RX80. Напечатанный вертолет 80 размера.

Напечатанный вертолет 80 размера.

В очередной раз, продолжая тему о напечатанных вертолетах, хочу представить вам мой вариант на тему HiSky HCP60.
Сегодня это будет пробный вариант самого маленького пилотажного вертолета, полностью на бесколлекторных двигателях, а также с приводом хвостового ротора через вал.

Решение создать данный вертолет было вызвано появлением на рынке модели HiSky HCP60, которая не блистала хорошими полетными качествами, но могла послужить донором запчастей.
Мне хотелось создать вертолет подобного размера, но на бесколлекторных двигателях, которые обеспечили бы хорошую мощность вертолету, а также на основе полетного контроллера от моделей ХК К110, который бы обеспечил более стабильный и плавный полет. Так же очень хотелось создать вертолет, который весил бы в пределах 25г, но сделав некоторые расчеты, я понял, что это будет очень сложно, и определил для себя более реальную цифру в 28г.
Ну и конечно полетав на вертолетах с приводом хвоста через вал, и хвостовом мотором внутри рамы, мне хотелось и эту модель сделать по такой же схеме, хотя в начале процесса проектирования, мне эта схема показалась довольно сложно реализуемая, в данном размере вертолета. По мимо всего этого, в качестве сервоприводов мне хотелось использовать обычные сервоприводы 5320. Они легкие и быстрые, в отличии от сервоприводов червячного типа, которые используются HiSky HCP60, и мощности их хватает с головой, для 80мм лопастей.
А теперь хочу рассказать обо всем по порядку и боле подробно.

Начнем с основы вертолета - рамы.
Раму я придумывал довольно долго, было много вариантов, начиналось все с компоновки, в которой хвостовой мотор был на конце хвостовой балки, а закончилось компоновкой с хвостовым двигателем внутри рамы, и приводом хвоста через вал.
Рама состоит из 2 основных частей, лыж, хвостового кейса и хвостового плавника.

Рама получилась очень прочной, и довольно симпатичной. Но к сожалению, вся эта прочность далась не просто так, рама вышла довольно тяжелая.
Вес рамы вместе с лыжами вышел целых 5г, и это было немного больше чем я ожидал.

Верхняя часть рамы является держателем сервоприводов, и крепится к нижней части при помощи 2 маленьких саморезов.
Лыжи вставляются в нижнюю часть на 4 штырьках. Отверстие под хвостовую балку имеет шлиц. Сама хвостовая балка держится в раме за счет силы трения.

Дальше хочу рассказать про компоновку всех основных элементов вертолета на раме.

Было довольно сложно вместить все необходимые элементы в столь маленьком вертолете. Ради компактности пришлось пожертвовать удобством сборки и разборки.
Определяющее значения в компоновке сыграло решение использования полетного контроллера от вертолета ХК К110. По своей сути расположение полетного контроллера и сервоприводов получилось таким же как у вертолетов ХК К110/v977, только перевернуто задом на перед. То есть мы получаем такую же компоновку как при полете хвостом вперед на вертолетах ХК К110/v977. Поэтому для корректного управления моделью нужно реверсировать каналы элеватора и элеронов в пульте управления. Все остальное каналы остаются без изменений. Единственным исключением в компоновке RX80 является, то что элеваторный сервопривод находится “не на своем месте”. Он должен был быть с левой стороны, на месте основного двигателя, но я по традиции расположил с левой стороны основной мотор. Поэтому по мимо реверса каналов управления в пульте, необходимо еще и реверсировать и сам элеваторный сервопривод. В финальной версии я скорее всего исправлю эту ситуацию, и поменяю местами основной двигатель и элеваторный сервопривод. Это позволит упростить сборку и избавит от необходимости реверса самого сервопривода.

На боковых стенках элеронных сервоприводов расположились регуляторы скорости.
Это не самое удобное решение, но за компактность приходится платить.
В качестве основного регулятора я решил использовать MU-3a. Этот регулятор рассчитан на нагрузку в 3А и на питание от 3.7 -7.4В. Выбор этот обоснован тем, что данный регулятор позволяет реализовать все возможности основного двигателя. Конечно мне хотелось использовать более легкий регулятор МХ-3а, для основного двигателя, но на мой взгляд этот трех амперный регулятор не справляется с нагрузкой, которую возлагает на него основной двигатель. Поэтому регулятор МХ-3а я использовал для хвостового мотора. Тут нагрузки в разы меньше и регулятор отлично справляется со своей задачей. Регуляторы закреплены на двусторонний скотч и соединены между собой лакированными одножильными проводами, в белой термоусадке, по которым проходит питание.

Хочу рассказать немного о настройках регуляторов.
Те, кто летал на вертолетах v977 и К110 наверняка заметили большую разницу в поведении и управляемости этих моделей.
Все дело в разных настройках PID, в полетных контроллерах этих моделях. Если v977 шустрый, быстрый и не устойчивый, то К110 боле стабильный, устойчивый, но и более медленный. Работа хвоста в этих моделях также отличается.
Так как я в своих моделях использую полетные контроллеры как от К110, так и от V977, я обнаружил, что и настройки для хвостового регулятора так же отличаются в зависимости от используемого полетного контроллера.
Для полетного контроллера от V977, параметр Motor Gain, в настройке хвостового регулятора, нужно выставлять на максимум.
Для полетного контроллера от К110, параметр Motor Gain, в настройке хвостового регулятора, нужно уменьшить до 1. Если этого не сделать, то хвост будет трясти.

В качестве основного двигателя я использовал НР03S на 13500kV overskyrc.com/hp03s-13500kv-genius-cp-helicopter-p…
На двигателе установлен пиньон на 8 зубов с модулем 0.3.
В дальнейшем возможно попробую использовать боле быстрый двигатель HP03S V2 16000kV, или установлю на имеющийся мотор пиньон на 9 зубов.

Хвостовым двигателем служит HP02T 12000kV overskyrc.com/hp02t-12000kv-tail-motor-with-6mm-mo…
Вал двигателя был удален. В колоколе, с боковой стороны было просверлено отверстие и нарезана резьба М1, для закрепления вала, который одновременно является и валом двигателя, и приводным валом для хвостового ротора.
Сам приводной вал выполнен из карбонового прутка, диаметром 1,5мм, на концах вала имеются срезы под шлицы, для крепления самого вала в колоколе и для установки приводной конической шестерни на другом его конце.

Двигатель устанавливается в раму, и крепится в нужном положение 2-мя саморезами сбоку и 1 саморезом сверху, который одновременно крепит и верхнюю часть рамы. Данное решение не самое лучшее, довольно сложно зафиксировать хвостовой мотор в нужном положении, но оно было продиктовано отсутствием двигателей такого размера с другим типом крепежа.
В финальной версии я планирую отказаться от подобного решения, и поступлю более радикально. Мотормаунтом для хвостового двигателя будет служить часть рамы. Двигатель будет разобран, а статор и подшипники будут устанавливаться непосредственно на раму. Это позволит снизить вес вертолета и повысит точность позиционирования хвостового двигателя.

Хвостовая балка выполнена из карбоновой трубки, наружным диаметром 3мм, а внутренним 2мм.
На концах балки имеются срезы под шлицы, для фиксации ее в нужном положении в раме, и для установки на конец хвостовой балки хвостового кейса.
Сам хвостовой кейс крепится к балке при помощи самореза. В качестве приводных шестеренок я использовал самую маленькую коническую шестерню из набора хвостовых шестеренок для вертолета Walkera V120D02S
banggood.com/Wholesale-Walkera-New-V120D02S-RC-Hel…
Вал для хвостового пропеллера выполнен из карбонового прутка диаметром 1.5мм. Хвостовой пропеллер взят от вертолета WL v911, и рассверлен под вал диаметром 1,5мм. В качестве подшипников я использую подшипники от цапф для вертолета ХК К110/v977 banggood.com/WLtoys-V930-V966-V977-V988-RC-Helicop…
Хвостовой плавник я сделал по типу плавника от предыдущих своих моделей RX120 и RX100, но немного уменьшил его.

Плотность компановки вынудила меня, в процессе сборки, немного уменьшить в размерах элеваторный сервопривод.
В принципе его можно было и не уменьшать, и оставить как есть, но мне захотелось сделать все красивее.
Для начала я уменьшил длину сервопривода на 0.4 мм. Для этого я сточил заднюю крышку на 0,4мм и немного переделал защелку на центральной части. Это дало больше пространства для тяги от правого элеронного сервопривода, и исключило возможность того что тяга будет цеплять заднюю стенку соседнего элеваторного сервопривода.
Но этого мне показалось мало, и я решил пойти дальше. Тяга от элеваторного сервопривода находилась под небольшим углом к тарелке автомата перекоса, и я захотел это исправить. Подвинуть сам сервопривод было невозможно, укоротить его сзади еще больше тоже было некуда, потому я решил сделать тоньше сам рычаг сервопривода, тем самым подвинуть тягу вперед и устранить ее наклон. Для этого я обрезал на 1мм заднюю часть рычага, но это никак не способствовало тому чтобы он оделся на вал глубже, ближе к корпусу сервопривода.) Поэтому помимо обрезания рычага я укоротил выходной вал. Для этого я снял вал, одел его на сверло подходящего диаметра и зажав всю эту конструкцию в бормашине, срезал токарным способом 1мм с вала, сохранив его прежнюю форму. В итоге на валу и на рычаге, зацепные шлицы, по длине, остались около 0.8мм, чего боле чем достаточно для хорошего зацепа, между выходным валом и рычагом сервопривода.
Итого, без особых трудностей, габариты сервопривода удалось уменьшить на 1.4мм! В финальной версии я скорее всего учту эту возможность и буду проектировать раму под уменьшенные сервопривода. Это позволит укоротить раму, сделать все конструкцию боле компактной, и немного легче.

Голову и лопасти для данного вертолета я взял полностью от HiSky HCP60.
По традиции заменил латунный рыбий глаз на капроновый. Крепежный винт хаба заменил карбоновым прутком, диаметром 0.8мм. Болты, которые крепят лопасти в цапфах, заменил на нейлоновые.
Демпфера я установил от V977, они более жесткие, но немного меньше по толщине чем демпфера от HCP60, поэтому пришлось сделать новые упорные шайбочки между подшипниками и демпферами.
Основной вал выполнен из карбонового прутка диаметром 2мм. На конце вала сделан срез под шлиц для установки основной шестерни. Я решил оставить крепление шестерни на валу при помощи шлица, так как за время использования такого решения на HCP60, проблем с валом не возникло. Вал не расслаивается и не ломается. Ну и всегда, при необходимости, можно переделать вал и шестерню под скользящий тип крепежа, который отлично себя показал на предыдущих моделях RX120/RX100.

Основную шестерню я также использовал от HCP60.

Полетному контроллеру место нашлось только внизу, под “брюхом” вертолета.
Он крепится к раме при помощи двустороннего скотча. Вес полетного контроллера оставляет желать лучшего и составляет 2.8г. Я рассчитывал, что он все-таки будет чуть полегче, помня вес платы управления от V977 который составлял 2.5. Конечно можно его облегчить на 0.7г убрав все разъемы, но мне очень не хочется этого делать.

По весу вертолет получился тяжелее чем планируемые 28г.
Вес его составил 29.3г. Несмотря на это, даже с не свежими аккумуляторами на 200мАч от V911, вертолет летает очень шустро!
Ну а я заказал для него новые аккумулятороы на 220мАч с высокой токоотдачей 50С. tmart.com/3-7V-200mAh-30C-Lipo-Upgrade-Battery-for…
С этими аккумуляторами вертолет будет еще бодрее.

RX80 и HCP60. По габаритам вертолеты почти одинаковы, RX80 немного ниже.

Сравнительные размеры RX120, RX100, RX80.

Ну и пара групповых фото.

Резюмируя могу сказать, что вертолет удался!
Несмотря на то, что не все вышло как хотелось вертолет летает, и летает очень хорошо.

Финальная версия будет переработана с учетом всех выше перечисленных недочетов. Надеюсь получится сделать ее еще боле компактной, повысив плотность сборки, а также уменьшить вес, хотя бы на 1г, и основная задача которую придется решить - это печать лыж. Полиамид РА2200 не сильно хорошо подходит для этих целей. Есть другие виды материалов для печати по технологии SLS, более гибкие и подходящие для лыж, но они не слишком распространены и печать из них довольно дорогая. Поэтому нужно будет искать компромисс между ценой, качеством, доступностью и характеристиками материала, для печати лыж.

P.S.
Фото в нормальном разрешении можно глянуть тут www.rcgroups.com/forums/showpost.php?p=36241973&po…

Приехали хорошие аккумуляторы Giant-Power-220mAh-3-7V-1S-50C, удалось полетать на улице даже по холоду.
Вот небольшое видео полета.

Волей судьбы, попал ко мне в руки мотор HP03V2 на 13200kv.
Мотор этот немного больше чем обычный HP03S который стоял у меня в данном вертолете, почти на 1.5 выше и на пол грамма тяжелее.
Не долго думаю я решил поставить его в вертолет. Вертолет прибавил в весе пол грамма, но зато мощность увеличилась значительно!
Мотор мне очень понравился, тяговооруженность заметно возросла, вертолет стал действительно летать, а не цепляться за воздух! Пришлось даже поставить на хвост пропеллер большего диаметра, чтоб хвост не сносило при резких перекладках шага!

Вот небольшое видео полета с новым мотором. Я думаю по нему можно понять как изменилась динамика вертолета.