Перейти к содержанию
Aviamodelka - форум авиамоделистов-самодельщиков

Бальза Фанера Карбоновые трубки Эпоксидные смолы Карбоновые стержни Латунные трубки Проволока ОВС Ткани

Бальза, Фанера, Карбоновые трубки, Эпоксидные смолы, Карбоновые стержни, Латунные трубки, Проволока ОВС, Ткани, МРД, Клеи

Устойчивость и управляемость вертолета


Гость Штефан

Рекомендуемые сообщения

Итак, с грехом пополам я научился расчитовать потребную мощность для вертолета, оценивать тягу, крутящий момент и т.д. Собрал резиномоторочку, которая не плохо ложится по расчетам.

Но я уперся в вопросы устойчивости вертолета.

Полазив по сайтам, почитав статьи я понял, что проблема эта очень хитрая.

Я узнал, что 2х лопастный винт и многолопасный винт вещи очень в этом плане разные. Что для 2х лопасных больших вертолетов с карданным креплением втулки на валу противопоказан пилотаж с малыми, тем более отрицательными перегрузками. И это понятно, через кардан не может передоваться изгибающий момент на вал редуктора от винта, корпус машины завалится на кардан и начнется жесткий бампинг и переворот в нормальное положение с ударом лопостей по ХБ. Но как вверх ногами летают маленькие 2х лопастные модели с системой белла-хиллера без разнесенных гор шарнирв??? Пружинны спасают что ли?

Прошу помощи в наведении порядка в голове по вопросам систематизации конструкций втулок, управляемости и устойчивости. Тк без этого самому хорошую модельку не построить а очень хочется.

Ссылка на комментарий

Бальза Фанера Карбоновые трубки Эпоксидные смолы Карбоновые стержни Латунные трубки Проволока ОВС Ткани

Бальза, Фанера, Карбоновые трубки, Эпоксидные смолы, Карбоновые стержни, Латунные трубки, Проволока ОВС, Ткани, МРД, Клеи

  • Ответов 8
  • Создана
  • Последний ответ

Топ авторов темы

Топ авторов темы

Изображения в теме

Но как вверх ногами летают маленькие 2х лопастные модели с системой белла-хиллера без разнесенных гор шарнирв??? Пружинны спасают что ли?

 

Задайте конкретный вопрос ....

 

У моделей вертолетов классической схемы нет никаких пружин ...

 

Лопасти закреплены в вилках подвижно только в горизонтальной плоскости (рабочее положение определяется центробежными силами ), "маховое" движение лопасти может осуществятся только за счет гибкости самой лопасти.

 

Управление происходит за счет изменения общего и циклического шага лопастей .

 

Для обеспечения устойчивости применяется сервоось (флайбар), это по сути механический гироскоп "смягчающий" реакцию модели на управляющие воздействия (общий принцип, чем тяжелее лопатки сервооси - тем стабильней вертолет ).

 

С уважением, Соло.

Ссылка на комментарий

Вопросов у меня много, внятного описания я не нашел пока, но этот вопрос самый не понятный.

Когда- то давно я видел видео пролета модели вертолета сквозь ворота школьного стадиона вверх ногами. Те вертолет стоял на винте, а не висел на нем (отрицательная перегрузка), у вертолета была ось с серволопатками, как и положенно, что там именно было я не помню винт крутился, как там втулку разгядишь. Вроде как я тогда этому факту внимания особого не придал, теперь когда заболел решил разобраться.

Итак если винт у вертолета обычный те с разнесенными горизонтальными шарнирами в перевернутом полете при отклонении фюза от нормали центабежная сила, приложенная к лопостям, через шарниры пытается вернуть верт в нормальное положение те перевернутое положение устойчиво и управляемо, тк есть возращающая сила направление которй можно изменить, изменив плоскость винта.

 

При системе белла-хиллера с сервоосью (флайбаром) мы имеем винт, который фактически сидит на карданном валу (общий горизонтальный шарнир), те наклон плоскоти (конуса) винта не вызывает отклоняющего момента на фюзе, а при перевернутом полете при отклонении фюза от нормали не возникнет стабилизирующих сил тк кардан изгибающих моментов не передает. И это вроде как правда тк 2х лопасным белам и робинсонам запещен пилотаж даже с малыми перегрузками, а с отрицательными полет окончится катострофой. Но как тогда летают модели в перевернутом состоянии с точно такой же конструкцией втулки ?

 

Если кто не знает бампинг - удары лопастей по упорам шарниров.

Ссылка на комментарий
При системе белла-хиллера с сервоосью (флайбаром) мы имеем винт, который фактически сидит на карданном валу (общий горизонтальный шарнир), те наклон плоскоти (конуса) винта не вызывает отклоняющего момента на фюзе, а при перевернутом полете при отклонении фюза от нормали не возникнет стабилизирующих сил тк кардан изгибающих моментов не передает.

 

Откровенно я не встречал моделей с "карданным" подвесом ротора ....

Во всяком случае все 3Д модели имеют жесткую привязку плоскости ротора (в моделях конус настолько мал, что о нем мало кто догадывается ...) к положению фюзеляжа ....

 

С уважением, Соло.

Ссылка на комментарий

Я ознакомился внимательней с некоторыми втулками винтов, и действительно на моделях применяют винты без общегого горизонтального шарнира, я продобрал несколько рисунков разных втулок двухлопасных винтов.

Похоже стоит поэксперементировать на моей модели с винтом вообще без шарниров с 1м горизонтальным шарниром под 90 град. С флайбаром и 1 общим осевым шарниром. Оценить полет модели. Пока ясно, что автодинамическая втулка не способствует устойчивости, интересно почему?

В принципе для резинок винт на кардане с флайбарам самое то, как мне кажется, гироскопический момент такого винта очень велик и задав плоскость винта при старте модель летит в нужную сторону. Из-за краткости полета направление полета мало меняется. Думаю для резинки винты сменьшем числом степень свободы приведут к более сложной траектории, но для радиуправляемых такие винты куда предпочтительней.

post-4135-1238664709_thumb.jpg

post-4135-1238664725_thumb.jpg

post-4135-1238664754_thumb.jpg

post-4135-1238664775_thumb.jpg

post-4135-1238664795_thumb.jpg

post-4135-1238664816_thumb.jpg

Ссылка на комментарий
  • 1 месяц спустя...

Сегодня ночью, сломав 1 лопасть (не поймал верт стену зацепил) на своем вертолете я кое что понял!

Не скажу, что я этого раньше не знал, но не так к этому относился серьезно.

 

Вообщем основная проблема вертолета у меня раскачка в полете, те он устойчив и колебания затухают,

но пилотаж получается экстремальным (у меня свободнолетающий резиновый)

я вспомнил волшебное слово демпфирование! И с ходу нашел в яндексе интересную статью:

А еще вспонил про операторное исчесление, теорему Ляпунова, и еще много чего, чему меня в школе учили, и в жизни не пригодилось, ну да ничего, теперь пригодится.

 

Статья как мне кажется очень в тему топика.

 

Слова: Джим Иннс

Перевод: aarc

Оригинальный текст на сайте RCHeliMag.*

 

Демпфирование ротора один из важнейших аспектов вертолетостроения, которому часто не уделяют достаточного внимания или вообще оставляют за кадром. Понимание принципов действия демпфирования и его назначения позволит любому пилоту лучше понимать модель, осознанно модифицировать ее и, как результат, лучше летать.

Что такое демпфирование?

Демпферы ротора или дамперы, как их часто называют, служат на модели вертолета нескольким целям. Что бы лучше понять назначение демпферов, лучше обратиться к примеру полноразмерных вертолетов и процессу который называется махи лопастями. Махами называют процесс движения лопастей вверх-вниз во время полета, что сопровождается изменением угла атаки. Причина, по которой лопасти делают махи - уравновешивание сил. Когда одна из лопастей движется вперед по ходу движения (наступает), а другая лопасть движется против хода движения (отступает) появляется эффект разбалансировки. Отступающая лопасть имеет меньшую скорость относительно воздуха и следовательно меньшую подъемную силу, в то время как наступающая лопасть напротив имеет большую подъемную силу. Делая махи отступающая лопасть поднимается вверх, увеличивая угол атаки, наступающая лопасть напротив опускается, уменьшая угол. Это происходит поскольку есть баланс между подъемной и центробежной силами действующими на лопасти. Без уравновешивания этих сил вертолет скорее всего будет очень нестабилен в полете и может разрушиться от вибраций. Махи в моделях вертолетов достигаются двумя способами: гибкостью лопастей и цапф или с помощью демпферов и шарниров.

Поскольку подавляющее большинство современных радиоуправляемых вертолетов (около 90%) использует единый межлопастной вал с демпферами для соединения лопастей между собой, о них и пойдет речь. Такая конструкция называется конструкцией с плавающим ротором. Есть модели с настоящей маховой конструкцией с шарнирами, но количество их невелико. Причина тому - большое число деталей и сложность сборки, а так же высокая стоимость такого решения по сравнению с плавающим ротором. Некоторые FAI вертолеты высшей ценовой категории используют ротор с шарнирами и имеют выдающиеся летные характеристики, но для большинства вертолетов и пилотов подобное решение не стоит того.

Обратите внимание, что наступающая лопасть движется против ветра и имеет большую подъемную силу поскольку относительная скорость равна скорости ротора плюс скорость набегающего воздуха, напротив отступающая лопасть дает меньшую подъемную силу поскольку ее относительная скорость равна скорости ротора минус скорость набегающего воздуха. Махи ставят лопасти на разный угол уравновешивая тем самым подъемную силу.

Жесткие или мягкие?

Чего можно достичь понимая основы назначения демпферов? Многого! Кроме того, что демпферы предохраняют вертолет от нестабильности и саморазрушения, они так же могут быть использованы для настройки летных характеристик модели. Отсюда стандартный вопрос, - "Насколько жесткими должны быть демпферы?" Часто для одного и того же вертолета можно приобрести демпферы разной жесткости. Рейтинг жесткости указывается в градусах по Шору. Чем выше рейтинг, тем более жесткими будут демпферы.

Для чего используются жесткие демпферы?

Жесткие демпферы заставляют вертолет резче реагировать на циклический шаг, другими словами, корпус вертолета будет быстрее следовать за изменением положения ротора. С другой стороны, с более мягкими демпферами вертолет будет медленнее реагировать на управляющее воздействие. Учтите, что жесткость демпфера влияет только на начало маневра. К примеру, допустим есть два одинаковых пилота и они управляют одинаковыми вертолетами, если они начнут совершать серию флипов, то тот, у кого демпферы жестче, сможет быстрее начать маневр, однако установившаяся скорость флипов у обоих будет одинакова. И если уж совсем просто, то жесткие демпферы дают более быструю реакцию на управление, но не влияют на скорость всего маневра. Жесткие демпферы так же дают дополнительную защиту от удара лопастями по балке, поскольку не позволяют диску ротора отклоняться слишком сильно. Есть способ повысить жесткость демпфирования - установить шайбы на межлопастной вал между цапфой и хабом. При затяжке винтов межлопастного вала шайбы надавят на демпферы и сожмут их, получится более жесткая конструкция. 3D пилоты как правило выбирают самые жесткие демпферы из тех, что могут найти. Некоторые вообще убирают демпферы, получая жесткое крепление межлопастного вала. Такое решение тоже возможно хотя и не рекомендуется поскольку вертолет может разрушиться в полете если демпфирование не будет осуществляться где-либо в другом месте, особенно учитывая насколько жестки современные карбоновые лопасти.

 

Для чего применяют мягкие демпферы?

Прочитав о преимуществах жестких демпферов можно подумать, зачем тогда нужны мягкие демпферы? Но есть ряд причин, по которым пилот может решить использовать мягкие демпферы. Когда лопасти и демпферы слишком жесткие, вертолет будет качаться и наклоняться при висении и во время выполнения медленных маневров. Вертолет с жесткими демпферами очень резкий и реагирует даже на малейшие движения стиками, даже на дрожание рук пилота. Более мягкие демпферы очень стабильны при висение и во время выполнения медленных красивых полетов типа восьмерки или полетов в стиле копийных вертолетов. С мягкими демпферами модель обретет летные характеристики реального вертолета, а как известно, не многие из реальных вертолетов способны на 3D. Начинающие пилоты предпочитают мягкие демпферы, поскольку с ними вертолет более плавный и медленнее реагирует на команды, что дает время на обдумывание и коррекцию. Основной недостаток мягких демпферов это повышенная вероятность удара по балке, поскольку отступающая лопасть может сильно отклониться вниз при чрезмерном управлении по циклическому шагу и небольшой скорости вращения ротора, а так же мягкие демпферы приводят к флаттеру* - треску при маневрах из-за того, что лопасти при махах отклоняются на большой угол и происходит срыва потока.

* ФЛАТТЕР (от англ. flutter), сочетание изгибных и крутильных колебаний крыльев, оперения и др. элементов конструкции самолета. mega.km.ru.

 

Пример из жизни про вертолеты и выбор демпферов. Для Hirobo Frea Evo доступны демпферы двух типов: штатные, жесткостью 60° и 3D, жесткостью 80°. Для опытных 3D пилотов лучший выбор 80°, в то время как FAI-пилоты и новички скорее предпочтут 60°.

Типы демпферов.

Существует масса всевозможных демпферов для разных моделей вертолетов, в том числе и изделия третьих фирм. Многие производители предлагают мягкие и жесткие версии своих изделий. Обычно, внешне они похожи и различаются только цветом. Некоторые используют резиновые кольца(О-ring), а некоторые мягкие пластики. Третьи фирмы предлагают множество вариантов, среди которых:

 

Жесткие пластиковые демпферы с резиновым кольцом. Они жесткие не только на вид, но и в деле. Резиновое кольцо дает стабильность, необходимую при висении и в горизонтальном полете, а при жестких маневрах кольцо сжимается до пластика и вертолет резко откликается на управление. Такие демпферы хорошо работают при 3D полетах. Недостаток в том, что такие демпферы могут быть легко повреждены в краше.

 

Нештатные резиновые кольца (O-ring). Обычно такие демпферы делают из резины с более высоким рейтингом жесткости, чем предлагает производитель вертолета, но они так же однородны и демпфируют всем объемом. Обычно каждый демпфер состоит из двух и более колец, насаженных на межлопастной вал. Такие демпферы бывают разной жесткости для всех стилей полета.

 

Резиновые кольца в трубке. Некоторые производители предлагают наборы, которые состоят из нескольких колец расположенных внутри металлической трубки, трубка в свою очередь помещается внутри хаба. По характеристикам такая конструкция схожа с обычными резиновыми кольцами.

При таком многообразии демпферов вы без труда подберете подходящие для вашей модели. Что касается самого выбора - учитывайте на ваш стиль полета и обратите внимание на то, какие демпферы используют люди с такими же вертолетами. Это подскажет вам, с чего начать.

Ссылка на комментарий

Нарыл интересные мат. выкладки по устойчивости вертолетов в книге Helicopter Theory 1980 Wa* Johnson. Скачано с твистер клуба.

Там описана мат. модель вертолета на режиме весения, сказано, что модель весьма точная и проверена эксперементально.

Те закладываешь конструктивные параметры в модель, считаешь коэффициенты, собираешь это в маткаде и любуешься, как его болтает.

Модель представляет собой линейный дифур (и кучей коэффициентов на 99% непонятного назначения), с одним действительным корнем и 2мя комплексными для 3х и более лопостных винтов с разнесенными шарнирами. Те 3-х лопастный вертолет ВСЕГДА проявляет статическую устойчивость (не вылазит из сотояния балансировки при отсутсвиии возмущений) и колебательную неустойчивость при возмущении, те раскачивается на весениии при зафиксированной ручке, благо с очень большим периодом.

Если есть люди, готовые поломать голову и пишите. Я ТАУ и теормех учил более 5лет назад, многое забыл, поэтому в книжке понимаю только те части, которые названы "резюме" или "выводы".

 

PS Опыты с резиновым вертом по устойчивости продолжаются....

Ссылка на комментарий
Те закладываешь конструктивные параметры в модель, считаешь коэффициенты, собираешь это в маткаде и любуешься, как его болтает.
:excl: Очень интересно...

 

Ссылка на комментарий

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйте новый аккаунт в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти

×
  • Создать...