전기 헬리콥터. 그림, 설명

전기 헬리콥터. 모델러를 위한 팁

모델링

최근에는 항공 모델링에 전기 모터가 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 이는 이해할 수 있으며 내연 기관과 비교할 때 장점은 분명합니다. 시동 용이성, 프로펠러 속도 제어의 정확성, 배기 가스 없음, 낮은 소음 수준.

전기 모터를 장착한 몇 가지 흥미로운 항공기 모델이 이미 제작되었습니다. 이를 헬리콥터 모델에 적용하려는 첫 번째 시도가 이루어지고 있습니다.

엔진 선택 및 추력 계산

전기 헬리콥터(그림 1) 제작 가능성은 주로 모터의 특정 출력에 따라 결정됩니다. 가볍고 저렴한 엔진 중에서 상대적으로 가벼운 무게로 높은 출력을 발휘하는 진공 청소기의 전기 모터 시리즈를 구별할 수 있습니다. 그 중 가장 작은 것은 "Veterok" 전동 브러시에 사용됩니다. 무게는 430g에 불과하며 단기 사용 전력은 75W, 즉 약 0,1 리터에 이릅니다. 와 함께. 인기 있는 내연기관 MK-17은 동일한 특성을 갖고 있지만 무게는 XNUMX배 더 가볍습니다.

쌀. 1. 전기 헬리콥터 모형도(클릭하면 확대)

직렬 항공기 모델 프로펠러 Ø 200mm 및 피치 100mm(그림 2)를 사용하여 "Veterok"을 테스트할 때 약 500g의 추력이 발생하여 최대 5kg의 항공기를 비행하기에 충분합니다. 그러나 헬리콥터 모델의 경우 큰 출력 대 중량 비율이 필요합니다.

N. E. Zhukovsky의 공식에 따르면 호버 모드에서 메인 로터의 추력은 다음과 같습니다.

T = (33,25*N_вDη₀)^2/3,

여기: T - 추력, kg; Nv - 전력, l. 와 함께.; D - 직경, m; η는 제자리에서 작동할 때 메인 로터의 상대 효율입니다.

값 η₀최고의 항공기 모델 로터의 경우 0,65-0,7에 도달합니다. 전기 모터의 동력은 테일 로터의 회전, 팬 및 기어박스의 손실에도 소비됩니다. 메인 로터로 전달되는 비율은 0,07 리터라고 가정합니다. 와 함께. 직경을 1,5m로 선택하면 추력이 결정됩니다.

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

따라서 무게가 1,5kg인 헬리콥터 모델의 경우 예비 추력은 엔진의 "최대" 수준이 아닌 비행을 허용합니다. 여기서 우리는 수평 비행에서 필요한 전력이 호버 모드보다 적다는 사실도 고려해야 합니다. 또한 이륙 중에는 지구와의 근접 효과가 긍정적인 영향을 미칩니다. 이 모든 것은 전기 모터가 최대 속도로 작동할 필요가 없음을 의미합니다.

모델 스키마 선택

현재 항공 분야에서 헬리콥터의 주요 부분은 테일 로터가 있는 단일 로터 방식으로 제작되는데, 이는 제어 용이성으로 인해 널리 보급되었습니다. 생성되는 모델이 관리 가능하다는 점을 고려하면 이러한 체계를 기본으로 사용하는 것이 가장 좋습니다. 그림의 가능한 버전이 그림 2에 나와 있습니다.

쌀. 2. 파워 모터 "Veterok"(확대하려면 클릭)

제조 및 균형의 용이성을 위해 메인 로터와 테일 로터는 XNUMX개의 블레이드로 제작됩니다. 헬리콥터를 만들 때는 안정성에 세심한 주의를 기울여야 합니다. 설계된 모델에서는 일종의 자이로스코프를 형성하는 안정화 추의 도움으로 제공됩니다. 로터가 작동하는 동안 블레이드에 장착된 추는 회전 평면을 유지하려는 경향이 있습니다. 미리 결정된 위치에서 벗어나면 블레이드의 공격 각도가 주기적으로 변경되고 이로 인해 로터를 이전 위치로 되돌리는 공기 역학적 힘이 발생합니다. 스와시플레이트를 사용하여 웨이트의 회전 평면을 변경하면 모델의 비행을 제어할 수 있습니다.

메인 기어박스와 테일 로터로의 회전 전달

메인 로터가 앞서 계산한 추력을 발생시키려면 기어박스의 기어비를 올바르게 선택해야 합니다. 정확한 계산을 위해서는 엔진과 공기역학적 로터의 부하 특성에 대한 지식이 필요합니다. 대략적인 계산으로 자신을 제한할 수 있습니다. 테스트 중에 모터 샤프트와 로터에 설치된 피트의 직경을 알면 다음 공식으로 기어박스의 기어비를 결정할 수 있습니다.

i_р= (R_нв/R₀)^5/3,

여기서 R_нв- 로터 반경; 아르 자형₀- 모터 샤프트에 있는 나사의 초기 반경; 나_р- 기어박스의 기어비;

R의 경우_нв= 0,75m;R₀= 0,1;나는_р= 28,8.

이러한 기어비는 XNUMX단계 또는 XNUMX단계를 사용하여 계산할 수 있습니다. XNUMX단 기어박스를 선택한 경우:

і₁= Z₁/Z₂; 그만큼₂= Z₃/Z₄,

여기서 Z는 기어박스의 기어 톱니 수입니다. Z 복용₁= 10,Z₂= 100,Z₃= 17,Z₄= 93, 내가 알아봐_р= 28,8. 실제로 주어진 톱니 수를 가진 기어를 선택할 수 없고 계산된 값에서 +/-10%의 편차가 발생하는 경우 이는 메인 로터 추력의 현저한 감소로 이어지지 않습니다.

기어박스를 가볍고 동시에 충분히 강하게 만들기 위해 노력해야 합니다. 무게를 줄이기 위해 대형 기어(Z₂= 100 및 Z₄= 93) 두랄루민이나 텍스톨라이트로 만들 수 있습니다.

테일 로터로의 변속기(그림 3)는 Ø 60-80mm 두 개의 풀리를 사용하여 가장 쉽게 수행할 수 있습니다. 앞쪽 풀리는 기어박스의 중간 단계에 설치되고 구동 풀리는 테일 붐에 설치됩니다. Ø 0,8-1mm 나일론 실로 만든 테이프로 연결됩니다.

쌀. 3. 모델 전달 다이어그램(확대하려면 클릭)

모델 관리

첫 번째 단계에서 모델을 제어할 때는 엔진 속도 변경과 코스 제어라는 두 가지 명령으로 충분합니다. 첫 번째 작업은 예를 들어 재봉틀 페달과 같이 전원 회로에 포함된 가변 저항을 사용하여 매우 간단하게 수행됩니다.

코스를 제어하려면 테일 로터의 피치를 변경해야 합니다. 이는 소형 전기 모터(예: 기어박스가 있는 DK-5-19 유형)를 사용하여 수행할 수 있습니다. 마지막은 타이머(카메라 자동 시작)에서 나온 것입니다.

첫 번째 성공적인 비행 후에는 곡예 비행의 복잡성으로 넘어갈 수 있습니다. 이렇게 하려면 더 추가해야 합니다. 스와시플레이트를 제어하는 두 개의 조향 기계. 그들의 도움으로 "앞으로-뒤로", "왼쪽-오른쪽"비행이 수행됩니다.

헬리콥터 모델을 마스터한 후에는 경로를 따라 비행하거나 특정 지점에 착륙하는 등 실제 헬리콥터 대회와 유사할 수 있는 홀에서 개최되는 대회에 대한 다양한 옵션이 제공됩니다.

전기 헬리콥터
쌀. 4. 모델의 개략도 : M1 - 동력 모터, M2 - 제어 모터, PU - 제어판

결론적으로 안전에 관한 몇 마디. 우선, 모델과 제어판 모두에서 전류가 흐르는 요소의 모든 연결을 신중하게 수행해야 합니다. 또한 후자의 경우 전류 4A용 퓨즈(그림 1)를 설치해야 합니다. 변압기를 통해 네트워크에 연결하는 것이 바람직합니다. 마지막으로, 장비 출시를 준비하면서 전체 시스템의 신뢰성을 현장에서 점검하는 것이 중요하다. 이렇게 하려면 헬리콥터를 베이스에 묶은 후 모든 모드에서 전기 모터를 구동하여 점차적으로 로터 속도를 높여야 합니다. 이러한 기본 요구 사항을 준수하면 비행 안전이 보장됩니다.

저자: V. Slepkov

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