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MODELAGEM
Helicóptero elétrico. Dicas para o modelador
Diretório / Equipamento de controle de rádio Recentemente, motores elétricos têm sido cada vez mais utilizados na modelagem de aeronaves. Isto é compreensível, a sua vantagem sobre os motores de combustão interna é óbvia: facilidade de arranque, controlo preciso da velocidade da hélice, ausência de gases de escape, baixo nível de ruído. Vários modelos interessantes de aeronaves com motores elétricos já foram criados. Estão sendo feitas as primeiras tentativas de aplicá-los em modelos de helicópteros. Seleção do motor e cálculo de empuxo A possibilidade de criação de um helicóptero elétrico (Fig. 1) é determinada principalmente pela potência específica do motor. Entre os motores leves e acessíveis, podemos destacar uma série de motores elétricos de aspiradores de pó, que, com peso relativamente baixo, desenvolvem grande potência. O menor deles é utilizado na escova elétrica Veterok. Seu peso é de apenas 430 ge a potência durante o uso de curto prazo pode chegar a 75 W, ou seja, cerca de 0,1 litro. Com. O popular motor de combustão interna MK-17 tem as mesmas características, embora com um terço do peso.
Ao testar o “Veterok” com hélice de modelo de aeronave serial Ø 200 mm e passo 100 mm (Fig. 2), desenvolveu um empuxo de cerca de 500 g, suficiente para o vôo de uma aeronave com peso de até 5 kg. Mas o modelo do helicóptero requer uma grande fonte de alimentação. De acordo com a fórmula de N. E. Zhukovsky, o impulso do rotor principal no modo pairado é: T = (33,25*NвDη0)2/3, aqui: T - empuxo, kg; Nv - potência, l. Com.; D - diâmetro, m; η é a eficiência relativa do rotor principal quando operando no local. Valor η0para os melhores modelos de aeronaves, os rotores atingem 0,65-0,7. A rotação do rotor de cauda, do ventilador e as perdas na caixa de engrenagens também consomem energia do motor elétrico. Assumiremos que sua parcela transferida para o rotor principal será de 0,07 litros. Com. Escolhendo seu diâmetro de 1,5 m, determinamos o empuxo: T= (33,25*0,07*1,5*0,65)2/3= 1,73 kg. Assim, para um modelo de helicóptero com peso de 1,5 kg, a reserva de empuxo permitirá que o vôo não seja realizado no “máximo” do motor. Aqui também devemos levar em conta o fato de que durante o vôo horizontal a potência necessária é menor do que no modo pairado. Além disso, durante a decolagem, o efeito da proximidade com o solo terá um efeito positivo. Tudo isso sugere que o motor elétrico não precisará funcionar na velocidade máxima. Escolhendo um esquema de modelo Atualmente, na aviação, a maior parte dos helicópteros é feita em projeto de rotor único com rotor de cauda, que se difundiu pela facilidade de controle. Considerando que o modelo que está sendo criado será controlável, é melhor tomar como base esse esquema. Uma possível versão do desenho é apresentada na Figura 2.
Para facilitar a fabricação e o balanceamento, os rotores principal e de cauda são feitos de duas pás. Ao criar qualquer helicóptero, deve-se prestar muita atenção à estabilidade. No modelo projetado, é fornecido com o auxílio de pesos estabilizadores, formando uma espécie de giroscópio. Quando o rotor está em operação, os pesos montados nas pás tendem a manter o plano de rotação. Ao se desviar de uma determinada posição, ocorre uma mudança cíclica nos ângulos de ataque das pás, devido a isso surgem forças aerodinâmicas que retornam o rotor à sua posição anterior. Ao alterar o plano de rotação das cargas por meio de um swashplate, é possível controlar o vôo do modelo. Caixa de engrenagens principal e transmissão de rotação para o rotor de cauda Para que o rotor principal desenvolva o empuxo calculado anteriormente, é necessário selecionar a relação de transmissão correta. O cálculo preciso requer conhecimento das características de carga do motor e da aerodinâmica do rotor. Você pode limitar-se a um cálculo aproximado. Conhecendo o diâmetro do poço instalado durante o teste no eixo do motor elétrico e no rotor, você pode determinar a relação de transmissão usando a fórmula: iр= (Rnovo/R0)5/3, onde Rnovo- raio do rotor principal; R0- raio inicial do parafuso no eixo do motor elétrico; euр- relação de transmissão; Para Rnovo= 0,75m;R0= 0,1;euр= 28,8. Esta relação de transmissão pode ser calculada usando duas ou três etapas. Se uma caixa de câmbio de dois estágios for selecionada, então: і1= Z1/Z2; o2= Z3/Z4, onde Z é o número de dentes da engrenagem da caixa de engrenagens. Tomando Z1= 10, Z2= 100, Z3= 17, Z4= 93, obtemos euр= 28,8. Se na prática não for possível selecionar engrenagens com um determinado número de dentes e ocorrer um desvio de +/-10% do valor calculado, isso não levará a uma redução significativa no empuxo do rotor. Você deve se esforçar para tornar a caixa de câmbio leve e ao mesmo tempo bastante durável. Para reduzir o peso, engrenagens grandes (Z2= 100 e Z4= 93) pode ser feito de duralumínio ou textolite. A transmissão (Fig. 3) ao rotor de cauda é mais fácil de fazer usando duas polias Ø 60-80 mm: a motriz é instalada no estágio intermediário da caixa de engrenagens, a acionada na lança de cauda. Eles são conectados por uma fita feita de fio de náilon Ø 0,8-1 mm.
Gerenciamento de modelos Ao controlar o modelo no primeiro estágio, bastam dois comandos: alteração da rotação do motor e controle de rumo. O primeiro é feito de forma bastante simples - usando um reostato conectado ao circuito de alimentação, por exemplo, do pedal de uma máquina de costura. Para controlar o curso é necessário alterar o passo do rotor de cauda. Isso pode ser feito usando um motor elétrico em miniatura, por exemplo, tipo DK-5-19 com caixa de câmbio. O último é do timer (início automático da câmera). Após os primeiros voos bem-sucedidos, você pode prosseguir para acrobacias complicadas. Para fazer isso, você precisa adicionar outro arquivo . duas engrenagens de direção para controlar o swashplate. Com a ajuda deles, o voo é realizado “para frente-trás”, “esquerda-direita”. Depois de dominar o modelo de helicóptero, são oferecidas diversas opções de competições realizadas no salão, que podem ser semelhantes às competições de helicópteros reais: voar ao longo de uma rota, pousar em um determinado ponto, etc.
Concluindo, algumas palavras sobre precauções de segurança. Em primeiro lugar, é necessário fazer cuidadosamente todas as conexões dos elementos condutores de corrente tanto no modelo quanto no painel de controle. Além disso, certifique-se de instalar neste último um fusível (Fig. 4) para uma corrente de 1 A. A ligação à rede é preferencialmente através de um transformador. Por fim, na preparação para o lançamento da máquina, é importante verificar a confiabilidade de todo o sistema no solo. Para isso, amarrado o helicóptero à base, é necessário acionar o motor elétrico em todos os modos, aumentando gradativamente a velocidade do rotor. O cumprimento destes requisitos básicos garantirá a segurança do voo. Autor: V. Slepkov
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