FPV на вертолетах классической схемы.
Олег, думал над этой загадкой, думал… пытаясь объяснить разными причинами полученные эффекты… И как-то в моих логических моделях всё выходит на одну и туже причину, и это не контроллер, и не сервопривод…
Тяжелый вертолет с очень низко расположенным ЦТ.
Попробовал разрисовать все это дело векторами, получается что логика правильная…
Пикирование – в какой-то момент вертолет (или пилот) спонтанно слегка приподнимает нос: как только ротор подставляет под набегающий поток нижнюю плоскость площади ометания, возрастает лобовое сопротивление ротора, при этом центр тяжести «продолжает прямолинейный полёт». Получается маятник, который, имея подвесом ротор отклоняется вперёд по ходу, и чем больше он отклоняется тем больше тормозит плоскость ротора. Происходит неуправляемое, стремительное задирание носа со всеми вытекающими…
С горизонтальным полётом на скорости то же самое.
Эффект «заброски маятника» становится возможным и необратимо устойчивым при достижении и превышении определенной скорости.
Как бороться?
Очевидно, но практически нереально поднимать ЦТ к ротору (придется переделать весь вертолёт).
Можно попробовать установить на балку горизонтальное оперение значимой площади с небольшим положительным углом атаки. Эффект если не ликвидируется, то в значительной мере скомпенсируется…
Буквально с целью борьбы именно с этим эффектом я конечно не предпринимал на своём вертолёте каких либо мер, но пару-тройку лет назад переделал весь автомат перекоса с целью опустить ротор как можно ниже к фюзеляжу и к ЦТ соответственно, а достаточно большое по площади (почти в два раза больше вертикального киля) горизонтальное оперение у меня на балке стояло всегда… Естественно у меня при любых манёврах никаких даже намёков на тенденции к пикированию или кобрированию нет.
Тяжелый вертолет с очень низко расположенным ЦТ.
Попробовал разрисовать все это дело векторами, получается что логика правильная…
Пикирование – в какой-то момент вертолет (или пилот) спонтанно слегка приподнимает нос: как только ротор подставляет под набегающий поток нижнюю плоскость площади ометания, возрастает лобовое сопротивление ротора, при этом центр тяжести «продолжает прямолинейный полёт». Получается маятник, который, имея подвесом ротор отклоняется вперёд по ходу, и чем больше он отклоняется тем больше тормозит плоскость ротора. Происходит неуправляемое, стремительное задирание носа со всеми вытекающими…
Интересно, с векторами надо попробовать…, Андрей, если это принять как рабочую версию, то что делать с двумя фактами: в моем FPV вертолете (SK-720), батареи были сверху, т.е. на стандартной площадке и еще в теме упоминалась другая 450-ка с таким эффектом? У них ЦТ правильный, ведь и тогда проблема была! но только с пикированием!
Еще, вроде упускается момент, что противодействует этому эффекту маятника, или если происходит срыв, то что не справляется?
У них ЦТ правильный, ведь и тогда проблема была! но только с пикированием!
Правильно. На пикировании скорости намного выше и соответственно эффект появляется, но, скажем так, вызвать его сложнее. Нужно действительно разогнаться «неприлично», что в горизонтальном полёте недоступно.
Еще, вроде упускается момент, что противодействует этому эффекту маятника, или если происходит срыв, то что не справляется?
Противодействует этому эффекту контроллер FBL пытаясь удержать текущую позицию тангажа, но противодействие это несоизмеримо мало по отношению к кинетической энергии «массивного маятника» болтающегося на парашютирующем роторе.
Противодействует этому эффекту контроллер FBL пытаясь удержать текущую позицию тангажа, но противодействие это несоизмеримо мало по отношению к кинетической энергии «массивного маятника» болтающегося на парашютирующем роторе.
Андрей, но все же, кто пытается удержать? контроллер - это только “мозг”, а что “рука”? я только хочу сказать, что она просто может быть слишком слаба… 😦
Попробую с другой стороны…
Что общего между полетом против ветра и пикированием? в плане силового воздействия на ротор вертолета, возможно ответ надо искать здесь…
На первом месте сильный лобовой ветер.
На втором смещенный ЦТ, но в случае с пикированием он значительно больше! поэтому вначале стоит рассмотреть первый вариант.
Размышлизмы… выделю три момента…
Меня всегда интересовал вопрос по сервам - так много нагружаю на 450-ку - а она ничего так себе, тянет… все вполне себе летается, 3D не пробую. Но предел же должен быть…
Если посмотреть внимательно, то сервы всегда подгружены, даже если вертолет, казалось, просто висит, - но висит то на сервах, а вес не слабый - в два раза выше стандартного! выходит, что просто на висении уже приличная нагрузка, а если ветер… У Hitec-65HB электроника хорошо ограничивает ток потребления, т.е. более заявленного усилия они вряд ли дадут.
Второй момент - аэродинамика. В последней модификации появилась Гопро, подвес, большие широкие шасси и батареи. Говоря простым языком снизу появился этакий тяжелый парус… или аэродинамический тормоз…
Третий момент, собственно ЦТ - он просто усиливает в некоторых случаях, нагрузку на сервы.
Что происходит… при висении, нагрузки умеренные и все спокойно, далее делаем наклон тарелки вперед, ЦТ немного сместился, вектор нагрузки направлен на элеваторную серву в туже сторону и становиться больше, но серва держит… скорость растет, чем выше скорость, тем больше “работает” парус (аэродинамика кабины и нижней части вертолета сильно отличается) и “парус” пытается наклонить вертолет еще больше, что в принципе должно немного уменьшить нагрузку на серву! - вот тут тупик, где-то ошибка в рассуждениях… или стоп! я не учитываю ротор - на ротор действует обратный вектор по отношению к элеваторной серве… и чем больше скорость, тем он сильнее.
Получается, что нагрузка на сервы продолжает расти… ❗ куда уж дальше… они же слабые 😢далее срыв…
Просматривается воздействие факторов:
- большой вес
- увеличение давления на элеваторную серву пропорционально увеличению скорости в связи с наклоном ротора
- смещение ЦТ
поправьте, если не так 😃
но висит то на сервах
Нет. Висит вертолет на голове, а она на валу. Нагрузки на сервы определяются лопастями, их центровкой.
…даже если вертолет, казалось, просто висит, - но висит то на сервах, а вес не слабый - в два раза выше стандартного!..
Олег, это грубое заблуждение в Ваших рассуждениях!
Вертолёт на сервоприводах не висит! Он висит на лопастях, а с них усилие передаётся на вал ротора и через подшипники на раму вертолёта!
Сервоприводы же отвечают только (!) за установочные углы лопастей. Ось продольного вращения лопасти проходит почти через её аэродинамический центр и потому усилие подъемной силы лопасти почти не имеет никакого отношения к усилию установки угла лопасти, т.е. к нагрузке на сервопривод.
Уфффф…!!!
Да, все верно… увлекся - конечно же, на роторе! 😃
Толи проблема уже надоела, толи жара у нас тут сегодня… 😊
опустим висение…
Андрей, что то не сходится, хотя версия с маятником выглядит правдоподобно, но почему стандартный 3D вертолет с удлиненой балкой не может лететь против ветра? Обороты, вес и центровка в норме…
никаких тенденций к маятнику…
но почему стандартный 3D вертолет с удлиненой балкой не может лететь против ветра? Обороты, вес и центровка в норме…
никаких тенденций к маятнику…
Ну, Олег, я совершенно доверяю Вашей информации… А про этот случай…
Кто его знает что там за вертолёт, каковы реальные условия, какова скорость, какой ветер?..
Ну и собственно “маятник” имеет место на существование всегда при верхнем расположении ротора над ЦТ, - вопрос только в какой степени и при каких скоростях.😉
Во, Олег, я тут в рамках раздумий над «эффектом маятника» вернулся к Вашему раннему сообщению:
Все хорошо летается, но есть затухающие раскачивания вертолета при маневрах. Настройки не помогают, но в принципе лечиться увеличением оборотов,…
И посетила меня любопытная версия-догадка…
Наш «маятник» в действительности висит не просто на «шнурке» а скорее на некоей «пружине» с определенной «упругостью»… «Упругость «пружины» складывается из уровня реакции контроллера (чувствительности) на отклонение от нормали и собственно противодействующего отклонению усилия реализуемого лопастями, работающими на определённых углах и угловых скоростях зависящих от оборотов.
(кстати, «упругости» этой совершенно недостаточно чтобы избежать в известных условиях задирания носа верта…)
Вся система будучи отчасти «упругой», имея определённую массу, имеет и некую резонансную частоту. Снизив (снижая) обороты Вы понижаете эту «упругость» и приближаетесь к зоне резонансного раскачивания, а точнее прецессии (круговым движениям вертолёта). Если продолжить снижение оборотов – получатся незатухающие колебания.
Повышая обороты Вы повышаете упругость «пружины» и отдаляетесь от режима резонансного раскачивания.
Резонансную зону можно сместить и другим образом – изменить массу маятника… Именно это Вы и сделали:
Проблема пока решилась иначе, поставил ассиметричные лопасти и дал полную загрузку по весу - на 1800 никаких колебаний.
Во как!..😉
Правда мыслишки поползли еще дальше…но это уже касаемо собственно механизма возникновения и поддержания незатухающей прецессии… Лопасти работающие на определенных (различных) оборотах имеют разные углы фазинга… И вот тут видимо есть возможность принудительно погасить прецессию изменив угол фазинга лопастей, благо v-bar позволяет это сделать легко и просто……
Во как!..
Да, колебания полностью исчезли при любом весе.
И вот тут видимо есть возможность принудительно погасить прецессию изменив угол фазинга лопастей, благо v-bar позволяет это сделать легко и просто……
Вы предлагаете попробовать покрутить? а в какую сторону и величину? как то ранее этот параметр вроде не трогал.
“Меня терзают смутные сомненья… 😃” по прежнему не дает покоя серва… Андрей, Вы абсолютно уверены, что это не она?
Что сдерживает маятник? - циклический шаг лопастей, его, что не хватает в принципе? это выглядит странным - управляемость то вполне нормальная…
Еще… как вариант, идея аэродинамического крыла понравилась.
Вы предлагаете попробовать покрутить? а в какую сторону и величину? как то ранее этот параметр вроде не трогал.
Да, нет, наверное не стоит… Это же не основная Ваша проблема… Разве что если захотите еще снизить обороты или почувствуете «кривое» управление (когда управление по тангажу сопровождается еще и креном).
Хотя, знаете ли Вы: на полноразмерных вертолётах угол фазинга управляется пилотом оперативно во время полёта, правда связано это не с оборотами ротора (они постоянны), а со скоростью горизонтального полёта…
Андрей, Вы абсолютно уверены, что это не она?
Практически – да. Ведь пусть и мягонькое, но 3D летается.
Что сдерживает маятник? - циклический шаг лопастей, его, что не хватает в принципе? это выглядит странным - управляемость то вполне нормальная…
Олег, пронаблюдайте простую вещь: если отклонять тарелку стиком – угол получается большИм. А если взять верт в руки и понаклонять его – то контроллер тарелку наклоняет, но на весьма незначительный, лишь слегка корректирующий, угол. Вот этого угла коррекции и не хватает для уверенной компенсации, а управление то да – оно использует полные углы ЦШ…
идея аэродинамического крыла понравилась.
Ну и опять – полноразмерные вертолёты…😉 Там ведь не от “нечего делать” ставят горизонтальные поверхности (и часто управляемые) на балке… А законы физики и аэродинамики то для всех одни!
Практически – да. Ведь пусть и мягонькое, но 3D летается.
Да, я просто ради интереса, при установке V-bar, снял тогда подвес с камерами и видео антенну, НО! установил только одну стандартную батарею (200гр.), центровка получилась немного задняя, но тем не менее, плавное 3D покрутил тогда прилично… (лопасти симметричные 360мм, обороты 2200) дело в том, что при FPV вес увеличивается на 500-550гр. ❗ …
Олег, (Robis) подскажите, каким образом вам удалось снизить обороты на 450ке с 360 лопастями до 2200? , у меня при снижении мене 2600 не справляется хвост. При 2800-3000 летать отлично… но время полета 😦(.
Лопасти уже увеличил, поставил самые широкие какие нашел.
Секрет в увеличении хвостовой балки и цапф ХР, еще использовал хвостовые лопасти от Outrage G5. При использовании ассиметричных лопастей ОР (прилично больше ширина) вполне нормально летает на 1800 (не 3D).
Эхх… я думал вы что нибудь придумали с изменением передаточного числа на хвост, ваши посты были где-то в районе 30-х страниц на эту тему… комплект для 480 уже летит… с удлиненной балкой думаю снижу до 2400 там посмотрим…
но лопасти у меня простые 360 с хоббей… а если не сложно ссылкой на недорогой ассиметрик не поделитесь?.
Там ведь не от “нечего делать” ставят горизонтальные поверхности (и часто управляемые) на балке…
Вчера сделал две вещи: увеличил на 1гр. циклический шаг и повесил самый большой хвостовой плавник из имеющихся и с положительным углом атаки. Что получилось…
Разницу почуствовал… пикирование держит, но… стоит только чуть задрать нос (снижения скорости), то он сразу задирает его еще больше… ❗ похоже работает сила инерции и низкий центр тяжести… но все же, Андрей, мне бы Вашу уверенность в отношении сервы…
Эхх… я думал вы что нибудь придумали с изменением передаточного числа на хвост, ваши посты были где-то в районе 30-х страниц на эту тему
Точно, это тоже было 😃 не хотел нормально летать ниже 1900… поставил шестерню в хвостовом редукторе на 1 зуб больше и теперь “тянет” до 1700.
а если не сложно ссылкой на недорогой ассиметрик не поделитесь?.
А недорогих вроде нету… китайцы их не делают, только немцы.
Олег, спасибо, а какую шестерню на хвост взамен ставили?
……Что получилось…
Разницу почуствовал… пикирование держит, но… стоит только чуть задрать нос (снижения скорости), то он сразу задирает его еще больше… похоже работает сила инерции и низкий центр тяжести… но все же, Андрей, мне бы Вашу уверенность в отношении сервы…
Ура-а-а, – заработало!!!😃😃
Олег, ну теперь убедившись в правильности направления я бы изготовил нормальное горизонтальное оперение с увеличенной площадью и креплением непосредственно у ХР для увеличения действующего рычага. Это добавит устойчивости ЛА на меньших горизонтальных скоростях…
Естественно полученный результат должен учитываться в тактике пилотирования – как то: лететь против ветра желательно не медленно.
Ну, а что касаемо элеваторной сервы… Ну, Олег, сколько можно мучить себя сомнениями? – Да замените Вы её… и придет успокоение!😉
я бы изготовил нормальное горизонтальное оперение с увеличенной площадью и креплением непосредственно у ХР для увеличения действующего рычага
Именно там и разместил, использовал самое большое из того, что было… Еще немного усилий и полетим как самолет! 😃
Да замените Вы её… и придет успокоение!
А вот тут не все так просто…
И дело даже не в том, что все сервы у меня под 450-й или 500-й класс, серва для 480-ки так просто не станет, если только с напилингом… 😃
Да и в наличии нет таких, надо заказывать… ближайший кандидат Hitec-82MG, усилие в два раза выше. Можно конечно пилить раму, но хотелось бы знать наверняка… отсюда все эти теоретические изыскания…
Олег, спасибо, а какую шестерню на хвост взамен ставили?
Вроде по памяти, стандартная стоит на 10, а я нашел на 11.
Еще немного усилий и полетим как самолет!
😁:)Смешно вроде бы… Но!
Олег, надеюсь, я еще не сильно надоел Вам примерами из «большой авиации»…😉
И так… Очередной пример: вертолёт МИ-6 оснащен не только стабилизаторами, но и несущим крылом! Крыло несет на себе до 30% полезной нагрузки. Благодаря этому решению была достигнута значительная экономия при «крейсерских» горизонтальных скоростях.
в наличии нет таких, надо заказывать… ближайший кандидат Hitec-82MG, усилие в два раза выше. Можно конечно пилить раму, но хотелось бы знать наверняка… отсюда все эти теоретические изыскания…
Ну, да… это понятно… Кроме того я бы ни в коем случае не стал ставить в автомат типа CCPM разнотипные сервоприводы!