и с бесколлекторным мотором. В базовой комплектации вертолета чаще всего поставляется коллекторный мотор. Но он не обеспечивает достаточной мощности для исполнения многих фигур пилотажа и недолговечен.

В двух словах о достоинствах и недостатках электровертолетов.

Достоинства:

• Дешевы при условии безаварийной эксплуатации. К сожалению, без аварий не бывает.
• Отсутствие гари, масла и какого-либо запаха.
• Тишина. Нет шума двигателя.
• Сравнительная простота настройки. Не следует обманываться на этот счет, будто настройки двигателя не требуется вовсе, однако о такой вещи как карбюратор ДВС можно смело забыть.
• Небольшие размеры позволяют тренироваться зимой в зале, а в некоторых случаях даже дома.

Недостатки:

• Дороговизна стартового комплекта. Необходимо иметь несколько батарей аккумуляторов, хотя бы 2-3. Очень желательно иметь специальное автоматическое зарядное устройство для быстрой зарядки аккумуляторов.
• Хрупкость и дороговизна аккумуляторов.
• Большое время зарядки аккумуляторов. Некоторые их типы требуют повышенного внимания и осторожного обращения.
• Пожароопасность литиевых аккумуляторов.
• Постепенное уменьшение тяги по мере разряда аккумуляторов.

Нужно признать, что прогресс не стоит на месте, и недостатков у электровертолетов становится все меньше, а приверженцев этого типа моделей все больше.

Перемещения по горизонту

На рисунке 6 показан вертолет в горизонтальном полете и иллюстрирует следующие важные моменты:

• Общий вектор подъемная сила лопастей несущего винта представляет собой сумму векторов тяги передней и задней лопастей несущего винта. Это важный момент, которой ранее мы не обсуждали, т.е., вектора подъемной силы лопастей несущего винта могут изменяться в зависимости от их положения относительно продольной оси модели. Таким образом, появляется возможность управлять направлением движения модели в горизонтальной плоскости.
• Сумма векторов подъемных сил от лопастей несущего винта равна общей подъемной силе, показанной на рисунке 1.
• Поскольку подъемная сила задней части диска вращения лопастей несущего винта больше, чем подъемная сила передней части, то хвост модели поднимается, а ее нос опускается. Вертолет начинает движение вперед.
• Когда вертолет движется вперед ( это показано на рисунке 7), вертикальная составляющая суммарного вектора подъемной силы должна продолжать равняться весу вертолета, чтобы удерживать модель на постоянной высоте, а его горизонтальная составляющая определяет величину тяги вертолета вперед.

Включите радиоаппаратуру и передвиньте правую руку управления аппаратом перекоса на передатчике вперед. Вы увидите, что аппарат перекоса на модели наклонится вперед. Движение ручки обратно в нейтраль выравнивает аппарат перекоса, а движение ручки к себе наклоняет аппарат перекоса назад.

Эти перемещения аппарата перекоса управляют углом наклона продольной оси модели или тангажем. (Движение ручки вперед опускает нос, а движение ручки в обратную сторону поднимает нос.) Для того, чтобы лучше понять, как это происходит, передвиньте ручку управления вперед, наклоняя аппарат перекоса.

Пока аппарат перекоса наклонен полностью вперед, выключите приемник и передатчик. Аппарат перекоса останется в наклоненном положение. Теперь мы можем проанализировать, как лопасти основного ротора вызывают наклон и горизонтальное перемещение вертолета.

Медленно вращая рукой лопасти ротора, понаблюдайте за изменением их шага по азимуту (углу поворота лопастей вокруг вала). В этом случае, их шаг не будет постоянным, а будет изменяться циклически. Поэтому, закон изменения шага при вращении лопастей несущего винта вокруг вала называют “циклическим шагом”.

Изменение шага лопасти по азимуту приводит к изменению их подъемной силы в зависимости от наклона аппарата перекоса. По мере возрастания шага возрастает и подъемная сила. По этой причине одна часть диска ротора имеет большую подъемную силу, чем другая.

Вращая лопасти по часовой стрелке рукой вы можете ожидать, что для опускания носа модели максимальный циклический шаг лопасть должна принимать над хвостовой балкой вертолета. Но, если вы посмотрите внимательно на изменение шага по азимуту, то заметите, что лопасти будут достигать максимального шага на 90 градусов раньше ожидаемого положения. Такое опережающее изменение шага лопастей необходимо из-за эффекта гироскопической прецессии.

Подъемная сила при косом обтекании

В горизонтальном полете вертолета подъемная сила несущего винта возрастает из-за повышения скорости воздушного потока и увеличения количества воздуха, проходящего через ротор, за единицу времени. Дополнительная подъемная сила при косом обтекании возникает при любом горизонтальном перемещение и прямо пропорциональна горизонтальной скорости вертолета. Дополнительная подъемная сила легко распознается в полете улучшением летных качеств вертолета.

Поскольку подъемная сила от перемещения пропорциональна скорости воздушного потока, то она возникает не только при горизонтальном перемещении вертолета, но и при висении, когда дует ветер. Дополнительная подъемная сила, возникающая при ветре, может и помогать и мешать.

Положительным является возможность уменьшить мощность двигателя при висении или горизонтальном полете. Но, если ветер порывистый, полет будет трудно управляемым, поскольку подъемная сила увеличивается при возрастании скорости ветра и уменьшается, как только ветер стихает. По этой причине необходимо выполнять висение только при устойчивом ветре со скоростью не более 3- 5 метров в секунду.

Порядок включения.

1. Сначала включить пульт управления, левый рычаг газа должен находиться в нижнем положении.
2. Выдвинуть антенну FM или выпрямить антенну 2.4G при необходимости.
3. Затем включить модель.
4. Поставить его на плоскую ровную поверхность и отойти на безопасное расстояние (не менее 1-2 м. для маленького вертолета и 3-4 м. для большого).
5. На пульте управления левый рычаг газа плавно поднять вверх до конца, затем плавно опустить вниз. Подождать 3-5 секунд, и если вертолет не начал реагировать на сигналы с пульта, проделать эту процедуру еще раз. После этого модель запустится.

Предисловие

Радиоуправляемые модели вертолетов пользуются широкой популярностью во многих странах мира. Им не нужны аэродромы, их полет вызывает большое восхищение у публики. По своим летным возможностям модели вертолетов обогнали полномасштабных “собратьев”. Это направление в спортивном моделизме возникло в начале 70 годах и очень быстро развивается.

На современном этапе модели вертолетов создаются с использованием современных композитных материалов, достижений микроэлектроники и компьютерных технологий. Например, появление компьютерных тренажеров, существенно повлияло на методики освоения непростого управления радиоуправляемых вертолетов.

Как свидетельствует практика, уровень развития моделизма определяется уровнем жизни населения. И хотя наша жизнь в странах СНГ не способствуют бурному развитию спортивного моделизма, у молодежи есть определенный интерес к этому увлечению. В настоящее время появилась возможность, при наличии средств, приобрести необходимое оборудование и материалы, радиоаппаратуру и аккумуляторы, двигатели и топливо и т.п.

Но, к сожалению, за редким исключением, все выше перечисленное – импортное и дорогое. Большой объем информации по моделизму, в частности и по радиоуправляемым вертолетам, можно найти в Интернете, в зарубежных изданиях. Появились в Интернете и русскоязычные сайды по моделизму.

Однако, по-прежнему мало широкодоступных информации на русском языке для моделистов по радиоуправляемым вертолетам, в которых бы в доходчивой форме были изложены теория вертолета, особенности его регулировок с использованием функций современной радиоаппаратуры, методики освоения полетов от висения до высшего пилотажа.

Радиоуправляемые вертолеты 30 класс

Вертолеты такого класса имеют калильный двигатель объемом около 0.3 куб. дюйма (5.5 см3). Часто встречаются ДВС объемом 0.32, 0.36 и 0.39 куб. дюймов – все эти двигатели устанавливаются на одну и ту же модель, не требуя какой либо модернизации. Диаметр ротора такой модели составляет около 1200 мм.

Специалисты сходятся в том, что это наиболее подходящий класс для новичков. Вертолеты 30-го класса предназначены только для полетов на улице, обладают довольно непложими летными характеристиками, способны выполнять элементы 3D пилотажа. Среди «взрослых» вертолетов, этот класс наиболее дешев.

Электрические модели такого размера существуют, и их становится все больше. Однако их стоимость все еще высока, в основном из-за аккумуляторов.

Радиоуправляемые вертолеты 50 класс

Вертолеты этого класса отличаются от вертолетов 30-го класса объемом двигателя, редуктором с другим передаточным числом и размером ротора. Что это дает? Большую тяговооруженность, большую стабильность. Вертолет с двигателем 0.5 куб. дюймов обладает избыточной мощностью, его сложнее «перегрузить» в полете при неумелой работе общим шагом.

Как правило, радиоуправляемые вертолеты 50-го класса это та же самая 30-ка, с другим редуктором, двигателем и лопастями. Фирмы предлагают специальные KIT-ы – наборы запчастей для конверсии модели 30 размера в 50-й. При этом все основные запчасти те же самые, что и для «базовой» модели. Вертолет получается незначительно дороже 30-тки, лишь за счет двигателя и лопастей.

Радиоуправляемые вертолеты 60-90 класс

Строго говоря, это два разных класса. Однако, аналогично предыдущему классу, модели 90 класса используют то же шасси что и модели 60-го, поэтому они рассматриваются вместе.

60-90 класс – это радиоуправляемые вертолеты с двигателем от 0.60 до 0.90 куб. дюймов. Диаметр ротора у них составляет примерно 1500 мм и более. Электрические модели такого размера существуют, но в настоящее время они имеют просто астрономическую цену.

Позволить себе такую модель может только профессионал. С электрической моделью такого размера встает и другая проблема – заряд аккумуляторов. Лишь единичные экземпляры профессиональных зарядных устройств способны заряжать большие сборки литий-полимерных батарей.

60-90 «профессиональный», если можно так выразиться, класс. Эти радиоуправляемые вертолеты наиболее совершенны и способны выполнять любые фигуры 3D пилотажа. Вертолеты 90 класса обладают таким избытком мощности, что могут, например, двигаясь на максимальной скорости, мгновенно останавливаться в полете, как бы натыкаясь на невидимую стену.

Большой диаметр ротора делает модель очень стабильной. На ней можно летать практически в любую погоду. К недостаткам можно отнести лишь высокую стоимость и «прожорливость» двигателя. Для вертолета 90 класса канистры топлива объемом 1 галлон (примерно 3.8 литра) хватает приблизительно на 6-7 полетов продолжительностью по 10 минут каждый.

Радиоуправляемые вертолеты с двс

Трудно сказать, какой вид моделей сейчас более распространен – электро или ДВС. Особенно, принимая во внимание комнатные микровертолеты, находящиеся в ценовой категории до $300. Однако если рассматривать модели вертолетов, которые способны выполнять пилотаж средней и высокой сложности, то преимущество пока на стороне моделей с ДВС.

Модели с ДВС бывают:

• С калильным двигателем. Самый распространенный тип моделей с ДВС. Они обладают большой мощностью, легкие. Подавляющее большинство спортивных моделей оборудованы калильным ДВС.
• Бензиновые. Бензиновые двигатели устанавливают на модели вертолетов, начиная от 60 класса и крупнее. Они дешевле в эксплуатации, но значительно тяжелее. Модели с бензиновыми двигателями обладают меньшей тяговооруженностью.
• Турбореактивные. Наиболее сложные и дорогие модели. Скорее экзотика. Модели с реактивным двигателем достаточно большого размера, в основном, из-за размера самой турбины и редуктора. Цена такой модели и стартового оборудования очень высока.

Преимущества моделей с ДВС:

• Модели с ДВС сравнимых размеров пока дешевле электрических. И чем крупнее модель, тем заметнее разница.
• Дешевый стартовый комплект.

Недостатки:

• Проблемы с доступностью топлива. Во многих городах Украины существуют определенные проблемы с топливом для калильных ДВС.
• Сложность настройки двигателя.
• Дым, шум, запах, токсичность топлива.

Режим висения

Рисунок 1 показывает вид вертолета с боку в висении и силы, воздействующие на него в этом ракурсе. Стрелка направленная прямо вниз представляет собой силу веса вертолета. Ей противодействует подъемная сила несущего винта. В устойчивом висении подъемная сила равна силе веса и вертолет не поднимается и не снижается.

В полете мы не можем изменять вес вертолета. Мы можем управляем подъемной силой (силой тяги) несущего винта за счет изменения угла установки лопастей (общего шага) или числа его оборотов. Поэтому существуют две системы моделей вертолетов. Первая, так называемая, с общим (или коллективным) шагом, в которой управление тягой осуществляется изменением угла установки лопастей.

Вторая – с фиксированным шагом, в которой управление тягой винта осуществляется только изменением числа оборотов несущего винта при постоянном значении установочного угла. Каждая система имеет свои достоинства и недостатки. Система с фиксированным шагом имеет упрощенную конструкцию головки несущего ротора, проще в эксплуатации и в наладке.

Кроме того не требуется очень дорогая аппаратура управления. Основной недостаток этой системы заключается в большой инерционности и нелинейности вертикального управления вертолетом. В настоящее время изменять число оборотов модельных двигателей достаточно быстро невозможно.

Кроме того, тяга винта пропорциональна квадрату числа оборотов двигателя. В этой ситуации очень сложно удерживать вертолет в неподвижном висении. Я не говорю, что летать такой вертолет не будет, просто его освоение потребует дополнительного времени.

Система с коллективным шагом обеспечивает лучшее управление вертолетом, поскольку тяга лопастей почти пропорциональна шагу, который может изменяться почти мгновенно. Однако такая система требует согласованного управления шагом и мощностью двигателя.

Это приводит к тому, что для управления таким вертолетом требуется аппаратура, в которой с помощью одной ручки можно было изменять значение шага лопастей несущего ротора и мощность двигателя. Необходимость такого согласование вызвано тем, что момент сопротивления, следовательно и мощность, требуемая для вращения лопастей пропорциональна квадрату изменения шага лопастей.

В ином случае, при увеличении шага лопастей при неправильном регулировании мощности у нас будут падать обороты и тяга винта. Следовательно, вы управляете величиной подъемной силы в висении исключительно перемещением, как правило, левой ручки вперед-назад, удерживая вертолет в неподвижном вертикальном положении.

Обратите внимание на два важных момента, показанных на рисунке 1:

• Стрелка изображающая подъемную силу лопастей показывается выходящей прямо из вала несущего винта. Действительно же, вал не создает подъемную силу, она возникает от вращения лопастей, но результирующая сила действует от них так, как если бы она была направлена из центрального вала ротора, как показано на рисунке 2. Это несущественно сейчас, но помните об этом, когда мы будем обсуждать в дальнейшем поведение лопастей ротора.
• Подъемная сила, произведенная лопастями ротора всегда перпендикулярна диску несущего винта (плоскости вращения лопастей).

Рисунок 3 показывает вертолет в висении, как если бы, мы смотрели на него сверху. Опять, все силы действующие на вертолет в этом ракурсе должны быть скомпенсированы, чтобы вертолет был неподвижен.

На этом рисунке показан вертолет с вращением лопастей несущего винта вправо или по часовой стрелке. Если лопасти вашего вертолета вращаются в другую сторону, то этот рисунок необходимо зеркально перевернуть. Согласно третьего закона механики, при вращении винта по часовой стрелки, фюзеляж вертолета должен вращаться против часовой стрелки.

Задача хвостового винта – скомпенсировать реактивный вращающий момент. Когда тяга хвостового винта создает момент, равный реактивному моменту от несущего винта, нос удерживаться прямо. Если тяга хвостового ротора возрастает, вертолет поворачивается вокруг вертикальной оси (вала несущего винта), заставляя нос идти вправо.

Обороты хвостового винта зависят от оборотов двигателя и основного винта, которые должны быть постоянными при висении. Тяга хвостового винта поэтому изменяется увеличением или уменьшением угла атаки лопастей хвостового ротора и в вашей радиоаппаратуре это выполняется перемещением, как правило, левой ручки вправо или влево.

Посмотрите на хвостовой винт модели с левой стороны вертолета, он обычно вращает вправо (или по часовой стрелке) при этом виде. Теперь переместите левую управляющую ручку в вашем передатчике направо и увидите, как угол атаки лопастей увеличивается. Это заставит лопасти захватывать больше воздуха и хвост повернутся влево или по направлению к вам. По мере перемещения ручки влево, угол атаки уменьшится и реактивный момент переместит хвост вправо или прочь от вас.

Необходимо подчеркнуть другой важный момент: левая ручка передатчика изменяет угол атаки лопастей хвостового ротора и перемещает хвост вправо или влево, но направление перемещения хвоста противоположно перемещениям этой ручки. Причина этого в том, что мы пилотируем модель не по хвосту.

Попытки пилотировать модель вертолета по хвосту очень грубая ошибка и вы ее должны избегать.

На рисунке 4 изображен вертолет при виде сзади, с существенно преувеличенным наклоном вправо для учебных целей. Для удержания вертолета в устойчивом висении все силы должны быть также скомпенсированы. На рисунке 4 мы снова видим силу гравитации (или силу веса вертолета), направленную вниз.

Как уже упоминалось, эта сила компенсируется подъемной силой лопастей винта. Но теперь, обратите внимание на то, что вы не видели раньше: ротор немного наклонен вправо. Подъемная сила винта по прежнему будет перпендикулярна диску ротора и наклонена вправо.

Подъемная сила может быть разложена на две составляющие: на вертикальную и горизонтальную. Чтобы удержать вертолет на фиксированной высоте, вертикальная компонента подъемной силы должна равняться весу модели.

На рисунке 4 кроме подъемной силы изображен вектор тяги хвостового ротора, который заставит вертолет двигаться влево, если она не будет скомпенсирована другой силой. По этой причине диск несущего винта слегка наклоняют вправо и горизонтальная составляющая подъемной силы будет направлена вправо и компенсировать тягу хвостового винта и удерживать вертолет от “дрейфа” влево.

Рысканья вертолета

Одна из причин, по которой мы покупаем радиоаппаратуру для вертолета (вместо радиоаппаратуры для самолета), заключается в необходимости дополнительных функций управления моделью вертолета, что значительно облегчает пилотирование. Это не говорит о том, что вы не можете использовать радиоаппаратуру от моделей самолетов для пилотирования вертолетом (по крайней мере на начальном этапе), просто с радиоаппаратурой для вертолета легче обучаться пилотированию.

Для того, чтобы лучше понять функцию компенсации рысканья хвостовой балки, посмотрите на рисунок 3, на котором вертолет показан сверху. Обратите внимание, что лопасти ротора вращаются двигателем по часовой стрелке и, поскольку, для каждого действия есть равное противодействие, нос вертолета будет поворачиваться влево (против часовой стрелки). И по этой причине вертолету нужен ротор хвоста для компенсации реактивного момента от вращения лопастей.

Теперь представим себе вертолет в позиции висении (когда все силы сбалансированы) и мы хотим подняться. Для этого увеличивают коллективный шаг лопастей ротора, чтобы увеличить подъемную силу винта. Следовательно увеличивается вращающий и реактивный моменты, а нос вертолета будет поворачиваться влево.

И мы должны делать это вручную, каждый раз, при изменении вращающего момента (при подъеме или снижении вертолета) и тратить много времени и усилий для управления хвостовым ротором, чтобы удерживать нос модели прямо. По этой причине функция компенсации рысканья хвостового ротора сделает наш полет легче.

В большинстве радиоаппаратуры (по крайней мере, недорогой) предполагается, что вертолет находится в висении, когда ручка управления дросселем и коллективным шагом находиться в среднем положении, а снижение и подъем происходит, если ручка перемещается из этой точки.

Две кнопки (программа для компьютерной радиоаппаратуры), одна для подъема, а другая для снижения, используются, чтобы отрегулировать величину компенсации рысканья хвостового ротора при отклонении ручки управления от средней позиции при висении. По мере того, как ручка перемещается для подъема вертолета вперед, автоматически добавляется величина шага хвостового ротора (и, аналогичным способом, шаг хвостового винта уменьшается, когда для снижения вертолета, ручка управления переводится в позицию ниже средней).

Это автоматическое воздействие на шаг хвостового рота в течение подъема и снижения помогает удерживать нос вертолета прямо и существенно уменьшает нашу нагрузку при пилотировании модели. Для регулировки компенсации “вверх”, поднимайте вертолет из висения и смотрите направление перемещения носа.

Если нос перемещается влево в течение подъема, компенсация хвостового ротора недостаточная, поэтому увеличьте немного величину компенсации “вверх” и повторите попытку, делайте небольшие изменения, до тех пор, пока нос станет удерживаться прямо в течение подъема. Аналогичным способом, имеется в виду перемещение нос в течение снижения, регулируется компенсации “вниз”.

Упражнение 1. взлёт/посадка

Цель упражнения

при взлёте – понять, когда необходимо прекратить добавлять скорость вращения винтов, чтобы вертолёт не поднялся до потолка, и, в то же время, на сколько её прекратить добавлять, чтобы вертолёт не упал на пол.

при посадке – научиться медленно убавлять скорость вращения винтов, чтобы посадка была мягкой.

К сожалению, нельзя отдельно отработать взлёт, а затем посадку. Этому придётся учиться одновременно.

• Установите вертолёт в центре помещения на равном удалении от всех возможных препятствий.

• Объясните ребёнку, что на этом этапе он будет управлять вертолётом только левым рычажком пульта управления, т.е. совершать только взлёт и посадку. Проследите, чтобы правая шаловливая детская ручка не держалась за правый рычажок на пульте управления.

• Объясните ребёнку, что при любой чрезвычайной ситуации, возникающей в полёте вертолёта, необходимо сбросить скорость вращения винта до нуля (левый рычажок вниз). Не бойтесь, что вертолёт, упав с высоты, получит повреждения – для “комнатных” вертолётов небольшого веса, ситуация маловероятна. Значительно хуже ситуация, когда при падении лопасти вертолёта продолжают вращаться. В этом случае вероятна поломка шестерёнок на оси двигателя (они могут либо лопнуть, либо провернуться на валу двигателя, что приведёт к их прокручиванию и разбалансу вращения винтов радиоуправляемого вертолёта).

• Медленно управляя скоростью вращения винта вертолёта, добейтесь его взлёта. Но есть нюансы – если очень медленно прибавлять скорость вращения, то вертолёт может завалиться на бок ещё не оторвавшись от земли (“скатится” с воздушной горки, образующейся под ним от работающих винтов). Скорость надо прибавлять медленно, но решительно. И только так! На этом этапе не важно, совершает ли вертолёт вращательные движения по-горизонтали, главное, чтобы он взлетел на высоту от 1 до 2-х метров и при этом не упёрся в потолок. 

Рекомендации к Упражнению 1.

Скорее всего, Вам не хватит заряда аккумуляторной батареи, чтобы полностью овладеть этой наукой, что называется, за один присест. Если Вы поймёте, что тяга вертолёта падает, не спешите его заряжать – наступает самый удобный момент для обучения – вертолёт ещё взлетает, но не так резво, как при полностью заряженном аккумуляторе – пользуйтесь моментом, учиться взлёту и посадке становится значительно проще, ведь вероятность взлёта вертолёта до потолка стремится к нулю, что значительно упрощает процесс обучения.

Заряжайте аккумулятор вертолёта только тогда, когда вертолёт уже не взлетает. При таком подходе Вы сможете не только увеличить время тренировки, но и продлить жизнь аккумулятору. Для зарядки аккумуляторной батареи вертолёта лучше пользоваться сетевым зарядным устройством с выходом USB, например адаптер питания USB IPPON TC-101, этим Вы значительно продлите срок службы батареек в пульте управления и ускорите время зарядки. Да и компьютер не придётся использовать в качестве зарядного устройства.

Как только Вы осилите это упражнение, переходите ко второму. 

Упражнение 2. учимся “держать” вертолёт на заданной высоте

Цель упражнения – научиться держать заданную высоту

• По-прежнему, управляйте вертолётом только левым рычажком пульта управления (не забывайте следить за правой ручкой ребёнка – не надо трогать правый рычажок).

• Взлетев, пытаемся “зависнуть” вертолётом на выбранной высоте – например, 1 метр, регулируя высоту скоростью вращения винтов вертолёта. 

Рекомендации к Упражнению 2.

Самое время обратить внимание, вращается ли вертолёт вокруг своей оси. Если есть вращательные движения, добейтесь стабилизации его положения в горизонтальной плоскости, управляя специальным регулятором на пульте управления. Стабильное положение вертолёта будет важно для следующих Упражнений.

Упражнение 3. учимся летать по направлению вперёд/назад

Цель упражнения – научиться совершать вертолётом движение вперёд/назад.

Для этого упражнения необходимо помещение, в котором имеется свободное пространство шириной от 2 метров и длинной 3-4 метра. В идеальном случае это должен быть круг диаметром 3-4 метра.

• Расскажите ребёнку, для чего нужен правый рычажок на пульте управления (подсказываем: для управления движением игрушечного вертолёта вперёд/назад и совершения поворотов направо/налево). В этом Упражнении будет использоваться только управление движением вперёд/назад (правый рычажок от себя/к себе).

• Установите вертолёт в начале прямого участка, сориентировав его для движения вперёд к намеченной конечной точке движения (или в центре гипотетического круга). Желательно как-то обозначить конечную точку движения или внешнюю границу круга.

• Совершите взлёт вертолёта на высоту до 1 метра.

• Плавно управляя правым рычажком, добейтесь начала прямолинейного движения вертолёта. Старайтесь удерживать радиоуправляемый вертолёт на выбранной высоте.

• Долетев до конечной точки движения, зафиксируйте вертолёт, и постарайтесь вернуться в точку старта “задним ходом”.

• Совершите посадку.

• Посадку можно не совершать и, как челнок, продолжать движение вертолёта вперёд/назад до полной выработки аккумуляторной батареи, но всегда полезно повторить пройденный материал, так что мы рекомендуем всё-таки отрабатывать штатную посадку. 

Рекомендации к Упражнению 3.

Постарайтесь постоянно удерживать вертолёт на выбранной высоте, корректируя её левым рычажком пульта управления. На первых порах это будет сложно, но в дальнейшем это умение Вам очень пригодиться.

Упражнение 4. учимся поворачивать

Цель упражнения – научиться поворачивать вертолётом

Для этого упражнения необходимо помещение, в котором имеется свободное пространство шириной от 2 метров и длинной 3-4 метра. В идеальном случае это должен быть круг диаметром 3-4 метра.

• В этом Упражнении будут использоваться все варианты управления радиоуправляемым вертолётом, как левым, так и правым рычажком пульта управления.

• Установите вертолёт в начале прямого участка, сориентировав его для движения вперёд к намеченной конечной точки движения (или в центре гипотетического круга).

• Совершите взлёт вертолёта на высоту до 1 метра.

• Плавно управляя правым рычажком, добейтесь начала прямолинейного движения вертолёта. Старайтесь удерживать вертолёт на выбранной высоте.

• Долетев до конечной точки движения, зафиксируйте вертолёт, разверните его на 180 градусов правым рычажком пульта управления и постарайтесь вернуться в точку старта.

• Усложните упражнение – совершайте посадки как в точке финиша, так и в точке старта.

Рекомендации к Упражнению 4.

Рекомендации те же – постарайтесь постоянно удерживать вертолёт на выбранной высоте.

Упражнение 5. самостоятельная работа

Если Вы с отличием прошли все предложенные нами Упражнения и Ваш ребёнок, а может быть и Вы сами, уверенно держите руки на штурвале (на рычагах пульта управления), то мы не зря писали эти строки. На этом этапе наша помощь больше Вам не понадобится. Импровизируйте. Выдумывайте новые задачи для своего радиоуправляемого вертолёта, теперь мы спокойны за его эксплуатацию.

Рекомендации к Упражнению 5.

…самое время испытать себя при профессиональном режиме управления или на модели радиоуправляемого вертолёта бОльших габаритов.

Условия для полета.

Сухая погода — обязательное условие во избежание попадания влаги в электронику модели.Безветренная погода или слабый ветер — для начинающих пилотов (средний и сильный ветер, а также порывы ветра — только для профи на свой страх и риск).

Температура воздуха не ниже -3 градусов по Цельсию, во избежание порчи аккумулятора.Выбрать большое свободное от препятствий пространство для полетов.Помните! Запуск летательных моделей детьми осуществлять только под присмотром взрослых во избежание нанесения травм и увечий как себе так и окружающим.

Будьте внимательны! Для полетов выбирайте просторное помещение или улицу вдали от людей, следите чтобы на пути полета не было электрических проводов и других предметов и объектов, которые могут повредить модель. Не летайте в пределах близости людей.

Помните, что пилоты ответственны за свои действия и повреждения или раны, нанесенные другим людям. Квадрокоптер и вертолет – это прежде всего сложный продукт для хобби, а не просто игрушка. Даже модель маленького размера может нанести раны окружающим людям, домашним животным и т.д., помните об этом. Не играйте вблизи источников тепла, электрических проводов и дорог.

Эффект земли

Когда вертолет висит на высоте приблизительно меньше диаметра диска основного ротора, мы встречаемся с “эффектом земли”. В этом случае скорость воздушного потока, созданная лопастями ротора не может достичь большого значения из-за близости земли и вертолет располагается на “пузыре” воздуха высокого давления.

При этом возрастает тяга несущего винта. Для более подробного анализа этого эффекта необходимо знать, что такое индуктивная скорость подсасывания диска и его индуктивное сопротивление. Если это вас сильно заинтересовало, то можете самостоятельно познакомиться с особенностями этого эффекта в специальной литературе.

На полноразмерных машинах, при возникновении эффекта земли, вертолет ведет себя подобно человеку на большом шаре. Иными словами, становиться очень неустойчивым и это не преувеличение. Некоторые моделисты говорят, что этот эффект возникает и на их вертолетах.

Тем не менее, нет однозначного мнения, что на всех моделях возникает этот эффект земли. Возможно некоторые модели вертолетов более подвержены этому эффекту. Степень воздействие эффекта земли зависит от ветра. Эффект максимален в тихие дни и ослабевает при увеличении скорости ветра, поскольку ветер выдувает воздух высокого давления из-под вертолета.

Заключение

Можно придумать еще множество вариантов классификации моделей. Например, по конструкции, по стране-производителю, по цене и так далее до бесконечности. Но боюсь, что это не только не поможет, а лишь запутает начинающего вертолетчика. Не бойтесь сделать свой выбор!

Выбрать радиоуправляемые вертолеты в каталоге >>>