Электровертолет

Сейчас в авиационном моделизме все шире употребляются электродвигатели. Это и ясно, их преимущество в сравнении с двигателями внутреннего сгорания разумеется: простота запуска, точность регулирования скорости вращения винта, отсутствие выхлопных газов, низкий уровень шума.
на данный момент уже создано пара увлекательных моделей самолетов с электромоторами.

Делаются первые попытки применить их и на моделях вертолетов.

В статье В. Слепкова из Ленинграда рассматривается возможность изготовления модели, в которой электричество подается по проводам.

расчёт тяги и Выбор двигателя

Возможность создания электровертолета (рис. 1) в первую очередь определяется удельной мощностью мотора. Из легких и дешёвых двигателей возможно выделить серию электромоторов от пылесосов, каковые при относительно малом весе развивают громадную мощность.

Самый мелкий из них употребляется в электрощетке «Ветерок». Его вес всего 430 г, а мощность при краткосрочном применении может быть около 75 Вт, другими словами около 0,1 л. с. Такие же характеристики и у популярного двигателя внутреннего сгорания МК-17, действительно, при в три раза меньшем весе.

Рис. 1. Чертеж модели электровертолета.

При опробовании «Ветерка» с серийным авиамодельным винтом O 200 мм и шагом 100 мм (рис.

2) он развил тягу около 500 г, достаточную для полета летательного аппарата весом до пяти килограмм. Но для модели вертолета требуется громадная энерговооруженность.

В соответствии с формулой Н. Е. Жуковского тяга несущего винта на режиме висения образовывает:

T = (33,25*NвD?0)2/3,

тут: T — тяга, кг;

Nв — мощность, л. с.;

D — диаметр, м;

? — относительный КПД несущего винта при работе на месте.

Величина?0для лучших авиамодельных несущих винтов достигает 0,65—0,7. На вращение рулевою винта, вентилятора и на утраты в редукторе такжетратится мощность электродвигателя. Будем вычислять, что часть ее, передаваемая несущему винту, составит 0,07 л. с. Выбирая его диаметр равным 1,5 м, определяем тягу:

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

Так, для модели вертолета весом 1,5 кг запас тяги разрешит проводить полет не на «максимуме» двигателя. Тут нужно учесть еще да и то, что при горизонтальном полете потребная мощность меньше, чем на режиме висения. К тому же при взлете будет положительно сказываться эффект близости почвы. Все это показывает, что электродвигатель не нужно будет эксплуатировать на больших оборотах.

Выбор схемы модели

На данный момент в авиации главная часть вертолетов выполнена по одновинтовой схеме с хвостовым винтом, взявшей широкое распространение благодаря простоте управления. Учитывая, что создаваемая модель будет управляемой, оптимальнеезабрать за базу как раз такую схему.

Вероятный вариант чертежа представлен на рисунке 2.

Рис. 2. Силовой электродвигатель «Ветерок».

Для балансировки и простоты изготовления несущий и хвостовой винты выполнены двухлопастными.

При создании любого вертолета важное внимание направляться уделять устойчивости. В проектируемой модели она обеспечивается посредством стабилизирующих грузов, образующих необычный гироскоп. При работе ротора грузы, установленные на лопастях, стремятся сохранить плоскость вращения. При отклонении ее от заданного положения происходит циклическое изменение углов атаки лопастей, именно поэтому появляются аэродинамические силы, возвращающие ротор в прошлое положение.

Меняя плоскость вращения грузов посредством автомата перекоса, возможно руководить полетом модели.

передача вращения и Главный редуктор на рулевой винт

Дабы несущий винт развил тягу, подсчитанную ранее, нужно верно выбрать передаточное число редуктора. Точный расчет предполагает знание нагрузочной характеристики двигателя и аэродинамической несущего винта. Возможно ограничиться и ориентировочным расчетом.

Зная диаметр пиита, установленного при опробованиях на валу электродвигателя, и ротора, возможно выяснить передаточное число редуктора по формуле:

iр = (Rнв/R0)5/3,

гдеRнв— радиус несущего винта;

R0— исходный радиус винта на валу электродвигателя;

iр— передаточное число редуктора;

ДляRнв= 0,75 м;R0= 0,1;iр= 28,8.

Такое передаточное число возможно посчитать, применяя две-три ступени.

В случае если выбирается двухступенчатый редуктор, то:

і1 = Z1/Z2; i2 = Z3/Z4,

где Z — число зубьев шестерен редуктора. ВзявZ1= 10,Z2= 100,Z3= 17,Z4= 93,получимiр= 28,8. В случае если на практике не удастся подобрать шестерни с заданным числом зубьев и появляется отклонение на +/-10 процентов от расчетного значения, это не приведет к значительному уменьшению тяги несущего винта.

направляться стремиться выполнить редуктор легким и одновременно с этим достаточно прочным. Для уменьшения веса громадные шестерни (Z2= 100 иZ4= 93) возможно изготовить из дюралюминия либо текстолита.

Трансмиссию (рис. 3) к рулевому винту несложнее всего сделать посредством двух шкивов O 60—80 мм: ведущий устанавливается на промежуточной ступени редуктора, ведомый — на хвостовой балке.

Связывает их лента из капроновой нити O 0,8—1 мм.

Рис. 3. Схема трансмиссии модели.

Управление моделью

При управлении моделью на начальной стадии достаточно двух команд: управления оборотов и изменения двигателя по курсу. Первое делается достаточно легко — посредством включенного в цепь питания реостата, к примеру, от педали швейной машины.

Для управления по курсу нужно поменять ход рулевого винта.

Это возможно выполнить посредством миниатюрного электродвигателя, к примеру, типа ДК-5-19 с редуктором. Последний — из таймера (автопуска для фотоаппарата).

По окончании первых успешных полетов возможно перейти к усложнению пилотажа. Для этого нужно добавить, еще . две рулевые машинки для управления автоматом перекоса. С их помощью выполняется полет «вперед-назад», «влево-вправо».

По окончании освоения модели вертолета предлагаются разные варианты состязаний, проводимых в зале, каковые смогут быть подобны соревнованиям настоящих вертолетов: полет по маршруту, посадка в заданную точку и др.

Рис. 4. Принципиальная электрическая схема модели:
М1 — силовой электродвигатель, М2 — управляющий электродвигатель, ПУ — пульт управления.

Напоследок пара слов о технике безопасности. В первую очередь нужно шепетильно выполнить все соединения токоведущих элементов как на модели, так и на пульте управления. Помимо этого, на последнем в обязательном порядке установите предохранитель (рис.

4) на ток 1 А. Подключение к сети нужно через трансформатор. И наконец, при подготовке к запуску автомобили принципиально важно проверить надежность всей совокупности на земле. Для этого, привязав вертолёт к основанию, нужно прогнать электродвигатель на всех режимах, неспешно увеличивая обороты ротора.

Исполнение этих элементарных требований обеспечит безопасность полета.

Случайные записи:

• Катамаранный парусник
• Гоночная класса 1,5 см3

Первый электровертолет успешно прошел испытания

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Радиоуправляемая модель вертолета

  В последнее, время в авиационном моделизме широкое распространение взяли летающие модели, управляемые по радио, а также вертолеты. В первый раз такую…

• Таймерный вертолет

  И все-таки их строят — эти «безумные» стрекозы, смотрящиеся непривычно кроме того на фоне экспериментальных моделей-бесхвосток! Их строят не обращая…

• С «вертулой» — на рекорд

  Примером творческого отношения к созданию современной спортивной автомодельной техники возможно аэромобиль класса АС-2 с микродвигателем рабочим…

• Мини-вертолет свободного полета

  Двухмоторная модель вертолета. Создание радиоуправляемых моделей вертолетов считается одним из самых сложных видов авиамоделизма. Так сложным, что на…