Сажаем вертолет вслепую: обзор технологий синтетического зрения

RC Design / Статьи / Радиоуправляемые Вертолеты

Автор — Владимир Ковальчук

• Предисловие
• Основы управления вертолетом
• Режим висения
• Вертикальные перемещения: подъем и снижение
• Перемещения по горизонту
• Гироскопическая прецессия
• Крен или боковое перемещение
• Эффект земли
• Подъемная сила при косом обтекании
• Авторотация
• Рысканья вертолета
• Горизонтальные развороты

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. Подключив свой радиопередатчик к компьютеру, можно без риска поломки модели экспериментировать с регулировками функций управления, отрабатывать навыки начального и сложного пилотажа вертолета.

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. Этот пробел, мы надеемся, может восполнить предлагаемая серия статей, которые будут полезны и начинающим и более опытным моделистам. При работе над статьями автор использовал отечественную и зарубежную литературу, свой опыт и опыт других моделистов.

На лестнице

Этот вариант подойдет парам, любящим экстрим. Если же вы не любитель адреналина и всерьез опасаетесь потревожить соседей, вы все равно сможете использовать эти позиции при наличии дома стремянки или небольшой лесенки. Также, совет пригодится на даче, если у дома есть крыльцо и глухой забор. Лестница дает возможность осуществить любую позу в положении стоя для партнеров с большой разницей в росте, которые обычно пренебрегают подобными позициями.

Основы управления вертолетом

Теория аэродинамики вертолета довольна сложна и для ее полного овладения требуется знание большого ряда физико-математических дисциплин. Но, как показывает опыт, для успешного занятия авиамоделизмом нет необходимости досконального освоения этих дисциплин. Начинающему моделисту достаточно понимать явления и процессы, протекающие на всех этапах полета модели вертолета, чтобы успешно освоить технику пилотирования. Приведенные примеры и объяснения будут довольно общими, но достаточными для понимания особенностей поведения вертолета. Если этого вам будет не достаточно, то обратитесь к другим источникам, которые могут дать более научные и глубокие объяснения полета вертолета.

Вначале мы познакомимся с силами и моментами, действующими на вертолет, находящейся в висении, а затем, как эти силы изменяют положение вертолета в пространстве. Понятие «система сила» означает совокупность всех аэродинамических сил и сил гравитации, воздействующих на вертолет и перемещающих его вниз, вверх и в стороны. Если вертолет находится в висении, все эти силы должны компенсировать друг друга, чтобы вертолет оставался неподвижным. Если система сил не уравновешена, то результирующее усилие переместит вертолета и дает нам возможность управлять моделью. При чтении этих материалов хорошо иметь рядом модель вертолета и радиоаппаратуру и познавать теорию по реакции лопастей и рычагов на действия ручек управления. Это поможет вам понять, что происходит с моделью вертолета и как это связанно с перемещениями ручек управления на передатчике.

Поза вертолет

Не пугайтесь, название позиции не имеет никакого отношения к летательным аппаратам. Итак, как в сексе выглядит поза вертолет? Существуют два варианта этой позы. В одном случае позы вертолет мужчина находится сверху. Начинается все с миссионерской позиции, постепенно мужчина разворачивается лицом к ногам женщины. Вращение туда-сюда и обеспечивает позу вертолет.

Второй вариант аналогичен первому, за исключением того, что женщина находится сверху. Чтобы обеспечить лучшее сцепление во время вертолета в сексе, ноги партнеров должны быть сведены вместе. Возможно, все получится не сразу, поэтому запаситесь терпением.

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. Стремление фюзеляжа к вращению называют реактивным вращающим моментом и любое изменение мощности двигателя и коллективного шага приводит к соответствующему изменению этого вращающего момента.

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. Аналогичным способом, уменьшение тяги хвостового винта, заставит реактивный вращающий момент повернуть хвост вправо, а нос влево. Поэтому, в висении, при равновесии всех этих сил вертолет держит свой нос строго в одном направлении.

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. Мы должны управлять носом модели. Снова переместите левую ручку вправо и влево и убедитесь что, когда ручка перемещается вправо, нос модели будет перемещаться вправо и наоборот.

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.

Таким образом, при наклоне вертолета вертикальная компонента подъемной силы компенсирует силу веса, а горизонтальная компонента подъемной силы компенсирует тягу хвостового ротора. Если все силы уравновешены, вертолет останется в неподвижном висении.

Использование полетных режимов

Для того, чтобы понять, как их использовать, давайте рассмотрим две модели.

Пилотажный вертолет, выполняющий серию фигур, а именно

:

1. Взлет.
2. Пролет по прямой, переключение на Idle1.
3. Разворот с разгоном.
4. Петля.
5. Бочка, переключение на Idle2.
6. Часы, переключение на Normal.
7. Разворот, переключение на Hold (авторотация).
8. Посадка на авторотации.

Рабочий вертолет

1. Взлет, переключение на дополнительный полетный режим (Idle1).
2. Выполнение каких-либо действий, переключение на Normal.
3. Посадка.

При этом можете обратить внимание на то, что вместо настроек Idle 1 дополнительно заданы настройки полетного режима, возможно, более стабильного висения или чего-то еще.

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. Если сказать более точно, то скороподъемность вертолета пропорционально отношению разности между максимальной мощностью двигателя и мощностью, необходимой для висения модели, к весу вертолета.

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.

Как избежать аварий: частые проблемы

У начинающих пилотов первые запуски обычно завершаются или падением, или не самым мягким приземлением. Как правило, летательные аппараты успешно переживают жесткую посадку благодаря прочному корпусу и раме, однако у любой радиоуправляемой техники есть предел.

Очередная авария вполне может завершиться походом за запчастями или даже за новым радиоуправляемым вертолетом. Именно поэтому так важно научиться правильно им управлять.

Не взлетает

Вертолет радиоуправляемый может не взлетать по нескольким причинам.

В первую очередь проверьте аккумулятор. Если он разряжен, у двигателя не хватит мощности, чтобы поднять летательный аппарат в воздух. Большие радиоуправляемые модели в этом отношении особенно чувствительны, так как их двигателям нужно много энергии для взлета.

Еще одной причиной того, почему модель не может взлететь, а вы ей управлять, являются изношенные шестерни в системе привода. Внимательно осмотрите систему: если такие шестерни обнаружатся, замените их.

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.

Глава 13. Винтокрылые летательные аппараты других ОКБ, учебных институтов и авиаконструкторов-любителей
Работы МАИ

Вертолет А.И. Болдырева. Вертолет с реактивным приводом несущего винта (рис. 335) проектировался в 1946-1947 гг. и был построен в 1948 г. в учебно-производственной лаборатории МАИ.

Конструкция вертолета, довольно простая и технологичная, отличалась новизной технических решений.

Реактивный вертолет А.И. Болдырева имел простейшую пирамидальную раму из дуралюминовых труб со стальными вставками в местах крепления. В ее верхней части расположили силовой узел крепления несущего винта, в средней — чашу-сиденье пилота, а основание рамы выполнили в виде опоры носового колеса и двух хвостовых костылей, разнесенных на 1,2 м. По оси колеса установили неподвижные педали-подножки. Амортизаторами служили пневматики диаметром 250 мм и костыли, имевшие значительную длину и достаточную эластичность концевых участков.

Концевые части костылей связаны с вертикальными опорами рамы (верхней ее части) тросами. Треугольники, образованные тросами, вертикальными опорами и трубами костылей, обтянутые герметичной тканью, образовывали вертикальные стабилизирующие поверхности — расщепленные кили.

Несущая система соединялась с рамой вертолета в верхней ее точке с помощью карданного шарнира. Ось винта удлиненная. К нижней ее части у карданного шарнира крепилась ручка управления вертолетом, а на верхнем конце — втулка винта. Между карданным шарниром и втулкой винта расположен топливный бак эллипсоидной формы. Ось винта выполнена полой. Через нее топливо подавалось по трубопроводам к двигателям, установленным по концам двухлопастного несущего винта.

Рис. 335. Вертолет А.И. Болдырева (а) и его схема (б)

На конце ручки управления вертолетом имелась поворотная рукоятка мотоциклетного типа, от которой шел гибкий трос к дозирующей игле, установленной в центральном топливном канале в оси винта. Поворот рукоятки регулировал поступление топлива в двигатели, подаваемого при помощи центробежной силы. Топливных насосов не было.

Оригинальной была конструкция втулки винта. Лопасти, изготовленные на ремонтной базе ВВС, крепили к втулке с помощью вертикальных шарниров, осевых шарниров они не имели. Горизонтальный шарнир был один на две лопасти. Расположен он был под углом 4╟ к оси лопастей. Такое устройство втулки обеспечивало автоматическое управление общим шагом винта, что значительно упрощало конструкцию и не требовало отдельного командно-контрольного рычага управления.

Автоматическое управление общим шагом винта осуществлялось следующим образом. На максимальном числе оборотов (максимальной мощности двигателей) центробежная сила лопастей наибольшая, конус, ометаемый лопастями, близок к диску. В этом случае угол установки лопастей максимальный — расчетный. Когда мощность двигателей уменьшают, падает центробежная сила и угол конуса ометаемого лопастями несущего винта увеличивается. При этом лопасти, поднимаясь вверх относительно косого шарнира, уменьшают свой установочный угол. В случае авторотации конусность несущего винта небольшая, установочный угол лопастей автоматически становится наименьшим -0╟. На разработку такой конструкции несущего винта вертолета А.И. Болдыреву было выдано авторское свидетельство.

Полые лопасти винта вертолета, согнутые из дуралюминового листа и склепаные по лонжерону (П-образному с отбортовкой), имели простую конструкцию. По ним воздух от комлевой части, где были сделаны отверстия, поступал к прямоточным реактивным двигателям.

На вертолете установили два прямоточных двухконтурных реактивных двигателя конструкции А.И. Болдырева, им же изготовленные. Расчетная тяга двигателя 4 кгс (40 Н). Для испытаний и отработки двигателей на земле спроектировали и изготовили специальный стенд с принудительной подачей воздуха в двигатель. На стенде замерялись тяга и температура двигателя, расходы воздуха и топлива. Двигатели наработали на стенде по 4,5 ч. Тяга при испытании на стенде была доведена до 3,5 кгс (35 Н). Конструкция двигателя позволила увеличить примерно вдвое расход воздуха и, следовательно, КПД, который у прямоточного двигателя на дозвуковых скоростях довольно низкий. Кроме того, подача воздуха через лопасти снижала пульсацию двигателя, так как воздух, набегающий на входное сопло, шел не по оси двигателя, а под углом к ней и, кроме того, вибрировал. Двигатель был оригинальной и довольно сложной конструкции. На него А.И. Болдырев получил авторское свидетельство на изобретение.

Реактивный вертолет А.И. Болдырева имел запас горючего на 15 мин полета. Расчетная вертикальная скорость у земли — 2 м/с. Конструкция была выполнена складывающейся. В сложенном виде вертолет имел габаритные размеры 0,5×0,8×2,2 м, т.е. был довольно компактным.

Управление вертолетом по крену, тангажу и в путевом направлении осуществлялось непосредственным отклонением в нужную сторону оси вращения несущего винта. Винт крепился к вертолету на карданном шарнире и отклонялся с помощью ручки управления. Управление общим шагом винта осуществлялось автоматически при изменении тяги реактивных двигателей.

После сборки и регулировки вертолет прошел испытания в режиме авторотации в аэродинамической трубе. Затем вертолет испытывали как автожир, буксируя легковым автомобилем. Это происходило в Московской области в районе Павшина. Были небольшие подлеты. Испытывал вертолет А.И. Болдырев. Во время пробежки на буксире вертолет был неустойчив. Это объяснялось большим выносом колеса вперед. Испытания не были завершены. А.И. Болдырев получил от Н.И. Камова предложение продолжить разработку этого вертолета.

В 1955 г. А.И. Болдырев разработал проект трехместного реактивного вертолета. Его проект утвердил академик Б.Н. Юрьев. Вертолет должен был иметь: диаметр двухлопастного винта 7 м, полетную массу 550 кг, массу конструкции 170 кг. Предполагалось, что нагрузка на ометаемую винтом площадь должна составлять 14 кгс/м2, нагрузка на эквивалентную мощность -5,5 кгс/л.с. (7,48 кгс/кВт), максимальная скорость — 20 км/ч, скороподъемность — 3 м/с, расчетная тяга одного двигателя — 15 кгс (150 Н).

Изготовили продувочную модель и провели ее аэродинамические исследования. Вертолет имел хорошие расчетные летно-технические данные, но проект не был осуществлен.

Сверхлегкий автожир Ф.П. Курочкина. В 1947 г. выпускник МАИ Ф.П. Курочкин провел аэродинамические исследования модели сверхлегкого индивидуального автожира. Модель в масштабе 1:5 представляла собой манекен лыжника с укрепленной на нем подвесной системой ранцевого типа. К ней на стойках крепился несущий винт-ротор автожира. Модель испытывали в аэродинамической трубе Т-1 Военно-воздушной академии им. Н.Е. Жуковского. Она устанавливалась в рабочей части трубы с помощью тонкой стальной проволоки длиной 4 м, имитировавшей буксировочный трос, и крепилась к полу трубы. При увеличении скорости потока в трубе «Иван» (так исследователи называли своего лыжника) взлетал и устойчиво держался в воздухе, удерживаемый от горизонтального перемещения стальной проволокой. Для замера потребной тяги (сопротивления автожира) проволоку подсоединяли к пружинным весам. Модель любил демонстрировать академик Б.Н. Юрьев. Для демонстрации устойчивости аппарата он через лючок в трубе указкой толкал модель в сторону. Она после нескольких колебаний продолжала устойчивый «полет».

На основании исследований был построен натурный летательный аппарат Ф.П. Курочкина (рис. 336). Автожир имел подвесную систему парашютного типа с небольшим сиденьем на нижних лямках. К подвесной системе крепились стойки, на которых установили втулку несущего винта. На оси втулки вращался трехлопастный винт. Ось винта была выполнена в виде трубы, сквозь которую проходил верхний конец ручки управления. На верхнем конце ручки управления, над плоскостью вращения винта, расположили диск автомата перекоса. Ручка управления шарнирно крепилась к верхней точке трубчатой оси несущего винта. Пилот держал в руке нижний конец ручки управления и отклонял в ту или другую сторону диск автомата перекоса, что приводило к циклическому изменению углов установки лопастей винта. Лопасти крепились к втулке винта горизонтальными и осевыми шарнирами. На втулке (ниже плоскости вращения винта) установили барабан для намотки троса принудительной раскрутки винта.

Перед пилотом на кронштейне буксировочного троса располагались указатель скорости, вариометр и замок отцепки.

Лопасти автожира имели смешанную конструкцию. На их металлический лонжерон устанавливали фанерные нервюры. По передней кромке лопасти обшили миллиметровой фанерой, сверху их обтянули полотном и покрыли аэролаком.

Конструкция автожира выполнена сборно-разборной. В разобранном виде он укладывался в пенал диаметром 0,4 м и длиной 2,5м.

Рис. 336. Ф.П. Курочкин с автожиром собственной конструкции

Испытывали автожир, буксируя грузовиком ГАЗ-АА на тросе длиной 25 м.

Очень интересной была система раскрутки несущего винта. Свободный конец троса крепили на земле (например, к швартовочному штопору). При разбеге трос, намотанный на барабан, раскручивал несущий винт до необходимого числа оборотов. После пробега в несколько шагов автожир взлетал на высоту 7…8 м со скоростью 45 км/ч. Первые полеты показали хорошие устойчивость и управляемость автожира, но, к сожалению, испытания до конца не были доведены. Испытывал автожир его конструктор и разработчик Ф.П. Курочкин в 1948 г. под Москвой в районе платформы Соколовская.

Автожир Курочкина при дальнейшей его доводке и установке легкого двигателя с толкающим винтом мог бы найти спортивное применение.

Работы комсомольско-молодежного КБ Челябинского машзавода

В 1958-1960 гг. в Челябинске на машиностроительном заводе было организовано комсомольско-молодежное КБ, конструкторы которого под руководством Б. Мысова спроектировали три винтокрылых летательных аппарата.

Первая работа КБ — автожир-планер Б. Мысова и Ю. Ческидова (рис. 337). Испытан осенью 1959 г. на аэродроме ДОСААФ под Челябинском. Буксируемый мотоциклом М-72, автожир взлетал на скорости 40 км/ч. Во время разбега несущий винт автожира раскручивался в течение 10 с до 120 об/мин с помощью реактивных ускорителей, расположенных на концах лопастей.

В КБ построили одноместный автожир (рис. 338) с мотоциклетным двухцилиндровым двигателем и толкающим винтом. Фюзеляж — ферменной конструкции с вертикальным и горизонтальным оперением. Шасси — двухколесное с хвостовой опорой.

В КБ разработали, кроме того, ранцевый реактивный вертолет с двухлопастным несущим винтом с реактивными двигателями на концах его лопастей.

Конструкторы КБ сделали рабочий проект двухместного автожира с кабиной автомобильного типа с мотоциклетным двигателем мощностью 57 л.с., двухкилевым оперением на хвостовой балке (рис. 339).

Рис. 337. Планер-автожир Б. Мысова и Ю. Ческидова

Рис. 338. Одноместный автожир молодежного КБ Челябинского машзавода

Рис. 339. Проект двухместного автожира

Работы КуАИ и ХАИ

Вертолет «Вихрь». Одноместный вертолет «Вихрь» (рис. 340) с двухлопастным несущим винтом был построен в 1962 г. членами самодеятельного конструкторского бюро Куйбышевского авиационного института (КуАИ) под руководством Ю. Пятницкого. На концах лопастей несущего винта стояли прямоточные воздушно-реактивные двигатели со статической тягой около 2 кгс (20 Н).

Горючее из топливного бака, расположенного под сиденьем пилота, подавалось под давлением через полые лопасти винта к двигателям. Шасси трехколесное. Переднее колесо самоориентирующееся. Управление вертолетом непосредственное — отклонением плоскости вращения несущего винта. Ручка управления «шаг-газ» отсутствовала. Управление шагом несущего винта автоматическое — с помощью простейшей автоматической втулки винта (как у вертолета А.И. Болдырева). Втулка имела общий горизонтальный шарнир, установленный под углом 45╟ к оси двухлопастного несущего винта. С увеличением числа оборотов (увеличение «газа») увеличивался угол атаки лопастей. А когда «газ» был минимальным, лопасти приподнимались относительно горизонта вверх и автоматически устанавливались на нулевые углы атаки. Вертолет безопасно авторотировал.

Рис. 340. Вертолет «Вихрь»

Лопасти изготовили из дуралюминовой трубы каплеобразного профиля с приклееным к ней хвостиком лопасти из тонкого дуралалюминового листа. Вертолет имел открытую кабину. Хвостовое оперение, вынесенное на трубчатую хвостовую балку, состояло из киля с рулем направления.

ХАИ-24. В 1963 г. в СКБ Харьковского авиационного института (ХАИ) была организована вертолетная группа под руководством студента Б.И. Мысова. За два года студенты-конструкторы спроектировали и построили несколько опытных образцов вертолетов и автожир.

Рис. 341. Схема автожира ХАИ-24

ХАИ-24 (рис. 341) — первая в хронологическом порядке работа вертолетной группы СКБ. Двухместный автожир ХАИ-24 был спроектирован и изготовлен довольно быстро Б. Мысовым, В. Ищуком, В. Серко и другими в 1965 г.

Автожир имел металлическую конструкцию. Кабину сделали закрытой с общей для двух пилотов дверью, открывающейся вверх. Сиденья расположили одно за другим.

Двигатель мощностью 140 л.с. (102,9 кВт) установили в передней части фюзеляжа. Шасси — неубирающееся, трехопорное, с носовым колесом. Несущий винт — трехлопастный. Двухкилевое вертикальное оперение вынесено на хвостовую балку. Автожир имел хорошие аэродинамические формы. Он экспонировался в 1966 г. на Всесоюзной выставке технического творчества и был одним из лучших экспонатов. Коллектив СКБ был награжден золотой, серебряной и тремя бронзовыми медалями за эту работу.

Вертолеты и автожиры авиаконструкторов-энтузиастов

Работы конструкторов Москвы. В 1949 г. в Москве Ю.Л. Старинин спроектировал сверхлегкий вертолет «М» одновинтовой схемы с приводом двухлопастного винта от пульсирующих ВРД, установленных на концах лопастей. Работы велись совместно с Ю.С. Брагинским. Некоторые узлы и детали изготовлены в заводских условиях. На устройство одношарнирного винта с пульсирующем ВРД конструкторы получили авторское свидетельство на изобретение. Вертолет имел трехколесное шасси. В том же году вертолет испытывали в Измайлове в режиме авторотации на буксире за автомобилем ЗИС-5. Делались пробежки с работающими двигателями (летчик-испытатель В.Ф. Смирнов). Вертолет «М» имел систему автоматической стабилизации на режиме висения.

В 1950-1953 гг. был построен и проходил испытания на привязи вертолет СБИЖ-2 с двумя пульсирующими ВРД, установленными на лопастях несущего винта. Общий налет вертолета с работающими двигателями на режиме висения составил 100 ч.

В 1964 г. Ю.Л. Старининым при участии Ю.С. Брагинского был спроектирован вертолет одновинтовой схемы «Старт-1» с телескопической балкой для хвостового винта. На вертолете установили двигатель «Ванкель» массой 10 кг без системы водяного охлаждения. Вертолет, построенный в 1965 г., испытывался в режиме висения на привязи.

В то же время был спроектирован и изготовлен автожир-вертолет «Старт-2». На автожире установили два твердотопливных реактивных двигателя, вынесенных на штангах для раскрутки несущего винта. Конструкция автожира выполнена из дуралюминовых труб. В качестве маршевого двигателя использовали двигатель от бензопилы «Урал». «Старт-2» имел толкающий винт диаметром 0,8 м. Автожир испытывали в аэродинамической трубе. Летные испытания его не проводили.

Вертолет РВ-1. В 1956 г. бывший летчик-истребитель, участник Великой Отечественной войны А.П. Маслов спроектировал и построил вертолет соосной схемы ранцевого типа — РВ-1. Вертолет с двумя форсированными двигателями М-5 от мотоцикла крепился с помощью подвесной системы на спине пилота. Двигатели имели общий редуктор несущего винта. Вертолет до испытаний доведен не был.

Вертолет П.Ф. и В.П. Микалюкиных. В 1961 г. в Харькове отец и сын Микалюкины построили вертолет соосной схемы (рис. 342).

П.Ф. Микалюкин — ветеран отечественной авиации. После ухода из авиации по возрасту П.Ф. Микалюкин десять лет труда отдал осуществлению своей мечты — строительству сверхлегкого вертолета собственной конструкции. Работал ветеран вместе с сыном Владимиром.

Рис. 342. Вертолет П.Ф. и В.П. Микалюкиных

Когда в работе над проектом возник ряд сложных вопросов, конструкторы-любители написали письмо генеральному конструктору МЛ. Милю, который согласился их принять и оказал помощь в осуществлении их идеи. После возвращения в Харьков авиаконструкторы-любители получили из Москвы лопасти к своему вертолету.

Соосный вертолет Микалюкиных с четырехцилиндровым двигателем воздушного охлаждения, установленным за спинкой сиденья пилота снизу, имел простую конструкцию.

Несущие винты вертолета были двухлопастными. Шасси трехопорное с носовым колесом. Стойки основных опор (пирамидальные) сварены из стальных труб. Вертолет имел плоскую хвостовую балку из труб, усиленную тросовыми растяжками. На конце хвостовой балки был расположен цельноповоротный киль. Вертолет испытывался в 1961-1962 гг.

Вертолеты Н. Мельника и А. Светикаса. В 1959-1961 гг. инженеры Н. Мельник и А. Светикас построили и испытали два сверхлегких вертолета ранцевой схемы. Первый вертолет построен по забытой в наши дни схеме Г. Велльнера. Несущий винт такого вертолета вращался с помощью тянущих винтов малого диаметра, установленных на несущих лопастях или на штангах, расположенных в плоскости вращения основного винта. Для привода вертолетного винта на двухметровых стальных трубах установили три двигателя от бензопилы «Дружба» мощностью по 3,5 л.с. Несущий винт вместе с тремя двигателями на трубах-штангах свободно вращался на оси, жестко установленной на раме. Рама крепилась к подвесной системе пилота. Ось винта на раме закреплена шарнирно, с помощью ручки управления отклонялась вправо-влево, вперед-назад. Так осуществлялось управление вертолетом. В штангах проходили тросы управления числом оборотов двигателей и трубки от бензобака. Бензобак установлен сверху, на неподвижной оси над плоскостью воздушного винта. На испытаниях вертолет поднялся на 4 м. Для полетов мощности двигателей было недостаточно. Вертолет был демонтирован.

Рис. 343. Схема ранцевого вертолета Н. Мельника и А. Светикаса

Второй вертолет (рис. 343) конструкторы подготовили к испытаниям в 1961 г. Было решено установить на вертолет один двигатель большей мощности с меньшей удельной массой. Роторный двигатель Ванкеля отвечал требованиям конструкторов. Они изготовили такой двигатель с водяным охлаждением собственными силами. После 50-часовой доводки на стенде при скорости вращения 800…900 об/мин двигатель начал устойчиво работать. Испытания на стенде показали, что двигатель развивает мощность 30 л.с. (22 кВт) при 17 000 об/мин. На новом вертолете двигатель установили над ступицей несущего винта, а тянущие воздушные винты остались на тех же трех штангах, через которые были пропущены приводные валы.

Испытывал вертолет А. Светикас (в прошлом летчик). Испытания проводились в трактороремонтном цехе. Испытатель, весивший 92 кг, укрепил вертолет на спине и встал на тракторную раму. После запуска двигателя и раскрутки винта Александр, держась за тракторную раму ногами, увеличил шаг винта и число оборотов мотора. Неожиданно пилот стремительно поднялся в воздух. Бензобаком и двигателем вертолет ударился о потолок цеха, высота которого была пять метров. При ударе одна лопасть оторвалась. Малые винты развалились, и Светикос упал на пол цеха. К счастью, все обошлось благополучно, хотя конструкторы при испытаниях вертолета грубо нарушили правила техники безопасности. Его необходимо было испытывать на привязи, на ровной открытой площадке.

Рис. 344. Схема автожира с прыжковым взлетом

Следующий проект автожира с прыжковым взлетом (рис. 344) конструкторы разработали с учетом опыта неудачных испытаний своих ранцевых вертолетов. Автожир имел несущую раму, трехколесную тележку-шасси с носовым колесом и вертикальное оперение с рулем направления. Кабина пилота открытая, за спинкой сиденья пилота установлен пятицилиндровый звездообразный двигатель воздушного охлаждения с толкающим винтом. Двигатель через муфту сцепления с помощью трансмиссии соединялся с трехлопастным несущим винтом. Это позволяло осуществлять раскрутку несущего винта перед взлетом и обеспечивало возможность прыжкового взлета автожира. Сведений о завершении постройки этого автожира и испытаниях нет.

Рис. 345. Вертолет СЕМ-1

Вертолет СЕМ-1 (рис. 345). Журнал «Огонек» в 1963 г. опубликовал небольшую заметку о вертолете СЕМ-1 И.С. Семенова. Слесарь по специальности, он в содружестве с заводскими инженерами спроектировал и построил вертолет с реактивными двигателями, установленными на концах лопастей.

Шасси вертолета — пирамидальное с носовым колесом. Хвостовое оперение состояло из одного цельноповоротного киля. Конструкция вертолета металлическая. Кабина пилота, расположенная в носовой части фюзеляжа, предусматривала установку съемного фонаря.

К сожалению, никаких данных о месте постройки и испытаниях вертолета в журнальной заметке не приводилось.

Автожир Я. Артемчука. Работа над аппаратом проходила с 1963 по 1970 г. Конструкция автожира деревянная. В хвостовой части фюзеляжа расположен стабилизатор площадью 0,5 м2, на концах которого закреплено разнесенное вертикальное оперение с рулем поворота. В носовой части фюзеляжа установлен самодельный двухцилиндровый двигатель воздушного охлаждения с тянущим воздушным винтом. Кабина открытого типа (рис. 346).

Рис. 346. Автожир Я. Артемчука

Втулка несущего винта расположена над кабиной на трехстоечном кабане. Управление несущим винтом непосредственное. Ручка управления крепилась к оси вращения винта.

Несущий винт двухлопастный. Раскрутка его осуществлялась от механического привода через редуктор и гибкий вал. Способ раскрутки — пневматический. Часть мощности от маршевого двигателя шла на центробежный компрессор конструкции Артемчука. От компрессора воздух поступал на сопла, расположенные на концах лопастей. Хорда лопасти 210 мм.

Шасси трехколесное. Управление носовым колесом совместно с рулем направления — ножное. Основные опоры шасси имеют пружинную амортизацию и снабжены тормозами. Под стабилизатором установлена вспомогательная хвостовая опора.

Ранцевый вертолет Ю. Фарсобина (рис. 347). Следует сказать, что работы авиаконструкторов-любителей нередко оставались неизвестными и лишь по некоторым аппаратам зафиксированы некоторые данные. Например, в 1963 г. Ю. Фарсобин из Киевской области спроектировал и построил ранцевый вертолет. В журнале «Техника молодежи» ╧ 3, 7, 1964 г., были опубликованы фотография и схема вертолета с двухлопастным несущим винтом. Масса конструкции аппарата 25 кг.

Рис. 347. Схема ранцевого вертолета Ю. Фарсобина

Основной ПуВРД был установлен на штанге, снабженной противовесом, а два вспомогательных (разгонных) прямоточных реактивных двигателя располагались на концах лопастей. К легкой наспинной раме крепились подвесная система пилота, хвостовая балка с килем и кронштейн несущего винта. О результатах испытаний и дальнейших работах сведений нет.

Таблицы к главе 13

Уголок неба. 2004 (Страница: Дата модификации: )

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.

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. Перемещение ручки вправо наклоняет аппарат перекоса направо и заставит вертолет переместить в это направление. Перемещение ручки влево вызовет противоположную реакцию вертолета.

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.

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.

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.

Как управлять вертолетом на пульте управления

Для ребенка лучше всего приобрести такую модель, в которой пульт управления снабжен соосной схемой винтов. В таком случае на пульте вы увидите два стика, один из которых отвечает за движения вперед / назад, второй — за скорость, третий — за корректировку.

Чтобы управление вертолетом на пульте управление стало проще, необходимо освоить несколько тренировочных упражнений. Первое упражнение заключается в реализации взлета и посадки, используя только лишь один рычаг. При взлете необходимо отыскать подходящую скорость вращения винтов, которая позволит модели подняться на определенную высоту. При посадке важно постараться максимально снизить скорость, чтобы осуществить плавное приземление. Важно, что при тренировках в помещении, лучше выбрать такую комнату, в которой будет минимальное количество мебели, максимальное свободное пространство для осуществления маневров.

Следующее не менее важное упражнение — научиться удерживать вертолет на одной высоте. Для этого важно сохранять скорость вращения винтов. К более сложным маневрам относят повороты и движение вперед-назад. Для освоения этих навыков лучше всего выбрать помещение побольше. Нужным рычагом поднимите вертолет на метровую высоту, после, используя правый стик, добейтесь полета по прямой траектории. Освоив этот маневр, опять поднимите вертолет на подобную высоту, после направьте его вперед по прямой, потому разверните его другим рычагом на 180 градусов. Здесь представлены наиболее важные маневры для обучения управления вертолетом. Но существует множество других (более сложных) трюков, которые ребенок сможет освоить со временем.

Вертолет на пульте управления — это отличный подарок ребенку любого возраста. В магазинах можно найти различные модели (подходящие под разные возрастные категории). С такой игрушкой ребенок будет рад заниматься продолжительное время, развивая в себе очень важные качества и способности. Осуществляйте мечты своих детей, помогайте им развиваться.

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. Для того, чтобы удержать нос прямо, просто добавьте немного тягу хвостового ротора, чтобы скомпенсировать это увеличение реактивного момента.

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».

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. Поскольку вектор подъемной силы наклонен право на определенный угол, его вертикальная составляющая противодействует силе веса модели, а горизонтальная ее составляющая толкает вертолет вправо и заставляет вертолет выполнять правый разворот.

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. При крене в 90 вообще нет вертикальной составляющей и независимо от того, как не задирали нос вертолета, компенсации веса нет и вертолет, следовательно, будет терять высоту. Рисунок 12 показывает вертолет с углом крена больше 90 градусов.

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.

Обсудить на форуме