Радиоуправление краном (тали) | Цена 8500 руб.

Существует метод расчета (основанный на рекомендациях различных фирм-производителей модельной техники), в котором автор этой статьи не усомнился ни разу, и до сих пор пользуется им:

– мотор для модели, предназначенной для выполнения классического пилотажа, подбирается из расчета 300Ватт на килограмм веса (рекомендованный полетный вес, как правило, указывается производителем в описании модели)

– мотор для 3D-акробата подбирается из расчета 400-450Ватт на килограмм полетного веса.

                                                                                       «Да гранаты у него не той системы»

                                                                                                   Белое солнце пустыни.

Важный момент: не будет лишним проверить указанную производителем мощность двигателя. Бывает так, что некоторые фирмы указывают максимальную мощность, при условии использования аккумуляторов с более высоким напряжением.

Пример:

Производителем дано описание мотора:

Рабочий ток- 30-40А

Максимально допустимый ток: 50А

Напряжение: 11.1-14.8V

Максимальная мощность двигателя: 740Ватт

Итак, максимальная мощность 740Ватт. А если вы планируете использовать аккумулятор 3S? Вот давайте и посчитаем: 11.1V(напряжение аккумулятора)х50А(максимальный ток мотора)=550 Ватт. Теперь становится понятно, что в описании производителем указана мощность двигателя, с учетом использования четырехбаночного аккумулятора: 14.8Vх50A=740 Ватт.

                                                                                        — Шурик, твой аппарат тебя погубит.

                                                                                        «Иван Васильевич меняет профессию»

Пропеллер- это просто!

Основные параметры воздушного винта, которые мы учитываем при подборе мотоустановки – это его диаметр и шаг. Эти параметры зависят в основном от размера самолета, его типа и назначения.

Для копийной модели винт (винты) должны быть соразмерны общему масштабу модели, и иметь требуемое количество лопастей. Для спортивных и тренировочных самолетов – размеры выбираются исходя из необходимых тяговых характеристик, скорости потока от винта и площади обдува этим потоком рулевых плоскостей. Т.к. основную массу некопийных любительских самолетов можно по типу мотоустановки отнести к пилотажным (исключая модели для боя и мотопланеры), стоит подробнее остановиться на этом типе и специфике подбора размеров винта для них.

Самое простое – исследовать статистику, и рассмотреть размеры винтов, рекомендуемых известными и проверенными производителями самолетов (изобретение своего велосипеда – не всегда благодарное занятие). Если по каким либо причинам такая статистика недоступна, можно принять примерную зависимость, исходя из размера самолета, что бы определить отправную точку для дальнейших размышлений. Для большинства пилотажных самолетов среднего и большого размера (больше1,5 м) диаметр винта для начала расчетов можно взять как 1/4 от размаха крыла, или чуть (на дюйм) больше для самолетов небольшого размера (1-1,3м) . Действительно – если посмотреть на самые популярные самолеты с устоявшейся комплектацией, то диаметры винтов будут выглядеть примерно так:

Размах крыла- Диаметр воздушного винта (в дюймах)

(1000mm) 10-11”

(1150-1200mm) 12-13”

(1250-1300mm) 13-14”

(1500-1600mm) 15-16”

(2000-2100мм) 19-22”

Для простоты можно воспользоваться и этой нехитрой табличкой – для начала она вполне сгодиться. Следует так же учитывать, что как правило, более скоростные модели, полукопии и тренеры используют винты диаметром поменьше, а фан-флаи и самолеты с развитыми 3D способностями – винты большего диаметра. Так же, часто возникают подвижки в /- 1-2 дюймадля конкретной модели. Но в целом (как пример статистики), табличка выглядит вполне реально.

Если описывать упрощенно, то диаметр винта в большей степени определяет статическую тягу мотоустановки (грубо говоря, сколько может «поднять» такой винт, будучи направленным вверх), и площадь обдува рулевых плоскостей, как правило элеронов (хвостовое оперение почти всегда находиться в потоке от винта, и обдувается на 100%).

Несложно догадаться, что от статической тяги сильно зависит поведение самолета на вертикальных маневрах, когда подъемная сила крыла попросту отсутствует.

Шаг винта – определяет в большей степени скорость потока воздуха, отбрасываемый от винта (хотя и влияет на статическую тягу мотоустановки тоже, правда в меньшей степени)

Образно говоря – с какой скоростью можно будет двигать поднятый статической тягой груз, и до какой скорости можно разогнать самолет в горизонтальном полете. Второе важное влияние, оказываемое шагом винта – это скорость потока, которым будут обдуваться рулевые поверхности. Т.е. от нее сильно зависит скорость реакции самолета на рули, особенно хвостовые. Попадая в крайности можно получить абсурдные ситуации, при которых, например, самолет, обладающий огромной статической тягой сможет держать на висении привязанный утюг, но не сможет двигаться из отсутствия достаточного потока от винта. И наоборот.

Соответственно, большая тяговая вооруженность важна при выполнении вертикальных фигур и элементов 3Д-пилотажа. А для скоростных самолетов, гонок, бойцовок – большее влияние оказывает скорость потока, и тяга играет уже второстепенное значение. Самолеты, летающие современные пилотажные комплексы, содержащие много вертикальных составляющих – должны обладать обоими свойствами с приличным запасом. Конечно, иметь запас и по тяге и по скорости потока – хорошо для любого самолета, но ввиду разных причин одновременно не всегда это можно заложить в мотоустановке .

Третий «параметр» винта, оказывающий сильное влияние на его свойства – это его тип.

К сожалению, многие начинающие моделисты не принимают его во внимание, и основываясь только на размерах и шаге винта, часто не получают желаемого результата, а иногда и вовсе теряют мотор или сжигают контроллер, перегружая их.

Самые распространенные винты производит фирма АРС. Их подразделение по типам винтов можно назвать сложившимся стандартом де-факто. Из тех типов, которые для нас представляют интерес можно назвать:

Тип «Е» (electro) – классические пилотажные винты для электромоторов. Самый распространенный тип, для оборотов 6-8тыс, небольшой массы, с прочной ступицей. Размерности – почти любые.

Тип «SF» (slowflyer)– очень легкие винты с увеличенной тяговой характеристикой, для легких моделей. Рассчитаны на низкие обороты (до 6 тыс.). Диапазон размеров от 8х3,8 до 13х4,7. Часто используются «внештатно» вместо Е-серии на моделях вплоть до1,5 кг для получения очень большой тяговооруженности (правда ценой некоторых потерь), на свой страх и риск. Имеют легкую небольшую ступицу и невысокая (по сравнению с Е-серией) прочность.

Тип «Р» (pusher) – т.н. «толкающий винт». Винт обратного вращения. Стоит заметить что на электроустановках понятие «толкающий» не особенно актуально, потому что мотор может вращаться в обоих направлениях. Ориентирован больше на ДВС.

Тип «F» (folding)– складной винт (вернее – комплект лопастей, для установки на специальную муфту – «хаб») как правило, для моделей планеров.

Есть еще специализированные типы С, W и пр., но в данной статье мы их рассматривать не будем из за их специфических применений.

                                                                  — Да как ты их мог перепутать, они же разного цвета!

                                                                  — Я дальтоник!

                                                                  — Ну и что, что ты дальтоник, ты красное от зеленого                                                                                                     отличить не можешь, что ли?!

                                                                                                            «День выборов»

Регуляторы скорости: главное не перепутать.

Реально, у контроллера (так же именуемого как «регулятор скорости», хода», «speed controller») есть только два критических параметра,

которые непосредственно связаны с работой мотоустановки – это максимально допустимый рабочий ток, и диапазон рабочих напряжений.

Значение максимального рабочего тока обычно присутствует в названии контроллера . Например Markus SL-75 – максимальный рабочий ток у него 75 ампер. Dualsky 20 – обозначает 20 ампер. Это значение тока, которое допускается при работе контроллера продолжительное время. Иногда в параметрах указывается кратковременный допустимый ток. Он как правило на 5-10% выше рабочего.

Не следует надеятся на это значение – оно обозначает, что контроллер может пережить несколько секунд при таком токе, но никто не гарантирует его работоспособность после более продолжительной нагрузки такого значения. Нам следует выбирать контроллеры, у который допустимый максимальный рабочий ток равен, или превышает значения тока, полученные нами при расчетах в статическом режиме на 100% ручки газа. В принципе, чем больше будет запас – тем лучше, но все же следует руководствоваться целесообразностью. Ставить на мотоустановку с токами в 15А контроллер на 100 ампер конечно можно, но его размеры, вес, и стоимость будут идти в разрез со здравым смыслом. Вполне можно ограничиться 18 или 20-амперным. Хорошим вариантом будет так же ориентировка на максимально допустимый ток для мотора, который при правильных расчетах будет явно не выше его рабочего значения. Второй параметр – это диапазон допустимых напряжений, с которым может работать контроллер. В описаниях часто пишут количество элементов (cells) аккумулятора, на который рассчитан контроллер. Как правило, самыми массовыми являются контроллеры, рассчитанные на диапазон в 2-3 элемента («банок») LiPo, на 2-4, и на 2-6 элементов. На большее количество элементов рассчитаны высоковольтные контроллеры, в названии они имеют обозначение HV (hight voltage). Они , как правило, способны работать в диапазоне от 6 до 10 или до 12 элементов и рассчитаны на 70-100 ампер максимального рабочего тока. Их уже применяют на довольно крупных самолетах, с мотоустановками мощностью от 1,5 квт и выше. Превышение максимально допустимого напряжения питания обычно приводит к выходу контролера из строя.

Кроме этих двух основных параметров, контроллеры различаются по наличию различных сервисных возможностей, и конструктивных особенностей. Как правило, все контроллеры имеют возможность программирования таких функций, как выбор скорость раскрутки вала («мягкую», «стандартную» и «быструю»), различные уровни напряжения автоотключения двигателя (чтобы не допустить полную разрядку аккумулятора и потерю питания для приемника и бортовых систем), включения/отключения режима тормоза (для прекращения вращения воздушного винта от набегающего потока при выключенном моторе). Часто присутствует функция программной смены направления вращения вала, звуковая сигнализация разных режимов работы, настройка таймингов, друге различные сервисные возможности. Основная масса контроллеров может программироваться с помощью пульта управления, некоторые требуют для этого специальных программаторов, или компьютера с использованием специального USB-кабеля. Следует обратить внимание на эти особенности, чтобы не оказаться в поле с самолетом, который невозможно будет настроить без специального оборудования. В целом, наличие большого количества сервисных функций удобно, но оно не является строго обязательным. Тут можно ориентироваться на собственный комфорт и толщину кошелька.

Большинство низковольтные контроллеров имеют в себе встроенную схему ВЕС (система бортового питания), однако следует знать, что его использование допускается при питании не более чем 2-3 элементами LiPo, и с нагрузкой, не превышающей 3-4 маломощных сервомашинки (формата «микро» и «субмикро»). Большая часть отказов управления на небольших самолетах связана с кратковременными сбоями в работе встроенной системы ВЕС работающей с перегрузкой, обычно принимаемой за «помехи» или неисправность аппаратуры управления. Даже использование 4 сервомеханизмов «16-граммового» типа (HS-81) на встроенной ВЕС недорогого контроллера довольно часто приводит к отказу питания через уже 3-4 минуты работы мотора при активном рулении.

Собственно, на этом краткий экскурс по контроллерам можно завершить. Итоговый вывод прост – для стабильной работы мотора нам важно иметь небольшой запас по току, и не превышать верхнюю границу допустимого напряжения питания контроллера. Все остальное – вопрос личных предпочтений, и пожеланий к сервисной функциональности системы. Так же, стоит быть внимательным при выбора питания борта через встроенный ВЕС.

                                                                                                    Арфы нет, возьмите бубен.

                                                                                                   «В бой идут одни «старики»».

Какой аккумулятор выбрать?

В современных условиях разумнее всего использовать силовые батареи на основе литиевых элементов. По токоотдаче и удобству эксплуатации на больше всего подходят аккумуляторы с химией LiPo (литий-полимерные) и LiFe (литий-нанофосфатные).

Помимо понятных нам параметров (емкость и напряжение), значения которых мы вывели в процессе расчетов, неосвещенными оставались такие понятия, как токоотдача, вес и стоимость аккумуляторных сборок. Как известно, токоотдача – это способность аккумулятора отдавать ток определенного значения, выражаемая в количестве С, где С= емкость аккумуляторной батареи. Скажем, батарея емкостью в 2100мА имеющая токоотдачу в 16С способна отдать ток, в 16 раз больше ее емкости, т.к. порядка 33А В последнее время токоотдача батарей существенно возросла, и продолжает расти дальше. Все чаще встречаются сборки с токоотдачей в 30С, 35С, а то и в 40С.

Лидеры по токоотдаче – аккумуляторы с химией LiFe, их практическая токоотдача составляет более 50С. Неизбежной расплатой за высокую токоотдачу является высокий вес и стоимость таких батарей. Чем выше токоотдача, тем выше «удельный» вес и стоимость сборки. Например, аккумуляторы 3S (3 элемента) 2100мА c токоотдачей 16С весят150 грамм, а такие же сборки, но с токоотдачей в 35С – уже около220 грамм. По цене – различия примерно в тех же порядках. Разница существенная. Давайте теперь посмотрим, насколько важна высокая токоотдача для мотоустановки самолета.

Не секрет, что помимо хорошей энерговооруженности, мотоустановка должна обеспечивать еще и некоторую продолжительность ее работы.

Обычно, необходимое время работы (на 1 полет) поставляет порядка 6-10 минут. Меньше 6 минут – это мало, больше 10 минут – особенно нет смысла, потому что уже хочется передохнуть и проанализировать полет. Если посмотреть на расчеты в мотокалке, то мы увидим, что при правильно подобранной мотоустановке и в смешанном режиме полета аккумулятор разряжается до минимально допустимого значения за 8-10 минут при токах, равных 10-12 емкостям такого аккумулятора. На силовых маневрах токи могут достигать 15-25С кратковременно.

Продолжительная токоотдача более 20С нужна в редких случаях, когда нужно выжать максимальную мощность за очень краткосрочный период. Мы можем использовать аккумуляторы небольшой емкости и с высокой токоотдачей, немного экономя на весе и емкости, но мы неизбежно будем терять в продолжительности работы нашей мотоустановки. Более оправданно использования большой токоотдачи в низковольтных системах, где мощность реализуется за счет больших токов, а не за счет напряжения. Чем больше самолет, и выше напряжение питания – тем ниже токи (относительно емкости аккумулятора), и тем меньше может быть токоотдача сборки. Самолеты с высоким напряжением (от 6 банок и выше) редко превышают значения токоотдачи в 15-20С даже на силовых маневрах. По своему опыту, я бы рекомендовал использовать емкости аккумуляторов порядка 1/10-1/12 от максимальных токов в статике, и со значениями токоотдачи в 25-30С – для систем на 2-4 элементах, и 16-25С – на 5-10 элементах. Это даст приемлемый вес батареи, приличное время полета и невысокую стоимость сборки. Сборки с токоотдачей 35-40С оставим вертолетчикам, где необходимое время полета заметно ниже, а пиковые нагрузки – намного выше.

Что бы подвести некоторый итог – приведу очередную табличку наиболее популярных решений:

Вес самолета, Емкость сборки/необходимая токоотдача (кол-во элементов)

130-200г, 300-500мА /20-25С (2 банки)

200-300г, 500-800мА /20-25С (2-3 банки)

400-600г, 900-1300мА/16-20С (3 банки)

600-1300г, 1500-2200мА/16-25С (3 банки)

1300-1700г, 2500-3000мА/25-30С (3 банки), 16-20С (4 банки)

2000-2700г, 3300-3700мА/16-20С (5-6 банок)

2500-3000г, 3700-4200мА/16-20С (6 банок)

3500-5000г, 3300-4000мА/16-20С (8-10 банок)

Опять же, это всего лишь типичные примеры, которые не стоит рассматривать как однозначное и безальтернативное решение.

Экспериментировать можно и нужно. А эта таблица всегда послужит нам хорошей стартовой платформой.

Теперь, когда наша мотоустановка укомплектована, пора переходить к практическим испытаниям.

                                                       Основано на материалах, опубликованных на форуме RC-design