Радиоуправляемые вертолеты: программирование и настройка

Программирование и настройка полетных функций моделей вертолетов. Часть 1



( ВНИМАНИЕ! для увеличения рисунка или фото нажмите на цифру под ним - 600, 800, или 1200)

Большой интерес к радиоуправляемым моделям вертолетов заставляет вновь вернуться к теме их настроек. Модель вертолета – сложное и небезопасное изделие, поэтому хотелось бы напомнить моделистам о необходимости серьезного и системного подхода к программированию полетных функций.
Эта статья в первую очередь написана для тех, кто уже сделал первые шаги в мир радио-вертолетов: есть настоящая (а не «игрушечная») модель, есть приличное радио, и возможно уже сделано несколько попыток первых осторожных и нервных взлетов. Осталось только потратить еще немного времени и денег, «упереться» и через пару месяцев уверенно полететь.
Надеюсь, что смогу помочь в этом.

Зачем программировать полетные функции.
Для начала немного теории. Подъемная сила модели вертолета образуется за счет работы главного ротора (многороторные и соосные модели мы не рассматриваем ввиду их ничтожно малого количества). Кроме того, за счет управления циклическим (переменным в зависимости от положения лопастей) изменением шага (угла атаки лопастей) ротор является главной управляющей функцией по крену и тангажу. Возникающий при вращении ротора реактивный момент (отдача) компенсируется хвостовым ротором, который так же за счет изменения шага лопастей управляет функцией рысканья (разворота вокруг оси) вертолета. Помощь в компенсации реактивного момента при его резком изменении (перегазовке) оказывает электронный гироскоп (стабилизатор) так же автоматически изменяющий шаг хвостового ротора.
Из сказанного следует: для адекватного и линейного управления полетом вертолета по всем трем осям обороты на главном и хвостовом роторе должны быть максимально стабильны, а ход управляющих сервоприводов и реакция гироскопа соответствовать режиму полета. Поэтому смысл основных настроек вертолета сводиться к следующему:
1) Запрограммировать такое соотношение графиков (кривых) шага (общего угла атаки лопастей главного ротора) и газа (оборотов двигателя), которое при различных эволюциях модели в полете обеспечивали бы равномерные и стабильные обороты на главном и хвостовом роторах;
2) Запрограммировать такое соотношение между движением ручки управления (по крену «roll», тангажу «nick» и рулю-хвостовому ротору «rudder») и ходом (отработкой) управляющих сервоприводов, чтобы модель управлялась легко и адекватно в разных режимах полета;
3) Запрограммировать чувствительность и режимы гироскопа таким образом, чтобы гироскоп надежно удерживал вертолет в заданном направлении при резких эволюциях, перегазовках, порывах ветра, но при этом не оказывал сопротивления при выполнении пируэтов и других фигур с разворотом модели.
Надо отметить, что существенную помощь в п. 1) может оказать электронный говернон – контроллер и стабилизатор оборотов двигателя. Настройки говернона – это возможная тема для других статей.

Какие режимы полета надо программировать.
Управление программами в передатчике должно быть выведено на три основных тумблера:
1) Тумблер «режим полета» («fly mode»);
2) Тумблер «режим гироскопа» («gyro»);
3) Тумблер «авторотация» («hold»).
Эти тумблеры должны быть удобно расположены и переключаться «на ощупь».
Обычно в моделях настраиваются следующие режимы полета («fly mode»):
«нормальный» или «normal» - взлет, посадка, статические фигуры (висение), медленные пролеты;
«пилотажный-1» или «idle 1», «akro» - пилотирование большинства фигур пилотажного комплекса;
«пилотажный-2» или «idle 2», «akro 3d» - пилотирование некоторых фигур пилотажного комплекса и свободное пилотирование (3-Д);
«авторотация» или «hold», «autorot» - посадка модели с выключенным двигателем.
Никогда не надо думать: «я только учусь, этот режим мне не нужен», «я не собираюсь летать 3-д, зачем мучаться с настройками». Все настройки для каждого вертолета надо делать сразу и в полном объеме.
Важно:
- Все значения настроек в этой статье (градусы, проценты) приведены для ДВС вертолетов .60-класса, то есть с главным ротором диаметром ок. 1600мм и весом до 6кг. Для моделей других размеров значения немного отличаются.
- Фотографии графиков настроек сделаны с аппаратуры вертолета PredatorGasser, в них есть отличия от описанных «идеальных», связанные с полетными подстройками к данной конкретной модели.
- Наименование режимов в разных аппаратурах может быть различным.
- Графики для упрощения описаны по 3-м точкам (начальная, средняя, конечная). Рис1.

Начальные предустановки.
Вертолет собран точно по инструкции, установлен мотор, сервоприводы и радиооборудование. Теперь надо задать начальную, «нулевую» точку во всех управляющих узлах и деталях.
Для этого включаем передатчик, выбираем тип модуляции для приемника («ppm», «pcm» или «spcm»). Выбираем тип модели (вертолет – «helicopter»), устанавливаем тип микшера общего шага - обычно это или «heli-1» для моделей с отдельным сервоприводом на шаг и двумя сервоприводами на шайбу перекоса, или «heli-3» для моделей с тремя сервоприводами на шайбу перекоса. Устанавливаем направление вращения ротора (правое или левое, задается конструкцией модели), вводим название модели. Рис2.
Передатчик не выключаем, ставим ручки управления в среднее положение.
Включаем бортовое питание вертолета и не трогая, не двигая модель ждем несколько секунд активацию гироскопа (это очень важное условие, так надо делать при каждом включении).
Теперь начинаем проверку положения тяг, рычагов, качалок и сервоприводов.
1) Качалки всех сервоприводов устанавливаем так, чтобы между качалкой и тягой угол был около 90 градусов; Рис3
2) Изменяя длину тяг устанавливаем шайбу перекоса горизонтально, перпендикулярно валу главного ротора;
3) Изменяя длину тяг устанавливаем рычаги пичкомпенсатора горизонтально, перпендикулярно валу главного ротора;
4) Изменяя длину тяг устанавливаем рычаги микшеров шага горизонтально, одновременно установив шаг (угол атаки) лопастей главного ротора в пределах +1, +2 градуса. Измерение шага всегда производим в посредине каждой лопасти; Рис4
5) Складываем лопасти хвостового ротора в одну сторону, и изменяя длину тяги сервопривод-рычаг шага устанавливаем постоянный шаг так, чтобы между концами лопастей было расстояние (просвет) около 2 см. Этот постоянный шаг должен компенсировать реактивный момент главного ротора. Рис5

Настройки начнем с «нормального» или «normal» режима.
Нормальный режим - это взлет, посадка, статические фигуры (висение), медленные пролеты. А значит, вертолет должен управляться очень точно и мягко.

График шага («pitch curve») начинается (ручка управления «шаг-газ» в положении 0%) обычно с -4, -3 градусов лопастей главного ротора. Отрицательный шаг нужен для того, чтобы при раскрутке ротора модель не пыталась взлететь, а при посадке спуск и приземление модели были управляемыми. И то и другое очень важно при полетах в ветреную погоду.
Следующая точка графика (ручка управления в положении 50%) настраивается как +3, +4 градуса общего шага. Я советую это делать так, чтобы вертолет в этой точке «почти взлетал», а примерно при 55%-60% ручки уверенно взлетал и зависал. Начинающим пилотам, привыкшим «висеть» при таком положении ручки управления не надо будет переучиваться при полетах в пилотажных режимах.
Если пока нет опыта – просто устанавливается шаг в точке 2 около +4 градусов, а в полете он подстраивается ручкой «pitch hovering» - она позволяет немного деформировать график шага в средней точке в большую или меньшую сторону.
Последняя точка (ручка управления в положении 100%) примерно равна +9 градусов. В этом положении вертолет должен легко и плавно, без всякой перегрузки мотора, набирать высоту. Важно помнить, о том что участок между точками 2 и 3 прямой и пологий – это важно, ведь на нем производятся все медленные и точные фигуры статические фигуры (зависание). Рис6

График газа («throttle curve») в вертолете является зависимой функцией от графика общего шага. Поэтому настраивать его надо для обеспечения постоянных стабильных оборотов главного ротора.
Итак первая точка (ручка управления «шаг-газ» в положении 0%) – это точка при которой мотор заводится и работает на холостых оборотах – обычно составляет 15-18% от максимального газа.
Следующая точка графика (ручка управления в положении 50%) настраивается так, чтобы обороты главного ротора поднимались до необходимого постоянного уровня и составляли ок. 1500-1600 об. в мин. Обычно газ при этом составит примерно 60-65% от максимума. Как измерить обороты – с помощью специальных бортовых и дистанционных тахометров, или, при определенном опыте, оценивая реакции модели. Если пока нет опыта и тахометра – просто устанавливается газ в точке 2 около 60%, а в полете он подстраивается ручкой «throttle hovering» - она позволяет немного деформировать график газа в средней точке в большую или меньшую сторону. Напомню так же, что крайне опасно подходить к вертолету с вращающимся ротором и производить замеры обычным тахометром!
Последняя точка (ручка управления в положении 100%) примерно равна 85-90% от максимального газа. В этом положении мотор без всякой перегрузки поднимает вертолет с набором высоты, а обороты на роторе остаются неизменными (ок. 1500-1600 об. в мин). Такими же неизменными и стабильными обороты должны оставаться на всем участке от точки 2 до точки 3. Рис7

Настройка экспоненты и хода крена, тангажа, руля («expo/dual rate»). В «нормальном» режиме вертолет в основном висит, или медленно летает. Эти эволюции он делает на сравнительно небольшой высоте в опасной близости к земле. Поэтому для большей точности управления, есть необходимость уменьшить ход сервоприводов «dual rate» по крену «roll», тангажу «nick» до 60-70% от максимума, а по рулю - хвостовому ротору «rudder» до 80-90% от максимума. В этом случае, модель относительно спокойно реагирует на ручки управления, что позволяет управлять ею достаточно точно. Для еще большей точности можно ввести экспоненциальную зависимость «expo» около 20% между ходом ручки управления и сервоприводом. В этом случае, возле среднего положения ручек ход серво будет еще меньшим и точным. Все эти параметры надо испытать при разной скорости ветра (чем больше ветер – тем больше ход серво) и добиться для себя разумного компромисса. Если аппаратура это позволяет, можно отдельно переключать экспоненты/ход для разных погодных условий. Рис8

Функция кривой шага хвоста («revo») с последними поколениями гироскопов несколько утратила свое значение. Немногие моделисты продолжают с ее помощью настраивать кривую шага хвостового ротора «tail rotor curve» для дополнительной, очень точной компенсации реактивного момента главного ротора. Важно помнить, что эта функция обязательно должна быть отключена при режиме гироскопа «удержание». Рис9

Продолжение во второй части.


Создан 08 янв 2007



  Комментарии       
Имя или Email


При указании email на него будут отправляться ответы
Как имя будет использована первая часть email до @
Сам email нигде не отображается!
Зарегистрируйтесь, чтобы писать под своим ником
Locations of visitors to this page META - Украина. Украинская поисковая система
Украинские сайты о моделизме
Предыдущий Украинские сайты о моделизме Следующий