При всей кажущейся простоте управления игрушечным радиоуправляемым вертолётом с гироскопом, мы нередко забываем, что это всё-таки вертолёт, а не автомашинка. Вертолёт летает в небе в которое надо не только уметь подняться, но, что значительно труднее и важнее, спуститься с него на землю. К сожалению, основное препятствие, при столкновении с которым ломаются игрушечные вертолёты, это земля (или пол помещения). Самое обидное, что поломка вертолёта может случиться при первом же неудачном приземлении.
Но этого можно избежать!
Научитесь летать - управлять радиоуправляемым вертолётом!
Мы хотим предложить Вам простые упражнения по обучению детей у
правлению игрушечными вертолётами. Отработав упражнения, предложенные в этой статье, Вы сможете управлять не только радиоуправляемыми вертолётами GYRO, оснащёнными гироскопами, но и любыми другими игрушечными вертолётами. В описаниях упражнений мы будем использовать радиоуправляемый вертолёт с соосной схемой винтов, идеально подходящий для обучения - он надёжен, легко управляется, устойчив в воздухе, механически крепок (выдерживает многочисленные падения) и, что очень важно, имеет два режима скорости вращения заднего винта, влияющего на скорость движения вертолёта вперёд и назад - профессиональный режим (повышенная скорость) и для начинающих (пониженная скорость).
На роль тренировочной модели может также подойти любой другой радиоуправляемый вертолёт с подобными характеристиками.
Упражнение 1. Взлёт/посадка
Упражнение 2. Учимся "держать" вертолёт на заданной высоте
Упражнение 3. Учимся летать по направлению вперёд/назад
Упражнение 4. Учимся поворачивать
Упражнение 5. Самостоятельная работа
Упражнение 1. Взлёт/посадка
Цель упражнения
при взлёте - понять, когда необходимо прекратить добавлять скорость вращения винтов, чтобы вертолёт не поднялся до потолка, и, в то же время на сколько её прекратить добавлять, чтобы вертолёт не упал на пол.
при посадке - научиться медленно убавлять скорость вращения винтов, чтобы посадка была мягкой.
К сожалению, нельзя отдельно отработать взлёт, а затем посадку. Этому придётся учиться одновременно.
Установите вертолёт в центре помещения на равном удалении от всех возможных препятствий.
Объясните ребёнку, что на этом этапе он будет управлять вертолётом только левым рычажком пульта управления, т.е. совершать только взлёт и посадку. Проследите, чтобы правая шаловливая детская ручка не держалась за правый рычажок на пульте управления.
Объясните ребёнку, что при любой чрезвычайной ситуации, возникающей в полёте вертолёта, необходимо сбросить скорость вращения винта до нуля (левый рычажок вниз). Не бойтесь, что вертолёт, упав с высоты, получит повреждения - для "комнатных" вертолётов небольшого веса, ситуация маловероятна. Значительно хуже ситуация, когда при падении лопасти вертолёта продолжают вращаться. В этом случае вероятна поломка шестерёнок на оси двигателя (они могут либо лопнуть, либо провернуться на валу двигателя, что приведёт к их прокручиванию и разбалансу вращения винтов радиоуправляемого вертолёта).
Медленно управляя скоростью вращения винта вертолёта, добейтесь его взлёта. Но есть нюансы - если очень медленно прибавлять скорость вращения, то вертолёт может завалиться на бок ещё не оторвавшись от земли ("скатится" с воздушной горки, образующейся под ним от работающих винтов). Скорость надо прибавлять медленно, но решительно. И только так! На этом этапе не важно, совершает ли вертолёт вращательные движения по-горизонтали, главное, чтобы он взлетел на высоту от 1 до 2-х метров и при этом не упёрся в потолок.
Скорее всего, Вам не хватит заряда аккумуляторной батареи, чтобы полностью овладеть этой наукой, что называется, за один присест. Если Вы поймёте, что тяга вертолёта падает, не спешите его заряжать - наступает самый удобный момент для обучения - вертолёт ещё взлетает, но не так резво, как при полностью заряженном аккумуляторе - пользуйтесь моментом, учиться взлёту и посадке становится значительно проще, ведь вероятность взлёта вертолёта до потолка стремится к нулю, что значительно упрощает процесс обучения.
Заряжайте аккумулятор вертолёта только тогда, когда вертолёт уже не взлетает. При таком подходе Вы сможете не только увеличить время тренировки, но и продлить жизнь аккумулятору. Для зарядки аккумуляторной батареи вертолёта лучше пользоваться сетевым зарядным устройством с выходом USB, например адаптер питания USB IPPON TC-101 , этим Вы значительно продлите срок службы батареек в пульте управления и ускорите время зарядки. Да и компьютер не придётся использовать в качестве зарядного устройства.
Как только Вы осилите это упражнение, переходите ко второму.
Упражнение 2. Учимся "держать" вертолёт на заданной высоте
Цель упражнения - научиться держать заданную высоту
По-прежнему, управляйте вертолётом только левым рычажком пульта управления (не забывайте следить за правой ручкой ребёнка - не надо трогать правый рычажок).
Взлетев, пытаемся "зависнуть" вертолётом на выбранной высоте - например, 1 метр, регулируя высоту скоростью вращения винтов вертолёта.
Самое время обратить внимание, вращается ли вертолёт вокруг своей оси. Если есть вращательные движения, добейтесь стабилизации его положения в горизонтальной плоскости, управляя специальным регулятором на пульте управления. Стабильное положение вертолёта будет важно для следующих Упражнений.
Упражнение 3. Учимся летать по направлению вперёд /назад
Цель упражнения - научиться совершать вертолётом движение вперёд/назад.
Расскажите ребёнку, для чего нужен правый рычажок на пульте управления (подсказываем: для управления движением игрушечного вертолёта вперёд/назад и совершения поворотов направо/налево). В этом Упражнении будет использоваться только управление движением вперёд/назад (правый рычажок от себя/к себе).
Установите вертолёт в начале прямого участка, сориентировав его для движения вперёд к намеченной конечной точке движения (или в центре гипотетического круга). Желательно как-то обозначить конечную точку движения или внешнюю границу круга.
Плавно управляя правым рычажком, добейтесь начала прямолинейного движения вертолёта. Старайтесь удерживать радиоуправляемый вертолётна выбранной высоте.
Долетев до конечной точки движения, зафиксируйте вертолёт, и постарайтесь вернуться в точку старта "задним ходом".
Совершите посадку.
Посадку можно не совершать и, как челнок, продолжать движение вертолёта вперёд/назад до полной выработки аккумуляторной батареи, но всегда полезно повторить пройденный материал, так что мы рекомендуем всё-таки отрабатывать штатную посадку.
Постарайтесь постоянно удерживать вертолёт на выбранной высоте, корректируя её левым рычажком пульта управления. На первых порах это будет сложно, но в дальнейшем это умение Вам очень пригодиться.
Упражнение 4. Учимся поворачивать
Цель упражнения - научиться поворачивать вертолётом
Для этого упражнения необходимо помещение, в котором имеется свободное пространство шириной от 2 метров и длинной 3-4 метра. В идеальном случае это должен быть круг диаметром 3-4 метра.
В этом Упражнении будут использоваться все варианты управления радиоуправляемым вертолётом, как левым, так и правым рычажком пульта управления.
Установите вертолёт в начале прямого участка, сориентировав его для движения вперёд к намеченной конечной точки движения (или в центре гипотетического круга).
Совершите взлёт вертолёта на высоту до 1 метра.
Плавно управляя правым рычажком, добейтесь начала прямолинейного движения вертолёта. Старайтесь удерживать вертолёт на выбранной высоте.
Долетев до конечной точки движения, зафиксируйте вертолёт, разверните его на 180 градусов правым рычажком пульта управления и постарайтесь вернуться в точку старта.
Усложните упражнение - совершайте посадки как в точке финиша, так и в точке старта.
Упражнение 5. Самостоятельная работа
Если Вы с отличием прошли все предложенные нами Упражнения и Ваш ребёнок, а может быть и Вы сами, уверенно держите руки на штурвале (на рычагах пульта управления), то мы не зря писали эти строки. На этом этапе наша помощь больше Вам не понадобится. Импровизируйте. Выдумывайте новые задачи для своего радиоуправляемого вертолёта, теперь мы спокойны за его эксплуатацию.
Самое время испытать себя при профессиональном режиме управления или на модели радиоуправляемого вертолёта бОльших габаритов.
Радиоуправляемые модели вертолетов пользуются широкой популярностью во многих странах мира. Им не нужны аэродромы, их полет вызывает большое восхищение у публики. По своим летным возможностям модели вертолетов обогнали полномасштабных "собратьев". Это направление в спортивном моделизме возникло в начале 70 годах и очень быстро развивается. На современном этапе модели вертолетов создаются с использованием современных композитных материалов, достижений микроэлектроники и компьютерных технологий. Например, появление компьютерных тренажеров, существенно повлияло на методики освоения непростого управления радиоуправляемых вертолетов. Подключив свой радиопередатчик к компьютеру, можно без риска поломки модели экспериментировать с регулировками функций управления, отрабатывать навыки начального и сложного пилотажа вертолета.
Как свидетельствует практика, уровень развития моделизма определяется уровнем жизни населения. И хотя наша жизнь в странах СНГ не способствуют бурному развитию спортивного моделизма, у молодежи есть определенный интерес к этому увлечению. В настоящее время появилась возможность, при наличии средств, приобрести необходимое оборудование и материалы, радиоаппаратуру и аккумуляторы, двигатели и топливо и т.п. Но, к сожалению, за редким исключением, все выше перечисленное - импортное и дорогое. Большой объем информации по моделизму, в частности и по радиоуправляемым вертолетам, можно найти в Интернете, в зарубежных изданиях. Появились в Интернете и русскоязычные сайды по моделизму. Однако, по-прежнему мало широкодоступных информации на русском языке для моделистов по радиоуправляемым вертолетам, в которых бы в доходчивой форме были изложены теория вертолета, особенности его регулировок с использованием функций современной радиоаппаратуры, методики освоения полетов от висения до высшего пилотажа. Этот пробел, мы надеемся, может восполнить предлагаемая серия статей, которые будут полезны и начинающим и более опытным моделистам. При работе над статьями автор использовал отечественную и зарубежную литературу, свой опыт и опыт других моделистов.
Основы управления вертолетом
Теория аэродинамики вертолета довольна сложна и для ее полного овладения требуется знание большого ряда физико-математических дисциплин. Но, как показывает опыт, для успешного занятия авиамоделизмом нет необходимости досконального освоения этих дисциплин. Начинающему моделисту достаточно понимать явления и процессы, протекающие на всех этапах полета модели вертолета, чтобы успешно освоить технику пилотирования. Приведенные примеры и объяснения будут довольно общими, но достаточными для понимания особенностей поведения вертолета. Если этого вам будет не достаточно, то обратитесь к другим источникам, которые могут дать более научные и глубокие объяснения полета вертолета.
Вначале мы познакомимся с силами и моментами, действующими на вертолет, находящейся в висении, а затем, как эти силы изменяют положение вертолета в пространстве. Понятие "система сила" означает совокупность всех аэродинамических сил и сил гравитации, воздействующих на вертолет и перемещающих его вниз, вверх и в стороны. Если вертолет находится в висении, все эти силы должны компенсировать друг друга, чтобы вертолет оставался неподвижным. Если система сил не уравновешена, то результирующее усилие переместит вертолета и дает нам возможность управлять моделью. При чтении этих материалов хорошо иметь рядом модель вертолета и радиоаппаратуру и познавать теорию по реакции лопастей и рычагов на действия ручек управления. Это поможет вам понять, что происходит с моделью вертолета и как это связанно с перемещениями ручек управления на передатчике.
Режим висения
Рисунок 1 показывает вид вертолета с боку в висении и силы, воздействующие на него в этом ракурсе. Стрелка направленная прямо вниз представляет собой силу веса вертолета. Ей противодействует подъемная сила несущего винта. В устойчивом висении подъемная сила равна силе веса и вертолет не поднимается и не снижается. В полете мы не можем изменять вес вертолета. Мы можем управляем подъемной силой (силой тяги) несущего винта за счет изменения угла установки лопастей (общего шага) или числа его оборотов. Поэтому существуют две системы моделей вертолетов. Первая, так называемая, с общим (или коллективным) шагом, в которой управление тягой осуществляется изменением угла установки лопастей. Вторая - с фиксированным шагом, в которой управление тягой винта осуществляется только изменением числа оборотов несущего винта при постоянном значении установочного угла. Каждая система имеет свои достоинства и недостатки. Система с фиксированным шагом имеет упрощенную конструкцию головки несущего ротора, проще в эксплуатации и в наладке. Кроме того не требуется очень дорогая аппаратура управления. Основной недостаток этой системы заключается в большой инерционности и нелинейности вертикального управления вертолетом. В настоящее время изменять число оборотов модельных двигателей достаточно быстро невозможно. Кроме того, тяга винта пропорциональна квадрату числа оборотов двигателя. В этой ситуации очень сложно удерживать вертолет в неподвижном висении. Я не говорю, что летать такой вертолет не будет, просто его освоение потребует дополнительного времени. Система с коллективным шагом обеспечивает лучшее управление вертолетом, поскольку тяга лопастей почти пропорциональна шагу, который может изменяться почти мгновенно. Однако такая система требует согласованного управления шагом и мощностью двигателя. Это приводит к тому, что для управления таким вертолетом требуется аппаратура, в которой с помощью одной ручки можно было изменять значение шага лопастей несущего ротора и мощность двигателя. Необходимость такого согласование вызвано тем, что момент сопротивления, следовательно и мощность, требуемая для вращения лопастей пропорциональна квадрату изменения шага лопастей. В ином случае, при увеличении шага лопастей при неправильном регулировании мощности у нас будут падать обороты и тяга винта. Следовательно, вы управляете величиной подъемной силы в висении исключительно перемещением, как правило, левой ручки вперед-назад, удерживая вертолет в неподвижном вертикальном положении.
Обратите внимание на два важных момента, показанных на рисунке 1:
- Стрелка изображающая подъемную силу лопастей показывается выходящей прямо из вала несущего винта. Действительно же, вал не создает подъемную силу, она возникает от вращения лопастей, но результирующая сила действует от них так, как если бы она была направлена из центрального вала ротора, как показано на рисунке 2. Это несущественно сейчас, но помните об этом, когда мы будем обсуждать в дальнейшем поведение лопастей ротора.
- Подъемная сила, произведенная лопастями ротора всегда перпендикулярна диску несущего винта (плоскости вращения лопастей).
Рисунок 3 показывает вертолет в висении, как если бы, мы смотрели на него сверху. Опять, все силы действующие на вертолет в этом ракурсе должны быть скомпенсированы, чтобы вертолет был неподвижен.
На этом рисунке показан вертолет с вращением лопастей несущего винта вправо или по часовой стрелке. Если лопасти вашего вертолета вращаются в другую сторону, то этот рисунок необходимо зеркально перевернуть. Согласно третьего закона механики, при вращении винта по часовой стрелки, фюзеляж вертолета должен вращаться против часовой стрелки. Стремление фюзеляжа к вращению называют реактивным вращающим моментом и любое изменение мощности двигателя и коллективного шага приводит к соответствующему изменению этого вращающего момента.
Задача хвостового винта - скомпенсировать реактивный вращающий момент. Когда тяга хвостового винта создает момент, равный реактивному моменту от несущего винта, нос удерживаться прямо. Если тяга хвостового ротора возрастает, вертолет поворачивается вокруг вертикальной оси (вала несущего винта), заставляя нос идти вправо. Аналогичным способом, уменьшение тяги хвостового винта, заставит реактивный вращающий момент повернуть хвост вправо, а нос влево. Поэтому, в висении, при равновесии всех этих сил вертолет держит свой нос строго в одном направлении.
Обороты хвостового винта зависят от оборотов двигателя и основного винта, которые должны быть постоянными при висении. Тяга хвостового винта поэтому изменяется увеличением или уменьшением угла атаки лопастей хвостового ротора и в вашей радиоаппаратуре это выполняется перемещением, как правило, левой ручки вправо или влево. Посмотрите на хвостовой винт модели с левой стороны вертолета, он обычно вращает вправо (или по часовой стрелке) при этом виде. Теперь переместите левую управляющую ручку в вашем передатчике направо и увидите, как угол атаки лопастей увеличивается. Это заставит лопасти захватывать больше воздуха и хвост повернутся влево или по направлению к вам. По мере перемещения ручки влево, угол атаки уменьшится и реактивный момент переместит хвост вправо или прочь от вас.
Необходимо подчеркнуть другой важный момент: левая ручка передатчика изменяет угол атаки лопастей хвостового ротора и перемещает хвост вправо или влево, но направление перемещения хвоста противоположно перемещениям этой ручки. Причина этого в том, что мы пилотируем модель не по хвосту. Мы должны управлять носом модели. Снова переместите левую ручку вправо и влево и убедитесь что, когда ручка перемещается вправо, нос модели будет перемещаться вправо и наоборот.
Попытки пилотировать модель вертолета по хвосту очень грубая ошибка и вы ее должны избегать.
На рисунке 4 изображен вертолет при виде сзади, с существенно преувеличенным наклоном вправо для учебных целей. Для удержания вертолета в устойчивом висении все силы должны быть также скомпенсированы. На рисунке 4 мы снова видим силу гравитации (или силу веса вертолета), направленную вниз. Как уже упоминалось, эта сила компенсируется подъемной силой лопастей винта. Но теперь, обратите внимание на то, что вы не видели раньше: ротор немного наклонен вправо. Подъемная сила винта по прежнему будет перпендикулярна диску ротора и наклонена вправо.
Подъемная сила может быть разложена на две составляющие: на вертикальную и горизонтальную. Чтобы удержать вертолет на фиксированной высоте, вертикальная компонента подъемной силы должна равняться весу модели.
На рисунке 4 кроме подъемной силы изображен вектор тяги хвостового ротора, который заставит вертолет двигаться влево, если она не будет скомпенсирована другой силой. По этой причине диск несущего винта слегка наклоняют вправо и горизонтальная составляющая подъемной силы будет направлена вправо и компенсировать тягу хвостового винта и удерживать вертолет от "дрейфа" влево.
Таким образом, при наклоне вертолета вертикальная компонента подъемной силы компенсирует силу веса, а горизонтальная компонента подъемной силы компенсирует тягу хвостового ротора. Если все силы уравновешены, вертолет останется в неподвижном висении.
Вертикальные перемещения: подъем и снижение
Обратимся снова к рисунку 1, где подъемная сила лопастей ротора равна весу вертолета, следовательно вертолет поддерживает постоянную высоту висении. Для подъема вертолета просто увеличивают подъемную силу так, что она была больше, чем вес. Скорость подъема модели зависит от величины разности между силой тяжести и подъемной силой несущего винта, развиваемого им на максимальной мощности двигателя в первый момент времени. Если сказать более точно, то скороподъемность вертолета пропорционально отношению разности между максимальной мощностью двигателя и мощностью, необходимой для висения модели, к весу вертолета.
Очень важный момент, который необходимо учитывать при выполнении взлета модели, показан на рисунке 5. На этом рисунке изображена модель, которая собирается взлететь с наклонной поверхности земли. Угол наклона на этом рисунке преувеличен для наглядности. Раньше подчеркивалось, что подъемная сила несущего винта ротора всегда перпендикулярна диску вращения лопастей. Поскольку в этой ситуации диск вращения наклонен вместе с вертолетом, то и вектор подъемной силы тоже имеет наклон и раскладывается на вертикальную и горизонтальную составляющие. В этом случае, горизонтальная составляющая заставит вертолет переместиться влево, как только он оторвется от земли. Поэтому, если вы попытаетесь взлететь с неровной поверхности, то вертолет всегда будет дрейфовать в направление наклона поверхности земли. Поэтому лучше взлетать с горизонтальной поверхности. Если вы взлетаете с неровной поверхности, диск ротора необходимо наклонить в противоположную сторону для обеспечения вертикального отрыва вертолета от земли. В этом случае, ручка управления аппаратом перекоса должна быть отклонена перед отрывом от земли вправо и затем быстро переведена обратно в нейтраль, как только вертолет окажется в воздухе. Этим самым, мы обеспечим взлет модели без бокового перемещения.
Перемещения по горизонту
На рисунке 6 показан вертолет в горизонтальном полете и иллюстрирует следующие важные моменты:
- Общий вектор подъемная сила лопастей несущего винта представляет собой сумму векторов тяги передней и задней лопастей несущего винта. Это важный момент, которой ранее мы не обсуждали, т.е., вектора подъемной силы лопастей несущего винта могут изменяться в зависимости от их положения относительно продольной оси модели. Таким образом, появляется возможность управлять направлением движения модели в горизонтальной плоскости.
- Сумма векторов подъемных сил от лопастей несущего винта равна общей подъемной силе, показанной на рисунке 1.
- Поскольку подъемная сила задней части диска вращения лопастей несущего винта больше, чем подъемная сила передней части, то хвост модели поднимается, а ее нос опускается. Вертолет начинает движение вперед.
- Когда вертолет движется вперед (это показано на рисунке 7), вертикальная составляющая суммарного вектора подъемной силы должна продолжать равняться весу вертолета, чтобы удерживать модель на постоянной высоте, а его горизонтальная составляющая определяет величину тяги вертолета вперед.
Включите радиоаппаратуру и передвиньте правую руку управления аппаратом перекоса на передатчике вперед. Вы увидите, что аппарат перекоса на модели наклонится вперед. Движение ручки обратно в нейтраль выравнивает аппарат перекоса, а движение ручки к себе наклоняет аппарат перекоса назад. Эти перемещения аппарата перекоса управляют углом наклона продольной оси модели или тангажем. (Движение ручки вперед опускает нос, а движение ручки в обратную сторону поднимает нос.) Для того, чтобы лучше понять, как это происходит, передвиньте ручку управления вперед, наклоняя аппарат перекоса. Пока аппарат перекоса наклонен полностью вперед, выключите приемник и передатчик. Аппарат перекоса останется в наклоненном положение. Теперь мы можем проанализировать, как лопасти основного ротора вызывают наклон и горизонтальное перемещение вертолета.
Медленно вращая рукой лопасти ротора, понаблюдайте за изменением их шага по азимуту (углу поворота лопастей вокруг вала). В этом случае, их шаг не будет постоянным, а будет изменяться циклически. Поэтому, закон изменения шага при вращении лопастей несущего винта вокруг вала называют "циклическим шагом". Изменение шага лопасти по азимуту приводит к изменению их подъемной силы в зависимости от наклона аппарата перекоса. По мере возрастания шага возрастает и подъемная сила. По этой причине одна часть диска ротора имеет большую подъемную силу, чем другая. Вращая лопасти по часовой стрелке рукой вы можете ожидать, что для опускания носа модели максимальный циклический шаг лопасть должна принимать над хвостовой балкой вертолета. Но, если вы посмотрите внимательно на изменение шага по азимуту, то заметите, что лопасти будут достигать максимального шага на 90 градусов раньше ожидаемого положения. Такое опережающее изменение шага лопастей необходимо из-за эффекта гироскопической прецессии.
Гироскопическая прецессия
Вращающейся ротор вертолета ведет себя подобно гироскопу, у которого гироскопическая прецессия вызывает расхождение вектора его перемещения от вектора силы, воздействующей на гироскоп. Это расхождение составляет примерно 90 градусов в направлении вращения от точки приложения силы (Рисунок 8).
Это означает, что из-за гироскопической прецессии, лопасть с возросшим шагом и лопасть с уменьшенным шагом достигнут своего максимально и минимально отклонения от горизонтальной плоскости (взмаха), повернувшись на 90 градусов. Поэтому, для наклона вертолета вперед, максимальный угол шага лопасти устанавливается, когда лопасть перпендикулярна продольной оси вертолета, так как максимальный ее взмах и тяга возникнет, из-за гироскопической прецессии, когда лопасть будет проходить над хвостовой балкой вертолета.
Крен или боковое перемещение
Аналогичным способом, изменяя подъемную силу разных сторон диска основного ротора, можно накренить вертолет вправо или влево, как показано на рисунке 9. Снова включите вашу радиоаппаратуру и перемещая правую ручку управления на передатчике вправо и влево, проследите за перемещением аппарата перекоса. Перемещение ручки вправо наклоняет аппарат перекоса направо и заставит вертолет переместить в это направление. Перемещение ручки влево вызовет противоположную реакцию вертолета.
Эффект земли
Когда вертолет висит на высоте приблизительно меньше диаметра диска основного ротора, мы встречаемся с "эффектом земли". В этом случае скорость воздушного потока, созданная лопастями ротора не может достичь большого значения из-за близости земли и вертолет располагается на "пузыре" воздуха высокого давления. При этом возрастает тяга несущего винта. Для более подробного анализа этого эффекта необходимо знать, что такое индуктивная скорость подсасывания диска и его индуктивное сопротивление. Если это вас сильно заинтересовало, то можете самостоятельно познакомиться с особенностями этого эффекта в специальной литературе. На полноразмерных машинах, при возникновении эффекта земли, вертолет ведет себя подобно человеку на большом шаре. Иными словами, становиться очень неустойчивым и это не преувеличение. Некоторые моделисты говорят, что этот эффект возникает и на их вертолетах. Тем не менее, нет однозначного мнения, что на всех моделях возникает этот эффект земли. Возможно некоторые модели вертолетов более подвержены этому эффекту. Степень воздействие эффекта земли зависит от ветра. Эффект максимален в тихие дни и ослабевает при увеличении скорости ветра, поскольку ветер выдувает воздух высокого давления из-под вертолета.
Подъемная сила при косом обтекании
В горизонтальном полете вертолета подъемная сила несущего винта возрастает из-за повышения скорости воздушного потока и увеличения количества воздуха, проходящего через ротор, за единицу времени. Дополнительная подъемная сила при косом обтекании возникает при любом горизонтальном перемещение и прямо пропорциональна горизонтальной скорости вертолета. Дополнительная подъемная сила легко распознается в полете улучшением летных качеств вертолета.
Поскольку подъемная сила от перемещения пропорциональна скорости воздушного потока, то она возникает не только при горизонтальном перемещении вертолета, но и при висении, когда дует ветер. Дополнительная подъемная сила, возникающая при ветре, может и помогать и мешать. Положительным является возможность уменьшить мощность двигателя при висении или горизонтальном полете. Но, если ветер порывистый, полет будет трудно управляемым, поскольку подъемная сила увеличивается при возрастании скорости ветра и уменьшается, как только ветер стихает. По этой причине необходимо выполнять висение только при устойчивом ветре со скоростью не более 3- 5 метров в секунду.
Авторотация
Этот термин характеризует безмоторный полет вертолета, то есть, когда двигатель остановлен, а основной ротор вращается по инерции и из-за действия потока воздуха на лопасти при снижении. Когда двигатель вращает основной ротор в нормальном полете, поток воздуха является нисходящим через диск ротора. Когда же двигатель останавливается в полете и вертолет входит в снижение с авторотацией, поток воздуха становится восходящим через диск ротора. Этот восходящий поток воздуха и перевод лопастей на отрицательный шаг заставляют ротор продолжать вращаться и сохраняют управляемость вертолетом при снижении и посадки.
Вертолет со способностью к авторотации имеет обгонную муфту в системе ротора, которая позволяет лопастям основного ротора продолжать свободно вращаться, даже если двигатель остановился. Совершенно не обязательно для модели вертолета иметь возможность авторотации, но если этого нет, то основной ротор довольно быстро остановиться, если двигатель заглохнет в полете и авария с большим ущербом фактически неизбежна.
Рысканья вертолета
Одна из причин, по которой мы покупаем радиоаппаратуру для вертолета (вместо радиоаппаратуры для самолета), заключается в необходимости дополнительных функций управления моделью вертолета, что значительно облегчает пилотирование. Это не говорит о том, что вы не можете использовать радиоаппаратуру от моделей самолетов для пилотирования вертолетом (по крайней мере на начальном этапе), просто с радиоаппаратурой для вертолета легче обучаться пилотированию.
Для того, чтобы лучше понять функцию компенсации рысканья хвостовой балки, посмотрите на рисунок 3, на котором вертолет показан сверху. Обратите внимание, что лопасти ротора вращаются двигателем по часовой стрелке и, поскольку, для каждого действия есть равное противодействие, нос вертолета будет поворачиваться влево (против часовой стрелки). И по этой причине вертолету нужен ротор хвоста для компенсации реактивного момента от вращения лопастей.
Теперь представим себе вертолет в позиции висении (когда все силы сбалансированы) и мы хотим подняться. Для этого увеличивают коллективный шаг лопастей ротора, чтобы увеличить подъемную силу винта. Следовательно увеличивается вращающий и реактивный моменты, а нос вертолета будет поворачиваться влево. Для того, чтобы удержать нос прямо, просто добавьте немного тягу хвостового ротора, чтобы скомпенсировать это увеличение реактивного момента.
И мы должны делать это вручную, каждый раз, при изменении вращающего момента (при подъеме или снижении вертолета) и тратить много времени и усилий для управления хвостовым ротором, чтобы удерживать нос модели прямо. По этой причине функция компенсации рысканья хвостового ротора сделает наш полет легче.
В большинстве радиоаппаратуры (по крайней мере, недорогой) предполагается, что вертолет находится в висении, когда ручка управления дросселем и коллективным шагом находиться в среднем положении, а снижение и подъем происходит, если ручка перемещается из этой точки. Две кнопки (программа для компьютерной радиоаппаратуры), одна для подъема, а другая для снижения, используются, чтобы отрегулировать величину компенсации рысканья хвостового ротора при отклонении ручки управления от средней позиции при висении. По мере того, как ручка перемещается для подъема вертолета вперед, автоматически добавляется величина шага хвостового ротора (и, аналогичным способом, шаг хвостового винта уменьшается, когда для снижения вертолета, ручка управления переводится в позицию ниже средней). Это автоматическое воздействие на шаг хвостового рота в течение подъема и снижения помогает удерживать нос вертолета прямо и существенно уменьшает нашу нагрузку при пилотировании модели. Для регулировки компенсации "вверх", поднимайте вертолет из висения и смотрите направление перемещения носа. Если нос перемещается влево в течение подъема, компенсация хвостового ротора недостаточная, поэтому увеличьте немного величину компенсации "вверх" и повторите попытку, делайте небольшие изменения, до тех пор, пока нос станет удерживаться прямо в течение подъема. Аналогичным способом, имеется в виду перемещение нос в течение снижения, регулируется компенсации "вниз".
Горизонтальные развороты
Рассмотрим явления, происходящие с вертолетом при выполнении разворотов в горизонтальном полете. При выполнении разворота вертолет накреняют.
На рисунке 10 показан вид вертолета, выполняющий горизонтальный полет с правым креном. Обратите внимание, что вектор подъемной силы несущего винта по прежнему перпендикулярен диску вращения. Вектор силы веса остается перпендикулярен поверхности земли. Поскольку вектор подъемной силы наклонен право на определенный угол, его вертикальная составляющая противодействует силе веса модели, а горизонтальная ее составляющая толкает вертолет вправо и заставляет вертолет выполнять правый разворот.
Это хорошо видно на рисунке 11. Обратите внимание, что при наклоне вертолета вправо, никаких изменений в величине подъемной силе несущего винта не произошли. Т.е., длина вектора подъемной силы остается постоянной. Раскладывая вектор общей подъемной силы несущего винта, мы видим, что вертикальная составляющая вектора на рисунке 11 теперь меньше веса. Если подъемная сила меньше веса, то вертолет снизится. Но, когда выполняете горизонтальный поворот, вы несомненно не хотите, чтобы вертолет каждый раз снижался. Поэтому, когда вы входите в поворот, необходимо увеличивать общий вектор подъемной силы, пока его вертикальная составляющая не сравняется с весом. Это снова уравновесит все силы (по крайней мере в вертикальном плане). Но как и насколько увеличить общую подъемную силу? Вводя вертолет в горизонтальный поворот, полная подъемная сила повышается поднятием носа вертолета для увеличения угла атаки диска несущего винта.
Степень увеличения подъемной силы или перемещения ручки управления тангажем зависят от характеристик вертолета и от угла крена. Если вы сильно задерем нос вертолета, то он будет подниматься и, очевидно, что недостаточный подъем носа должен вызывать снижение модели. Кроме того необходимо учитывать другой важный момент. Угол отклонения руля управления тангажем для поддержания горизонтального полета в согласованном повороте зависит от угла крена вертолета. При больших углах крена (более 60 градусов) вертикальная составляющая подъемной силы, противодействующая силе веса вертолета будет еще меньше. При крене в 90 вообще нет вертикальной составляющей и независимо от того, как не задирали нос вертолета, компенсации веса нет и вертолет, следовательно, будет терять высоту. Рисунок 12 показывает вертолет с углом крена больше 90 градусов.
В этом случае, любой угол отклонения ручки управления тангажем "на себя" будет добавлять подъемную силу к весу модели. Тем не менее, есть случаи, когда это очень необходимо, например, в момент выполнения второй половины петли или любого другого нисходящего вертикального маневра. Из этого простого объяснения, я думаю вы поймете, что крен очень важен на выполнения горизонтальных разворотов. При большом крене требуется большего отклонения ручки управления тангажем модели для поддержания горизонтального полета без потери высоты.
В заключение, при выполнении горизонтальных разворотов, необходимо учитывать направлением вращения основного ротора. Не останавливаясь на причинах, скажу, что вертолет с вращением ротора по часовой стрелке очень легко разворачивается вправо, а с винтом, вращающимся против часовой стрелки, влево, практически без вмешательства управления хвостовым винтом.
В прошлую пятницу я посетил вертолетный клуб "Аэросоюз ", где мне преподали мастер-класс по управлению вертолетом. Честно говоря, я не ожидал, что все будет так сложно, хотя инструктор сказал, что для первого раза я очень хорошо справился. Удивило, что гораздо сложнее удержать вертолет в зависшем состоянии, чем лететь на большой скорости…
В Аэросоюз я попал по приглашению Московского Бизнес Клуба . Они устроили здесь "вертолетную вечеринку" для представителей бизнеса и главных редакторов ведущих СМИ. Я так и не понял, пригласили меня туда как блогера или как бизнесмена, но от предложения не отказался - давно хотелось попробовать управлять вертолетом.
Встречали гостей очень радушно, и хозяйки вечера (а все руководство Московского Бизнес Клуба - это прелестные девушки) фотографировались с нами на фоне вертолета Robinson R44. Кстати, на таком же я летал в течение 5 часов над Израилем:
1. 
Для всех гостей устроили экскурсию по вертолетному клубу:
2. 
3. 
Завели в диспетчерскую вышку. Здесь она немного попроще, чем в Домодедово:
4. 
5. 
Опытный инструктор провел для всех желающих попробовать управлять вертолетом вводный инструктаж:
6. 
В вертолете есть 3 основных системы управления: ручка управления (джойстик), Шаг-Газ и педали (могу путать названия, но расскажу суть).
Шаг-газ - это рукоятка, похожая на ручник в машине. В Робинсоне R44 она находится на полу слева от пилота. Если ручку тянуть вверх, то вертолет поднимается, если вниз, то опускается. Достигается это за счет изменения угла установки лопастей основного винта.
Ручка управления движется в горизонтальной плоскости вправо/влево и вперед/назад. Она управляет движением вертолета в горизонтальной плоскости.
Педали управляют задним стабилизирующим винтом. Если бы его не было, то вертолет крутился бы на месте в направлении, противоположном вращению основного винта. С помощью педалей можно разворачивать вертолет на месте.
После инструктажа нас повели к вертолетам. В Робинсоне R44 всего 4 места - 2 спереди и 2 сзади. Впереди сидел инструктор. Ученик садился рядом с ним, а назад залезало по 2 пассажира:
7. 
8. 
Набрав высоту и скорость, мой инструктор спросил: "Ну что? Готов?" Я взялся за штурвал: "Готов!" Он поднял вверх обе руки, давая мне понять, что теперь вертолетом управляю я. Я покрепче сжал ручку управления, и вертолет тут же начал энергично заваливаться вправо. Я попытался исправить положение, но переборщил. Теперь вертолет активно заныривал влево. Заснеженные макушки леса быстро приближались, и я уже почти мог различить каждую снежинку. Мои пассажиры сзади с наигранным спокойствием интересовались: "А мы не разобьемся?"
Помог инструктор. Он уверенно взял ручку и с легкостью выровнял вертолет: "Движения должны быть не резкими, но энергичными. Давай еще", - и опять поднял руки. Второй раз у меня получилось гораздо лучше. Конечно, вертолет болтало из стороны в сторону, и я то нырял, то поднимался, но в общем и целом заданный курс движения выдерживал.
Я рассказал инструктору о своем полете с военным летчиком в Израиле. Во время того полета он решил немного пощекотать нам нервы и положил вертолет на бок. Сфотографировать я тогда ничего не успел, так как повис на ремне безопасности и пытался не выронить фотоаппарат. Инструктор сказал, что Robinson R44 допускает крен в 110 градусов, а "на бок" - это всего лишь 90. Обнадежил и успокоил.
Критические крены нам демонстрировать не стали, а вот полет на большой скорости на предельно-низкой высоте показали. Обратите внимание, что мы несемся ниже березок. Ощущение - супер. Несмотря на опасность, никакой тревоги не было. Летчик вызывал безграничное доверие. Одним словом - "Кайф!":
9. 
После показательного полета мы зависли на высоте метра 3 над землей. Инструктор сказал: "Попробуй удержать его на месте". Казалось бы, что уж проще. Держи ручку крепко. Однако, это оказалось очень сложным упражнением. Ветер и черт знает что еще постоянно сносят и кренят вертолет. Нужно моментально реагировать на малейшие отклонения и выравнивать их ручкой. Вертолет я на землю не уронил, но мое "висение" было похоже на танец "пьяного мастера" из старых фильмах о кунг-фу. Меня мотало влево-вправо и взад-вперед. Было очень сложно "ловить" вертолет.
К сожалению, наш полет прервал диспетчер: "Возвращайтесь. Пора начинать показательные выступления"
10. 
В демонстрационных полетах участвовали 2 вертолета. Я наблюдал за этим и думал: "Хорошо, что я не в кабине…":
11. 
12. 
13. 
14. 
Аэросоюз находится на территории парка Волен, и лыжники тоже с удовольствием наблюдали за выступлением:
15. 
После выступления другой вертолет поднялся в небо и протащил сначала гирю, а затем и огромную корову через узкие ворота:
16. 
17. 
18. 
Я сел рядом с летчиком, взял в руки фал от кранца и стал командовать пилоту: "вверх, вперед, влево, вправо, назад и т.д.":
19. 
24. 
А потом меня даже наградили, как лучшего вертолетного новичка:
25. 
Денис Заяц
Кстати, посмотрел, что час аренды вертолета в Аэросоюзе стоит всего 20 000 рублей. Это в 2 раза дешевле, чем я платил в . Как только придет весна и все позеленеет, слетаю в сторону Дубны и сфотографирую свой дом с высоты.
Также ребята из Аэросоюза собираются весной провести групповой вылет по какому-нибудь красивому маршруту. Я уже почти напросился с ними, но за это должен предложить интересный и красивый маршрут. Помогайте. Исходите из того, что вертолет до Питера долетает за 3 часа, и топлива хватает тоже где-то на 3 часа полета. Интересует маршрут как на 1 день, так и на несколько дней. Маршрут должен предполагать посадки в интересных и необычных местах.
Завтра "Аэропорт с точки зрения самолета". Stay Tuned!
Машину сегодня умеют водить многие. А как насчет того, чтобы поуправлять вертолетом? Только представьте - нежная голубизна неба, чудеснейший обзор местных красот и, конечно, заветное, непередаваемое счастье полета! О том, как научиться управлять вертолетом, читайте далее.
Что необходимо знать и уметь?
Чтобы иметь возможность летать на вертолете, вам необходимо усвоить не только практическую, но и теоретическую часть. Последняя будет включать изучение:
- строения вертолета;
- аэродинамики;
- воздушного права;
- метеорологии;
- навигации;
- летной безопасности.
После этого вам нужно будет отработать все навыки непосредственно в ходе летной практики. При этом в воздух вы, конечно, будете выходить вместе с инструктором.
Вам необходимо:
- проявлять дисциплину и выдержку;
- позитивно относится к полетам (со страхом высоты вас на обучение, скорее всего, не возьмут);
- быть готовым узнать и запомнить много новой узкоспециализированной терминологии, технической информации, научиться не самым простым математическим расчетам;
- иметь соответствующие финансовые средства, поскольку обучение стоит дорого;
- располагать большим количеством свободного времени.
Ключевые элементы управления машиной
В одной статье невозможно описать даже базовые тонкости того, как управлять вертолетом - этому вы будете учиться у инструктора непосредственно на практике. Однако мы расскажем про три важнейших технических элемента вертолета, при помощи которых и происходит управление им:
- Педали. Они позволяют контролировать шаг хвостового винта (называется стабилизирующим) и требуются для управления курсом аппарата.
- Ручка управления. Она контролирует циклический шаг несущего винта и дает возможность задавать крен (вращение машины вдоль продольной оси, при которой поднимается одна консоль крыла и опускается другая) и тангаж машины (поворот вдоль поперечной, которое осуществляется либо подъемом носа машины, либо его опусканием). К примеру, для увеличения скорости вертолета пилот отдает ручку от себя, наклоняя машину вперед (тангаж).
- Рычаг «шаг-газ». Поднимая его, пилот увеличивает общий шаг несущего винта. Это усиливает тягу, исключая возможность потери двигателем мощности при увеличении нагрузки на него.
Все перечисленные элементы пилот использует синхронно, в той или иной комбинации, последовательности, сообщая вертолету стабильный полет по заданной траектории с необходимой скоростью и избегая тех или иных препятствий. .
Как управлять вертолетом: обучение
Обучение сегодня предлагают многие фирмы. При этом отдать предпочтение нужно самой солидной по рейтингу и возрасту компании, имеющей лицензию на данную деятельность.
Некоторые летные клубы предлагают новичкам вводный курс на несколько часов, в ходе которого вы познакомитесь с азами пилотирования, моделями вертолетов, предлагаемых для обучения, узнаете, из чего будет состоять основной учебный курс. Также вам, скорее всего, предложат один-два небольших полета с инструктором - у вас будет возможность оценить, насколько хорошо вы воспринимаете высоту. После этого у вас будет возможность взвесить все «за» и «против», записавшись в группу учеников или отказавшись от этой идеи. По итогам обучения вы получите соответствующий сертификат, дающий вам право самостоятельных полетов.
Что касается других способов обучения, то нелишним будет воспользоваться и помощью различных приложений-симуляторов. Они бывают как платными, так и бесплатными. Можно найти симуляторы в режиме онлайн.
В качестве примера предлагаем следующие ресурсы:
- chaos-game.com Для игры вам потребуется зарегистрироваться или авторизоваться через аккаунт в одной из социальных сетей. После запуска установочного файла тренажер запустится в режиме онлайн. Вы сможете выбрать ту или иную модель вертолета, узнав детали ее технических характеристик, получить рекомендации относительно управления машиной и приступить к выполнению миссий. Программа обещает реалистичные погодные условия и аэродинамические эффекты, траектории движения и проч.
- helicopters.takeonthegame.com Это платный (чуть меньше 20$) и англоязычный ресурс. Однако вам предоставляется возможность использовать демо-версию продукта, в которой вам будут продемонстрированы базовые возможности симулятора.
Если говорить про авиасимуляторы более игрового формата, то в их числе:
- Digital Combat Simulator: Black Shark;
- Apache: Air Assault;
- Fair Strike.
Внимание, только СЕГОДНЯ!
ДРУГОЕ
Человек, мечтающий о небе, может выбрать профессию летчика. Эта работа одновременно и романтичная, и очень…
Испокон веков человечество задавалось простым вопросом «Почему люди не летают?». Известные изобретатели…
Как сделать вертолет?Радиоуправляемые игрушки просто заполонили все витрины магазинов, заставляя мальчиков с замиранием…
Вождение автомобиля из приятного времяпрепровождения постепенно превращается в необходимость, а также становится…
Как сделать вертолет в Майнкрафте?Если вы мечтаете покорить небо в игре Майнкрафт, без соответствующего транспорта…
Четвертая игра из серии Grand Theft Autо имеет более широкий спектр действий персонажей и разнообразных локаций. В этой…
Как летает вертолет?Авиация - сколько в этом слове завораживающего и невероятного! Чего стоят одни только самолёты и…
Как управлять самолетом в ГТА?Итак, вы нашли самолет и теперь все, что вам требуется сделать - поднять его в воздух. К…
В современных условиях, когда вместе с ростом технического прогресса возрастает и риск возникновения опасных ситуаций,…
Многие ошибочно думают, что достигнув 16 летнего возраста, можно пройти обучение в автошколе, и успешно сдав экзамен,…
Всех, кто хочет знать, как пропустить миссию в «GTA» и скорее двигать дальше, ждет разочарование. Миссии…
Как управлять машиной?Если вы поставили перед собой цель научиться водить транспортное средство, то наряду с изучением…
Если вы увидели во сне вертолет, то можно попытаться растолковать этот сон. Рассмотрим, к чему может сниться…
Как управлять автомобилем?Многие водители считают, что советы по безопасному вождению необходимы только…