Monthly Archives: November 2009

Všade samé helikoptéry

Pôvodne som chcel iba napísať blogpost o tom, že sa zo mňa stal nerd do RC helikoptér a že už mám popri Blade CX3ke a Blade mSR už ďaľšie 2, ale to je iba časť informácií, ktoré by som chcel podať. Nakoniec píšem o tom, ako tieto hračky pre dospelých fungujú a prečo mi určite nestačia iba dve :-)

Najzákladnejšie delenie diaľkovo ovládaných helikoptér je založené na veľkosti, od nej sa odvíja veľa ďaľších možností a vlastností.

Najmenšie sú určite  hračky  typu Picoo Z. Jedná sa o veľmi malé (do 20cm) helikoptéry zväčša ovládané pomocou infračerveného diaľkového ovládača, ktorý má iba 2 kanály, jedným sa ovláda ťah hlavného motora a druhým rotor. Nedá veľa námahy zistiť, že na plnohodnotné ovládanie to je trochu málo, chýba možnosť ovládať pohyb vpred/vzad a do strán. Preto majú takéto helikoptéry ťažšiu prednú časť a konštantne idú vpred. Keďže majú iba do 10 gramov, nieje v nich žiadnej elektroniky naviac a ťah hlavného motora musíte vyrovnávať manuálnym ovládaním rotora.

Väčšími sú typicky koaxiálne ešte-stále-hračky ako napríklad Blade CX3. Tieto sa ovládajú už štvorkanálovým rádiovým diaľkovým ovládaním, dovoľujúcim meniť veľkosť vztlaku, rotáciu po zvislej osi a pohyb do všetkých štyroch strán. Slovo koaxiálne znamená, že majú dvojicu hlavných “vrtulí”, ktoré majú rovnakú os, sú umiestnené nad sebou a točia sa vzájomne opačne – vďaka tomu navzájom vyrovnávajú svoje odpory a helikoptéra nepotrebuje zadný rotor. Otáčanie do strán je zabezpečené rozdeľovaním rýchlosti otáčania jednotlivých vrtulí a pohyb dopredu/dozadu a do strán je získavaný náklonmi spodnej vrtule.
Tieto helikoptéry už väčšinou majú aj tzv gyro – zariadenie, ktoré zisťuje nežiaducu rotáciu celého vrtuľníka a samo ho vyrovnáva príkazmi zasielanými do ovládača zadného rotora resp v prípade koaxiálnych helikoptér do rozdeľovača energie dodávanej jednotlivým motorom.

Nasledujú jednorotorové mini-helikoptéry. Tieto majú rozmery listov hlavného rotora okolo 40cm a z toho vyplývajúce ďaľšie vlastnosti. V predchádzajúcich typoch helikoptér sa vztlak reguloval rýchlosťou otáčania vrtulí. Ale pri takýchto rozmeroch listov rotora treba už rátať aj s momentom zotrvačnosti listov – teda nieje možné dostatočne rýchlo zvýšiť vztlak zvýšením výkonu motora. Namiesto toho sa na regulovanie vztlaku používa iný trik, a tým je menenie uhlu nábehu listov rotora (v angličtine sa používa výraz collective pitch resp fixed pitch). Uhol nábehu sa dá zmeniť omnoho rýchlejšie ako rýchlosť otáčania hlavného rotora a tým pádom sa dá zabezpečiť dostatočne rýchle menenie vztlaku. Podobný problém nastáva aj na zadnom rotore, lepšie modely ovládajú ťah zadného rotora tiež menením sklonu jeho listov, zadný rotor je potom poháňaný hlavným motorom buď pomocou remeňa alebo hriadele.
Collective pitch sa dá použiť na ďaľší trik, jednoduchým zmenením uhlu nábehu do negatívnych hodnôt získame negatívny vztlak (nieje to korektný názov, ale isto viete, čo tým chcem povedať) a vrtuľník potom nieje ťahaný smerom hore ale tlačený smerom dolu. Toto sa dá využiť napríklad na letenie dolu hlavou alebo iné prvky extrémnej akrobacie.
Dôvodom, prečo dolu hlavou nevedia letieť normálne helikoptéry (okrem toho, že to je šialený nápad :-) ) je ten, že používajú iné listy rotora, ktoré majú prierez podobný prierezu krídla na lietadle a teda generujú stály vztlak aj keď majú uhol nábehu 0°, keď je teda uhol nábehu -10°, helikoptéra je tlačená dolu menšou silou, ako je normálne ťahaná hore pri +10°. Táto sila potom už nestačí na udržanie helikoptéry vo vzduchu. Aby sa ale takéto koniny dali robiť aspoň s helikoptérami na diaľkové ovládanie, používajú symetrické listy (teda ich prierez je symetrický a pri 0° uhle nábehu listov negenerujú žiaden vztlak). Normálne listy majú ale omnoho vyššiu efektivitu ako symetrické a to je dôvod, prečo sav praxi používajú.

No a ďaľšiu kategóriu tvoria helikoptéry s rozmermi listov nad 50cm, tieto majú zpravidla collective-pitch, zadný rotor poháňaný hlavným motorom a až donedávna boli poháňané výhradne spaľovacími alebo turbínovými motormi – v súčasnosti sa ale aj tu presadzujú elektricky poháňané helikoptéry. Pre väčšie rozmery sa ale od mini-helikoptér líšia aj letovými vlastnosťami. Sú stabilnejšie a menej citlivé na poryvy vetra. To je dôvodom, prečo sa v nich dá využívať aj Bellova hlava rotora (ok, o tomto som doteraz nehovoril, iba spomeniem, že mini-helikoptéry používajú bell-hiller mixing a menšie používajú hillerovu hlavu rotora, viac zaujímavejších info tu), ktorá poskytuje rýchlejšie odozvy ovládania.

Hádam som vás týmto krátkym článkom trochu uviedol do tejto zaujímavej témy a aspoň trochu obhájil moju novú závislosť na RC helikoptérach. :-)