Rádióvezérelt helikopter - Radio-controlled helicopter
A rádióvezérelt helikopter ( RC helikopter is ) egy repülőgépmodell, amely különbözik az RC repülőgéptől az építés, az aerodinamika és a repülési kiképzés különbségei miatt . Az RC helikopterek többféle konstrukciója létezik, amelyek közül néhány (például kollektív hangmagasság- szabályozással rendelkező) manőverezhetőbb, mint mások. A manőverezhetőbb kiviteleket gyakran nehezebb repülni, de a nagyobb műrepülő képességekkel rendelkeznek.
A repülésvezérlések lehetővé teszik a pilóták számára, hogy irányítsák a kollektív (vagy fojtószelepet, rögzített hangmagasságú helikoptereken), a ciklikus kezelőszerveket ( hangmagasság és gurulás ) és a farokrotort ( ásítás ). Ezeknek egy irányítása lehetővé teszi, hogy a helikopter ugyanazokat a manővereket hajtsa végre, mint a teljes méretű helikopterek, úgymint lebegő és visszafelé tartó repülés, és sok más olyan manőver, amelyre a teljes méretű helikopterek nem képesek, például fordított repülés (ahol a kollektív hangmagasság-szabályozás negatív lapátmagasságot biztosít tartsa felfelé fordítva a helit, és a pilótának meg kell fordítania a hangmagasság / ásítás irányítását).
A különféle helikopter-vezérléseket kisméretű szervomotorok , közismert nevén szervók hajtják végre . A szilárdtest giroszkóp érzékelőt általában a farok rotor ( ásítás ) vezérlésénél alkalmazzák, hogy ellensúlyozzák a szél és a nyomaték reakció által kiváltott farok mozgását. A legtöbb újabb helikopterek giroszkópos stabilizálás a másik 2 forgástengely ( pitch és tekercs ), valamint. Az ilyen 3 tengelyes giroszkópot tipikusan lendület nélküli vezérlőnek hívják, úgynevezettnek, mert így nincs szükség mechanikus flybarra .
A motorok általában metanolos kétütemű motorok voltak, de az elektromos kefe nélküli motorok nagy teljesítményű lítium-polimer akkumulátorral (LiPo) kombinálva ma már gyakoribbak és jobb hatékonyságot, teljesítményt és élettartamot biztosítanak a csiszolt motorokhoz képest, miközben csökkennek az árak a hobbisták számára elérhetővé teszik őket. Benzin- és sugárhajtású turbinás motorokat is használnak.
Csakúgy, mint a teljes méretű helikopterek, a helikoptermodellek is nagy sebességgel fordulnak és súlyos sérüléseket okozhatnak. Legutóbb 2013-ban számos haláleset történt.
A R / C helikopterek típusai
A távirányítós helikopterek általános áramforrásai az izzító üzemanyagok (más néven nitroüzemanyagok, nitrometán - metanol ), elektromos akkumulátorok, benzin (benzin) és turbinás motorok. Az első 40 évben az izzító üzemű helikopterek voltak a leggyakoribb típusok. Az elmúlt 10 évben azonban az elektromos meghajtású helikopterek olyan érlelésűek voltak, hogy az erő és a repülési idő jobb, de általában nem olyan hosszú, mint az izzó üzemű helikopterek.
A fő rotorok vezérlésének két fő típusa létezik, a mechanikus keverés és az elektronikus ciklikus / kollektív szurok keverés (eCCPM). A legtöbb korábbi helikopter mechanikus keverést alkalmazott. Ma szinte az összes R / C helikopter használja az eCCPM-et.
A gyakorlati elektromos helikopterek egy újabb fejlemény, de gyorsan fejlődtek és egyre gyakoribbá váltak, megelőzve a közös használatú izzító üzemű helikoptereket. A turbinás helikopterek is egyre népszerűbbek, bár a magas költségek miatt a legtöbb ember számára nem elérhető.
Belső égés (nitró, gáz)
Az első RC helikoptereket égésű motorok hajtották ( Glow üzemanyag vagy nitró , valamint benzin vagy benzin üzemanyagforrásként). Az eredeti helikopter "osztályok" a motor méretén alapultak. Például egy helikopter, amelynek motorja 0,30 köbméter (4,9 cm 3 ) volt, 30 osztályú volt , a 0,90 köbméteres (14,7 cm 3 ) motorú helikoptert pedig 90 osztályú helikopternek nevezték . Minél nagyobb és erősebb a motor, annál nagyobb a fő rotorlapát, amelyet el tud forgatni, és így nagyobb a repülőgép összességében. A nitro helikopterek tipikus repülési ideje 7–15 perc, a motor méretétől és beállításától függően.
Elektromos
Két kis elektromos helikopter jelent meg az 1990-es évek közepén. Ezek a Kalt Whisper és a Kyosho EP Concept voltak, amelyek 7–8 × 1,2 Ah NiCad akkumulátorokon repültek, csiszolt motorral. Az 540 méretű, szálcsiszolt motorok azonban az áramfelvétel határán voltak, az erősebb motoroknál gyakran 20–25 amper , ezért gyakoriak voltak a kefe és a kommutátor problémái.
Az akkumulátor-technika legújabb fejleményei az elektromos repülést a repülési idő szempontjából megvalósíthatóbbá teszik. A lítium-polimer (LiPo) akkumulátorok képesek biztosítani a nagy teljesítményű műrepüléshez szükséges nagy áramot, ugyanakkor továbbra is nagyon könnyűek. A repülési idő tipikusan 4–12 perc, a repülési stílustól és az akkumulátor kapacitásától függően.
Korábban az elektromos helikoptereket főleg beltérben használták a kis méret és a füst hiánya miatt. A szabadtéri repüléshez és a fejlett műrepüléshez alkalmas nagyobb elektromos helikopterek az elmúlt években valósággá váltak, és nagyon népszerűvé váltak. Csendességük miatt nagyon népszerűvé tették őket a lakóövezetekhez közeli repülőterek és olyan helyeken, mint Németország, ahol szigorú zajkorlátozások vannak érvényben. A nitro helikoptereket kereskedelmi és házi készletek is átalakították villamos energiává.
A legkisebb gyártott távvezérelt gyártási helikopter (Guinness World Records 2014) a Silverlit Nano Falcon XS, amelyet számos játékboltban árulnak (bár ez infravörös vezérlésű, nem rádióval), elektronikai üzletekben és internetes áruházakban, körülbelül 30 dollárba (28 font). . A következő legkisebb a Nano Falcon, amely korábban a legkisebb rc helikopter rekordját tartotta.
Számos modell vitatja a legkisebb, nem gyártott, távirányítású helikopter címét , köztük a Pixelito mikrohelikopter család, a Proxflyer család és a Micro repülő robot .
Közös tengelyű
A közelmúltbeli újítás a koaxiális elektromos helikopterek újdonsága . A rendszer egyszerű irányításának szabályozása és a forgatónyomaték okozta irányváltástól való mentesség az elmúlt években jó jelöltté tette kezdő és / vagy beltéri használatra szánt kis modelleken. Az ilyen típusú modellek, csakúgy, mint egy teljes méretű helikopter esetében, kiküszöbölik a forgatónyomatékot, és rendkívül gyors vezérlési reakcióval bírnak, mindkettő nagyon hangsúlyos egy CCPM modellben. A legtöbb olcsóbb modell nem rendelkezik törlőlemezzel, ehelyett a farkon egy harmadik rotort használ a hangmagasság-szabályozáshoz. Ezeknek a helikoptereknek nincs irányításuk és mozgáskorlátozottak.
Míg a koaxiális modell nagyon stabil, és szűk helyeken is beltéren repülhető, egy ilyen helikopter korlátozott haladási sebességgel rendelkezik, különösen a szabadban. A legtöbb modell rögzített lépcsőjű, vagyis a lapátok kollektív magassága nem szabályozható, ráadásul a ciklikus vezérlés csak az alsó rotorra vonatkozik. A legkisebb szellő kompenzálása miatt a modell inkább felkapaszkodik, mint előre repül, még ciklusos teljes alkalmazásával is . A fejlettebb koaxiális konstrukciókat, két törlőlemezzel és / vagy hangmagasság-szabályozással (olyan teljes méretű koaxiális helikopterek esetében, mint a Kamovs ) közösen valósítottak meg modellként, de 2014-től még nem látták a tömegpiacot.
Több motoros helikopterek
Újabban a multirotoros kivitelek népszerűvé váltak mind az RC hobbi, mind a pilóta nélküli légi járművek (UAV) kutatásában. Ezek a járművek elektronikus vezérlőrendszert és elektronikus érzékelőket használnak a repülőgép stabilizálására. A multirotorok általában megfizethetőbbek, könnyebben megépíthetők és egyszerűbben kezelhetők, mint az RC helikopterek. Ez a több motoros repülőgépeket vonzó platformká tette amatőr repülőgép-modellek és légi fényképezés számára.
Méretosztályok
A Nitro RC helikoptereket a következő osztályokba sorolják:
- 30 méret: Motor 0,3 köbcentiméter, Fő lapátok 550-600 mm
- 50 méret: motor 0,5 köbcentis, fő lapátok 600-620 mm
- 60 méret: Motor 0,6 köbcenti
- 90 méret: Motor 0,9 köbcentiméter, Fő lapátok 690-710 mm
A modern RC helikoptereket általában a fő lapátok hossza szerint osztályozzák (kevés kivételtől eltekintve). Közös osztályok:
- Mikro (200 mm-es fő pengék alatt)
- Mini (240–420 mm-es pengék) - klasszikusan 300–450-nek hívják.
- 500 (425-500mm)
- 600 (600mm)
- 700 (szabványos versenyméret)
- 800
Rádió felszerelés
Adó
Az RC helikopterek általában 3-7 csatornát igényelnek a vezérléshez (bár léteznek olyan mikrohelikopterek is, amelyek 2 csatornás infravörös vezérlőrendszert használnak). A kisméretű rögzített pályájú helikopterek 4 csatornás rádiót ( fojtószelep , lift , csűrő , kormány ) használnak; míg a kollektív hangmagasságú modellekhez legalább 5 csatornára van szükség ( fojtószelep , kollektív hangmagasság , lift , csűrő és kormány ). A 6. csatornát gyakran használják giroszkóp erősítésre. Az üzemanyaggal működő modellek motorvezérlőjének vezérléséhez általában használt 7. csatorna. A különféle vezérlő mechanizmusok normális interakciója miatt a fejlett rádiók tartalmazzák az állítható keverési funkciókat, mint például a fojtószelep / kollektív és a fojtószelep / kormány. A rádió ára 50–3000 USD között mozog.
A korai rádióvezérlő rendszerek amplitúdó-modulációt (AM) használtak jeleik továbbításához. A 70-es évek végén a frekvenciamoduláció (FM) egyre gyakoribbá vált.
Szórt spektrumú
A Spektrum DX6 parkolórepülő adó-rendszerrel kezdve 2006-ban az RC repülés megkezdte az eltérést az alacsonyabb frekvenciáktól, amelyek interferenciának voltak kitéve és kevésbé megbízhatóak, mint az új szórt spektrum protokollok. Az olyan rendszerek, mint a Spektrum és a JR, a DSM2 és későbbi, a DSMX közvetlen szekvenciájú szórt spektrum (DSSS) módszert alkalmazzák, ahol a rádió és a vevő bekapcsolásakor kiválasztott rögzített csatornák párján továbbítanak. Bármely későbbi rendszer elkerülné ezen csatornák használatát, és folytatná egy másik fel nem használt csatornapár keresését.
Az olyan rendszerek, mint a Futaba által használt frekvenciaugrásos szórt spektrum (FHSS), a frekvenciaugratást a 2,4 GHz-es sávban alkalmazzák az alacsonyabb MHz-es tartományokban található különféle frekvenciák helyett. Előnye, hogy a rádiók már nem használnak rögzített frekvenciát repülés közben, ezzel csökkentve az ezen a frekvencián bekövetkező interferencia kockázatát.
Bármelyik módszerrel sok rádió sugározhat egyszerre anélkül, hogy egymásba zavarnának. A Futaba rendszerek körülbelül két milliszekundumonként változtatják a frekvenciát, így még akkor is, ha két adó ugyanazt a csatornát használja, nem sokáig. A pilóta 1/500 másodperc alatt nem veszi észre a modell rendellenes viselkedését. Ez megadja annak az előnyét, hogy bekapcsol egy adót, tekintet nélkül a többi pilóta rádiója által jelenleg használt csatornákra.
A 2,4 GHz egyik hátránya, hogy a telepítés során óvintézkedéseket kell tenni, mivel bizonyos anyagok, például a szénszál elfedheti a jelet. Bizonyos esetekben másodlagos antennákkal rendelkező műholdas vevőket kell használni a jobb látóhatár fenntartása érdekében az adó rádióval. További hátrány, hogy a 2,4 GHz-es szabvány még nem fejlődött ki, így a vevők és adók a gyártótól függetlenül is keverhetők.
Vezérlők
A kollektív állomású helikopter repülésének megtanulása időt és gyakorlatot igényel. Sok modellező csatlakozik egy klubhoz, így tapasztalt RC pilóták utasíthatják őket, vagy követhetik az on-line útmutatásokat.
Az RC helikopterek általában legalább négy kezelőszervvel rendelkeznek: gördülés - ciklikus hangmagasság, lift (ciklikus előre-hátul történő emelés), kormány (kormányrúd) és magasság / fojtószelep (kollektív hangmagasság / teljesítmény). Az egyszerű repüléshez a rádiót általában úgy konfigurálják, hogy a hangmagasság -1 fok körüli legyen a 0% -os fojtószelepnél, és valahol 10 fok körül a 100% -os fojtószelepnél. Szükséges továbbá a fojtószelep modulálása a hangmagassággal együtt, hogy a modell állandó rotorsebességet tartson fenn. Ez előnyös az állandó és zökkenőmentes repülési teljesítmény érdekében.
Ha műrepülő „3D” teljesítményre van szükség, akkor az automatikus fojtószelepet vagy az alapjáraton történő repülési módot kell használni. Ebben az üzemmódban a kollektív hangmagasság a negatív határtól a 0% -os fojtószelep-bot bemeneténél a pozitív határig terjed a 100% -os fojtószelep-botnál. A fojtószelepet viszont automatikusan modulálják az állandó rotorsebesség fenntartása érdekében, és általában a legalacsonyabb értéken van, amikor a fojtószelep botja középen van és a hangmagasság 0. Ez az üzemmód lehetővé teszi a rotor számára, hogy felfelé toljon (negatív használatával) hangmagasság), amely a modell megfordításakor lehetővé teszi a tartós fordított repülést. Az ilyen repüléshez általában egy fejlettebb számítógépes rádiót használnak, amely lehetővé teszi a fojtószelep-kollektív keverék testreszabását.
A ciklikus és a ferde vezérlés definíció szerint nem különbözik egymástól ebben a két módban, bár a 3D pilóták sokkal érzékenyebbé tehetik a modelljeiket.
Építkezés
Az építkezés jellemzően műanyagból, üvegerősített műanyagból, alumíniumból vagy szénszálból készül. A rotorlapátok tipikusan fából, üvegszálból vagy szénszálból készülnek. A modelleket általában kb. Egy tucat népszerű gyártó egyikétől vásárolják készlet formájában, és a teljes összeszerelésük 5-20 órát vesz igénybe.
Ezek helikoptermodell sok mozgó alkatrészt tartalmaznak analóg módon teljes méretű helikopterek, a vezérlőtárcsa a rotor és minden között.
A helikopterek felépítésének pontosabbnak kell lennie, mint a rögzített szárnyú repülőgépek esetében, mivel a helikopterek a legkisebb rezgésekre is hajlamosak, ami problémákat okozhat, amikor a helikopter repül.
Ezenkívül a kis méretű és alacsony súlyú R / C helikopterek és alkatrészeik azt jelentik, hogy a vezérlő bemenetek, különösen a ciklikus (pitch and roll), nagyon gyorsan reagálhatnak, és sokkal gyorsabb forgási sebességet okozhatnak, mint az egyenértékű bemenet egy teljes méretű repülőgép. Ez a gyors válasz szükségtelenül megnehezítheti a repülést. Emiatt a legtöbb helikopter-modell rendelkezik lendkerettel vagy elektronikus stabilizáló berendezéssel.
A mechanikus bonyolultság csökkentése és a swashplate vezérlésének pontosságának növelése érdekében egyes helikopterek ciklikus / kollektív hangmagasság-keverést alkalmaznak .
Verseny
A műrepülő helikopterrel történő repülés történelmileg a Fédération Aéronautique Internationale szabályait követte , amelyek helikopterek esetében F3C címkével vannak ellátva. Ide tartozik a lebegés és a műrepülés előre meghatározott rutinja.
Az RC helikopter repülés fejlett formáját 3D-nek hívják. A 3D-s repülés során a helikopterek fejlett műrepülést végeznek , néha szabad stílusban, vagy a verseny szervezőinek előre meghatározott mozdulatsorában. Számos 3D-s verseny zajlik szerte a világon, a két legismertebb a 3D-mesterek az Egyesült Királyságban és az eXtreme Flight Championship (XFC) az Egyesült Államokban.
2008-ban a Fédération Aéronautique Internationale bevezette az F3N osztályát a nemzetközi 3D versenyek ideiglenes osztályaként, és 2010-ben a CIAM plenáris ülésén az F3N hivatalos jóváhagyást kapott a versenyre 2011. január 1-jétől.
Az F3N szabályait úgy alakították ki, hogy egységes bírói színvonalat biztosítsanak az egész világon, és lehetőséget adnak az országoknak arra, hogy csapatot állítsanak fel kétévente megrendezésre kerülő világbajnokságon. Az F3N-et hasonló módon hajtják végre, mint a 3D Masters és a 3DX, 3 kerek típussal, a készlet manőverekből, a szabad stílusú repülésből és a zenére repülésből.
Kereskedelmi alkalmazások
Míg egyes cégek az RC multikoptereket használják alacsony magasságú légi fényképezéshez , filmezéshez, rendőri munkához, valamint távoli megfigyeléshez vagy ellenőrzéshez, az RC helikoptereket nem szokták kereskedelmi célokra használni. Az egyik figyelemre méltó kivétel a növény permetezése nagy RC helikopterekkel, például a Yamaha R-MAX .
Az Egyesült Államok Szövetségi Légiközlekedési Hatóságának 2006-os szabályzata, amely az összes kereskedelmi RC modell és pilóta nélküli légi jármű (UAV) repülését megalapozta, frissítették, hogy hivatalos FAA tanúsítást igényeljenek, mielőtt engedélyt adnának az Egyesült Államok bármely magasságában történő repülésre. Valamennyi kereskedelmi tulajdonosnak regisztrálnia kell magát az FAA-nál, valamint tudáspróbát kell tennie. A nem kereskedelmi üzemeltetőknek csak akkor kell regisztrálniuk, ha az általuk repült modellek súlya meghaladja a 0,55 fontot (250 g).
Ellenőrzési módszerek
Távirányító:
A legtöbb RC helikopter kézi távirányítót használ, antennával, amely jeleket küld a helikopter IR vevőjére. A távvezérlő általában egy 3-5 csatornás RC helikopter hatótávolsága, és a távvezérlővel érkező csatornák számától függően biztosíthatja a levegőben történő mozgás módszereit. 2 különböző bot van. A bal oldalon található a bot a magasság megváltoztatásához. Előfordul, hogy a bot ott maradhat, ahol az ujj elhelyezi, vagy meg kell tartani, mivel alatta van egy rugó, amely az ujját elengedve visszaköltözik semleges helyzetébe. A megfelelő bot a helikopter mozgatására szolgál a levegőben, különböző irányokban. A vezérlőn található egy trimmer beállítás is, amely segít abban, hogy a helikopter egy irányba fókuszálódjon. Leginkább az alacsony minőségű RC helikopterek tartalmazzák a távirányító belsejében található töltőkábelt, zöld lámpával jelezve, hogy az akkumulátor töltődik.
Telefon és tablet vezérlés:
Az érintőképernyős eszközök, főleg telefonok és táblagépek hatására sok RC helikopter vezérelhető bármely Apple vagy Android eszközről. Az operációs rendszer boltban található egy alkalmazás, amely kifejezetten az adott RC helikopterhez készült. A kezelőszervek szinte megegyeznek a fizikailag használt távirányítón lévőkkel, amikor virtuális távirányítót használnak. Az eszközt nem tartalmazza a helikopterkészlet, de a doboz tartalmaz rádiós chipet, amelyet bármilyen okostelefon vagy tablet fülhallgatójának nyílásába kell behelyezni
Biztonság
A „modell” típusú helikopterek veszélyesek lehetnek. Biztonsági óvintézkedések, megfelelő karbantartás, valamint a modellek mechanikájának és repülési jellemzőinek megértése szükséges a balesetek megelőzéséhez. A szankcionált helyeken repülõ modellezõknek be kell tartaniuk a nemzeti repülõgép-modellek által kijelölt biztonsági szabályokat. Az Egyesült Államokban az Akadémiai Repüléstechnikai Akadémia (AMA) közzéteszi és frissíti a biztonsági szabályokat az összes repülőgép-üzemeltetéshez, ideértve a rögzített és a rotációs szárnyú modelleket is. 2014-ben számos, a pilóta nélküli repülőgép-rendszerek iránt érdeklődő szervezet a Szövetségi Légügyi Hivatallal együttműködve új oktatási kampányt indított a biztonságos és felelősségteljes repülés népszerűsítése érdekében, és útmutatást ad a hobbistáknak és a kereskedelmi felhasználóknak.
Halálozások
2013 júliusában egy 41 éves svájci férfit találtak holtan Mauensee-ben , a helikopter modellje közelében. "Súlyos fej- és karsérülései voltak".
Egy 2013. szeptemberi New York-i esemény rávilágított a távvezérelt helikopter-modellek lehetséges veszélyeire, amikor egy 19 éves rajongó, aki nagyon tapasztalt volt a távirányítású helikopterek repülésében, meghalt, miután helikopterének egyik pengéje elütötte a fejét.
Miniatűr helikopterek
A miniatűr helikopterek távvezérelt helikopterek, amelyek súlya csupán néhány gramm és száz gramm között mozog. A gyártásban leginkább olyan játékok vannak, amelyek hobbistáknak és rajongóknak szólnak. Ezenkívül számos vállalat gyárt prototípusokat katonai és biztonsági alkalmazásokhoz. A miniatűr helikopterek a miniatürizálás legújabb technológiáinak népszerű bemutatói .
Ilyen típusú miniatürizált modellek például az E-Flite Blade CX és CX2, valamint a népszerű fogyasztói modell, a Picoo Z. A Proxflyer mellett számos gyártási modell prototípusa és alapja. Az utolsó példa egy egyszeri prototípus és technológiai bemutató elem, amelyet Seiko Epson fejlesztett ki , és amelyet a tokiói Nemzetközi Robot Kiállításon mutattak be , a Seiko Epson Micro repülő robot .