Саморобні вертольоти та літаки. Побудуємо - полетимо: вертоліт своїми руками

Скільки вже говорилося про вертольоти ... Тим створено безліч. А новачок приходить на паркфлайєр і ставить ті самі питання: "який мотор купити для 700-ї тушки", "яку серву поставити на хвіст HK600", "який акумулятор краще буде сидіти в 500-ці", і "чому на ній лопаті від 600". В найкращому випадкуйому дають посилання на форми, у гіршому відправляють у гугл, але найчастіше просто ігнорують. Мета статті розібратися, що треба купити, щоб побудувати вертоліт з нуля.

Почнемо ми, мабуть, з того, що в цій статті обговорюватиметься лише те, що нам хочеться і що для цього треба купити. Щодо налаштування та збирання розмовлятимемо в інших темах.

Найкращі часті питанняпри виборі ПЕРШОГО вертольота.

"Хочу бензиновий, великий вертоліт, кажуть вони круто літають, який купити?"
Відкиньте думки про ДВЗ. Зазвичай це машини не менше 50 класу, з гартальним двигуном, а це газонокасилка з метровим гвинтом, енергія якого зіставна з пострілом з великокаліберного стовбура. Висока складність управління змусить вас відмовитися від ремонту гелікоптера на все життя, зіпсувавши враження моделізму.

"У мене багато грошей мені начхати на вартість вертольота, що мені потрібно щоб літати на 700 алгіні?"

При нульових навичках пілотування перший політ триватиме не довше 20 секунд. Підніміть у повітря, злякаєтеся, заплутаєтеся в стиках і впустіть модель у кращому випадку в землю, у гіршому випадку відрубайте руки, пальці та інші частини тіла. Для того щоб літати на 700 алгіні Вам знадобиться одна дві тисячі доларів і хороший хірург-травматолог.

"Чи можу я сам зробити вертоліт із того, що продається в автомагазинах?"

Якщо ви RC-вертолітник з п'ятирічним стажем, слюсар 11 розряду та авіаційний інженер, Ви таких питань не поставите. Рядова людина не зможе зробити ЛІТАЮЧИЙ вертоліт своїми руками.

"Що купити?"

Для новачка є 2 доступних класувертольотів: 250 і 450. Обидва ці класи мають право на перебування у вас вдома. 250-ка в зборі обійдеться лише трохи дешевше за старшого 450 друга. Їй набагато складніше керувати, він дуже проворний, спритний і різкий вертоліт, т.к. чим більше габарити, тим більша його стабільність, тим далі його можна від себе відпускати і через його розміри його краще видно, я зупинюся на 450 моделі у зв'язку з поширеністю класу, величезній кількості рем. деталей і тюнінгу, і сукупності льотних характеристик. Добре налаштована 450 модель зі стабілізацією веде себе у воді дуже пристойно, на рівні з 500 побратимами. Саме модель 450-го класу ідеальна для новачка.

З моделлю ми визначилися, тепер переходимо до деталей:

Апаратура
Найкраще купити апаратуру від Turnigy. або сказати важко. Для нової моделі апаратури необхідно докупити. Стару модель краще купити з вбудованим передавальним модулем. Все ж таки я рекомендую стару добру турнігу9х. Вона майже завжди у стоку, всі її болячки виявлені та лікуються. Відразу для апаратури купіть і

Ціна: 2000р + 300р + 230р

Тушка
Багато шанувальників фірм T-REX і ALIGN скажуть, що краще варто брати оригінал, мотивуючи це тим, що вони надійніші, точніше в управління і приємні в повітрі. У всьому вони мають рацію крім одного. Природне зношування деталей у новачка настає рідко, а міняти поламані деталі доводиться часто. Моя порада: беріть копію HK. З або приводом не має великого значення. Ремінь може вибачити деякі помилки при приземленні на хвіст, кардан краще передає потужність на хвіст, не так плавають оберти як при ремінному приводі, немає "перехльостування", при приземленні на хвіст лише невелика ймовірність поломки кардана, все ж найчастіше ламаються лопаті. Особисто я вибрав карданний привід і вам рекомендую!

Ціна: 2200р

Двигун та регулятор.
Є мотор, що зарекомендував себе, для 450 класу. Простий, надійний, в комплекті вже є піньйони, якщо і поламається не важко самостійно перемотати намотування.
Регулятор варто вибирати з потреб двигуна. Оптимальним виборомбуде регулятор на 40А. Наприклад відмінний компактний реєстр з вагою та масою відгуків. Але він не влізе у корпус, доведеться вішати зовні (мало кого це зупиняє). Якщо ж Ви естет і хочете щоб вид у вертольота був бездоганний купіть малюка. Останнім часом якість складання цієї моделі стала кращою, але шлюб все одно присутній. Обов'язково купіть роз'єм та термоусадку та , щоб мати можливість приєднати до регулятора акумулятор.

Ціна: 650р + 600р + 120р

Сервоприводи
Багато і багато варіантів існує на рахунок сервоприводів для тарілки перекосу.
Найкраще, що я зустрічав по співвідношення ціна\якість це . У знайомого вони відлітали 2 сезони на 3-х вертольотах. Пережили близько 20 падінь і досі тримають нуль та впевнено відпрацьовують швидкий перехід у крайні положення. Візьміть про всяк випадок 4 штучки. Запасна серва зайвою не буде.
Для хвоста я наполегливо рекомендую розщедритися на дорогий і перевірений сервопривід. Немає нічого гіршого, ніж вихід із ладу хвостової серви. Як варіант , . Повірте моїм словам, скупий платить двічі. Саме хвостова серва постійно перебуває в роботі, за політ вона зазнає колосальних навантажень. Можна використовувати , але обов'язково перевіряйте їх перед кожним польотом і в перервах між акумулятрами. Ваша уважність ні разу вас виручить.

Ціна: 720р + 1300р

Гіроскоп.
Моя вам порада, для початку цілком вистачить. Так, у чомусь він поступається футабавським гірикам, нехай і рідко, але трапляється бракований, але за 400 рублів нічого краще не знайти. А якщо у вас є можливість, не пошкодуйте грошей на . Вона жодного разу врятує гаманець від спустошливих витрат на нові лопаті, проміжні вали та головні шестірні.

Ціна: 400р або 2400р

Акумулятори та заряджання.
Класичний варіант для 450 вертольота акумулятор ємністю 2.2А\год. Вибирати варто по струмовіддачі для початку (політ млинцем), за очі вистачить. Чудова батарея. Візьміть 2 або 3 штуки, тому що для нормального тренування однієї батареї мало. Пізніше, коли ви підростете і навчитеся висіти, робити петлі та бочки, для активного пілотажу прикупіть собі акумулятори рангом більше, а зараз це марна трата грошей.
Зарядний пристрій однозначно. Моделі змінюватимуться, час йтиме вперед, а зарядний пристрій, як і RC-апаратура у вас залишиться на довгі роки. Не поскупіться та купіть оригінальну версію.

Ціна: 900р + 900р

Інструмент
Обов'язково купіть та .

Ціна: 150 рублів

Рем. комплект.
Помилка багатьох новачків у тому, що вони думають, що ніколи не будуть падати. БУДЕТЕ! І падати будете дуже часто. Саме з цієї причини я й вибрав 450 кіт. Ціна крашу коливається у 100-400 рублів. В основному це лопаті несучого і заднього гвинта, головна шестерня, хвостова балка, флайбар, а також проміжні та хвостові вали. На останньому можна заощадити купивши модель з ремінним приводом. Обов'язково купіть так званий краш-кит. Він дозволить відразу ж розпочати ремонт моделі в полі і через 10 хвилин знову літати.

Сторінка 1 з 2

Вертольоти

Один з видів літальних апаратів важчий за повітря називається вертольотом. Джерелом підйомної сили гелікоптера є не крило, як у планерів і літаків, а великий повітряний гвинт, встановлений на вертикальній осі. Обертаючи гвинт вертольота (його іноді називають ротор) з необхідною швидкістю, можна отримати підйомну силу, достатню для польоту апарата.

Вертоліт винайшов великий російський учений М. У. Ломоносов. Створюючи теорію явищ, що у атмосфері, Ломоносов зіштовхнувся з необхідністю підйому вимірювальних приладів повітря. 4 лютого 1754 року він зробив доповідь про винайдену ним «аеродромічну машину», а вже в липні вона була побудована і випробувана у вигляді моделі.

«Аеродромічна машина» Ломоносова мала два гвинти, що оберталися навколо загальної осі у різні боки.

Сучасні вертольоти будуються за різними конструктивними схемами. На рис. 66 показаний один із видів сучасних радянських вертольотів. Цей вертоліт має лише один гвинт (ротор), який використовується для створення підйомної сили. Ротор обертається двигуном, встановленим у фюзеляжі вертольота. У носовій заскленій частині фюзеляжу знаходиться кабіна льотчика. Колеса вертольота разом із стійками та пристроями (амортизаторами), що пом'якшують поштовх при посадці, складають шасі вертольота, що служить для стоянки та руху по землі. На кінці довгої хвостової балки знаходиться невеликий гвинт, який перешкоджає обертанню всього вертольота або повертає його в потрібну сторону за бажанням льотчика.

Найпростіший гелікоптер

Побудувати модель вертольота нелегко, особливо модельістам-початківцям. Але можна зробити просто літаючий гвинт. Такий гвинт найчастіше називають «мухою», можливо, тому, що при запуску його в повітря чути шум, що нагадує дзижчання великої мухи.

Найпростіший вертоліт складається з гвинта та стрижня – осі, на якій насаджений гвинт (рис. 67).

ВИГОТОВЛЕННЯ «МУХИ»

При будівництві «мухи» найважче зробити гвинт. Він виготовляється так. З шматочка липи, берези, клена або вільхи вистругують прямокутний брусок, довжина якого в сім-десять разів більша за його ширину, а товщина становить близько третини ширини (рис. 68).

Рис. 67. Літаючий гвинт Мал. 68. Розкреслення заготовки для найпростішого вертольота "мухи"

Знайшовши центр брусочка, просвердлюють або проколюють товстим шилом отвір для осі. Довівши діаметр отвору до 3-4 мм, переходять до обробки бруска. Для цього на широкій площині викреслюють півкола радіусом, рівним половині ширини бруска. Навколо центрального отвору викреслюють коло радіусом, що дорівнює товщині бруска Т.

Після цього гострим ножем видаляють ділянки бруска, що виходять за межі, показані на рис. 68 жирною лінією. В результаті такої обробки заготівля набуває вигляду, наведеного на рис. 69.

Далі починається найвідповідальніша частина роботи - вистругування лопатей гвинта. У готового гвинта «мухи» лопаті мають бути тонкими: що легше гвинт, то краще літатиме модель. Лопатям у симетричних перерізах треба додати однаковий нахил та правильну формуперерізу, сам же нахил до кінців лопаті корисно зменшувати.

Нарешті, треба добитися, щоб лопаті мали однакову вагу. Цього можна досягти, якщо обробляти лопаті ретельно та обережно: чим більше стругати дерева, тим тонше стають лопаті, але тим легше їх зламати або зіпсувати грубим, неточним рухом ножа. Тому обробляти лопаті краще в три-чотири прийоми.

Спочатку ножем треба грубо обробити обидві лопаті. Після цього зменшують товщину лопат рашпілем і напилком з великим насічком (драчовим), одночасно надаючи лопатам, у першому наближенні, правильну форму в перерізі.
Третій етап полягає в доведенні форми перерізу і товщини лопатей за допомогою скла або напилка, що має не велику насічку (особистого). Тут уже треба перевіряти, чи мають лопаті однакову вагу, для чого гвинт, що виготовляється, надягають на тяганину і домагаються того, щоб він був урівноважений у всіх положеннях. Четвертий етап полягає в обережному шліфуванні лопатей скляним папером – шкіркою.

Вертоліт Миколи Наливайкіна

1998 року, коли ми займалися вертольотом Mini-500, мені зателефонував невідомий дядько і попросив вислати йому креслення Міні-500.

Навіщо? - Будувати власний апарат. - А звідки ви будете? - Добрянка, Пермська область.

Без особливого ентузіазму я надіслав те, що вдалося зібрати по Міні та інших легких апаратах, і через деякий час забув про цю подію - чи мало в Бразилії.

Минуло чотири роки. Одного ранку лунає дзвінок. - Доброго дня, це вас турбує Добрянка, Пермської області.

Здрастуйте, кажу, Миколо Семеновичу.

Людина на тому кінці дроту трохи здивувався, т.к. дзвонив він зовсім в іншу організацію та по іншому телефону. Я назвав себе, після чого з'ясувалося, що ми обоє не забули одне одного. Потім я почав дивуватися. т.к. Микола повідомив, що... гелікоптер він збудував. Спочатку не особливо здивувався, т.к. будівельники власних літальних апаратів іноді вважають, що машина вже побудована, якщо вона стоїть у гаражі, виблискуючи свіжою фарбою та хромованим глушником. Для мене "побудувати апарат" завжди означає "успішно підняти його у повітря". Але говіркий Семенович вибухнув бурхливим описом своїх досягнень, у процесі якого мій скепсис почав дуже швидко зникати.

Ще за два місяці з Добрянки приїхав напарник Миколи, привіз відеозапис та пачку фотографій. Перший погляд на фото облив бальзамом організм - там була Машина.

На той час я вже знав, що вертоліт ще не піднімався в повітря, але відривався від землі. Довелося по телефону вимагати від Миколи обіцянки, що до техкому та обльоту він не вдаватиме з себе вертолітника (сам він ніколи ні на чому не літав). Так ось, на фотографіях все виявилося набагато цікавіше, ніж телефоном.

Втім – дивіться самі.

Лопаті -

Рульовий гвинт -

Редуктор кермового гвинта - шестерний. На фото добре видно скло контролю рівня олії. У невагомій хвостовій балці (композит, як і лопаті РВ) проходить сталевий трубчастий вал приводу РВ.

Приладова панель -

Не страждає на надмірність, але все необхідне в ній є. Покажчик обертів ротора розміщено на нижній (горизонтальній) панелі, що, звичайно, неприпустимо і буде усунено. Ще не встановлено (бо не знайдено) покажчик швидкості.

Зверніть увагу на те, як легко і водночас солідно вирішені педалі.

Перші запуски -

Насправді вони далеко не перші: апарат спочатку був оснащений двома двигунами РМЗ-640 (не від хорошого життя), але синхронізувати їхню роботу виявилося невдячним заняттям. Тепер, з новим двигуном від "дев'ятки", машина рветься в небо.

Перші звуки оживаючої машини – солодка музика для її творця.

Кіль та стабілізатор ще не встановлені, але вже цього літа машину планується представити техкому та почати обльоти.

Я звернув увагу на небезпечно малу висоту апарату. Пояснення виявилося простим: машина будувалася під висоту гаража:))

Останнім часом у світі вертолітної техніки сталося кілька значних подій. Американська компанія Kaman Aerospace оголосила про намір відновити виробництво синхроптерів, Airbus Helicopters пообіцяла розробити перший цивільний гелікоптер з електродистанційним керуванням, а німецька e-volo – випробувати 18-роторний двомісний мультикоптер. Щоб не заплутатися у всій цій різноманітності, ми вирішили скласти короткий лікнеп за основними схемами вертолітної техніки.

Вперше ідея літального апарату з гвинтом, що несе, з'явилася близько 400 року нашої ери в Китаї, проте далі створення дитячої іграшки справа не пішла. Всерйоз інженери взялися за створення вертольота в наприкінці XIXстоліття, а перший вертикальний політ нового типу літального апарату відбувся в 1907 році, лише через чотири роки після першого польоту братів Райт. В 1922 авіаконструктор Георгій Ботезат випробував вертоліт-квадрокоптер, розроблений на замовлення Армії США. Це був перший в історії стійко керований політ техніки такого типу. Квадрокоптер Ботезата зумів злетіти на висоту п'яти метрів і провів кілька хвилин.

З того часу вертолітна техніка зазнала безліч змін. З'явився клас гвинтокрилих літальних апаратів, який сьогодні ділиться на п'ять типів: автожир, вертоліт, гвинтокрил, конвертоплан та X-крило. Всі вони відрізняються конструкцією, способом зльоту та польоту, керуванням несучим гвинтом. У цьому матеріалі ми вирішили розповісти саме про вертольоти та їх основні типи. При цьому за основу була взята класифікація з компонування і розташування гвинтів, а не традиційна - за типом компенсації реактивного моменту несучого гвинта.

Вертоліт є гвинтокрилим літальним апаратом, у якого підйомна і рушійна сили створюються одним або декількома гвинтами. Такі гвинти розташовуються паралельно землі, які лопаті встановлюються під певним кутом до площині обертання, причому кут установки може змінюватися у досить широких межах - від нуля до 30 градусів. Установка лопат на нуль градусів називається холостим ходом гвинта або флюгуванням. У цьому випадку гвинт, що несе, не створює підйомної сили.

Під час обертання лопаті захоплюють повітря і відкидають його у напрямку, протилежному до руху гвинта. В результаті перед гвинтом створюється зона зниженого тиску, а за ним – підвищеного. У разі гелікоптера так виникає підйомна сила, яка дуже схожа на утворення підйомної сили фіксованим крилом літака. Чим більший кут установки лопатей, тим більшу підйомну силу створює гвинт, що несе.

Характеристики несучого гвинта визначаються двома основними параметрами – діаметром та кроком. Діаметр гвинта визначає можливості вертольота по зльоту та посадці, а також частково величину підйомної сили. Крок гвинта - це уявна відстань, яку повітряний гвинт пройде в середовищі, що не стискається при певному куті установки лопатей за один оборот. Останній параметр впливає на підйомну силу та швидкість обертання ротора, яку на більшій частині польоту льотчики намагаються тримати незмінною, змінюючи лише кут установки лопатей.

При польоті вертольота вперед і обертанні гвинта за годинниковою стрілкою, що набігає, потік повітря, що набігає, сильніше впливає на лопаті з лівого боку, через що зростає і їх ефективність. В результаті ліва половина кола обертання гвинта створює більшу підйомну силу, ніж права, і виникає момент, що хрещує. Для його компенсації конструктори вигадали - це особлива система, яка зменшує кут установки лопатей зліва і збільшує його праворуч, вирівнюючи таким чином підйомну силу по обидва боки гвинта.

Загалом вертоліт має кілька переваг і кілька недоліків перед літаком. До переваг відноситься можливість вертикального зльоту та посадки на майданчики, діаметр яких у півтора рази перевищує діаметр несучого гвинта. При цьому гелікоптер може на зовнішній підвісці перевозити великогабаритні вантажі. Гелікоптери відрізняються і кращою маневреністю, оскільки можуть висіти вертикально, летіти боком або задом-наперед, повертатися на місці.

До недоліків відносяться більше, ніж у літаків, споживання палива, велика інфрачервона помітність через гарячий вихлоп двигуна або двигунів, а також підвищена шумність. Крім того, вертольотом загалом складніше керувати через низку особливостей. Наприклад, льотчикам гелікоптерів знайомі явища земного резонансу, флаттера, вихрового кільця, ефекту замикання несучого гвинта. Ці фактори можуть спричинити руйнування або падіння машини.

Вертолітна техніка будь-яких схем має режим авторотації. Він належить до аварійних режимів. Це означає, що при відмові, наприклад, двигуна несучий гвинт або гвинти за допомогою обгінної муфти від'єднуються від трансмісії і починають вільно розкручуватися потоком повітря, що набігає, гальмуючи падіння машини з висоти. У режимі авторотації можлива керована аварійна посадка вертольота, причому обертовий гвинт через редуктор продовжує розкручувати кермовий гвинт і генератор.

Класична схема

З усіх типів вертолітних схем сьогодні найпоширенішою є класична. При такій схемі машина має тільки один несучий гвинт, який може рухатися одним, двома або навіть трьома двигунами. До цього типу, наприклад, відносяться ударні AH-64E Guardian, AH-1Z Viper, Мі-28Н, транспортно-бойові Мі-24 та Мі-35, транспортні Мі-26, багатоцільові UH-60L Black Hawk та Мі-17, легкі Bell 407 та Robinson R22.

При обертанні гвинта на вертольотах класичної схеми виникає реактивний момент, через який корпус машини починає розкручуватися в бік, протилежний обертанню ротора. Для компенсації моменту використовують кермо на хвостовій балці. Як правило, ним є рульовий гвинт, але це може бути і фенестрон (гвинт в кільцевому обтічнику) або кілька повітряних сопел на хвостовій балці.

Особливістю класичної схеми є перехресні зв'язки в каналах управління, зумовлені тим, що кермовий гвинт і несучий наводяться одним і тим же двигуном, а також наявністю автомата перекосу та безлічі інших підсистем, відповідальних за керування силовою установкою та роторами. Перехресна зв'язок означає, що з зміні будь-якого параметра роботи повітряного гвинта, зміняться й інші. Наприклад, зі збільшенням частоти обертання несучого гвинта зросте і частота обертання рульового.

Управління польотом здійснюється нахилом осі обертання несучого гвинта: вперед – машина полетить уперед, назад – назад, убік – убік. При нахилі осі обертання виникне рушійна сила та зменшується підйомна. Тому для збереження висоти польоту льотчику необхідно змінювати і кут установки лопат. Напрямок польоту визначається зміною кроку кермового гвинта: чим він менше, тим менше компенсується реактивний момент, і вертоліт повертає в бік, протилежний обертанню гвинта, що несе. І навпаки.

У сучасних гелікоптерах найчастіше управління польотом по горизонталі здійснюється за допомогою автомата перекосу. Наприклад, для руху вперед льотчик за допомогою автомата зменшує кут установки лопатей для передньої половини площини обертання крила і збільшує для задньої. Таким чином, ззаду підйомна сила збільшується, а спереду - зменшується, завдяки чому змінюється нахил гвинта і з'являється рушійна сила. Така схема управління польотом застосовується на всіх вертольотах багатьох типів, якщо на них встановлений автомат перекосу.

Співвісна схема

Другою за поширеністю вертолітною схемою є співвісна. У ній кермовий гвинт відсутній, зате є два несучі гвинти - верхній та нижній. Вони розташовуються на одній осі та обертаються синхронно у протилежних напрямках. Завдяки такому рішенню гвинти компенсують реактивний момент, а сама машина виходить дещо стійкішою в порівнянні з класичною схемою. Крім того, у гелікоптерів співвісної схеми практично відсутні перехресні зв'язки в каналах управління.

Найбільш відомим виробникомвертольотів співвісної схеми є російська компанія"Камов". Вона випускає корабельні багатоцільові гелікоптери Ка-27, ударні Ка-52 та транспортні Ка-226. Всі вони мають по два гвинти, розташовані на одній осі один під одним. Машини співвісної схеми, на відміну від вертольотів класичної схеми, здатні, наприклад, робити вирву, тобто виконувати обліт мети по колу, залишаючись на тому самому відстані від неї. При цьому носова частина завжди залишається розгорнутою у бік мети. Управління нишпоренням здійснюється підгальмовуванням одного з несучих гвинтів.

У цілому керувати вертольотами співвісної схеми дещо простіше, ніж звичайними, особливо у режимі висіння. Але є і свої особливості. Наприклад, при виконанні петлі в польоті може статися перехльостування лопатей нижнього і верхнього гвинтів, що несе. Крім того, у проектуванні та виробництві співвісна схема складніша і дорога, ніж класична схема. Зокрема через редуктор, що передає обертання валу двигуна на гвинти, а також автомат перекосу, синхронно встановлює кут лопатей на гвинтах.

Поздовжня та поперечна схеми

Третьою за популярністю є поздовжня схема розташування гвинтів вертольота. В цьому випадку гвинти розташовуються паралельно землі на різних осях і рознесені один від одного - один знаходиться над носовою частиною гелікоптера, а інший - над хвостовою. Типовим представником машин такої схеми є американський важкий транспортний вертоліт CH-47G Chinook та його модифікації. Якщо гвинти розташовуються на законцювання крил вертольота, то така схема називається поперечною.

Серійних представників вертольотів поперечної схемВи сьогодні не існує. У 1960-1970-х роках конструкторське бюро Міля розробляло важкий вантажний вертоліт В-12 (також відомий як Мі-12, хоча цей індекс невірний) поперечної схеми. Торішнього серпня 1969 року прототип В-12 встановив рекорд вантажопідйомності серед вертольотів, піднявши на висоту 2,2 тисячі метрів вантаж масою 44,2 тонни. Для порівняння найвантажніший у світі вертоліт Мі-26 (класична схема) може піднімати вантажі масою до 20 тонн, а американський CH-47F (подовжня схема) – масою до 12,7 тонни.

У вертольотів поздовжньої схеми гвинти, що несуть, обертаються в протилежних напрямках, проте це компенсує реактивні моменти лише частково, через що в польоті льотчикам доводиться враховувати бічну силу, що виникає, що веде машину з курсу. Рух в сторони задається не тільки нахилом осі обертання гвинтів, що несуть, але і різними кутамиустановки лопатей, а управління нишпоренням проводиться за рахунок зміни частоти обертання роторів. Задній гвинт у вертольотів поздовжньої схеми завжди розташовується трохи вище за передній. Це зроблено для виключення взаємного впливу їх повітряних потоків.

Крім того, на певних швидкостях польоту гелікоптерів поздовжньої схеми іноді можуть виникати значні вібрації. Нарешті, гелікоптери поздовжньої схеми оснащуються складною трансмісією. Тому така схема розташування гвинтів поширена мало. Зате гелікоптери поздовжньої схеми менше інших машин схильні до виникнення вихрового кільця. В цьому випадку під час зниження повітряні потоки, створювані гвинтом, відбиваються від землі вгору, затягуються гвинтом і знову прямують донизу. При цьому підйомна сила гвинта, що несе, різко знижується, а зміна частоти обертання ротора або збільшення кута установки лопатей ефекту практично не надає.

Синхроптер

Сьогодні гелікоптери, побудовані за схемою синхроптера, можна віднести до найрідкісніших і найцікавіших з конструктивного погляду машин. Їх виробництвом до 2003 року займалася лише американська компанія Kaman Aerospace. У 2017 році компанія планує відновити випуск таких машин під позначенням K-Max. Синхроптери можна було б віднести до вертольотів поперечної схеми, оскільки вали двох гвинтів розташовані з боків корпусу. Проте осі обертання цих гвинтів розташовані під кутом друг до друга, а площини обертання - перетинаються.

У синхроптерів, як у вертольотів співвісної, поздовжньої та поперечної схем, кермовий гвинт відсутній. Несучі ж гвинти обертаються синхронно в протилежні сторони, які вали пов'язані друг з одним жорсткої механічної системою. Це гарантовано запобігає зіткненню лопатей при різних режимахта швидкостях польоту. Вперше синхроптери були винайдені німцями під час Другої світової війни, проте серійне виробництво велося вже у США з 1945 року компанією Kaman.

Напрямком польоту синхроптера управляють виключно зміною кута установки лопатей гвинтів. При цьому через перехрещення площин обертання гвинтів, а значить складання підйомних сил у місцях перехрещення виникає момент кабрування, тобто підйому носової частини. Цей момент компенсується системою керування. Загалом вважається, що синхроптером простіше керувати в режимі висіння і на швидкостях більше 60 кілометрів на годину.

До переваг таких вертольотів відноситься економія палива за рахунок відмови від рульового гвинта та можливість більш компактного розміщення агрегатів. Крім того, синхроптерам характерна більша частина позитивних якостейвертольотів співвісної схеми. До недоліків відноситься надзвичайна складність механічного жорсткого зв'язку валів гвинтів і системи управління автоматами перекосу. Загалом це робить вертоліт дорожчим у порівнянні з класичною схемою.

Мультикоптер

Розробка мультикоптерів розпочалася практично одночасно з роботами над вертольотом. Саме тому першим вертольотом, що здійснив керований зліт і посадку став у 1922 році квадрокоптер Ботезата. До мультикоптерів відносять машини, які зазвичай мають парна кількістьнесучих гвинтів, причому їх має бути більше двох. У серійних гелікоптерах сьогодні схема мультикоптерів не використовується, проте вона надзвичайно популярна у виробників малої безпілотної техніки.

Справа в тому, що в мультикоптерах використовуються гвинти з незмінним кроком гвинта, причому кожен з них рухається своїм двигуном. Компенсація реактивного моменту проводиться обертанням гвинтів у різні боки – половина крутиться за годинниковою стрілкою, а інша половина, розташована по діагоналі, – у протилежному напрямку. Це дозволяє відмовитися від автомата перекосу і загалом значно спростити керування апаратом.

Для зльоту мультикоптера частота обертання всіх гвинтів збільшується однаково, для польоту убік - обертання гвинтів однією половині апарату прискорюється, але в інший - уповільнюється. Поворот мультикоптера проводиться уповільненням обертання, наприклад, гвинтів, що обертаються за годинниковою стрілкою або навпаки. Така простота конструкції та управління і послужила основним поштовхом до створення квадрокоптера Ботезату, проте подальший винахід кермового гвинта та автомата перекосу практично загальмував роботи над мультикоптерами.

Причиною ж, за якою сьогодні немає мультикоптерів, призначених для перевезення людей, є безпека польотів. Справа в тому, що на відміну від решти гелікоптерів, машини з кількома гвинтами не можуть здійснювати аварійну посадку в режимі авторотації. При відмові всіх двигунів мультикоптер стає некерованим. Втім, ймовірність такої події невисока, проте відсутність режиму авторотації є головною перешкодою для сертифікації на безпеку польотів.

Втім, зараз німецька компанія e-volo займається розробкою мультикоптера з 18 роторами. Цей вертоліт призначений для перевезення двох пасажирів. Як очікується, він здійснить перший політ у найближчі кілька місяців. За розрахунками конструкторів, прототип машини зможе перебувати у повітрі не більше півгодини, проте цей показник планується довести щонайменше до 60 хвилин.

Слід також зазначити, що крім вертольотів з парною кількістю гвинтів існують і мультикоптерні схеми з трьома та п'ятьма гвинтами. У них один з двигунів розташований на платформі, що відхиляється в сторони. Завдяки цьому здійснюється керування напрямком польоту. Втім, у такій схемі стає складніше гасити реактивний момент, оскільки два гвинти із трьох або три з п'яти завжди обертаються в одному напрямку. Для нівелювання реактивного моменту деякі з гвинтів обертаються швидше, але це створює непотрібну бічну силу.

Швидкісна схема

Сьогодні найбільш перспективною у вертолітній техніці вважається швидкісна схема, що дозволяє вертольотам літати на значно більшій швидкості, ніж можуть сучасні машини. Найчастіше таку схему називають комбінованим вертольотом. Машини цього типу будуються за співвісною схемою або з одним гвинтом, однак мають невелике крило, що створює додаткову підйомну силу. Крім того, гелікоптери можуть бути оснащені штовхаючим гвинтом у хвостовій частині або двома тягнучими на кінцівках крила.

Ударні гелікоптери класичної схеми AH-64E здатні розвивати швидкість до 293 кілометрів на годину, а співвісні Ка-52 – до 315 кілометрів на годину. Для порівняння, комбінований вертоліт - демонстратор технологій Airbus Helicopters X3 з двома гвинтами, що тягнуть, може розганятися до 472 кілометрів на годину, а його американський конкурент з штовхаючим гвинтом - Sikorksy X2 - до 460 кілометрів на годину. Перспективний розвідувальний швидкісний гелікоптер S-97 Raider зможе літати на швидкостях до 440 кілометрів на годину.

Строго кажучи, комбіновані вертольоти відносяться швидше не до гелікоптерів, а до іншого типу гвинтокрилих літальних апаратів - гвинтокрилів. Справа в тому, що рушійна сила у таких машин створюється не тільки і не стільки гвинтами, що несуть, скільки штовхають або тягнуть. Крім того, за створення підйомної сили відповідають і гвинти, що несуть, і крило. А на великих швидкостях польоту керована обгінна муфта відключає гвинти від трансмісії і подальший політ йде вже в режимі авторотації, при якій несучі гвинти працюють, фактично, як крило літака.

Наразі розробкою швидкісних вертольотів, які у перспективі зможуть розвивати швидкість понад 600 кілометрів на годину, займаються кілька країн світу. Крім Sikorsky та Airbus Helicopters такі роботи ведуть російські «Камов» та конструкторське бюро Міля (Ка-90/92 та Мі-X1 відповідно), а також американська Piacesky Aircraft. Нові комбіновані вертольоти зможуть поєднати в собі швидкість польоту турбогвинтових літаків та вертикальні зліт та посадку, властиві звичайним вертольотам.

Фотографія: Official U.S. Navy Page / flickr.com

Хто не мріяв мати власний гелікоптер? Напевно, про це замислювалася кожна дитина та кожен чоловік. Адже чоловіки – це великі діти. Про гелікоптери ходить багато різних історій. Наприклад, дівчина, яка везла в метро для чоловіка коробку з моделлю даного апарату, ще жодного разу не отримувала такої уваги інших чоловіків. Звичайно, оточуючих цікавила зовсім не дівчина, а саме ця модель.

Сьогодні можна купити практично все, що завгодно. У широкому асортименті в магазинах пропонуються різні моделі літаків чи коптерів. Але купити легко, а саморобний вертоліт− це дуже цікаво. Адже тут потрібно придумати конструкцію, продумати до найдрібніших деталей привод і двигун, створити систему управління. Це велика праця. Зазвичай таким займаються любителі техніки чи інженери у вільний від роботи час. Але існує інформація і не тільки про моделі цієї техніки, що літає. Є цілком реальні, втілені в металі машини, що літають.

Сьогодні можна зустріти навіть цілі субкультури людей, які конструюють, виготовляють та запускають такі саморобні літакита вертольоти. Це справжні ентузіасти у цій галузі.

Перший вертоліт

Перш ніж займатися виготовленням саморобних апаратів, потрібно розібратися, як ця штука працює, як вона влаштована, за рахунок чого вона піднімається в повітря.

Перший вертоліт вдалося підняти у повітряний простір у 1907 році. Для тих, хто не в курсі, це сталося через 4 роки після перших польотів найбільших винахідниківбратів Райт на їхній саморобній літаючій машині.

Вертоліт був створений французькими аматорами неба. Брати Бреге дали своєму літальному апарату ім'я "Гіроплан". Він важив близько 578 кг. Бензиновий мотор мав потужність 45 л. с. Апарат комплектувався чотирма гвинтами, що несли, діаметром 8,1 м. Також на кожному окремому гвинті було встановлено ще 8 лопатей. Вони були поєднані між собою попарно. Також гелікоптер мав чотири крила, що обертаються, біпланового типу. Так, тяга літальної конструкції складала близько 600 кг.

Це, можна сказати, саморобний гелікоптер. Адже вони збирали його із підручних коштів. Зрештою він зміг піднятися на 60 см над землею. Апарат провисів над поверхнею якусь хвилину.

Різниця в чотири роки між винаходом літака та вертольота можна пояснити лише складністю конструкції гелікоптера.

Конструкція

Існує кілька видів коптерів. Їх поділяють за типами. Це одногвинтові, співвісні, а також поперечні та поздовжні. Особливо поширені перші два. Давайте подивимося, як працюють ці літаючі конструкції. Якщо знати, як влаштований апарат, а також його принцип дії, то зібрати саморобний вертоліт своїми руками не становитиме особливої ​​праці, аби бажання було.

Одногвинтова схема

Конструкція складається з фюзеляжу, попереду якого є кабіна для розміщення пілотів. Інше місце призначене для розміщення пасажирів або вантажів. Справа і ліворуч, поруч із шасі кріпляться баки для палива. Також конструкція включає два газотурбовані двигуни. Кожен з них має потужність 1500 л. с. Спереду, над кабіною пілотів, розташовані повітрозабірники, ззаду вихлопна система.

Найскладніша частина в цій конструкції - автомат перекосу і гвинт, що несе, а також хвостова балка, на якій закріплений кермовий гвинт.

Співвісна схема

Складові цієї машини мало чим відрізняються від попереднього типу. У промислових та військових машинах хіба що мотори потужніші. Також відмінністю є наявність 2-х несучих гвинтів. Вертольоти, побудовані за таким принципом, не мають гвинта, що управляє. Однак комплектуються вертикальним стабілізатором.

Як і чому вони літають?

Якщо ви поставите звичайний побутовий вентиляторна колісну базу і запустіть його на максимальній потужності, то він разом з базою переміщатиметься у бік, який протилежний потоку повітря. Це все через тягу, яка створюється елементом.

Таку саму функцію виконує і вертолітний гвинт. Саме остання деталь виконує основні завдання підйому літального апарату. Також гвинт змушує машину рухатися у горизонтальній площині. Це одна із найскладніших деталей вертольота.

Несучий гвинт

Цей вузол складається з втулки та лопат. Лопаті можуть бути виконані у вигляді цільної конструкції з металу або лонжерону, а також обшивки та заповнювачів.

У сучасних лопатях промислових і військових гелікоптерів встановлені системи, в які повністю автоматично закачується повітря, якщо лонжерон якимось чином пошкодиться. В 1963 відбулася вертолітна революція, і лопаті машини стали виробляти на основі склопластику. Сьогодні такі деталі використовують на більшості вертольотів у всьому світі. Але, якщо є доступ до виробництва різних елементів такого матеріалу, саморобний вертоліт теж можна укомплектувати ними.

У більшості випадків лопаті були закріплені на втулці за допомогою шарнірів або різних гнучких елементів. У вертольотобудуванні особливо поширена тришарнірна конструкція. Вона має шарнір у горизонтальній площині, а також вертикальний та осьовий елемент.

При польоті такої машини лопаті часом роблять різні рухи. Вони можуть здійснювати обертання навколо горизонтальної осі гвинта та змінювати своє положення на кожний оборот.

Лопаті та шарніри

Шарніри розташовуються дуже суворо певної послідовності на певній відстані від центру. Спочатку йде горизонтальний, далі вертикальний, а в кінці осьовий шарнір.

Навіщо все це? А ось до чого. Лопаті гвинта обертаються навколо осі за годинниковою стрілкою. При положенні 90 градусів швидкість, з якою рухаються лопаті щодо потоків повітря, є максимальною. Вона складається з тієї, з якою обертається гвинт, і безпосередньо швидкості повітря, що йде назустріч машині.

На протилежній стороні дане значеннямінімальний. Воно від повітряного потоку. Здавалося б, така різниця швидкостей не може сприяти підйому літального апарата у повітря. Але немає. Так як лопаті закріплені на втулці за допомогою гнучких елементів, замість перекидання машини залишається лише змінити кут нахилу.

Процес підйому гелікоптера в небо і сам політ відбувається через те, що змінюється кут атаки лопатей. Це синхронізується із тягою двигуна. Щоб можна було синхронізувати роботу лопатей та моторів, було винайдено так званий автомат управління кутом атаки, або елемент перекосу. Цей вузол має достатньо складною конструкцією. Тому саморобний автомат перекосу вертольота зробити не так вже й просто. Хоча креслення цього вузла існують.

Радіокеровані вертольоти своїми руками

Ще близько п'яти років тому радіокеровані моделі були надзвичайно для багатьох. Люди збігалися подивитися на це диво. Сьогодні така техніка пропонується у найрізноманітніших комплектаціях. Більшість віддає перевагу повністю готові комплекти. Але є деталі для самостійного виготовлення.

Готуємося до збирання

Якщо є бажання зібрати гелікоптер самотужки, то варто почати з більш простих схем. Це здебільшого два несучі гвинти на одному шасі. Такі моделі мають більш високу стабільність, ніж їх аналоги в класичному компонуванні. Це ідеальний варіант для тих, хто ніколи не літав. Також подібні конструкції є ідеальним варіантом, якщо доведеться літати у закритих просторах.

Перед тим, як збирати саморобний міні-вертоліт, слід скористатися основними правилами. Для початку необхідно вигадати або розробити схему. Потім слід правильно підібрати матеріали та необхідний інструмент. Різьблення, а особливо в металі, краще посадити на фіксатор різьблення. Це необхідно для безпеки.

Необхідні матеріали

Щоб виготовити таку літаючу техніку, знадобиться пластик, склопластик, дерево, карбон та алюміній. Також потрібний двигун, акумулятори, лопаті, ротор, редуктор для хвоста. Крім цього, знадобиться сервоприводи для керування, електронні компоненти, фарба, клей та деякі дрібниці.

Саморобний радіокерований вертоліт у кілька етапів

Зараз ми подивимося, як робити таку модель з того, що є в кожному гаражі. Складання буде проводитись за кілька кроків. Давайте розглянемо їх.

Рама

Отже, для початку роботи нам потрібна рама. На ній будуть закріплені основні деталі та вузли. Цей вузол повинен мати високу твердість. Чим жорсткіша вийде конструкція, тим краще.

Для хобі-техніки буде достатньо пластикової рамиіз двох половин. Між двома частинами будуть затиснуті підшипники та інші частини. Потім половинки потрібно стягнути шурупами. Якщо вам вдалося виготовити раму за цим принципом, стягнувши та скріпивши її правильно, можете вважати, що третина всієї роботи вже виконана.

Мотор

Якщо ви не хочете довго розраховувати за допомогою спеціалізованих програм передавальні відносини та потужність двигуна, краще зробити так, щоб двигун відповідав рекомендаціям виробника. Двигун кріпиться до рами. Крутний момент передаватиметься на зчеплення. Для цього додатково вмонтовують гумову муфту.

Зчеплення

На саморобний вертоліт своїми руками необхідно встановити систему відцентрового зчеплення. Воно має включати маховик і кулачки, а також «дзвін». Коли обороти сягнуть потрібного рівня, кулачки розсунуться і увійдуть у зачеплення з нею.

Ротор

Якщо модель спроектована за схемою з одним ротором, що несе, і рульовим гвинтом, то це дуже проста модельдля реалізації. Як чинити далі? Між мотором та ротором потрібно змонтувати обгінну муфту. Вона призначена для того, щоб механізм міг вільно обертатися за інерцією.

Хвостова балка

Дана деталь може бути виготовлена ​​з алюмінію, карбону чи вуглепластику. Тут важлива твердість. Усередині балки необхідно розташувати ремінну передачу або вал, через який обертання двигуна буде передаватися на ротор на хвості.

Керування кроком хвостового ротора

Саморобний вертоліт передбачає наявність машинки для керування хвостовим ротором. Так, можна застосувати довгу тягу через проміжні гойдалки.

Шасі

Щоб апарат був більш стійким, необхідно оснастити шасі. Це дозволяє пом'якшувати удари і запобігти можливим перекиданням машини. Даний вузол можна купити або зробити самостійно з алюмінієвої трубита поперечок із пластику.

Капотна частина

Це більше декоративна деталь, хоча вона має і протиударну функцію. Для виготовлення підійде пластик. Чим він легший, тим краще.

Електронна система

Без гіроскопа, приймача, акумуляторів та сервоприводів зусилля просто приречені на провал. Саморобний гелікоптер на радіокеруванні не злетить без перерахованих вище деталей. Електроніку теж монтують у корпусі літаючої машини. Щоб забезпечити безпеку, до електронної частини можна додати вимикач та індикатори заряду ботових батарей.

Як пульт для керування краще придбати готовий пристрій. Зібрати такий пристрій з нуля не кожному під силу. Також потрібно пам'ятати, що у конструкції літального апарата не повинно бути важких двигунів або акумулятора. Інакше машина не полетить через велику споряджену масу.

Зробити своїми руками гелікоптер – дуже захоплююче заняття. Але літати з ним – це справжнє мистецтво. Польоти саморобних вертольотів – особливе видовище. Якщо навчитися керувати апаратом віртуозно, тоді ви безумовно викличте захоплення у оточуючих.

Лопаті для вертольотів

Всі, хто регулярно літають з такими моделями, знають, як часто ламаються дані елементи. Особливо часто з цим стикаються льотчики-початківці. Грати з вертольотом хочеться, але постійно купувати ці деталі зовсім не вихід. До того ж і ціна на них велика.

За годину часу можна зробити чотири саморобні лопаті для вертольота. Для виготовлення знадобляться пластикові картки без тиснення, а також цілі лопаті. Цілі деталі будуть використані як шаблон.

Одну з лопат слід позбавити від профілю. Для цього можна прогріти її на газі, а потім розплющити об стіл або будь-який інший предмет. Головне, робити це не дуже. Потім потрібно обвести за шаблоном, наприклад, ножем. Різати необхідно кілька разів без натиску, а потім раз на раз посилювати натиск. Акуратним рухом пластикова картка надламується і далі прорізається.

Так вийшла заготівля. Тепер потрібно зробити її тоншою. Для цього потрібно шкіркою зачистити її від другої третини її розміру. Потім переходимо до створення профіля. Тут необхідно згорнути ганчірку в рулон, а нашу заготовку підігріти до м'якості. Нагрівати потрібно з широкого боку. Потім, коли вона досить м'яка, можна покласти її на рулон з тканини. Щоб отримати потрібний профіль, досить притиснути зверху заготівлю заводської лопатою.

Інші саморобні апарати

Не всі воліють саморобний вертоліт на пульті управління. Деякі любителі техніки вважають за краще збирати цілком серйозні машини. Вони виглядають майже як справжні гелікоптери, просто виготовлені здебільшого досить кустарно. Але це таки хобі.

Наприклад, хлопець із Нігерії, який навчається на фізичному факультеті, захоплюється тим, що розбирає на запчастини стару автомобільну техніку та збирає із цього справжній саморобний гелікоптер. Креслення хлопець розробляє також сам.

Про чергове своє дітище нігерійський фізик каже, що збирав машину близько восьми місяців. Цей апарат піднімався над нігерійськими землями понад 6 разів. Як матеріал був використовувати алюмінієвий брухт.

Цей плід інженерної думки оснащений двигуном від автомобіля "Хонда". Двигун має потужність 133 л. с. У кузові встановлені сидіння від Toyota. Інші комплектуючі були від «Боїнга», який зазнав катастрофи неподалік.

Ще один саморобний вертоліт із бензопили став можливістю для ув'язненого організувати втечу з в'язниці. Щоправда, конструкція його була простою до банального. Ув'язнений приробив до бензопили дерев'яний гвинт. Це дало можливість чоловікові легко подолати на такому «хелікоптері» понад 100 метрів.

А 82-річний мешканець Рязані, незважаючи на свій вік, захоплюється авіацією та вертольотобудуванням. Токар, фрезерувальник та й зовсім великий майстер зібрав свій перший літальний апарату 30-річному віці. Він тоді працював на одному із заводів в Алма-Аті. Там він познайомився з одним льотчиком, а той допоміг йому сформулювати саморобний одномісний вертоліт.

Хоча цьому вертольоту вже близько 50 років, старий фахівецьвсе ще продовжує конструювати все нові та нові машини. Сьогодні із своїм сином він намагається зібрати ще одну модель апарату. Складання почалося прямо у дворі, потім переїхало в гараж.

У Харкові також живе один аматор вертолітної техніки. Звичайно, його машиною не можна політати над землею. Його вертоліт оснащений автопілотом, а керування здійснюється по радіоканалу. Ця конструкція відрізняється наявністю автопілота. Вертоліт може облетіти по 200 точок заздалегідь заданим маршрутом, а також повернутися туди, звідки апарат злітав раніше.

Висновок

Ось ми й дізналися, як зробити саморобний гелікоптер. Як бачите, за належного рівня навичок та інформації можна збирати гідні літальні апарати.