Радіокеровані вертольоти: програмування та налаштування
Програмування та налаштування польотних функцій моделей вертольотів. Частина 1
(УВАГА! Для збільшення малюнка або фото натисніть на цифру під ним - 600, 800, або 1200)
Навіщо програмувати польотні функції.
Для початку трохи теорії. Підйомна сила моделі вертольота утворюється за рахунок роботи головного ротора (многороторние і співвісні моделі ми не розглядаємо через їх мізерно малу кількість). Крім того, за рахунок управління циклічним (змінним залежно від положення лопатей) зміною кроку (кута атаки лопатей) ротор є головною керуючою функцією по крену і тангажу. Виникає при обертанні ротора реактивний момент (віддача) компенсується хвостовим ротором, який так само за рахунок зміни кроку лопатей управляє функцією рисканья (розвороту навколо осі) вертольота. Допомога в компенсації реактивного моменту при його різкій зміні (перегазовке) надає електронний гіроскоп (стабілізатор) так само автоматично змінює крок хвостового ротора.
Зі сказаного випливає: для адекватного і лінійного управління польотом вертольота по всіх трьох осях обороти на головному і хвостовому роторі повинні бути максимально стабільні, а хід керуючих сервоприводів і реакція гіроскопа відповідати режиму польоту. Тому сенс основних налаштувань вертольота зводитися до наступного:
1) Запрограмувати таке співвідношення графіків (кривих) кроку (загального кута атаки лопатей головного ротора) і газу (оборотів двигуна), яке при різних еволюціях моделі в польоті забезпечували б рівномірні і стабільні обороти на головному і хвостовому роторах;
2) Запрограмувати таке співвідношення між рухом ручки управління (по крену «roll», тангажу «nick» і керма-хвостовому ротора «rudder») і ходом (відпрацюванням) керуючих сервоприводів, щоб модель управління нею легко і адекватно в різних режимах польоту;
3) Запрограмувати чутливість і режими гіроскопа таким чином, щоб гіроскоп надійно утримував вертоліт в заданому напрямку при різких еволюціях, перегазовках, поривах вітру, але при цьому не чинив опору при виконанні піруетів і інших фігур з розворотом моделі.
Треба відзначити, що істотну допомогу в п. 1) може надати електронний говернон - контролер і стабілізатор обертів двигуна. Налаштування говернона - це можлива тема для інших статей.
Початкові налаштування.
Вертоліт зібраний точно за інструкцією, встановлений мотор, сервоприводи і радіоустаткування. Тепер треба задати початкову, «нульову» точку в усіх керуючих вузлах і деталях.
Для цього вмикаємо передавач, вибираємо тип модуляції для приймача ( «ppm», «pcm» або «spcm»). Вибираємо тип моделі (вертоліт - «helicopter»), встановлюємо тип мікшера загального кроку - зазвичай це або «heli-1» для моделей з окремим сервоприводом на крок і двома сервоприводами на шайбу перекосу, або «heli-3» для моделей з трьома сервопріводамі на шайбу перекосу. Встановлюємо напрямок обертання ротора (праве або ліве, задається конструкцією моделі), вводимо назву моделі. Рис2.
Передавач не вимикається, ставимо ручки управління в середнє положення.
Включаємо бортове харчування вертольота і не чіпаючи, не рухаючи модель чекаємо кілька секунд активацію гіроскопа (це дуже важлива умова, так треба робити при кожному включенні).
Тепер починаємо перевірку стану тяг, важелів, качалок і сервоприводів.
1) Гойдалки всіх сервоприводів встановлюємо так, щоб між гойдалкою і тягою кут був близько 90 градусів; Рис3
2) Змінюючи довжину тяг встановлюємо шайбу перекосу горизонтально, перпендикулярно валу головного ротора;
3) Змінюючи довжину тяг встановлюємо важелі пічкомпенсатора горизонтально, перпендикулярно валу головного ротора;
4) Змінюючи довжину тяг встановлюємо важелі мікшерів кроку горизонтально, одночасно встановивши крок (кут атаки) лопатей головного ротора в межах +1, +2 градуси. Вимірювання кроку завжди проводимо в посередині кожної лопаті; Ріс4
5) Складаємо лопаті хвостового ротора в одну сторону, і змінюючи довжину тяги сервопривід-важіль кроку встановлюємо постійний крок так, щоб між кінцями лопатей було відстань (просвіт) близько 2 см. Цей постійний крок повинен компенсувати реактивний момент головного ротора. рис5
Налаштування почнемо з «нормального» або «normal» режиму.
Нормальний режим - це зліт, посадка, статичні фігури (висіння), повільні прольоти. А значить, вертоліт повинен управлятися дуже точно і м'яко.
Графік кроку ( «pitch curve») починається (ручка управління «крок-газ» в положенні 0%) зазвичай з -4, -3 градусів лопатей головного ротора. Негативний крок потрібен для того, щоб при розкручуванні ротора модель не намагалася злетіти, а при посадці спуск і приземлення моделі були керованими. І те й інше дуже важливо при польотах в вітряну погоду.
Наступна точка графіка (ручка управління в положенні 50%) налаштовується як +3, +4 градуси загального кроку. Я раджу це робити так, щоб вертоліт в цій точці «майже злітав», а приблизно при 55% -60% ручки впевнено злітав і зависав. Початківцям пілотам, які звикли «висіти» при такому положенні ручки управління не треба буде перенавчатися при польотах в пілотажних режимах.
Якщо поки немає досвіду - просто встановлюється крок в точці 2 близько +4 градусів, а в польоті він підлаштовується ручкою «pitch hovering» - вона дозволяє трохи деформувати графік кроку в середній точці в більшу або меншу сторону.
Остання точка (ручка управління в положенні 100%) приблизно дорівнює +9 градусів. У цьому положенні вертоліт повинен легко і плавно, без будь-якої перевантаження мотора, набирати висоту. Важливо пам'ятати, про те що ділянка між точками 2 і 3 прямой і пологий - це важливо, адже на ньому виробляються всі повільні і точні фігури статичні фігури (зависання). Ріс6
Графік газу ( «throttle curve») в вертольоті є залежною функцією від графіка загального кроку. Тому налаштовувати його треба для забезпечення постійних стабільних оборотів головного ротора.
Отже перша точка (ручка управління «крок-газ» в положенні 0%) - це точка при якій мотор заводиться і працює на холостих обертах - зазвичай становить 15-18% від максимального газу.
Наступна точка графіка (ручка управління в положенні 50%) налаштовується так, щоб обороти головного ротора піднімалися до необхідного постійного рівня і становили бл. 1500-1600 об. в хв. Зазвичай газ при цьому складе приблизно 60-65% від максимуму. Як виміряти обороти - за допомогою спеціальних бортових і дистанційних тахометрів, або, при певному досвіді, оцінюючи реакції моделі. Якщо поки немає досвіду і тахометра - просто встановлюється газ в точці 2 близько 60%, а в польоті він підлаштовується ручкою «throttle hovering» - вона дозволяє трохи деформувати графік газу в середній точці в більшу або меншу сторону. Нагадаю також, що вкрай небезпечно підходити до вертольота з обертовим ротором і проводити виміри звичайним тахометром!
Остання точка (ручка управління в положенні 100%) приблизно дорівнює 85-90% від максимального газу. У цьому положенні мотор без всякої перевантаження піднімає вертоліт з набором висоти, а обороти на роторі залишаються незмінними (бл. 1500-1600 об. За хв). Такими ж незмінними і стабільними обороти повинні залишатися на всій ділянці від точки 2 до точки 3. Ріс7
Налаштування експоненти і ходу крену, тангажу, керма ( «expo / dual rate»). У «нормальному» режимі вертоліт в основному висить, або повільно літає. Ці еволюції він робить на порівняно невеликій висоті в небезпечній близькості до землі. Тому для більшої точності управління, є необхідність зменшити хід сервоприводів «dual rate» по крену «roll», тангажу «nick» до 60-70% від максимуму, а по керму - хвостовому ротора «rudder» до 80-90% від максимуму. В цьому випадку, модель відносно спокійно реагує на ручки управління, що дозволяє управляти нею досить точно. Для ще більшої точності можна ввести експонентну залежність «expo» близько 20% між ходом ручки управління і сервоприводом. В цьому випадку, біля середнього положення ручок хід серво буде ще меншим і точним. Всі ці параметри треба випробувати при різній швидкості вітру (чим більше вітер - тим більше хід серво) і домогтися для себе розумного компромісу. Якщо апаратура це дозволяє, можна окремо перемикати експоненти / хід для різних погодних умов. Ріс8
Функція кривої кроку хвоста ( «revo») з останніми поколіннями гіроскопів дещо втратила своє значення. Мало хто моделісти продовжують з її допомогою налаштовувати криву кроку хвостового ротора «tail rotor curve» для додаткової, дуже точної компенсації реактивного моменту головного ротора. Важливо пам'ятати, що ця функція обов'язково повинна бути відключена при режимі гіроскопа «утримання». Ріс9
Продовження у другій частині.