Для того чтобы самолет или планер летал, нужна подъемная сила, а эта сила создается крылом. Поэтому главным в самолете является крыло, ибо в конечном счете Весь самолет может быть сведен в летающее крыло, без фюзеляжа, без оперения.
У вертолета роль крыла играет несущий винт. Даже если в летательном аппарате ничего больше нет, кроме несущего винта, мы можем принципиально назвать его «вертолетом».
Наверное, многие в детстве делали себе такой «вертолет», состоящий только ив одного винта, вырезанного из куска жести. Стартовым устройством для него служила обыкновенная катушка от ниток, вращающаяся на стержне.
Однако роль несущего винта вертолета гораздо более многогранна, чем роль крыла самолета.
Созданием подъемной силы еще не ограничивается назначение несущего винта.
Когда вы посмотрите на вертолет в горизонтальном полете, вы неизбежно обратите внимание на то, что фюзеляж носом наклонен к горизонту. При этом наклоненным вперед оказывается и несущий винт.
Полная аэродинамическая сила R, развиваемая несущим винтом и направленная перпендикулярно к плоскости вращения концов лопастей, в этом случае может быть разложена на две составляющие: направленную вертикально подъемную силу, которая поддерживает вертолет на заданной высоте, и силу, направленную по касательной к траектории полета, Р, которая на вертолете является силой тяги. За счет этой силы вертолет летит вперед. Таким образом, несущий винт в поступательном полете одновременно является и тянущим винтом.
Однако и этим не ограничивается роль несущего винта. У вертолета в отличие от самолета нет рулевых поверхностей, таких, как элероны, триммеры, рули направления и высоты. Да они и не имели бы смысла, так как во время полета не обдувались бы потоком воздуха и в силу этого не могли бы служить целям управления.
Ведь мы знаем, что для изменения положения тела, к нему нужно приложить внешнюю силу. В полете вертолет окружен воздухом, поэтому внешняя сила может быть только результатом взаимодействия каких-либо частей вертолета с воздушной средой. Для того чтобы возникла сила сопротивления воздуха, тело должно перемещаться с большей скоростью. Когда вертолет висит в воздухе, то этому условию не отвечает ни одна его часть, кроме винта. Поэтому роль органа управления вертолетом также возложена на несущий винт. Действуя ручкой управления, летчик с помощью особых устройств, о которых будет рассказано в следующих главах, добивается такого положения, которое равносильно изменению плоскости вращения несущего винта. При этом изменяет свое направление и полная аэродинамическая сила воздушного винта и обе ее составляющие. И если подъемная сила всегда направлена вертикально вверх, то вторая составляющая - по касательной к траектории полета.
В зависимости от угла наклона полной аэродинамической силы меняется не только направление, но и величины ее составляющих. Следовательно, управляя несущим винтом, летчик может изменять не только направление полета, но и скорость полета.
Для подъема или спуска вертолета летчик также воздействует на лопасти несущего винта, уменьшая или увеличивая одновременно и на одинаковую величину угол установки всех лопастей.
Если на вертолете отказывает двигатель, то, уменьшая углы атаки лопастей, летчик ставит несущий винт в положение самовращения (авторотации). Поддерживаемый подъемной силой, создаваемой винтом на этом режиме работы, вертолет совершает безопасный планирующий спуск.
Из сказанного выше ясно, что для понимания устройства и полета вертолета надо разобраться прежде всего в работе несущего винта; для того чтобы вертолет успешно мог летать, конструктор должен обеспечить надежность прежде всего несущего винта.
Летчики, инженеры, техники и механики, летающие на вертолетах и обслуживающие их, прежде всего должны следить за безукоризненным состоянием несущего винта.
Итак, несущий винт - вот что главное в вертолете
Режимов работы несущего винта вертолета чрезвычайно много. Каждому режиму полета вертолета соответствует свой режим работы несущего винта. Основными для вертолета являются: пропеллерный режим, режим косой обдувки, режим самовращения (авгоротация) и режим вихревого -сольца.
Пропеллерный режим возникает при вертикальном подъеме или висении вертолета.
Режим косой обдувки возникает при поступательном полете вертолета.
Режим самовращения возникает при отключении двигателя вертолета от несущего винта в полете, при этом винт вращается под действием потока воздуха.
Режим вихревого кольца возникает при снижении вертолета. При таком режиме поток воздуха, проходя сквозь ометаемую винтом поверхность сверху вниз, вновь подходит к винту сверху.
Однако в некоторых частных случаях, например, в пропеллерном режиме, его работа схожа с работой самолетного винта. Когда самолет находится на земле или летит горизонтально, его винт обдувается со стороны плоскости вращения (по оси). Когда вертолет находится на земле, висит в воздухе или поднимается вертикально вверх, его несущий винт также обдувается со стороны плоскости вращения (по оси). Различие при этом состоит только В ТОМ, что у самолета струи воздуха проходят через плоскость вращения винта в горизонтальном направлении, спереди назад, тогда как у вертолета - в вертикальном направлении, сверху вниз. При этом несущий винт захватывает воздух из зоны А сверху и отбрасывает его, закручивая, вниз, в зону. На место частиц воздуха, забранных из зоны А, поступают частицы воздуха из окружающей среды и частично из зоны Б, но уже вне плоскости вращения винта.
До того, как несущий винт был приведен во вращение, воздух над винтом н под ним находился в состоянии покоя С началом вращения винта приборы, внесенные с область действия винта, но находящуюся вдали от него, покажут наблюдателю, что в сечении 0-0 воздух по-прежнему находится в состоянии относительного покоя. Его давление равно атмосферному, а скорость. Расстояние от сечения 0-0, где еще не наблюдается влияния винта, до плоскости вращения винта есть величина переменная, которая зависит от вязкости среды и точности применяемых нами приборов. Чем точнее прибор, тем он дальше от винта зарегистрирует наличие скорости воздуха, частички которого будут устремлены к винту.
Если бы воздух был лишен сил вязкости, то действие винта сказалось бы бесконечно далеко.
Фактически ввиду того, что воздух представляет собой вязкую среду, влияние винта перестает ощущаться уже на расстоянии десятков метров.
Перенося наши приборы из сечения 0-0 все ближе к сечению, мы заметим постепенный прирост скорости воздуха, подсасываемого винтом. Та скорость, которую воздух имеет, подходя к сечению, называется индуктивной скоростью подсасывания. На основании закона сохранения энергии кинетическая энергия (энергия скорости движения) не может увеличиться без того, чтобы не уменьшался другой какой-либо вид энергии. И действительно, наряду с ростом скорости воздуха до ш, мы замечаем, что давление воздуха р0 при этом падает. Это значит, что увеличение скорости воздуха произошло за счет уменьшения давления. За винтом сечение потока сжимается и происходит еще большее увеличение скорости воздуха. Казалось бы, должно было последовать дальнейшее падение давления. Однако сразу за винтом давление растет до р-2. Не противоречит ли это закону сохранения энергии? Да, противоречит, если мы не примем во внимание того обстоятельства, что воздух извне (от винта) получил добавочную энергию (механическую). Механическая энергия винта, преобразуюсь в кинетическую и потенциальную энергию потока, увеличивает и скорость и давление воздуха одновременно.
В сечении сразу за винтом прибор нам показывает, что воздух по сравнению с сечением имеет скорость и», называемую скоростью отбрасывания. Причем скорость отбрасывания оказывается вдвое больше скорости подсасывания.
Далеко за винтом, в сечении (теоретически на бесконечном удалении), скорость и давление воздуха восстанавливаются до первоначальных значений. Энергия потока при этом из-за наличия сил вязкости рассеивается в пространстве.
Таково действие винта на воздух, которое является следствием приложения к винту энергии вращения. Этому действию соответствует ответное действие воздуха на винт, которое проявляется в виде силы тяги, являющейся проекцией полной аэродинамической силы R на ось, проходящую через втулку винта перпендикулярно плоскости его вращения. Если динамометр, соединенный с винтом, при остановленном винте показывал нулевое значение тяги, то по мере роста оборотов тяга будет все больше и больше возрастать. На режиме висения и вертикального подъема на всех других режимах полета
Величину тяги, создаваемой винтом, можно не только замерить, но и подсчитать.
Вертолет - это винтокрылая машина, в которой подъемную силу и силу тяги создает винт. Несущий винт служит для поддержания и перемещения вертолета в воздухе. При вращении в горизонтальной плоскости несущий винт создает тягу(Т) направленную вверх, выполняет роль подъёмной силы(Y). Когда тяга несущего винта будет больше веса вертолета(G), вертолет без разбега оторвется от земли и начнет вертикальный набор высоты. При равенстве веса вертолета и тяги несущего винта вертолет будет неподвижно висеть в воздухе. Для вертикального снижения достаточно тягу несущего винта сделать несколько меньше веса вертолета. Поступательное движение вертолета(P) обеспечивается наклоном плоскости вращения несущего винта при помощи системы управления винтом. Наклон плоскости вращения винта вызывает соответствующий наклон полной аэродинамической силы, при этом ее вертикальная составляющая будет удерживать вертолет в воздухе, а горизонтальная — вызывать поступательное перемещение вертолета в соответствующем направлении.
Рис 1. Схема распределения сил
Конструкция вертолета
Фюзеляж является основной частью конструкции вертолета, служащей для соединения в одно целое всех его частей, а также для размещения экипажа, пассажиров, грузов, оборудования. Он имеет хвостовую и концевую балки для размещения хвостового винта вне зоны вращения несущего винта,и крыла (на некоторых вертолетах крыло устанавливается с целью увеличения максимальной скорости полета за счет частичной разгрузки несущего винта (МИ-24)).Силовая установка(двигатели) является источником механической энергии для приведения во вращение несущего и рулевого винтов. Она включает в себя двигатели и системы, обеспечивающие их работу (топливную, масляную, систему охлаждения, систему запуска двигателей и др.). Несущий винт(НВ) служит для поддержания и перемещения вертолета в воздухе, и состоит из лопастей и втулки несущего винта. Рулевой винт служит для уравновешивания реактивного момента, возникающего при вращении несущего винта, и для путевого управления вертолетом. Сила тяги рулевого винта создает момент относительно центра тяжести вертолета, уравновешивающий реактивный момент несущего винта. Для разворота вертолёта достаточно изменить величину тяги рулевого винта. Рулевой винт так же состоит из лопастей и втулки. Управление несущим винтом производится при помощи специального устройства, называемого автоматом перекоса. Управление рулевым винтом производится от педалей. Взлетно-посадочные устройства служат опорой вертолета при стоянке и обеспечивают перемещение вертолета по земле, взлет и посадку. Для смягчения толчков и ударов они снабжены амортизаторами. Взлетно-посадочные устройства могут выполняться в виде колесного шасси, поплавков и лыж
Рис.2 Основные части вертолета:
1 — фюзеляж; 2 — авиадвигатели; 3 — несущий винт (несущая система); 4 — трансмиссия; 5 — хвостовой винт; 6 — концевая балка; 7 — стабилизатор; 8 — хвостовая балка; 9 — шасси
Принцип создания подъемной силы винтом и система управления винтом
При вертикальном полете п олная аэродинамическая сила несущего винта выразится как произведение массы воздуха, протекающего через поверхность, сметаемую несущим винтом за одну секунду, на скорость уходящей струи:
где πD 2 /4 - площадь поверхности, ометаемой несущим винтом; V— скорость полета в м/сек; ρ — плотность воздуха; u — скорость уходящей струи в м/сек.
По сути сила тяги винта равна силе реакции при ускорении воздушного потока
Для того чтобы вертолет двигался поступательно, нужен перекос плоскости вращения винта, причем изменение плоскости вращения достигается не наклоном втулки несущего винта (хотя визуальный эффект может быть именно такой), а изменением положения лопасти в разных частях квандрантов описываемой окружности.
Лопасти несущего винта, описывая полный круг вокруг оси при его вращении, обтекаются встречным потоком воздуха по-разному. Полный круг - это360º . Тогда примем заднее положение лопасти за0º и далее через каждые90º полный оборот. Так вот лопасть в интервале от0º до180º - это лопастьнаступающая , а от180º до 360º -отступающая . Принцип такого названия, я думаю, понятен. Наступающая лопасть движется навстречу набегающему потоку воздуха, и суммарная скорость ее движения относительно этого потока возрастает потому что сам поток, в свою очередь, движется ей навстречу. Ведь вертолет летит вперед. Соответственно растет и подъемная сила.
Рис.3 Изменение скоростей набегающего потока при вращении винта для вертолета МИ-1 (средние скорости полета).
У отступающей лопасти картина противоположная. От скорости набегающего потока отнимается скорость, с которой эта лопасть как бы от него «убегает». В итоге имеем подъемную силу меньше. Получается серьезная разница сил на правой и левой стороне винта и отсюда явныйпереворачивающий момент . При таком положении вещей вертолет при попытке движения вперед будет иметь тенденцию к переворачиванию. Такие вещи имели место при первом опыте создания винтокрылых аппаратов.
Чтобы этого не происходило, конструктора применили одну хитрость. Дело в том, что лопасти несущего винта закреплены вовтулке (это такой массивный узел, насаженный на выходной вал), но не жестко. Они с ней соединены с помощью специальных шарниров (или устройств, им подобных). Шарниры бывают трех видов:горизонтальные, вертикальные и осевые.
Теперь посмотрим что же будет происходить с лопастью, которая подвешена к оси вращения на шарнирах. Итак, наша лопасть вращается с постоянной скоростью без каких-либо управляющих воздействий извне .
Рис. 4 Силы, действующие на лопасть, подвешенную ко втулке винта на шарнирах.
От0º до90º скорость обтекания лопасти растет, значит растет и подъемная сила. Но! Теперь лопасть подвешена на горизонтальном шарнире. В результате избыточной подъемной силы она, поворачиваясь в горизонтальном шарнире, начинает подниматься вверх (специалисты говорят «делаетвзмах »). Одновременно из-за увеличения лобового сопротивления (ведь скорость обтекания возросла) лопасть отклоняется назад, отставая от вращения оси винта. Для этого как раз и служит вертикальный шар-нир.
Однако при взмахе получается, что воздух относительно лопасти приобретает еще и некоторое движение вниз и, таким образом, угол атаки относительно набегающего потока уменьшается. То есть рост избыточной подъемной силы замедляется. На это замедление оказывает свое дополнительно влияние отсутствие управляющего воздействия. Это значит, что тяга автомата перекоса, присоединенная к лопасти, сохраняет свое положение неизменным, и лопасть, взмахивая, вынуждена поворачиваться в своем осевом шарнире, удерживаемая тягой и, тем самым, уменьшая свой установочный угол или угол атаки по отношению к набегающему потоку. (Картина происходящего на рисунке. ЗдесьУ - это подъемная сила,Х - сила сопротивления,Vy - вертикальное движение воздуха,α - угол атаки.)
Рис.5 Картина изменения скорости и угла атаки набегающего потока при вращении лопасти несущего винта.
До точки90º избыточная подъемная сила будет продолжать расти, однако из-за вышесказанного со все большим замедлением. После90º эта сила будет уменьшаться, но из-за ее присутствия лопасть будет продолжать двигаться вверх, правда все медленнее. Максимальную высоту взмаха она достигнет уже несколько перевалив за точку180º . Это происходит потому, что лопасть имеет определенный вес, и на нее действуют еще исилы инерции .
При дальнейшем вращении лопасть становится отступающей, и на нее действуют все те же процессы, но уже в обратном направлении. Величина подъемной силы падает и центробежная сила вместе с силой веса начинают опускать ее вниз. Однако при этом растут углы атаки для набегающего потока (теперь уже воздух движется вверх по отношению к лопасти), и растет установочный угол лопасти из-за неподвижности тягавтомата перекоса вертолета . Все происходящее поддерживает подъемную силу отступающей лопасти на необходимом уровне. Лопасть продолжает опускаться и минимальной высоты взмаха достигает уже где-то после точки0º , опять же из-за сил инерции.
Таким образом, лопасти вертолета при вращении несущего винта как бы «машут » или еще говорят «порхают». Однако это порхание вы, так сказать, невооруженным взглядом вряд ли заметите. Подъем лопастей вверх (как и отклонение их назад в вертикальном шарнире) очень незначительны. Дело в том, что на лопасти оказывает очень сильное стабилизирующее воздействие центробежная сила. Подъемная сила, например, больше веса лопасти в10 раз , а центробежная - в100 раз . Именно центробежная сила превращает на первый взгляд «мягкую» гнущуюся в неподвижном положении лопасть в жесткий, прочный и отлично работающий элемент несущего винта вертолета вертолета.
Однако несмотря на свою незначительность вертикальное отклонение лопастей присутствует, и несущий винт при вращении описывает конус, правда очень пологий. Основание этого конуса и естьплоскость вращения винта (см рис1.)
Для придания вертолету поступательного движения нужно эту плоскость наклонить, дабы появилась горизонтальная составляющая полной аэродинамической силы, то есть горизонтальная тяга винта. Иначе говоря, нужно наклонить весь воображаемый конус вращения винта. Если вертолету нужно двигаться вперед, значит конус должен быть наклонен вперед.
Исходя из описания движения лопасти при вращении винта, это означает, что лопасть в положении180º должна опуститься, а в положении0º (360º) должна подняться. То есть в точке180º подъемная сила должна уменьшиться, а в точке0º(360º) увеличиться. А это в свою очередь можно сделать уменьшив установочный угол лопасти в точке180º и увеличив его в точке0º (360º) . Аналогичные вещи должны происходить при движении вертолета в других направлениях. Только при этом, естественно, аналогичные изменения положения лопастей будут происходить в других угловых точках.
Понятно, что в промежуточных углах поворота винта между указанными точками установочные углы лопасти должны занимать промежуточные положения, то есть угол установки лопасти меняется при ее движении по кругу постепенно,циклично .Он так и называется циклический угол установки лопасти (циклический шаг винта ). Я выделяю это название потому, что существует еще иобщий шаг винта (общий угол установки лопастей). Он изменяется одновременно на всех лопастях на одинаковую величину. Обычно это делается для увеличения общей подъемной силы несущего винта.
Такие действия выполняетавтомат перекоса вертолета . Он изменяет угол установки лопастей несущего винта (шаг винта), вращая их в осевых шарнирах посредством присоединенных к ним тяг. Обычно всегда присутствуют два канала управления: по тангажу и по крену, а также канал изменения общего шага несущего винта.
Тангаж означает угловое положение летательного аппарата относительно его поперечной оси (нос вверх-вниз), акрен , соответственно, относительно его продольной оси (наклон влево-вправо).
Конструктивноавтомат перекоса вертолета выполнен достаточно сложно, но пояснить его устройство вполне можно на примере аналогичного узла модели вертолета. Модельный автомат, конечно, устроен попроще своего старшего собрата, но принцип абсолютно тот же.
Рис. 6 Автомат перекоса модели вертолета
Это двухлопастной вертолет. Управление угловым положением каждой лопасти осуществляется через тяги6 . Эти тяги соединены с так называемой внутренней тарелкой2 (из белого металла). Она вращается вместе с винтом и в установившемся режиме параллельна плоскости вращения винта. Но она может менять свое угловое положение (наклон), так как закреплена на оси винта через шаровую опору3 . При изменении своего наклона (углового положения) она воздействует на тяги6 , которые, в свою очередь, воздействуют на лопасти, поворачивая их в осевых шарнирах и меняя, тем самым, циклический шаг винта.
Внутренняя тарелка одновременно является внутренней обоймой подшипника, внешняя обойма которого - этовнешняя тарелка винта1 . Она не вращается, но может менять свой наклон (угловое положение) под воздействием управления по каналу тангажа4 и по каналу крена5 . Меняя свой наклон под воздействием управления внешняя тарелка меняет наклон внутренней тарелки и в итоге наклон плоскости вращения несущего винта. В итоге вертолет летит в нужном направлении.
Общий шаг винта меняется перемещением по оси винта внутренней тарелки2 при помощи механизма7 . В этом случае угол установки меняется сразу на обеих лопастях.
Для более лучшего понимания помещаю еще несколько иллюстраций втулки винта с автоматом перекоса.
Рис. 7 Втулка винта с автоматом перекоса (схема).
Рис. 8 Поворот лопасти в вертикальном шарнире втулки несущего винта.
Рис. 9 Втулка несущего винта вертолета МИ-8
1
Рецепты читателей 21.06.2017
Несколько десятилетий назад сложно было представить летающие по комнате вертолеты или квадрокоптеры. Современные модели имеют встроенный гироскоп, который не позволяет им перевернуться. Техника способна «бороться» с ветром, лопасти создаются из прочных материалов, а в комплекте изделия можно найти дополнительные запчасти.
Вертолеты на пульте управления – чудо современной техники
Для детей радиоуправляемые вертолеты и самолеты представлены в виде ярких, красочных и оригинальных моделей, аналоги которых летают по всему свету. На полках игрушечных магазинов можно встретить конструкции разных размеров, от крошечных до больших. С двумя или четырьмя лопастями на основном роторе.
Летающие изделия классифицируются по следующим техническим параметрам:
- размеру;
- типу двигателя;
- методу управления;
- виду винтов.
А также количеству каналов управления. Это сложный механизм, который предназначен для детей после 8 лет. Ведь необходимо правильно запускать конструкцию, во избежание ее преждевременной поломки и огорчения ребенка.
Основные характеристики изделия
Вертолеты на пульте управления делятся на несколько видов – комнатные механизмы, которые отличаются небольшими размерами и доступностью в управлении, подойдут даже новичкам. Механизмы при столкновении не несут вреда для стен и мебели. При безветренной погоде можно запускать вертолеты на улице.
Чтобы получить первые навыки управлением уличных конструкций можно использовать компьютерные симулянты, дабы не разбить игрушку за несколько минут. В зависимости от маневренности вертолета различают несколько каналов управления:
- три канала – подъем/спуск, вперед/назад и разворот по/против часовой стрелки;
- четыре канала – дополнительное направление право/влево;
- пять каналов – для крупногабаритных конструкций, управление лопастным шагом;
- шесть каналов – регулировка чувствительности гироскопа.
Также выделяют несколько каналов связи. Инфракрасное отличается малым радиусом действия, радиоинтерфайс характеризуется значительным расстоянием, на котором механизм способен функционировать.
Если говорить про управление с помощью гаджетов, то применяется технология Wi-Fi, которая позволяет исключить риск возникновения помех. Такие модели дорогостоящие и подходят для ребят после 12 лет.
Дополнительные возможности
Некоторые модели оснащены дополнительными опциями. Например, конструкция Silverit имеет встроенную камеру, больше используется для создания снимок, а не для пилотирования ради развлечения.
Детские модели могут иметь резервуары с водой или пластиковые ракеты, для коллективного сражения. Более сложные конструкции комплектуются виртуальными симулянтами, для качественного запуска изделия.
Стробы научиться управлять летающим механизмом нужно овладеть техникой взлета и приземления, только после этого можно переходить к прямолинейному полету или совершению других более сложных маневров.
Развитие ребенка с помощью игрушек на пульте управления
Радиоуправляемые вертолеты и самолеты – это не только веселые игрушки. Такие модели помогут малышу при общении со сверстниками, ведь подобные игры рассчитаны на коллективные сражения.
Такая вещь тренирует реакцию, координацию движения, мышечные навыки и скорость мышления. Может стать одной из долговечных забав для детей. При правильном управлении конструкция способна служить годами.
Модели на пульте заставляют ребят мыслить логически, фантазировать, продумывать свои действия на несколько шагов вперед. Орудуя механизмом запуска техники ребенок тренирует мелкую моторику, что полезно для кровообращения и развития речевого аппарата.
Такие игрушки несут пользу для зрения, предупреждают близорукость, контролируют остроту и направленность взгляда. Вертолеты и самолеты на пульте управления заставляют ребят фантазировать, представлять себя настоящими покорителями воздуха.
Покупка летающего аппарата
Купить квадрокоптер на радиоуправлении можно в интернет-магазине, где представленный широкий выбор подобных изделий. На какие критерии обратить внимание, чтобы покупка оправдала все самые смелые ожидания?
- Вес конструкции – чем меньше, тем сложнее управлять механизмом на улице, особенно в ветреную погоду.
- Материал корпуса – определяет долговечность устройства.
- Количество каналов управления – функциональность механизма.
- Мощность двигателя – скорость движения агрегата.
- Емкость аккумулятора – длительность полета.
- Диаметр зоны захвата радиоуправляемого механизма – определяет насколько дальше и выше может летать вертолет.
Чтобы ребенку понравилась покупка, важно обратить внимание на дизайн конструкции. Большинство моделей выполнены из прочного пластика, способного пережить любые падения. Важно не экономить на игрушке, дабы не огорчать малыша быстрой поломкой изделия.
Нужно учитывать, что стандартное время полетов около 10 минут, а потому требуется запастить дополнительными батарейками, дабы избежать форс-мажоров. Для ребенка лучше всего выбирать соосную схему управления, чтобы игрушку не заносило в сторону.
Такой подарок для малыша будет неописуемой радостью, который позволит всей семье проводить время на свежем воздухе. Для подростков есть возможность выбрать более усовершенствованные модели, чтобы покорять небесные просторы. Вертолет на радиоуправлении это своеобразный тренажер, который позволяет познакомиться с механизмами управления еще с малых лет.
Внимание! Любителям квадрокоптеров – летательного аппарата с четырьмя винтами на пульте управления, будет возможность не только пилотировать сложные конструкции, но и создать свой агрегат (наборы для конструирования Лего), с усовершенствованным внутренним наполнением.
Осуществите свою мечту и сделайте свой досуг не только увлекательным, но и полезным для здоровья! Удачным Вам покупок!
Как летает вертолет?
Авиация - сколько в этом слове завораживающего и невероятного! Чего стоят одни только самолёты и вертолёты! А задумывались ли вы, как летает вертолет? Ну, с самолётом всё понятно, крылья позволяют ему держаться в небе, не падая, лететь вперёд, в сторону. «А вот вертолёт таких крыльев не имеет» - скажете вы. И будете правы только наполовину. Но об этом подробней.
Принцип полета вертолета
Вероятно, все видели винт, расположенный на крыше у вертолёта. Именно он и отвечает за поднятие машины в воздух. Несущий винт больших размеров состоит из лопастей, которые при вращении и подымают вертолёт. Они выполняют функцию крыла, как у самолёта, вот только по размеру меньше, а количество их больше. Когда заводится двигатель, лопасти винта начинают вращение, заставляя летательный аппарат взлетать в небо. Сила, которая применяется к каждому крылу-лопасти, суммируется в общую силу, которая применяется ко всей машине в целом. Именно эта аэродинамическая сила перпендикулярная по отношению к плоскости, создающейся при вращении всех лопастей и винта в целом, способствует поднятию в воздух тяжёлого летательного аппарата. Если сила вращения винта больше, чем вес всего летательного аппарата, он будет взлетать. Если сила меньше, полёт не будет совершён. А вот если сила одинаковая, вертолёт застрянет на месте. Можно посмотреть подробней о том, как летает вертолет, на видео. Вы заметите, что после того как лопасти набирают обороты, вертолёт начинает взлетать, но не сразу. Сперва он немного зависает, а уж после того как набирает обороты, взлетает.
Топливо для полета
Для вертолёта в основном используют бензин - авиационный керосин. Но с развитием технологий начинают искать более подходящее и менее дорогостояще топливо. Например, метан, вернее, криогенное топливо, которое делают из метана. Оно устойчиво к малым температурам (- 170 градусов). Это природный газ, который можно безопасно транспортировать на тех же вертолётах. Также верным ответом на вопрос о том, на чем летает вертолет, будет и такой газ как бутан или пропан. Такое топливо можно перевозить в условиях обычных температур. Оно отлично подходит для двигателя, не портит качества полета, считается практически лучшим топливом для летательного аппарата.
Стоит сказать, что топливо для вертолёта может использоваться совершенно разное, но при этом портится качество полета. Как и в машине, если залить плохой, некачественный бензин, автомобиль ездит плохо, так и с вертолетами: плохое топливо негативно влияет на работу вертолета.
Второй винт
Часто можно увидеть вертолёт с двумя винтами, один из которых располагается на хвосте. Благодаря ему он и взлетает. Хвостовой винт создаёт противодействие основному. Его лопасти вращаются не в унисон несущему винту, а наоборот. Таким образом, создавая тягу, второй винт уравновешивает силу несущего, чем и заставляет вертолёт взлететь, при этом защищая его от «заносов» влево или вправо при вращении большого винта.
Но на некоторых вертолётах нет хвостового винта. На моделях такого летательного аппарата находится ещё один несущий винт. Он расположен под верхним несущим. Его лопасти так же, как и у хвостового, вращаются противоположно. Вертолёты с таким механизмом взлетают быстрее, поскольку винты имеют одинаковую силу при подъёме. Такие вертолеты подымаются в воздух немного быстрее.
Не так давно управлять летающим дроном можно было только находясь в рядах разведки или армии. Сегодня же, почувствовать себя пилотом или агентом с высокой степенью допуска может каждый!
Представленные на сегодняшний день квадрокоптеры и гексакоптеры будоражат воображение. С помощью этих игрушек можно не только увидеть происходящее в режиме реального времени, но и записать высококачественное видео в формате HD.
Гексакоптером, не имеющим аналогов на данное время является WLToys V323, а наиболее востребованным квадрокоптером – является Parrot AA Drone 2.0.
Parrot AR Drone 2.0
Parrot AR Drone 2.0
Вертолет Parrot AR Drone 2.0 имеет крутой дизайн и различные вариации яркого кожуха, поэтому дрон выглядит очень стильно и выразительно. Модель AR Drone 2.0 имеет защитный кожух из пенопласта для полетов в помещении и броский разноцветный кожух для улицы. Плюс дрон наличивает в комплекте 2 батареи на 1500 миллиампер, зарядное устройство и шесть запасных лопастей. Продолжительность полета составляет 15-20 минут, а время зарядки – около часа.
Встроенную камеру называют революционной (как для такого рода девайсов), так как съемки беспилотник проводит с помощью 720-пиксельной HD камеры разрешением в 1280 х 720. Видео и фото сохраняется на устройстве, посредством которого происходит управление (смартфон/планшет). Чтобы начать запись – необходимо нажать на REC перед непосредственным включением (перед нажатием на take off) и видео будет записываться в течение всего полета или до момента нажатия на кнопку REC. Для просмотра, сохранённого видео и фото – необходимо выйти из режима нажав на стрелку вверху дисплея. Далее высветятся папки, с указанием видео и фото. При подключении к социальным сетям, можно загрузить видео и фото прямо с устройства.
Комплектующие
Вертолет оснащен процессором ARM Cortex A8 с частотой 1 Ггц, который устанавливался в комплектующие IPhone 4. Изготовители Parrot AR Drone 2.0 предусмотрели отдельный микропроцессор для обработки видео, USB порт и встроили 128 мб памяти. Также, дрон имеет 3-осьный акселерометр, 3-х героскоп (для стабилизации полета при порывах ветра), магнитометр, барометрический датчик, ультразвуковые сенсоры и подключенный GPS модуль навигации.
Вертолет оснащен четырьмя винтами с моторами, мощностью в 14,5 В. Благодаря этим параметрам дрон развивает скорость до 18 км/ч.
Управление
Управлять беспилотником очень легко – достаточно скачать приложение в Web Store или Google Play и синхронизировать с Wi-Fi на смартфоне или планшете (для девайсов на платформе Windows – приложений пока нет).
В меню приложения включены такие функции как лимит скорости, максимальная высота полета, чувствительность аппарата и т. п. Благодаря утилите, можно задать маршрут вертолета, где не придется контролировать полет самостоятельно. Дрон будет двигаться автоматически согласно заданному курсу и записывать в это время видео. Данная функция называется «Click and Go» и работает в пределах Wi-Fi покрытия. Чтобы закончить маршрут до его полного окончания – необходимо нажать кнопку Home и аппарат вернётся на точку, определяемую как домашнюю (но для этого нужно предварительно ввести данные расположения). Также, включена возможность просмотра видео в трехмерной модели.
После установки программы, можно выбрать два режима поведения вертолёта с камерой: активный (с джойстиками) и неактивный. Первый, предусматривает управление с помощью джойстиков на дисплее, которые расположены в левом и правом углах монитора. Эти джойстики отвечают за повороты влево/вправо и движение назад/вперед.
Второй интуитивный способ (неактивный) регулирует движение беспилотника с помощью манипуляторов. Зажимая один из манипуляторов – контролируется высота и вращение, а при зажатии второго и наклоне смартфона вперед/назад – контролируется направление: назад или вперед.
Аварийный режим
Разработчики вертолета с функцией видео, предусмотрели специальный режим оповещения в виде всплывающего предупреждения на дисплее и аудиосигнала. Режим защиты включается при потере Wi-Fi сигнала, разряда аккумулятора или других неисправностях. В таком случае вертолет самостоятельно произведёт посадку, но место помягче не выберет, а в случае столкновения – винты автоматически остановятся, чтобы исключить повреждение.
В случае аварийных ситуаций необходимо произвести перезагрузку беспилотника.
Стоимость Parrot AR Drone 2.0 – 27 850 рублей.
WLToys V323
Летающий дрон WLToys V323 имеет шесть винтов и защитный кожух из пенопласта для полетов в помещении. Питается дрон от аккумулятора мощность в 1600 мА/ч, поэтому продолжительность полета составляет 8 минут. Разработчики предусмотрели видео камеру в 0,3 мегапикселя, автоматическую стабилизацию, 6 гироскопов, двигателей, LED-подсветку, а также коллекторы. Непосредственно в комплект входят запасные лопасти, зарядное устройство, пульт управления.
WLToys V323 игрушка, которая стабильно держится в воздухе не хуже вертолета. Управление вертолетом проводится с помощью пульта в четырех режимах (о новичка до профессионала), который питается 6 батарейками типа АА. Пульт имеет жидкокристаллический дисплей и прост в эксплуатации. Непосредственный контроль аппарата осуществляется с помощью джойстиков, а так как различить перед и зад летящего дрона сложно – предусмотрена функция Handless Mode. Эта функция позволяет поворачивать влево/вправо, без определения передний или задней стороны аппарата на глаз. Что немаловажно так как производитель обозначил заднюю сторону красными лопастями, которые не всегда можно различить. Имеется в виду, что вертолет будет постоянно с задней стороны и определять сторону самостоятельно не нужно.
Дрон выпущен с видео камерой в 0,3 мегапикселя и качеством записи 60 fps. Но при желании можно вмонтировать дополнительные камеры. Это возможно так как максимальный вес, который может поднять такой беспилотник – 430 грамм (в отличие от квадрокоптера около 320 гр). Просмотреть видео можно сняв флеш карту и подключив к компьютеру или другому девайсу.
Преимущество 6 винтовой системы – в поднятии большего веса и улучшенной маневренности/флипах (повороты/перевороты влево или вправо). Аналогов данного дрон ара рынке пока не представлено.
Главными отличиями WLToys V323 от Parrot AR Drone 2.0 являются способ управления, качеством видео и наличием винтов. Parrot AR Drone 2.0 имеет четыре винта, камеру высоко разрешения и управляется с помощью смартфона/планшета, а WLToys V323 – шесть винтов, дистанционный пульт управления и камеру низкого разрешения. Плюс квадрокоптер работает 10-15 минут, а гексакоптер – всего 8 минут.
Обзор моделей и цен
Есть и другие модели дронов. В основном сейчас изготавливают их из вспененных материалов, типа плотного пенопласта, из такого материала изготавливают, например, велошлемы. Пластик облицовывает каркас из пенопласта и на них крепятся детали. В зависимости от применяемых деталей различна и цена. Цена на летающих дронов колеблется от 100 долларов до 5000 долларов.
Приведу еще несколько примеров:
DJI Phantom 2 Vision
Дорогая и качественная модель DJI Phantom 2 Vision. Стоит порядка от 47 000 руб до 250 000 руб в зависимости от комплектации. Я бы сказал это совсем не игрушка. Эта летающая модель для настоящих экшен съемок. Предустановленный трехосевой подвес Zenmuse H3-3D для камеры GoPRO дает самую стабильную видеосъемку.
Аппарат снабжен емкостной аккумуляторной батареей 5200 мАч нового поколения 3S LiPo, заряда которого хватает на 25 минут полета. У этого вертолета самый долгий полет.
В модели квадрокоптера DJI Phantom 2 Vision+ v. 3.0 уже встроен модель синхронизации со смартфонами
DJI Phantom 2 Vision+ v. 3.0 синхронизация со смартфоном
А размещать фотографии и видео можно прямо в полете, при помощи синхронизации по wi-fi каналу связи со смартфоном (радиус действия 700 метров).
Hubsan X4 H107C
Аппарат Hubsan X4 H107C — ценового диапазона до 100 долларов. Цена в магазинах 4200 руб (72.99$). Это игрушка точно для ребенка. Изначально в модели использовался аккумулятор емкостью 240 мАч, и камера 0,3 мП, но недавно появилась новая версия с аккумулятором 380 мАч, 2 мП HD-камерой позволяющей снимать видео в разрешении 720р (1280х720, 30 кадров в сек). Время полета аппарата не превышает 7 минут, зарядки — 40 минут.
3D Robotics IRIS
Вертолет квадрокоптер IRIS от производителя 3D Robotics. Цена аппарата составляет в районе 45 000 руб (по данным с ebay 729-750$). На него также может крепиться камера GoPro Hero3. Время полета заявляется в районе 16-22 минут. Разработчики заложили в него функции робота — автоматизированный взлет и посадку, прокладывание маршрутных точек по GPS координатам.
3D Robotics IRIS
Видео взято с канала производителя
Skybotix Coax Autonomous UAV Micro Helicopter
4. Радиоуправляемый вертолет-робот для ученых и исследователей Skybotix Coax Autonomous UAV Micro Helicopter. Из-за огромного количества программируемых функций цена за аппарат составляет около 340 000 руб. (5700$).
Вертолет Skybotix Coax Autonomous UAV Micro Helicopter
Это летающий компьютер со встроенными wi-fi и Bluetooth модулями и двумя 1,3 мП цветными USB камерами. Время полета около 20 минут.
Вероятно в будущем моделей станет больше и они будут совершенствоваться. Поживем увидим.