1. Выбор типа самолета. Какие самолеты бывают
Все радиоуправляемые модели самолетов подразделяются на несколько основных типов и категорий.
- По размеру (размаху крыльев).
Условно разделяются на три типа: малые - размер крыла до 40 см, средние с размером крыла до 90 см, большие - если размер крыла более 90 см. Какой размер выбрать для первой модели?
Как правило, малые модели предназначены для запуска в закрытых помещениях большой площади или на открытых площадках, где отсутствует ветер, который очень сильно может помешать полету. Чтобы обеспечить полет такой модели необходим ее малый вес, а это накладывает ограничения на использование электроники и типа двигателя (минимум элементов и только электродвигатель). Моделью с малым размахом крыла трудно управлять на расстоянии дальше чем 50 метров, поскольку затруднительно будет различить ее силуэт.
Модели среднего размера предназначены для запуска на открытой площадке, стадионе, поле. Они хорошо различимы на расстоянии до 200 метров, более устойчивы к потокам ветра (безопасно запускать пари ветре со скоростью до 2 м/с.), позволяют на своем борту разместить необходимый набор электроники. Полетный вес (вес самолета в воздухе) в среднем составляет от 400 до 1000 грамм, что позволяет использовать разные типы двигателей. Такой самолет удобно транспортировать на машине без предварительной разборки и сборки.
Модели большого размера имеют все преимущества средней модели. Считается, что чем больше размах крыльев самолета, тем им легче управлять. Такой самолет позволяет разместить всю электронику, запас топлива или объем аккумулятора для долгих и дальних полетов. Он более устойчив к потокам ветра. Но, одним из недостатков - это как раз большие размеры. Такую модель трудно перемещать на взлетные площадки, необходимо больше пространства для запуска. А по последним требованиям законодательства потребуются еще ее регистрация и разрешения на запуски.
Исходя из перечисленных выше фактов, размер своего первого самолета лучше выбрать из средней категории - 80 - 90 см.
- По типу двигателя
В радиомоделировании применяются три основных типа двигателей:- электро, ДВС (двигатель внутреннего сгорания), реактивный.
С появлением легких и емких LiPo (литий-полимерных) аккумуляторов электродвигатели для малых и средних моделей занимают лидирующее положение из-за большого КПД, малого веса и небольшой стоимости по сравнению с другими типами двигателя. В свою очередь, электродвигатели по типу устройства делятся на коллекторные и бесколлекторные. Коллекторные двигатели более дешевые, но имеют ограниченный ресурс и меньшую надежность из-за наличия коллекторных щеток - источника трения и плохих контактов, которые со временем становятся причиной отказа двигателя. Бесколлекторные двигатели лишены этих недостатков, т.к. не имеют трущихся частей и контактов. У них наибольший КПД и меньший вес. Но, данные двигатели более сложны в исполнении и по этой причине гораздо дороже (в разы) коллекторных двигателей.
Двигатели внутреннего сгорания в основном используют на самолетах больших размеров, т.к. по сравнению с электродвигателями, более тяжелые и объемные - требуют большего места для установки. В отличии от электродвигателей, стоимость ДВС в разы больше, к тому же они нуждаются в постоянном обслуживании до и после полетов. Все эти причины не позволяют их применять начинающим авиамоделистам. К преимуществам можно отнести более длительное время полета и развиваемую мощность. Звук от работы двигателя больше приближает модель к реальному самолету. По типу устройства ДВС подразделяются на самые распространенные калильные, реже компрессионные, пневматические и бензиновые.
Турбореактивные двигатели из-за особенностей и размеров конструкции используются на больших моделях самолетов весом от 3 до десятков килограмм.
Исходя из выше перечисленных фактов наиболее подходящим для первой модели самолета будет бесколлекторный электродвигатель.
- По расположению двигателя
Тянущий двигатель - если он и пропеллер расположены спереди самолета, тем самым, как бы тянущий за собой самолет.
Толкающий - когда двигатель расположен в задней части самолета и как бы толкающий самолет.
В зависимости от расположения двигателя пропеллеры так же подразделяются на прямого и обратного вращения. Прямой ставиться на тянущий, обратный на толкающий двигатель. Это тоже надо учесть при конструировании самолета.
Для своей первой модели имеет смысл выбрать толкающее расположение двигателя, установленного в задней части самолета или сразу за кабиной пилота. При такой конструкции, в случае неудачного приземления (а для новичков без этого никак), риск повредить пропеллер, а самое главное, мотор - минимальный. При переднем расположении двигателя весь удар при пикировании носом приходиться на пропеллер и вал двигателя. Если стоимость пропеллера относительно небольшая, то погнутый вал потребует либо сложного ремонта, либо замены двигателя. Продолжать эксплуатацию самолета с погнутым валом недопустимо, т. к. нарушение симметрии вращения приведет к вибрации всего самолета, разрушению подшипников двигателя и его отказу в воздухе.
- По расположению крыла
По данному признаку модели можно разделить на три типа: с верхним, средним и нижним расположением крыла относительно фюзеляжа.
Верхнее расположение крыла обеспечивает стабильность, устойчивость и плавность полета. Правда у такой модели небольшая маневренность и скорость. Зато это идеальные условия для начинающего пилота, позволяющие прощать ошибки управления. Как правило, такие самолеты называют тренерами.
При среднем расположении крыла модель более маневренная и скоростная, но при этом сохраняются плавность полета и устойчивость. Такие модели более сложны в исполнении, т.к. требуют надежного закрепления крыльев к фюзеляжу.
Нижнее расположение крыла обеспечивает самолету скорость и маневренность и позволяет выполнять пилотажные фигуры различной сложности. Но, требует определенных навыков и умения в управлении.
Отдельно я бы выделил четвертый тип модели самолета - так называемое, летающее крыло (ЛК). В этом случае весь самолет выглядит как одно крыло, выполняющее дополнительно функции фюзеляжа, грузового отсека и т.д. Такая модель получила широкое распространение среди новичков, поскольку имеет хорошие летные качества и очень проста в изготовлении.
Учитывая все перечисленные качества я предлагаю выбрать нечто среднее между летающим крылом и средним расположением крыла.
- Вид запуска
В зависимости от того, откуда и как будет взлетать и садиться самолет (вертикальный взлет мы не рассматриваем, иначе это получиться квадрокоптер), все модели подразделяются на: запуск с руки или катапульты, с колес, воды, снега. Возможен и универсальный вариант взлета-посадки, когда один и тот же самолет может взлетать и садиться различными способами (есть у меня в коллекции и такой самолет).
У самолетов, предназначенных для запуска с руки или катапульты, отсутствуют колеса (шасси) или лыжи. Соответственно, упрощается конструкция и стоимость модели. Меньше сопротивление встречному воздуху (убирающиеся шасси - это большая роскошь!). Нет необходимости во взлетно-посадочной полосе, поворотных механизмах руления по взлетке на малой скорости. Запуск осуществляется путем резкого толкания самолета рукой вперед и немного вверх, как планера, с одновременным включением двигателя на полную мощность. У таких самолетов нет времени для разгона, поэтому они должны быть достаточно легкие, с большой площадью крыла и достаточно мощным двигателем. Иначе соприкосновение с землей произойдет раньше, чем разовьется необходимая скорость для удержания и поднятия самолета воздушными потоками. Для самолетов большого размера вместо руки применяют специальный стенд - катапульту, где подобно стреле в арбалете, самолету силой натянутых резиновых жгутов придается начальное ускорение с одновременным включением двигателя на полную мощность.
Запуск с руки моего самолета можно посмотреть здесь.
Запуск с колес и приземление на колеса, по моему мнению, дают наибольший реалистичный эффект настоящего самолета и пилота. Но, требуют наличия той самой взлетно-посадочной полосы, достаточно широкой и длинной, с относительно ровной поверхностью (маленькие колеса по траве не поедут). От пилота потребуется немалое мастерство при взлете, особенно, если взлетная полоса достаточно узкая и короткая (а где в полевых условиях за городом найти хороший широкий, никем не занятый участок асфальтированной дороги?). А самой сложной задачей зачастую является не взлет, а посадка на эту взлетно-посадочную полосу. Здесь вариант посадить куда либо на траву в радиусе плюс - минус 20 метров от взлета не подойдет, в лучшем случае поломаем или погнем стойки колес. При посадке нужно рассчитать дальность и высоту захода на посадку, направление ветра и скорость посадки, чтобы не выкатиться за пределы взлетно-посадочной полосы. Этот вариант подойдет для новичков только в том случае, если в их распоряжении есть настоящий аэродром с хорошей взлетно-посадочной полосой. У меня с сыном в распоряжении есть только поле, где мы периодически с площадки удаляем траву.
Видео, как мы взлетаем с колес можно посмотреть здесь.
Запуск с воды является не менее захватывающим действом, чем за пуск с колес. Тут подойдет любой, достаточного размера водоем, с отсутствием поблизости деревьев и кустарника. Но, потребуется оснастить свой самолет водными лыжами, что усложнит его изготовление и увеличит вес, а следовательно изменит летные характеристики не в лучшую сторону. Либо конструкция самолета должна быть сделана в виде лодки с крыльями - некий летучий Голландец, способного спокойно держаться на воде. Все самолеты, умеющие взлетать с воды и садиться на нее называют самолет-амфибия. У запуска с воды есть свои "подводные камни", особенно при приземлении. Надо, как минимум, не промахнуться и не сесть мимо водоема, а при неудачной посадке или взлете (всякое бывает), надо быть готовым не раздумывая броситься в плавь или заранее приготовить спасательную лодку. Один раз мне пришлось искупаться в октябре, когда температура воздуха и воды была всего +11 градусов...
Посмотреть видео с моими взлетами с воды можно здесь и здесь.
Запуск со снега один из самых безопасных способов полета для новичков, т. к. в качестве аэродрома может выступать любое снежное поле. Он сочетает в себе ощущения взлета с колес и воды. При неудачном приземлении в снег вероятность поломки самая минимальная. Главное, чтобы снег был не очень глубоким (лазить по пояс в снегу на середину поля так себе удовольствие) и было не очень холодно. При температуре ниже -5 градусов сильно и быстро мерзнут руки, а управлять в перчатках очень сложно. Ниже -10 градусов может выйти из строя аппаратура и быстро разряжается аккумулятор. Без особых проблем со снега может взлетать тот же самолет, предназначенный для запуска с руки или самолет для запуска с воды. Свои самолеты для запуска с колес я на зиму переобуваю в самодельные лыжи. Больше всего люблю запускать со снега, когда после оттепели на нем образуется небольшая корка - наст, с легкостью выдерживающий вес самолета.
Посмотреть на эти полеты можно здесь и здесь.
Исходя из всего вышеизложенного, свой первый самолет целесообразнее делать для запуска с руки.
2. Выбор материала для изготовления корпуса самолета.
К материалу, из которого будет изготавливаться самолет, предъявляется два основных требования: легкость и прочность. Не малое значение имеют доступность, легкость обработки и цена материала. Я бы выделил два основных типа материалов: это пенопласт (все его разновидности) и легкое дерево - бальза. Иногда в моделировании используют коропласт (сотовый полипропилен). Он пластичен, но достаточно тяжел. Считается, что самолеты из него "неубиваемые".
Модели из бальзы более прочные, но сборка корпуса достаточно трудоемка и состоит из двух частей. Сначала из бальзы вырезают детали и склеивают каркас (скелет) крыльев и корпуса, а затем на него делают натяжку пленки. Для начинающего моделиста слишком сложная задача. Бальза продается в виде листов (обычно 1000х100мм) различной толщины (от 1мм до 10мм), брусков и всяких профилей. Бывает различной плотности. Детали легко вырезаются ножом. В продаже встречаются готовые наборы деталей из бальзы для дальнейшей сборки.
Самый распространенный материал для начинающих авиамоделистов - это пенопласт. Среди моделистов такие самолеты называют "пенолеты". Пенопласт бывает многих видов. Чаще всего встречаются модели, сделанные из «потолочки» — так называемые пенопластовые потолочные плиты 500х500мм и толщиной около 4мм. Они продаются в любом строительном магазине пачками по 8 штук и стоят около 100 рублей за пачку. Одним из разновидностей пенопласта является депрон — марка тепло и звукоизоляционных плит, размером 1200х500мм и толщиной 3мм или 6мм. Депрон сложнее найти и стоит он немного дороже потолочки.
Учитывая все выше сказанное, остановим свой выбор материала на потолочной плитке. Для увеличения размеров листа и увеличения прочности я склеиваю квадраты по 50 см в два слоя со смещением между собой, чтобы верхний лист находил на стык двух нижних листов.
В качестве клея использую "жидкие гвозди" - Монтаж суперсильный. Им же и приклеивают эти плиты к потолку. Белый, нетоксичный, быстро схватывает и не разъедает пенопласт.
3. Электроника
Электроника - это основная и самая дорогая часть модели. Минимальный набор включает в себя: передатчик (он же пульт в руках пилота), приемник сигналов с пульта, сервопривод (управление рулями высоты, поворотов, элеронами), контроллер скорости двигателя ESC (Electronic Speed Controller), сам двигатель и аккумулятор, от которого запитывается вся бортовая электроника.
В более широкой комплектации в набор могут входить контроллер полетов, телеметрия, GPS навигация, бортовая видеокамера, устройства выпуска шасси, световая индикация и т.д. Как правило, такое оснащение устанавливается на модели больших размеров, т.к. необходимо место для размещения, дополнительное питание и запас по весу. Самолет средних размеров все это на своем борту "не потянет". Примеры подобных "умных" моделей можно посмотреть в моих видеороликах автовзлет-автопосадка и сборка самолета Sky Surfer на Ardupilot APM2.8 Pro.
Теперь более подробнее о каждом необходимом элементе электроники:
- Передатчик
Это пульт управления полетами, сигналы с которого передаются на приемник, установленный в модели. Поэтому передатчик и приемник должны быть взаимосвязаны между собой, работать на одной частоте, быть защищены от помех и сигналов с других передатчиков специальным алгоритмом шифрования. Иными словами приемник и передатчик должны быть "привязаны" друг к другу. Привязать между собой можно далеко не все приемники и передатчики, поэтому перед покупкой передатчика нужно узнать у производителя с какими приемниками он совместим и покупать приемник только из совместимых.
Передатчики различаются по частоте несущего сигнала, количеству каналов, расположению элементов управления.
По частоте встречаются три основных типа приемников: 27 МГц, 44 МГц, 2,4 Ггц. Чем меньше частота сигнала, тем больше размеры передающей и принимающей антенны, а значит устройства менее удобны в эксплуатации. По этой причине, наибольшую популярность на данный момент имеет аппаратура, работающая в диапазоне 2,4 ГГц. При таких частотах длина простой антенны составляет всего 3,12 сантиметра. Реальная дальность действия с использованием таких антенн без дополнительных усилителей лежит в пределах 400 - 800 м.
Необходимое количество каналов зависит от реализованных в самолете элементов управления. Минимально - это два канала: управление газом и поворотами. Если мы хотим дополнительно управлять рулем высоты, то это уже три канала. Для подключения дополнительного элемента управления - элеронов потребуется четвертый канал. Управление закрылками - пятый и т.д. Часто встречается микширование каналов, когда из-за одновременного использования двух каналов получают значения третьего параметра. Так одновременное управление элеронами по каналам высоты и поворотов превращают их в элевоны. Одним и тем же элементом самолета мы управляем и высотой и поворотами. В этом случае элемент самолета - руль поворотов нам не нужен, значит меньше понадобиться каналов и сервоприводов.
Самый простой передатчик должен иметь минимальный набор рычагов управления. Как правило, это два джойстика (стика), один для правой, второй для левой руки. Обычно один стик отвечает за управление газом и поворотом руля, второй отвечает за управление рулем высоты и поворотами вправо - влево элеронами. От того какой стик (левый или правый) отвечают за газ и элероны все пульты различают на MODE1 MODE2. В пульте с MODE1 левый стик - руль высоты/руль направления. Правый стик газ/элероны. В MODE2 левый стик - газ/руль направления. Правый стик руль высоты/элероны. Здесь специальных критериев отбора нет, кому как больше нравиться. Почти любой пульт при желании можно переделать на любую MODE, а вот переучиваться с одного на другое или владеть двумя типами довольно сложно. По моим наблюдениям все же больше встречаются пульты с MODE2. я тоже на нем летаю. Помимо основных элементов управления на пультах могут быть дополнительные переключатели, кнопки, индикаторы (триммеры, переключатели режимов и т. д.). Все зависит от количества каналов и функций. Сложные передатчики могут иметь экран настроек и выводить основные параметры телеметрии (обратная связь с самолетом). Они так же могут быть программируемые на разные режимы и функции (микширование, реверс и прочее). Простые передатчики одновременно могут быть привязаны только к одному приемнику. Более сложные могут управлять до восьми различными приемниками. Например, я с одного своего пульта могу управлять своими восьми моделями, просто предварительно выбрав на пульте нужную мне модель. Более детально в этой статье я не планирую рассматривать передатчики, их типы, настройки. Может потом напишу отдельную статью и сделаю ссылки на нее.
- Приемник
Приемник располагают на борту самолета. Его главная задача суметь принять через антенну сигнал от пульта и передать его на соответствующее устройство. Каждому устройству соответствует свой канал, заранее назначенный авиамоделистом при сборке. Приемники подразделяются по частоте, аналогично передатчикам. Следующий основной параметр - это количество принимаемых каналов. Самый простой приемник двухканальный, далее идут приемники от трех до восьми каналов. Количество каналов приемника и передатчика могут не совпадать. Главное, чтобы приемник и передатчик были привязаны "забиндены" (от слова bind) друг к другу. Так 8-ми канальный передатчик может работать с 2-х канальным приемником, а 6-ти канальный приемник работать с 4-ч канальным передатчиком. Лишние каналы просто не будут задействованы. Как привязать приемник и передатчик расскажу ниже, когда дело дойдет до сборки.
- Двигатель
Типы двигателей рассматривались выше в первой части статьи. При выборе конкретной модели надо отталкиваться от размера самолета, его веса. Это определит мощность и скорость вращения двигателя. В нашем случае немаловажное значение имеет простота использования и обслуживания. По этой причине ДВС мы рассматривать не будем. Из электродвигателей коллекторные мы так же исключим по причине их достаточно низкого КПД и надежности. Остановим свой выбор на бесколлекторном двигателе. Точные параметры и марку двигателя определим позже, после выбора конкретной модели.
- Контроллер скорости двигателя
ESC - на него обычно возложены две функции: основная - управлять оборотами двигателя, а вторая - преобразовывать напряжение от аккумулятора (от 7,4 до 14,8 Вольт) в напряжение 4,8 или 6 Вольт для питания всей бортовой аппаратуры. Для коллекторных и бесколлекторных двигателей необходимы разные контроллеры. Коллекторные имеют два вывода на мотор, бесколлекторные - три (по числу фаз). Оба типа контроллеров подразделяются по минимальному и максимальному входному напряжению и максимальному току нагрузки. Максимальный ток нагрузки ESC должен превышать, как минимум, на 10% максимальный ток электродвигателя, чтобы в воздухе, при максимальных оборотах, ESC не сгорел от перегрузки и не привел к крашу всего самолета. Обычно максимальный ток ESC указывается на корпусе.
- Сервопривод
Устройство, преобразующее сигнал с пульта в механическое действие - отклонение поворотного вала по часовой или против часовой стрелки в зависимости от длительности импульса сигнала. Чем больше длительность, тем на больший угол отклоняется поворотный механизм. Основными параметрами для сервопривода являются его вес (в граммах), мощность (крутящий момент кг\см), и скорость отклонения (за какое время вал привода отклониться на определенный градус). По конструкции сервоприводы бывают аналоговые, цифровые, с пластмассовыми или металлическими шестернями. Цифровые обладают более точным позиционированием угла отклонения, но стоят соответственно дороже. Металлические шестеренки обеспечивают лучшую надежность, но увеличивают вес и стоимость сервопривода.
Механическое движение вала при помощи тяг и кобанчиков приводит в движение соответствующие элементы самолета.
- Тяги, кабанчики и петли
Хотя эти элементы напрямую не относятся к электронике, без них невозможно осуществить управление подвижными частями самолета (рули высоты и поворота, элероны, рулевые колеса). Поэтому их приобретение так же необходимо предусмотреть. Есть различные разновидности тяг, отличающиеся по длине, способу крепления, возможностью регулировки длины. Их параметры зависит от размеров модели и расстояния от управляемого элемента до сервопривода. Петли и кабанчики разделяются по размерам и способу крепления.
- Аккумулятор
Аккумулятор является одним из важнейших элементов самолета. От его параметров зависит вес модели и время полета. Чем больше емкость аккумулятора, тем дольше время полета, но тем больше его вес, а значит тяжелее самолет и больше энергии требуется для взлета и удержания в воздухе. Зачастую, увеличивая вдвое емкость аккумулятора, время полета с трудом увеличивается на четверть. Немаловажный параметр аккумулятора, его токоотдача - максимальный ток за единицу времени, который может отдать в нагрузку аккумулятор. От этого зависит максимальная мощность, развиваемая двигателем. До появления LiPo аккумуляторов все вышеуказанные параметры ограничивали использование электродвигателей, т.к. NiCd (никель-кадмиевые) аккумуляторы были достаточно тяжелые, с малой токоотдачей. Появление более легких, емких и мощных LiPo аккумуляторов дало толчок в развитии электроавиомоделирования.
LiPo аккумуляторы состоят из последовательно соединенных элементов с номинальным напряжением 3,7 Вольт. Если аккумулятор состоит из одного такого элемента, то его условно называют 1S, если из двух - 2S (напряжение на выходе 7,4 Вольт), из трех -3S (напряжение 11,1 Вольт) и т.д. Аккумуляторы 1S в основном используются в малых моделях, 2S в средних, 3S в средних и больших. Встречаются аккумуляторы 4S и выше, но их мы рассматривать не будем. Емкость аккумулятора измеряется в мАч. Важный параметр для LiPo аккумулятора - токоотдача или максимальный ток разряда. Указывается на аккумуляторе в виде цифры и буквы С. Например значение 20С - для аккумулятора емкостью 3000 мАч означает, что максимальный непрерывный ток разряда равен 20*3000=60000 мА=60А. Ток разряда подбирают из значения максимального потребляемого тока всей электроники. с запасом не менее 20%, чтобы предотвратить выход аккумулятора из строя.
- Зарядное устройство
LiPo аккумуляторы требуют определенного способа заряда. Каждый элемент батареи заряжается отдельно до максимального напряжение 4,2 Вольт. Превышение этого напряжения неминуемо приведет к выходу аккумулятора из строя, вплоть до возгорания и взрыва. Поэтому для заряда LiPo аккумулятора используются специальные зарядные устройства, которое придется приобрести. Максимальный ток заряда обычно составляет 1С. Значит для аккумулятора 3000мАч максимальный ток заряда 1С*3000=3000 мА=3А. В реальности, чем меньше зарядные и разрядные токи, тем дольше будет жить аккумулятор. В продаже есть различные зарядные устройства, от самых простых с фиксированным током и напряжением 2S или 3S, до сложных зарядных устройств с регулировкой тока, умеющих заряжать аккумуляторы 2S-6S, плюс Ni-Cd, Ni-Mh.
4. Выбор конкретной модели самолета и всех комплектующих
Теперь, когда все основные теоретические материалы озвучены и изучены, самое время преступить к выбору непосредственной модели будущего самолета и, отталкиваясь от нее, подобрать всю необходимую электронику. Из своего опыта по сложности сборки и управлению я рекомендую собрать модель военного самолета СУ-37 из потолочной плитки. У данного самолета минимальное количество деталей при достаточной красоте и реалистичности внешнего вида, двигатель расположен сзади, для управления используются всего два элевона и запуск осуществляется с руки, а посадка на любую поверхность. Позже можно будет приделать и колеса. Размеры самолета: длина - 900 мм, размах крыльев 700 мм. Управлять таким самолетом достаточно легко, он хорошо держится в воздухе как на малой, так и на большой скорости. Именно на этой модели я успешно обучал первым полетам своего 10-летнего племянника.
После выбора конкретной модели можно приступить к выбору и приобретению электроники. Скажу сразу, что почти всю электронику я закупаю в Китае через Интернет-магазин Aliexpress. Получается дешевле, чем покупать в России (сами мы, к сожалению, почти ничего из необходимого оборудования не выпускаем), но ждать придется долго. Иногда, если горит, то заказываю в наших местных магазинах тот же Китай, но уже дороже и быстрее.
Начнем с двигателя. Так как вес нашей модели не очень большой (в полном снаряжении не должен превышать 500 грамм), то вполне подойдет бесколлекторный двигатель с питанием 3S (аккумулятор 11,1 вольт). Здесь стоит обратить внимание на скорость вращения двигателя (измеряется количеством оборотов на 1 вольт 150-7000 KV). От этого будет зависеть размер нашего винта, который ограничен конструктивом не более 8 дюймов. Винт должен обязательно быть обратного вращения! Оптимально подойдут двигатели со скоростью вращения от 1800 до 2200 KV с подъемной силой от 500 до 800 грамм при питании от аккумулятора 3S. В качестве примера из недорогих и надежных можно заказать двигатель A2212 - 1800KV или A2208 - 1800KV или A2212 - 2200KV или A2208 - 2200KV.
Основные характеристики этих типов мотора: вес - 48 грамм, напряжение питания - 2S - 3S, максимальный ток - 12А , рекомендуемый пропеллер -7х5 дюймов для 1800KV или 6х3 дюйма для 2200KV, подъемный вес - 750 грамм. Пропеллер обязательно должен быть обратного вращения (толкающий), поскольку двигатель должен вращаться против часовой стрелки для обеспечения самозатягивания крепежного кока. При вращении по часовой стрелке кок будет самораскручиваться...
Для такого двигателя вполне подойдет контроллер ESC с максимальным током 30А. Этот же контроллер будет нам выдавать для всех наших устройств напряжение 5 Вольт.
Поскольку конструкция самолета предусматривает всего два элемента управления - левый и правый элевоны, то нам понадобятся только два сервопривода. Вес 9 грамм, и сила крутящего момента 1,6 кг вполне нам подойдут. Цифровые сервоприводы здесь необязательны, можем остановиться и на аналоговых, правда возможно придется периодически осуществлять их регулировку триммерами, т. к. их точность больше зависят от температурных условий.
Для передачи движения от сервопривода к элевонам нам потребуется еще две тяги, набор петлей, для крепления элевонов и кабанчика для подсоединения тяги.
Раз у нас всего два сервопривода и один двигатель, то приемника с тремя каналами нам вполне будет достаточно. Главное, чтобы он был совместим с передатчиком. Поэтому переходим к выбору передатчика, смотрим, какие он поддерживает приемники и подбираем приемник.
К выбору передатчика следует отнестись с перспективой на будущее. Если в будущем будут появляться новые модели самолетов или других летательных аппаратов, то, чтобы к каждому не покупать свой пульт, следует подумать о приобретении одного, но очень хорошего пульта, с которого можно будет управлять всем моделями. Например, я со своего пульта управляю пятью самолетами, одним планером, одним вертолетом и одним квадрокоптером. Правда, это достаточно дорогое удовольствие, поэтому, если будущие перспективы туманны, то можно купить для начала самый простой 4-х канальный передатчик на частоту 2,4 ГГц. К нему покупаем совместимый 3-х канальный приемник. Поскольку у нас будут использоваться элевоны, то передатчик должен уметь микшировать канал.
Настройка микширования для разных типов пультов может отличаться, поэтому приведу пример конкретного недорого передатчика для начинающего авиамоделиста с уже встроенной функцией микширования. Предлагаю приобрести пульт Flysky FS-i4 - четырехканальный передатчик с переключателями реверса каналов и функцией V-MIX, для управления элевонами по 1-му и 2-му каналам. Данный передатчик работает по протоколу AFHDS 2A и совместим с 3-х канальным приемником FS-A3, поддерживающим этот же протокол (на передатчике и приемнике должны быть ключевые символы AFHDS 2A).
Перед установкой приемника в самолет его необходимо привязать (забиндеть) к передатчику. Делается это следующим образом: Подключаем на третий канал приемника разъем от контроллера ESC, соблюдая полярность (белый - сигнальный, красный +, черный -). Идущую в комплекте с приемником перемычку вставляем в разъем bind. Подключаем к ESC аккумулятор. У приемника должен заморгать красный светодиод. После этого включаем пульт передатчика и нажимаем на нем кнопку BIND. Если привязка прошла успешно, то светодиод на приемнике должен загореться постоянно. Отключаем аккумулятор, отсоединяем перемычку, выключаем пульт. Снова подключаем аккумулятор к ESC. Диод на приемнике начнет моргать, сигнализируя нам, что нет сигнала от передатчика. Включаем передатчик и светодиод сразу должен загореться постоянно, указывая на то, что есть прием и связь с передатчиком. Неплохо так же перед установкой проверить дальность действия между приемником и передатчиком. Для этого можно в поле или на дороге, где прямая видимость, отходить с приемником от пульта, до тех пор, пока горящий постоянно диод не начнет моргать (потеряет связь). Заявленная производителем дальность приема должна быть 400 метров в зоне прямой видимости. Если все совпадает, то двигаемся дальше.
Теперь самое время перейти к выбору аккумулятора. Здесь всегда происходит подбор компромисса между емкостью аккумулятора и его весом. Чем больше мы хотим емкости (чтобы дольше летать), тем тяжелее и больше в размерах будет аккумулятор. поэтому оптимальным будет аккумулятор напряжением 3S с током разрядки не ниже 30C и емкостью 1300 мА. Такого аккумулятора нам хватит на гарантированные 10 мин. полета. За это время Вы уже точно устанете и захотите сделать перерыв. Если мало, то можно купить два одинаковых аккумулятора и летать по очереди, сначала на одном, потом не другом. Не забываем заказать зарядное устройство! Силовой разъем аккумулятора должен совпадать с разъемом ESC. На всех моих картинках разъем T PLUG. Есть еще вариант разъемов XT60. Разъемы между собой несовместимы. Иначе придется их перепаивать.
5. Сборка
Со всеми деталями определились, всю электронику заказали, и, пока она едет из Китая, самое время приступить к сборке корпуса.
Чертежи возьмем готовые вот здесь. Распечатываем листы чертежа на обычном принтере, склеиваем их между собой и получаем лекало, с помощью которых рисунок переносим на плитку. Если делать корпус из одиночного листа плитки, модель получиться легкая, но очень непрочная, поэтому я делаю все детали самолета из двухслойной плитки. Вырезаем двойные заготовки, а потом их склеиваем между собой и собираем модель. Здесь есть небольшая хитрость. Плитка пенопласта имеет неодинаковую прочность. Для того, чтобы понять, в каком направлении лист прочнее, достаточно его слегка согнуть, взяв руками за противоположные стороны. Сначала с одних сторон, а потом повернуть на 90 градусов и с других двух сторон. В каком случае лист будет прогибаться более туго, в том направлении лист крепче. Значит крылья, чтобы меньше сгибались, надо вырезать в определенном направлении, и фюзеляж соответственно. Для вырезания используем острый канцелярский нож. Наученный своим горьким опытом, я очень рекомендую после сборки весь самолет обклеить обычным скотчем (можно разного цвета). Скотч, хоть и немного утяжеляет конструкцию, зато в разы увеличивает ее прочность из любого пенопласта, будь то потолочка или покупная модель. После оклейки я прохожу по поверхности обычным феном, чтобы скотч под температурой прочнее приклеился к пенопласту. Подвижные части - элевоны прикрепляем к корпусу на петлях и дополнительно устанавливаем кабанчики для крепления тяг от сервоприводов.
Корпус собран, приступаем к установке электроники. Схема соединения всех элементов приведена ниже. Все собирается на разъемах и особого труда составить не должно, главное соблюдать полярность. Порядок подключения элементов к приемнику следующий: канал 1 и канал 2 - подключаем сервомашинки, канал 3 - ESC двигателя.
Начнем с установки двигателя на посадочное место. Он должен быть достаточно крепко закреплен к корпусу. Для этого я использую квадратик из трехслойной фанеры по размеру креплений двигателя. Этот квадратик приклеиваю к корпусу (он хорошо клеиться все тем же клеем) и дополнительно закрепляю саморезами, обмазанными клеем, а мотор сажаю на винты, вкрученные в фанеру. Пропеллер устанавливаем на двигатель в самую последнюю очередь, когда все уже будет установлено, подсоединено между собой и проведены тестовые запуски электроники. Двигатель обязательно должен вращаться против часовой стрелки, если смотреть на него спереди, там где крепиться винт. Если мотор крутиться в другую сторону, то поменяйте местами любые два провода от контроллера.
Контроллер и приемник лучше располагать как можно ближе к двигателю, в задней части самолета, по поперечному центру, чтобы обеспечить необходимый баланс, который в полностью снаряженном самолете должен совпадать с указанной на чертеже точкой.
Сервоприводы устанавливаем на предусмотренные посадочные места и соединяем их тягами с элевонами. Крепление тяг надо подобрать так, чтобы в нейтрльном положении стика, отвечающего за подьем вверх вниз и поворотами вправо влево на пульте передатчика, элевоны были в среднем положении.
При движении на пульте стика управления на себя (подъем вверх) оба элевона должны отклоняться вверх. При движении стика от себя ((пикирование вниз) оба элевона должны отклониться вниз.
При повороте стика вправо правый элевон (если смотреть на них с хвоста) поднимается вверх, а левый вниз. При повороте стика влево правый элевон опускается вниз, а левый поднимается вверх. Если все происходит с точностью наоборот, то на передатчике по данным каналам надо установить реверс.
Теперь необходимо определиться с установкой аккумулятора. При помощи его расположения осуществляется балансировка самолета. Для фиксации аккумулятора я сделал на своем СУ-37 небольшую доработку, снабдив его специальным батарейным отсеком. Можно для фиксации использовать обычную одежную липучку. Одну часть приклеить в месте расположения аккумулятора, вторую приклеить на сам аккумулятор.
В последнюю очередь устанавливаем на место винт и проверяем на небольших оборотах работу всех бортовых систем, управляя ими с пульта.
Еще раз проверяем балансировку подгоняя центр тяжести к указанной точке на чертеже. Если перевешивает зад, то прикрепляем перемещаем аккумулятор вперед или вешаем небольшие грузы (например, монетки) на нос самолета. Если перевешивает перед, то смещаем аккумулятор к хвосту или вешаем дополнительный баланс на хвост.
Все готово для первых запусков!
6. Подготовка к запуску
По практике всех авиамоделистов, первые запуски самолетов в 90% случаев ведут к неудачам в случае, если пилот никогда до этого не пробовал управлять моделью... Чтобы этого не случилось, настоятельно рекомендуется предварительно поучиться управлению на компьютерном симуляторе. Есть различные программы с достаточно реалистичными изображениями окружающей среды, моделями, похожими на настоящие (можно подобрать максимально похожую на свою). Самое главное, что тот же самый пульт управления можно при помощи специального кабеля подключить к компьютеру и уже им управлять в симуляторе, максимально приближаясь к реальным полетам. Лично я учился на симуляторе PhoneixRC. Как подключать пульт видно на картинке. На Aliexpress можно заказать полный комплект, включающий программу, а можно заказать только кабель, все остальное скачать с Интернета. Кто как умеет...
При помощи симулятора Вы научитесь взлетать и приземляться в заданную точку, управлять поворотами вправо и влево, пользоваться рулем высоты, учитывать влияние ветра и конструктивные особенности самолета. Очень важно понять, что когда самолет улетает от нас, то управление вправо и влево совпадают, а когда самолет летит на нас, то все отрабатывает в зеркальном отражении. Поставьте себе задачу 10 раз подряд успешно взлететь и успешно сесть. После ее достижения можно смело идти на поле.
7. Первый полет
После того, как рука на симуляторе набита, пульт стал привычным инструментом управления, можно отправляться на первые реальные запуски! Хочу дать несколько полезных рекомендаций.
Лучше всего свои первые запуски осуществлять в поле, где нет поблизости, кустов, деревьев, проводов. Почему то они обязательно выскакивают навстречу... Старайтесь выбирать место там, где нет поблизости людей и животных. В человека можно нечаянно попасть, а собака может не понять и наброситься на самолет. Желательно, чтобы поле было с достаточно высокой травой, которая спасет от жесткого приземления и ошибок пилотирования при взлете и посадке. Запускать лучше в безветренную погоду. Обычно это бывает утром на восходе солнца и вечером при закате. Если есть небольшой ветер, то взлетать и садиться надо против ветра, тогда он будет Вам в помощь. Обязательно надо учитывать положение солнца - очень неприятно быть ослепленным и на какое то время потерять самолет из виду. Особенности конструкции данного самолета подразумевают запуск рукой, держась за фюзеляж сверху.
Тут надо быть внимательным, чтобы расположенный сзади винт не поранил руку при броске. Сажать самолет нужно стараться развернув на себя, тогда Вы отчетливо будете видеть его высоту, понимать расстояние до посадки и положение крыльев. Ну, в общем то и все. Приятных полетов!
Спонсор канала компания Stop-leaks