ヘリコプターモデラー。図面、説明

ヘリコプターモデラー。モデラーのためのヒント

モデリング

航空機やグライダーのモデルと同様に、ヘリコプターの自由飛行モデルをラジコンモデルに変換する試みが繰り返されましたが、失敗に終わりました。これは、回転エンジンを備えた非対称または同軸スキームで構築された自由飛行ヘリコプターのモデルには、いわゆる船体が存在しないためです。簡単に言えば、鼻も尻尾もありません。したがって、「上」と「下」を除くすべての動きは順方向になります。そして、ヘリコプタモデルの機体が空間に向けられていない場合、移動方向の制御や移動速度の制御は、斜板なしでは不可能です。自由飛行やいわゆるタイマーヘリコプターには搭載されていません。

離陸場所に着陸できるラジコンヘリコプターモデルが呼ばれることを明確にしましょう。このタイプの最新のモデルは、大型ヘリコプターとほぼ同じ制御を備えています (ただし、説明されているもののように、コレクティブピッチドライブを備えていないモデルもあります)。ほとんどすべてのモデルには、ジャイロ安定化オートマタ (メインローターに直接接続) が装備されています。その目的は、急激な外乱が発生した場合にメインローター回転面の一定の位置を確保することです。

ここでは、日本のモデル TM-20 の XNUMX つに関する簡単な説明と図面を示します。すべての技術的問題が最良の方法で解決されるわけではありません。この技術的創造性の未踏の領域を探求したいデザイナーは、重大な困難を克服する準備ができている必要があります。

国内の文献には、ヘリコプターのラジコンモデルやその構築に関する推奨事項についての記述はまだありません。これは私たちのモデラーにとって新しいことであり、モデル技術の新しい方向の先駆者であることを光栄に思います。

ラジコンヘリコプターモデルは、航空モデリングの新しい分野です。競技規則ではまだヘリコプターのモデルが何なのかさえ定義されておらず、明確な技術要件も策定されていません。このようなモデルに関する情報が不足しているため、このクラスの開発が妨げられています。その結果、残念なことに、我々の選手たちには大きな隔たりがあると言わざるを得ません。

ヘリコプターモデラー
図。 1

ヘリコプターモデラー
図。 2

図。 3

ヘリコプターのラジコンモデルを空中に持ち上げようという試みは何度もあったが、モスクワ航空研究所の航空機モデラーであるヴィタリー・マケエフとイーゴリ・ツィビゾフだけが、このような複雑な装置を壊すのではないかという心理的障壁を克服することができた。離陸地点に着陸して6分20秒に相当する全連合初の飛行時間記録を樹立した。別の飛行では、モデルは 2700 メートル飛行し、事前に指定された場所に着陸しました。

彼らは模型の操縦に熟練しており、深刻な損傷はありませんでした。したがって、事故なく新技術を開発できる可能性が証明されたと考えるべきである。模型飛行機を操縦した後に再訓練するよりも、模型ヘリコプターの操縦をすぐに学ぶ方が簡単であるという意見さえあります。しかし、モデルの構築を進める前に、ヘリコプターの飛行のスキーム、設計、原理の特徴を理解する必要があります。相互理解をさらに促進するために、用語から始めましょう。

ヘリコプター - 空気より重く、動かずにぶら下がっているだけでなく、地平線に向かってあらゆる角度で空中を移動できる航空機。その揚力と推力は、モーターによって駆動される XNUMX つまたは複数のローターによって生成されます。

1 つの (メイン) メインローターと、反作用トルクを補償するためのテールローターを備えたシングルローターヘリコプター (図 XNUMX)。テールローターはヨー制御にも使用されます。

同軸反転ヘリコプター (K-26、図 2) XNUMX つのローターが同じ軸上に配置され、反対方向に回転します。

ヘリコプター横方向スキーム (図 3) XNUMX つのローターが胴体の側面に配置され、反対方向に回転します。

縦型ヘリコプター (図 4) XNUMX つのローターが胴体の端にあり、反対方向に回転します。

ヘリコプターモデラー
米。 5.斜板: 1 - ローターシャフト、2 - ロッド、3 - 斜板軸、4 - 斜板、5 - 横方向制御ロッド、6 - 縦方向制御ロッド、7 - コレクティブピッチ制御レバー

ヘリコプターモデラー
米。 6. シングルローターヘリコプターのスキーム: 1 - 推力、2 - 垂直方向の推力、3 - 水平方向の推力、4 - 重量、5 - 抗力

ローター (メイン) - 揚力を生み出すために使用されるネジ。

斜板（図5） - 回転翼の取り付け角度（ピッチ）を周期的に変更する機構。

ローターハブ - ブレードをドライブシャフトに接続するために使用されるアセンブリ。

水平ヒンジ - ローターハブの一部であり、ブレードの羽ばたき運動の可能性があります。

軸ヒンジ - ローターハブの一部で、ブレードの取り付け角度（ピッチ）を変更できます。

ローターコーン - ローターブレードによって描かれる表面。

ローター回転面 - ローターハブをその軸に垂直に通過する平面。

スローアングル - ブレードの軸とローターの回転面の間の角度。

取り付け角度 - コードプロファイルヒットとローターの回転面の間の角度。

コレクティブ・ピッチの変更 - すべてのヘリコプターのローターのすべてのブレードの取り付け角度を同時に同一に変更します。

ホバリング - 周囲の空気に対するヘリコプタの垂直方向および水平方向の速度がゼロに等しいときの、ヘリコプタの空中での静止位置。

自動回転 - モーターからの電力供給がないローターの動作モード。自動回転モードのローターは、(下または横から) 到来する空気流の作用を受けて回転し、揚力と推力を生み出します。この用語はフレイルを備えたヘリコプターに適用されます。

航空機のモデリングでは、設計上の理由から、ヘリコプターのシングルローターモデルが最も広く使用されています。

ローターの操作について、次のことを知っておく必要があります。

ブレードの数が少ないほど、その効率は高くなります。

ホバリング中および垂直上昇中、ヘリコプターのローターはプロペラのように機能します。並進飛行中は回転軸が前方に傾き、新しい気流モードで動作します。ブレードが回転すると、揚力によってブレードが上昇しますが、遠心力によってブレードがあまり上に上がらないため、ローターディスクは円錐形になります。

ヘリコプターの空力特性は理論的にはブレードの形状に依存します。しかし、たとえテストを行っても、明確な結論が導き出せるほどにはこの影響は明らかにされませんでした。しかし、ブレードの表面を改善すると、飛行に必要なエンジン出力が大幅に削減されます。 8〜10°でヒットするマイナスのツイストにより、推力が3〜4％増加します。

空気に対するブレードの速度は一定ではありません。回転軸方向では小さく、端方向では大きくなり、さらに飛行方向に対する打撃位置によっても変化します。

したがって、プロペラが回転すると、前方に移動する着弾の速度は、プロペラの回転速度とヘリコプターの並進運動の合計になります。ブレードが後退する場合、速度は機械全体の前進速度と自身の回転速度の差によって決まります。

速度が遅いため、後方に移動するターゲットの揚力も小さくなります。この場合、バランスを維持するために迎え角を大きくしていなければ、むしろ揚力は小さくなったでしょう。ただし、この角度を大きくしすぎることもできません。

最大飛行速度制限は、遅れている獲物の真の迎え角の値によって決まります。ロータの回転数が増加し、それに伴ってロータ径が小さくなると、ホバリング特性が悪化する。抗力の大幅な増加につながらない場合は、臨界迎角の値が大きいプロファイルを使用することで大幅な改善を達成できます。

ヘリコプターモデラー
米。 7. 水平飛行に必要なパワーのグラフ

ヘリコプターモデラー
米。 8. 自動回転着陸の場合の安全な高さの図

地面といわゆる「アースクッション」の近接性は、ローターの空力特性に大きな影響を与えます。しかし、ローターの直径と同じ距離では、この影響はすでに無視できます。ヘリコプタを並進速度なしでホバリングするには、最適速度での水平飛行よりも 30% 多くの電力が必要です。

登山時にも同様の現象が見られます。動的天井 (並進速度による) は、常に静的天井 (ホバーモードの場合) よりも大きくなります。エンジンが停止すると、ヘリコプターはジャイロプレーンになります。この場合、ローターは空力の作用により電力供給なしで回転します。後者はローターに必要な推力を提供し、ローターの回転をサポートします。しかし、この変化は多くの要因に依存します。主なものはローターに空気の流れを吹き付ける方向です。

モーター飛行中、空気の流れはヘリコプターのローターに上から、自動回転モードでは下から流れます。自動回転を確実にするには、特定の流速 (直線または斜め) が必要です。つまり、ヘリコプターは流速に対して相対的に移動する必要があります。したがって、ホバリングモードから安全に自動回転して着陸するには、装置のヘッドルームが少なくとも 150 m であるか、水平飛行の場合は前進速度が少なくとも 120 km/h でなければならず、そうでないと事故は避けられません。

これらは、航空機モデラーが知っておく必要のあるヘリコプターに関する簡単な情報です。

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