Подъемная сила и тяга для поступательного движения у вертолета создается с помощью несущего винта. В работе несущего винта вертолета и воздушного винта самолета есть много общего, но имеются и отличия. Сравнивая их работу, можно заметить, что при одинаковой мощности двигателя тяга несущего винта вертолета всегда больше, благодаря тому что74 диаметр несущего винта вертолета во много раз больше диаметра воздушного винта самолета. Тяга несущего винта в значительной степени зависит от его диаметра и числа оборотов.
Так, при увеличении диаметра винта вдвое тяга его увеличивается приблизительно в 16 раз; при увеличении числа оборотов вдвое - примерно в 4 раза.Несущий винт вертолета обладает исключительно важным свойством - способностью создавать подъемную силу в режиме самовращения (авторотации) в случае остановки двигателя, что позволяет вертолету совершать безопасный планирующий или парашютирующий (вертикальный) спуск и посадку. При висении и при вертикальном подъеме несущий винт (ротор) вертолета работает подобно воздушному винту. При поступательном полете ось его вращения наклоняется вперед и он работает в режиме косой обдувки
(рис. 155)
а-режим косой обдувки, б-пропеллерный режим
Когда лопасти вращаются, подъемная сила заставляет их подниматься, в то время как центробежная сила препятствует их чрезмерному закидыванию вверх, поэтому диск ротора принимает коническую форму. Скорость движения лопасти относительно воздуха неодинакова. Она меньше у оси вращения и больше у конца лопасти и, кроме того, меняется в зависимости от положения лопасти по отношению к направлению полета. Так, при вращении винта скорость лопасти, движущейся вперед, слагается из скоростей от ее вращения и поступательного движения вертолета. Для лопасти же, движущейся назад, скорость будет определяться разностью между скоростью от вращения винта и поступательного движения всей машины. Из-за меньшей скорости у лопасти, движущейся назад, будет меньше и подъемная сила. Чтобы этого не произошло, увеличивают ее угол атаки для сохранения равновесия.
При остановке мотора вертолет становится автожиром. В этом случае ротор вращается без подвода мощности в результате действия аэродинамических сил. Последние обеспечивают необходимую тягу ротора и поддерживают его вращение. Но это превращение зависит от многих факторов. Основной из них - направление обдувки ротора воздушным потоком. При моторном полете воздушный поток набегает на ротор вертолета сверху, в режиме авторотации - снизу. Для обеспечения авторотации необходима определенная скорость потока (прямого или косого), т. е. вертолет должен перемещаться относительно потока. Так, для безопасной авторотирующей посадки с режима висения аппарат должен иметь запас высоты.
По числу несущих винтов вертолеты принято классифицировать на одновинтовые, двухвинтовые и многовинтовые. Наиболее распространена одновинтовая схема. Кроме несущего, одновинтовой вертолет обычно имеет хвостовой винт. Основное назначение хвостового винта состоит в том, что он гасит реактивный момент, который стремится развернуть вертолет в полете в сторону, противоположную вращению несущего винта. Чтобы понять это явление, представим себе человека, плывущего на плоту
(рис. 156)
При попытке развернуть плот он стремится повернуться в сторону, противоположную направлению движения весла. Для того чтобы вертолет в полете не вращался, необходимо приложить к нему такой же момент, как и к несущему винту, но противоположного направления. Такой момент относительно центра тяжести вертолета и создает хвостовой винт. Момент равен произведению силы на плечо, поэтому хвостовой винт стараются расположить на хвосте так, чтобы увеличить плечо приложения силы, развиваемой этим винтом.
Вторая функция хвостового винта - путевое управление вертолетом. Это достигается путем изменения установочных углов лопастей хвостового винта, приводимого во вращение из кабины пилота с помощью ножных педалей. С изменением углов установки меняется тяга рулевого винта и нарушается равновесие реактивного момента и момента тяги хвостового винта, действующих на вертолет, что позволяет поворачивать машину в нужном направлении. Двухвинтовые вертолеты подразделяются на несколько подгрупп. К ним относятся вертолеты соосной схемы
(рис. 157, а)
При которой на одной оси расположены один над другим два несущих винта, вращающихся в противоположные стороны; вертолеты продольной схемы (рис. 157, б) с расположением несущих винтов на концах фюзеляжа; вертолеты поперечной схемы (рис. 157, в) с расположением двух несущих винтов по бокам фюзеляжа.При Двувинтовой схеме вертолета реактивные моменты одинаковых несущих винтов взаимно уравновешиваются, потому что винты вращаются в противоположные стороны с одинаковой скоростью (поэтому на таких вертолетах нет хвостовых винтов). Вертолеты многовинтовой схемы могут иметь три, четыре и более несущих винтов.
Они обладают большой грузоподъемностью.Однако подобные вертолеты строят очень редко из-за сложности системы управления и устройства трансмиссии. Горизонтальный полет является основным режимом полета вертолета, так как он обычно занимает наибольшую часть времени полета. Необходимая тяга для поступательного горизонтального или наклонного движения вертолета создается наклоном плоскости вращения винта. При этом соответственно наклоняется и равнодействующая аэродинамических сил R на винте. В горизонтальном полете вертикальная составляющая силы R дает подъемную силу Y, уравновешивающую силу тяжести G, а горизонтальная составляющая - тягу P для движения по горизонту, уравновешивающую лобовое сопротивление X вертолета
(рис. 158)
А-плоскость вращения винта при висении, Б- при горизонтальном полёте
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!
ВЕРТОЛЁТЫ
Рис. 1. К объяснению принципа полёта вертолёта
Несущий винт (НВ) служит для поддержания и перемещения вертолета в воздухе.
При вращении в горизонтальной плоскости НВ создает тягу (Т), направленную вверх и т.о. выполняет роль создателя подъёмной силы (Y). Когда тяга НВ будет больше веса вертолета (G), вертолет без разбега оторвется от земли и начнет вертикальный набор высоты. При равенстве веса вертолета и тяги НВ вертолет будет неподвижно висеть в воздухе. Для вертикального снижения достаточно тягу НВ сделать несколько меньше веса вертолета. Сила (P) для поступательного движения вертолета обеспечивается наклоном плоскости вращения НВ при помощи системы управления винтом. Наклон плоскости вращения НВ 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. 2. Основные части вертолета:
1 – фюзеляж; 2 – авиадвигатели; 3 – несущий винт; 4 – трансмиссия;5 – хвостовой винт;
6 – концевая балка; 7 – стабилизатор; 8 – хвостовая балка; 9 – шасси
Фюзеляж является основной частью конструкции вертолета, служащей для соединения в одно целое всех его частей, а также для размещения экипажа, пассажиров, грузов, оборудо-вания. Он имеет хвостовую и концевую балки для размещения хвостового винта вне зоны вращения НВ, и крыла (на некоторых вертолетах крыло устанавливается с целью увеличения максимальной скорости полета за счет частичной разгрузки – (МИ-24)). Силовая установка (двигатели) является источником механической энергии для приведения во вращение несу-щего и рулевого винтов. Она включает в себя двигатели и системы, обеспечивающие их работу (топливную, масляную, систему охлаждения, систему запуска двигателей и др.).
НВ служит для поддержания и перемещения вертолета в воздухе, и состоит из лопастей
и втулки НВ. Трансмиссия служит для передачи мощности от двигателя к несущему и рулевому винтам. Составными элементами трансмиссии являются валы, редукторы и муфты. Рулевой винт (РВ) (бывает тянущий и толкающий) служит для уравновешивания реактив-ного момента, возникающего при вращении НВ, и для путевого управления вертолетом. Сила тяги РВ создает момент относительно центра тяжести вертолета, уравновешивающий реактивный момент от НВ. Для разворота вертолёта достаточно изменить величину тяги РВ. РВ так же состоит из лопастей и втулки.
Система управления (СиУпр) вертолета состоят из ручного и ножного управления. Они включают командные рычаги (ручку управления, рычаг «шаг-газ» и педали) и системы проводки к НВ и РВ. Управление НВ-ом производится при помощи специального устрой-ства, называемого автоматом перекоса. Управление РВ производится от педалей.
Взлетно-посадочные устройства (ВПУ) служат опорой вертолета при стоянке и обеспе-чивают 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. 3. Общий вид конструкции вертолёта (на примере боевого вертолёта МИ-24П).
Радиоуправляемый вертолет — не просто детская игрушка, а настоящее чудо современной техники. Запускать ввысь этот механизм — одно удовольствие как для малышей, так и для взрослых. Такой подарок, как вертолет игрушечный, подойдет детям старше 8 лет. Производители предлагают покупателям широкий ассортимент товара: на прилавках магазинов представлены самые разные модели. Как же выбрать такую игрушку? Рекомендации — в нашем материале.
Какими они бывают?
Летающие игрушечные вертолеты выпускаются самые разные. Классифицировать их можно по следующим основным техническим параметрам:
- по размеру;
- типу двигателя;
- по методу управления;
- по количеству каналов управления;
- по виду винтов и т. д.
Когда покупать первый вертолет?
Вертолет на пульте — технически достаточно сложная конструкция, к тому же имеющая высокую стоимость. Поэтому если такой подарок сделан раньше времени, ребенок попросту не сумеет справиться с управлением, что может привести не только к поломке такого подарка, но и к огорчению малыша.
Виды радиоуправляемых вертолетов по типам двигателя
Для того чтобы выбрать вертолет игрушечный, в первую очередь следует четко определить его предназначение. Так, если механизм приобретается для ребенка с целью проведения досуга, то следует остановить выбор на аккумуляторных моделях. Вертолеты с таким типом двигателя могут беспрерывно работать до 30 минут, после чего потребуется зарядка. Но значительное преимущество такой модели по сравнению с другими видами — доступная цена.
Если же такая игрушка приобретается с целью участия в специализированных соревнованиях, то лучше выбрать вертолет игрушечный с двигателем, который работает на топливе. Эта модель отличается высокой скоростью и возможностью непрерывной эксплуатации длительное время. Но такой тип вертолетов сложно назвать детской игрушкой — это технически сложный и, соответственно, дорогостоящий аппарат. Дополнительно разделяют на классы такие в зависимости от объема топливного двигателя, начиная с тридцатых, сороковых и т. д.
Механизм управления
Различают два вида механизма управления:
- игрушечный вертолет на радиоуправлении;
- частотный (управляется с помощью инфракрасных лучей).
Последний восприимчив к солнечному свету, поэтому чаще всего такое управление подходит для вертолетов, которые запускают в помещении.
Что такое каналы управления игрушечным вертолетом?
При выборе такого подарка, как вертолет игрушечный, следует обратить внимание на количество каналов управления конкретной модели. Что это такое и для чего нужно? Каналы управления — это те технические возможности, которыми оснащена конкретная модель вертолета, и которыми можно управлять с помощью пульта. Чем их меньше, тем проще управлять устройством. Но в то же время двух- и трехканальные модели не отличаются маневренностью.
Рассмотрим подробнее, какие имеют технические возможности вертолеты с разным количеством каналов управления:
- Двухканальная игрушка может летать вверх-вниз, вокруг собственной оси и по кругу. Модели с такой характеристикой не способны развивать высокую скорость. С управлением таким аппаратом справятся дети 8-10 лет. Поэтому если планируется приобрести такую игрушку ребенку впервые, то рекомендуется остановить свой выбор именно на двухканальном вертолете.
- Трехканальные модели отличаются от предыдущих лишь увеличением траектории полета: они могут летать вперед-назад.
- С четырехканальным управлением вертолета на пульте новичок может не справиться. Эта модель имеет возможность поворачивать влево-вправо. Такой вариант подходит в том случае, если ребенок уже освоил управление трехканальным вертолетом.
- Для спортивных соревнований приобретают шестиканальные модели — это вертолеты для профессионалов. Они имеют такие дополнительные возможности, как гироскоп (способность «зависать» в воздухе), регулировка скорости полета.
Дополнительные возможности
Некоторые модели игрушечных вертолетов, помимо вышеописанных, оснащены дополнительными опциями. Например, модель Silverit имеет встроенную видеокамеру. Такой вертолет подойдет, скорее, тем, кто увлекается фотографией, а не пилотированием радиоуправляемыми моделями. Этот аппарат способен фиксировать фото- и видеоматериал небольшого объема, но находиться длительное время в полете не может.
Многие детские вертолеты стреляют водой или пластиковыми «ракетами».
Так как игрушечные управляемые вертолеты стоят относительно недешево, а во время обучения управлению ими часто происходят аварии и поломки, производители предложили потребителям такую новинку как виртуальные симуляторы. Чаще всего такими виртуальными играми комплектуются устройства, имеющие четыре и более каналов управления.
Как управлять игрушечным вертолетом: инструкция
Сложность управления описываемым устройством зависит от технических характеристик конкретной модели (веса, размера, типа двигателя и количества каналов). С чего начать? Вот примерная инструкция по эксплуатации радиоуправляемого вертолета:
- Откройте отсек на задней панели пульта управления и вставьте необходимое количество батареек согласно полюсам или аккумулятор (максимально заряженный). Затем закройте крышку.
- Прикрутите антенну к пульту.
- Включите пульт и сам вертолет с помощью специальной кнопки.
- Поставьте игрушку на ровную горизонтальную поверхность.
- В некоторых моделях требуется активация джойстика с помощью однократного передвижения рычага из крайнего верхнего положения в крайнее нижнее. После чего загорается индикатор, который извещает о готовности прибора к действию.
Как научиться управлять? В первую очередь рекомендуется овладеть техникой взлета и приземления. Только отработав такие навыки, можно переходить к прямолинейному полету, а затем и проводить другие возможные маневры.
В целях предотвращения аварий и поломок профессионалы советуют придерживаться следующих несложных правил:
- Использовать вертолет нужно в соответствии с его предназначением, указанным в инструкции. Так, если игрушка сконструирована для полетов в помещении, не нужно играть с ней на улице — это быстро выведет из строя такой механизм. Ремонт игрушечных вертолетов — дело недешевое, а порой и безнадежное.
- Перед игрой требуется полностью зарядить аккумулятор (это займет от двадцати минут до полутора часов). Нельзя допускать полной разрядки батареи — это значительно сокращает срок ее эксплуатации. Заряжать аккумулятор дольше указанного в инструкции времени также не рекомендуется.
- Не стоит заряжать батарею сразу после игры. Следует выдержать промежуток 10-15 минут для остывания аккумулятора.
- Необходимо избегать соприкосновения вращающихся винтов механизма с пальцами, волосами, предметами одежды и украшениями. Особенно важно, чтобы за игрой с вертолетом детьми следили взрослые. Попадание инородных тел в лопасти игрушечного вертолета крайне травмоопасно как для человека, который управляет аппаратом, так и для окружающих. Поэтому нельзя запускать игрушку в местах скопления людей или животных.
- Производители не рекомендуют использовать запчасти к устройству, не входящие в фирменный комплект.
- Перед запуском радиоуправляемого вертолета следует убедиться, что никто не использует ту же частоту. При эксплуатации одного и того же частотного канала механизмы могут выйти из строя и не поддаваться управлению.
Обзор популярных моделей
Фирм-производителей игрушечных вертолетов на радиоуправлении множество. Проведем обзор самых распространенных моделей, имеющих разные технические характеристики:
- Отличается простотой, но в то же время многофункциональностью модель для детей Angry Birds. Выполнен вертолет в виде птичек. Механизм имеет трехканальный способ управления, то есть устройство может летать вверх-вниз, вперед-назад, вправо-влево. Диаметр действия пульта составляет 15 метров. Имеет доступную стоимость такой игрушечный вертолет — цена составляет около 600-800 рублей.
- Для новичков подойдут такие несложные в управлении вертолеты как MJX T38, SYMA S32G, HappyCow. Это устройства имеют от трех до четырех каналов управления. Отличаются стильным дизайном, подсветкой. Имеют неплохие технические характеристики, стоят около 1500 рублей.
- Модели, имеющие дополнительные возможности, можно рекомендовать следующие: WL Toys V319 (стреляет водой), прибор этого же производителя V398 стреляет «ракетами», MJX Heli Thunderbird T53C имеет видеокамеру. Также можно предложить вертолеты марки Walkera — их отличие в том, что они обладают системой автоматической стабилизации равновесия, поэтому неплохо летают даже в ветреную погоду. Вертолет Air Hogs обладает дополнительной защитой от поломок во время аварий — он окружен металлической клеткой, которая и не позволяет деталям игрушки повредиться при столкновении.
- Профессионалам в пилотировании вертолетами на радиоуправлении следует остановить свой выбор на таких марках как Art-Tech и E-sky.
Таким образом, анализируя вышеописанную информацию о технических характеристиках разных моделей, выбирать вертолет на пульте следует по таким критериям:
- Вес игрушки. Чем он меньше, тем сложнее будет управлять таким вертолетом на улице.
- Материал корпуса сказывается на долговечности устройства.
- Количество каналов управления. От этого показателя зависит функциональность механизма.
- От мощности двигателя зависит скорость движения.
- Емкость аккумулятора определяет длительность полета. Чаще всего игрушечный вертолет не взлетает из-за недостаточной зарядки батареи.
- Диаметр зоны покрытия действия пульта. Чем он больше, тем дальше и выше может летать вертолет.