Deem

Бурное развитие силовых электроприводов в моделях вертолетов привлекли в последние годы в наше хобби большое количество новых людей, что, конечно, не может не радовать. Но как побочный эффект родилось несколько устойчивых мифов, как то:

• электричество это просто
• напряжение силовых батарей определяется только конструкцией и компоновкой модели
• надо летать динамичнее – просто поставь мотор помощнее
• настройка гувернера – это сложно, лучше летать на кривых
• не обязательно использовать батареи с большим «С»
  Если говорить о моделях хобби-уровня (комбо-китах), то в основном можно согласиться. Но вот если шагнуть немного дальше в спорт – все меняется в корне.

1. Просто или нет электричество? Вы ответите сами, дочитав эту статью до конца. Я же со своей стороны не буду в ней глубоко «нырять» в подробности и технические детали и описывать теорию и математику процессов.

2. Напряжение.
   По важности я бы поставил это параметр на первое место. Простое правило электротехники гласит «выше напряжение - ниже потери - выше кпд и мощность».
   

Пришло время выложить очередную (и видимо последнюю, хотя…) бесплатную (Фри) версию программы расчетов электровертолетов.
От предыдущих отличие в том, что не надо искать-вводить лишние данные по мотору (эффективность, 0-ток и тд) и батареям (не надо выбирать ЛиПо или ЛиФо, достаточно указать номинальное напряжение ЛиПо=3,7в, ЛиФо=3,3в, емкость, нагрузочный коэф, количество банок), а в результатах не отображается (хотя, конечно, считается) лишнее и зачастую ненужное - эффективность мотора, напряжение батарей… Кроме того, результат виден на графике - сразу понятно как полетит вертолет и какой шаг и обороты допустимы.
Программа работает под Эксель, что позволяет использовать ее даже в большинстве мобилок.

Контроллер, Регулятор или ЕСК - важный электронный прибор в силовом тракте электровертолета. Это именно та деталь, которая преобразует постоянный ток аккумулятора в переменный трехфазный, и через которую происходит ручное (по радиоканалу) и автоматическое (встроенным программируемым процессором) управление мотором.
Не будем останавливаться на простых ЕСК (например Align, Lighting), которые входят в стандартные комбо-комплеты, скажем так: они легки в настройках и вполне надежно работают, но в функциях весьма ограничены. Очень хорошо принципы их настроек описаны в статье на сайте http://www.os-propo.info
Мы же поговорим настройках спортивных контроллеров. Производителей их достаточно много, но есть непререкаемые лидеры CastleCreations, Kontronik, Hacker/Jeti, Markus и др. У всех разная математика процессоров, разный программный интерфейс, разная схемотехника, но задачи одни – обеспечить максимальную эффективность работы мотора, максимальную точность управления, максимальную защиту батарей.

Доработал расчетную программку для электровертолетов:

• теперь считает классику и флайбарлесс
• доработана математика
• упрощен интерфейс

… так что считаем 😉

Вот и я стал счастливым обладателем электронной системы, полностью заменяющую сервоось на модели вертолета.
Первые впечатления от полетов пока исключительно положительные - серьезный прирост по динамике и мощности (на фото логи примерно одинаковых по нагрузке полетов Свифт-16 с 2х6а123 “до” и “после”), а стабильность и управляемость просто выше похвал.

Наконец то довел до простого “читабельного” состояния свою программку по рассчету силовой части электровертолетов.
Для этого ее пришлось заметно упростить и немного обрезать - принять в рассчетную часть три типа аккумуляторов с усредненными значениями внутреннего сопротивления, тоже усреднить межфазное сопротивление мотора, не рассчитывать изменение напряжения батарей при разряде… ну да ничего, точность сохранилась вполне приличная, ок 5%.
Чем отличается эта программа от существующих?
Тем, что она рассчитывает фактическое напряжение батарей и эффективность мотора, и на этой основе дает достаточно точные показатели по оборотам ротора и динамическим характеристикам модели.
Кроме того, она рекомендует какие обороты говернера надо устанавливать в каждом случае.
Ограничения по току контроллеров, моторов и акку. сняты сознательно - можно посмотреть что и как работает при перегрузах.
Обращаю внимание: данные программы могут носить только рекомендательный характер - выбор всегда за пилотом 😉

Последнее время становится распространненым вместо штатных силовых ЛитийПолимеров ставить ЛитийФосфатные батареи А123. Идея проста - фосфаты “живут” раз в 5-10 дольше, заряжаются в 4-5 раз быстрее, да и стоят немного дешевле.
Все это так, но только не надо забывать что при штатной нагрузке напряжение (и как следствие мощность) ЛиФо “просаживается” на 30-32% (у ЛиПо только 9-10%), емкость у них пониже, вес побольше. Поэтому простым механическим переводом количества банок не обойтись, те кто менял например 6ЛиПо на 7ЛиФо что называется “почуствовали разницу”. Так что не стоит спешить, надо очень внимательно расчитать все параметры питания-контроллера-мотора-модели.
Это не так просто, поэтому в помощь электровертолетчикам я составил табличку для распространенных у нас моделей. Обращаю внимание, что речь идет только о стандартных комплектах модель-контроллер-мотор. Модели показаны рядом - вверху с штатным количеством ЛиПо (использовал ФлайтПавер Эво25), внизу с вариантами на ЛиФо (понятно, А123). Соответственно в расчетах/экспериментах количество (напряжение) батарей ограничивалось параметрами контроллера, а максимальный ток 70А - паспортными 30С ЛиФо (выше 70-80А грузить не советую, проверено - нет смысла). Как допустимый вариант, в ряде комплектов можно использовать и параллельное (2х) включение двух блоков А123, в этом случае максимальный ток ограничен контроллером.
Эксперименты с дорогими спортивными моторами (Neu, Kontronik и т.д.) и контроллерами (Castle Creations Phoenix, Markus SL и т.п.) оставим в стороне, тем более А123 ну никак нельзя отнести к спортивным батареям.

Лет пять назад, когда я впервые поставил на небольшой электровертолет Микростар/Зуум400бесколлекторный мотор, его регулятором (контроллером) был Маркус. Это был обычный «хоббийный» котроллер с минимальными настройками с передатчика, тем не менее он честно отработал больше года с несколькими авариями, перегрузками и перегревами, и поехал работать дальше к новым хозяевам.
Я же настолько увлекся «электрикой», что отказался от «метанолов», «бензинов» и полностью погрузился в мир вольтов-амперов-ваттов-амперчасов. Как часто бывает, все оказалось намного сложнее чем на первый взгляд, пришлось перепробовать массу совсем разных моторов – Сенчури, Акси, Хакер, Мега, Неу, З-Павер и наверное столько-же разных контроллеров – Джети, Лайтнинг, Контроник, Кастл Креейшенз и наконец снова Маркус.

Компания Маркус ( www.markus-rc.com ), известная в модельном мире как и своей «Хобби» серией контроллеров, так и профессиональной спортивной (и чемпионской!) серией контроллеров «СЛ», готовила к выпуску свои первые регуляторы с вертолетной программой и любезно предложила мне принять участие в тестировании.

Решил провести некоторые эксперименты по бортовому питанию зимой.

1. Подготовлены (полностью заряжены и “оттренированы”) 4 типа блоков аккумуляторов.

• фирменный Никель-Кадмий от радио “Спектрум”
• самодельный блок из Никель-Металл-Гидридов “ДжиПи” (кстати самое дешевое решение)
• фирменный силовой Литий-Полимер “ХайМодел”
• самодельный блок Литий-Фосфатов “а123”
  Так же для “высоковольных” блоков применялся 5-амперный линейный стабилизатор- БЕК Дуалскай.

2. Испытания.
   Батареи выдерживаются в морозилке (ок -18*) 40 минут и затем подключаются на пассивную нагрузку (блок резисторов) сопротивлением ок 1 Ом.
   Измеряем фактическое напряжение на нагрузке в начале (0 мин) и через 5 мин работы.
   Измеряем температуру батареи и БЕК (если используем) в начале (к сожалению мой И.К.-термометр ниже 0* не показывает) и через 5 мин.
3. Результат (см. таблицу).

Чем вызвана переделка модели.

Взял себе новую зарядку ФМА Сел Белленсинг 6 Про (www.fmadirect.com). Размышлял долго: смущало отсутствие дисплея и ограничение заряда 6-банками ЛиПо/ЛиФе. Все таки решился и не пожалел - оказалось что программа заряда работает великолепно и не требует никакого вмешательства, а если интересно увидеть данные и графики – подключаешь к компьютеру и там все в лучшем виде.
Зарядка ФМА очень простая в подключении и работе. Но нужены блоки только с балансирующими разьемами, так что мне пришлось все перепаять - увы!
Мощность зарядки около 250ватт (10а х 6ЛиПо).
Работа зарядки приятно удивила - самые старые блоки акку а123 которые в эксплуатации 6-7 месяцев и не балансировались последние 70-80 циклов она полностью “выровняла” и зарядила за 19-26мин, причем такой заряд у меня реально добавил емкость (дозарядил все недозаряженное) с
2080-2090 до 2200-2230. Свежие блоки (ок 20 циклов) - заряжаются за 16-17 мин. При этом 90% емкости (ок 2ач) вливаются током 10а за 12-14мин.

Решил не изменять своей приверженности к электровертолетам Сенчури Свифт, и заказал новый Свифт 550 Карбон.
Посылка с ТаверХобби пришла меньше чем за две недели и обошлась в 400 долларов (хорошая цена за карбоново-металлическую модель!). Радует, что в уже в комплекте уже есть весь необходимый апгрейд (упрочненные валы, 3-й пуш-пулл, 3-я опора вала, упрочненные шасси…), который раньше приходилось докупать.
Сборка проблем не составила - все легко и просто стало на свои места. Единственно, пришлось немного помудрить с подгонкой стеклопластиковой кабины.
Электрику-электронику просто переставил со старого Свифт-16, это:

• акку 10а123
• мотор неу1910-1.5
• шестерня 10з
• контроллер кастл-креейшенз85хв
• серво и гиро джей-ар (не помню какие)
• борт спектрум никд1200мач
• радио спектрум р7000

Прошло больше года с начала эксплуатации Свифтов, пора подвести итог обзора. Наверное будет правильно описать с комментариями то, на чем летаю сейчас.
О модели.
Итак, Свифт-16 в эксплуатации с февраля-марта 2006 года. Мотор НЕУ1907-1,5, контроллер Феникс-80, батареи литийполимеры ФлайПауер-6с1п-3700, ТандерПауер-6с1п-3850 и литийфосфаты А123-7с1п-2300. Общий налет по батареям: ЛиПолимеры 52 рабочих циклов в среднем по 7-8мин, ЛиФосфаты 46 рабочих циклов, в среднем 5-5,5мин, итого ок. 630 мин или 10,5 часов в воздухе.
Модель ни разу неприятно не удивила и не разочаровала – само по себе ничего не сломалось, не отвалилось, не отказало. Была одна «хорошая» авария и 3-4 жестких аварийных авторотации. После ремонтов все работает без проблем. Но хоть вертолет сам по себе не плох, кое-что доработать/изменить пришлось.

Вступление

Широкое внедрение бесколлекторных моторов и Литий-Полимерных батарей за последние несколько лет обусловило резкий рост рынка электро-моделей вертолетов.
Думаю понятно, что и спортсменам, и тем более любителям и начинающим интересно иметь относительно простую, «чистую» модель всегда готовую к полету.
Для большинства спортсменов-вертолетчиков пока эта мечта не достижима – ведь удельная энергоемкость современной Литий-Полимерной батареи весом ок 500 гр составляет ок 75-85Ватт/Час, в то время как метанольное топливо с тем же весом «отдает» ок 200-250Ватт/Час. Но если учесть, что всего лишь три-четыре года назад соотношение удельной емкости аккумуляторы/топливо было хуже в два раза – то можно ожидать скорого прогресса. Но вопрос все же стоит шире – удастся ли производителям аккумуляторов так же добиться и возможности их быстрого заряда (за 10-20 мин), стойкости к электрическим и механическим перегрузкам, большой продолжительности работы. Возможно что создание и развитие Литий-Фосфатных батарей даст ответ на эти вопросы.

Литий-Полимеры

В этой статье публикуются и будут дополнятся эксперементальные и теоретические таблицы применения разных силовых аккумуляторов на электровертолетах размера 500-550 (пока проверяется на вертолетах Свифт-16 с моторами Неу1907-940Вт, Лайтнинг600-1000Вт, Лайтнинг600Плюс-1200Ватт).
Конечно сложно определить, сколько реально циклов выдержат батареи - ведь речь идет о сотнях! Поэтому почитав всякие умные сайты с тестами и испытаниями подвел такой примерный итог-результат “жизни” аккумуляторов в зависимости от токов разрядки (но не менее 10С) и температуры батареи (но не более 70градС) и остаточной емкости 80%:

• ЛитийПолимеры (ФлайПауер, Кокам, ТандерПауер) = 45-150циклов;
• ЛитийФосфаты (А123) = 220-500циклов.
  В таблицах пока принимаем СРЕДНЕЕ значение. При достижении (снижении) емкости до 80% начальной - можно будет уточнить фактические значения циклов.

Эксплуатируются

Приехали сегодня ко мне батареи А123. Пока дорого - но очень хочется попробовать. Столько о них говорено-переговорено, но в основном (а тем более у нас) голая теория или “имхо”.
Спаял блочек из 7-ми банок (аналог 6 стандартных ЛиПо) на 23,1в - 2200мАч, долговременный ток (по инструкции) 60А, зарядный - до 10А (!), вес около 550г. Завтра в полет - буду грузить разрядом-зарядом по максимуму 😉

Всю зиму летал гордо “сам-один” 😎 А сегодня спонтанно начали один за одним подъезжать самолетчики и планеристы, значит весна началась 😃

Есть много историй от “самопроизвольных взрывов” до “святой простоты” Ли-По. Давайте не будем фантазировать, а вспомним о элементарных правилах безопасности. И тогда наши батареи будет жить “долго и счастливо”, ну а мы еще “дольше и счастливей” 😁

Graupner
Инструкции и предупреждения относительно использования батареек LiPo

Общая информация

На РСиГрупс представляют новый внешний говернон на электровертолеты. Имеет опто-датчик оборотов (пишут “видит, а не угадывает реальные обороты”), несколько режимов работы, память на макс-мин обороты в полете, простая конвертация в нитро, бесплатное обновление софта ну и еще чуть-чуть. Первые 30-шт распространяют в США среди желающих из 3-ДиХардКор пилотов.

Цитата: "От создателей MultiGov, первого дуал-рейт нитро говернора для вертолетов, мы рады представить первый в мире динамический говернор электро-вертолета “eMultiGov”. EMultiGov максимизирует 3-Д вашего электрического RC вертолета, давая Вам большее мощности, когда Вы нуждаетесь в этом при сохранении постоянной скорости ротора … " ну и тд.

Инструкция в ПДФ здесь:
www.aerospire.com/docs/emultigov_manual.zip

Очень классно поганяли на разных машинках (бензин и электро). Моя древняя (1997года) киошо-лянчия 1/5 масштаба тоже на чтото спромоглась! Ну и заодно вертолетик попускал 😉
пс. в феврале ганяли по обледенелому снегу - без шипов не то!
ппс. товарищу пришла вот такая бензиновая hpi baja5b - новая, чистая, красивая и классная! на фото - первый выезд.

Не секрет, что все что касается моделизма стоит в 2-3-4… раза дороже бытовых аналогов. С этим делом борятся наверное все моделисты. Жалея для тренеровок-настроек свои недешевые и нежные литийполимеры FlyPower пробовал ставить на веротлет по 16-банок NiCd-2400 и NiMH-3300. Увы, ничего приличного из этого не вышло- летает совсем чуть-чуть. В интернете нарыл разные способы удешевить/упростить силовые акку :
www.runryder.com/helicopter/t310617p1/
www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=566256
www.swift-tuning.com/e-moli.php
на этих самых а123 и e-moli летает пол-мира (судя по runryder и rcgrоups)!
народ дружно разбирает сборки/паки от эл. дрелей и в полет! на мой взгляд, лучший вариант замены - использовать акку а123 из паков электродрелей DeWalt. Не очень большая емкость компенсируется неплохим весом, быльшими токами разряда и заряда (1 банка 2300мач, 3,3в, 70грамм, 25-35С (70-120А), 10А-зарядка — www.a123racing.com ), увеличением вольтажа в паке - на фото с runryder такой вариант 36-вольтового блока для свифта. я посмотрел в наших магазинах: оказалось что паки ли-ион к DeWalt (в блоке идет 10шт - а123 = 36в, цена на e-bay ок 90 долл) у нас не завозят.

Вертолет SJM 400 (СЖМ 400) –
для зала и не только.

Думал с чего начать обзор… Только встретили Новый год, и в голове крутится: «… у нас с друзьями традиция – под Новый Год идти в баню…». Вот и у меня уже, наверное, традиция: к зиме покупать себе небольшой («зальный») вертолетик. СЖМ ( продавец в Киеве www.rc-heli.kiev.ua ) оказался четвертым по счету.

Конструкция.
Это как раз то, что меня заинтересовало в СЖМе – необычный дизайн рамы, «головы», хвостового ротора, обилие угля, металла, подшипников. По большому счету все это уже было в легендарном ТриДи (ThreeDee www.henseleit-helicopters.de ), но вот чтоб в мини-размере?! Присмотревшись поближе еще удивило то, что «порошковые» на вид металлические детали оказались изготовлены прецизионной резкой водой с абразивом (WaterJet) – весьма современная технология.
Забегая вперед скажу, что в основном конструкция себя оправдала – жесткая, прочная, живучая и «ремонтабельная».

Поиспытывал вертолет с третьим пуш-пулл - все супппер 😁
Еще немного доработал - теперь установку-настройку-регулировку делать стало намного проще.
Все на фото