Search in topic

FPV на вертолетах классической схемы.

та лопасть что слева, помимо своей собственной скорости имеет еще и в дополнение набегающий поток и ее подъемная сила резко возрастает. Лопасть же, которая оказывается справа, получается относительно воздушного потока “практически” стоит на месте и какбы начинает “вязнуть” в воздушном болоте.

Да. Называется наступающая и отступающая лопасть

Но зато там есть втулка, позволяющая лопастям ходить вверх вниз на некоторый угол.

Точнее вертикальный и горизонтальный шарнир на каждой лопасти с ограничителями и демпферами(!).

Если бы этого узла не было бы, то мы спокойно бы взлетели, висели бы. Но при наборе определенной скорости вперед - вертолет завалился бы в бок.

Да.

Получается на наших RC - эту функцию выполняют демпферы?

Да. И горизонтальный шарнир - винт крепления лопасти.

то поставив более мягкие демпферы мы ухудшим 3D качество вертолета, но улучшим прямолинейный полет (его скорость)? Т.е. фактически дадим возможность лопастям делать “разные взмахи”. Или я ошибаюсь?

Да так.
Но в действительности все “чуть” сложнее: совсем “освобождать” лопасти нельзя - начнутся всякие резонансы типа “земного резонанса”… и много еще всяких “бякосей” типа вибраций, нештатных нагрузок, … Крепить жестко тоже нельзя - отломит лопасти. Почитайте что нибудь из истории вертолётостроения там есть любопытные примеры катастроф первых вертолётов того же Сикорского.

Вот теперь сижу и пытаюсь найти хотябы 2 отличия написанного в 3 постах выше от того, что написал я… -___-

• какие обороты будут наиболее экономичными

Какраз с этим проблем быть не должно. Датчик тока есть у всех и сделать 10-20 пролётов на разных оборотах не сложно.

Андрей, сейчас отвечу шуткой.😉 Отвечу той же фразой…😃 Не для того чтобы продолжить споры, а просто потому что “в каждой шутке…”
Искать не надо… А чего их искать?!! (теперь отличия)
“Дьявол скрывается в нюансах”.

“Дьявол скрывается в нюансах”.

Результаты то совпали.
Да и нюансы начавшие спор в этот раз написаны ровно противоположно. И лобовое сопротивление от угла атаки растёт, и треть этого сопротивления не создаёт никакой полезной работы. Нет чтоб сразу так, с нюансами в нужную сторону.

Одна существенная поправка. Поляра строится для одного значения числа Рейнолдса. Меняя обороты (для висения на идеальном угле атаки) мы меняем это число и форму поляры.
Как она меняется? Сомневаюсь что в лучшую сторону, профиль рассчитан на обороты второго идла.

Офтоп закончил. Дальше только логи из регуля с появлением погоды.

Одна существенная поправка… ….профиль рассчитан на обороты второго идла.

Вот теперь я смеялся до слез, или плакал до смеха!😢😅
Это кто же рассчитывал профиль (???) для какого-то там Вашего «второго идла», о котором ни в ЦАГИ ни в NASA ни сном ни духом…
Нет такого понятия в вертолётостроении.
__________________________________
А вот один важный моментик в моём повествовании действительно надо уточнить:
Из написанного получается, что коэффициент заполнения «рождается» и живет как-то «сам по себе», в уже готовом роторе, - в таком варианте он теряет всякий смысл!
Так вот, на самом деле необходимое заполнение (коэффициент) - величина расчетная. Рассчитывается он на этапе когда ширина и/или количество лопастей еще не определены, а уже на его основе легко определяется либо необходимая ширина лопастей, либо необходимое количество лопастей и опять же их ширина.

Вот откопал тему по поводу времени полета
www.helifreak.com/showthread.php?t=312973

и моя любимая тема=)Scale фюзеляж и FPV=)

www.helifreak.com/showthread.php?t=490131

Спасибо! Первая ссылка содержит очень любопытные циферки и не только…!😃
Надо внимательно изучить…

А меня вдохновляют и восхищают такие увлеченные люди с золотыми руками (вторая ссылка).

Это кто же рассчитывал профиль (???)

Тот кто решил его сделать.
То есть тот кто его сделал первым и внёс в “книжечку” со всеми остальными профилями присвоив название.

Нет такого понятия в вертолётостроении.

Конечно нет, мы же тут об моделях.

По делу возражений так и нет?
Не надо тонуть в сарказме. Иногда стоит просто выдохнуть и прочитать что написано, а не над чем хочется поржать.

односложно на них ответить невозможно, а развернутый ответ будет очень объёмен

Да, это понятно, есть вещи, на которые коротко не ответишь. Я тут тоже немного почитал… ☕ 😃

на сколько можно/нужно увеличивать ширину? Ставить просто «поширше» – не выйдет.

Андрей, спасибо за развернутые ответы, картина вырисовывается… Но в принципе, я не имел ввиду бесконтрольное увеличение ширины, речь о разумных пределах. Если посмотреть на немецкие ассиметрики, то они процентов на 30 шире. Не думаю, что немцы взяли случаюную цифру за основу, и по крайней мере, результат впечатляет! Зафиксировал некоторое уменьшение тока висения, а вот грузоподъемность… она возросла очень существенно! Силовая справляется отлично, без перегрузок при коллективном шаге 0-12гр, отсюда и предположение, что на эту величину имеет смысл смело и безболезненно увеличить ширину лопасти. При этом можно расчитывать на значительное увеличение КПД, без необходимости увеличивать длинну за пределы класса или прибегать к серьезным расчетам. Важно в принципе, добиться хорошей экономии на висении во всем диапазоне коллективного шага, что позволит увеличить время полета, а негативные моменты, такие как срыв потока при больших горизонтальных скоростях, можно компенсировать оборотами. Андрей, это хобби, главное в котором все же полеты и хотелось бы выжать максимом на интуитивном, прагматичном уровне, разумеется, где это возможно.
Последние обсуждения быль очень полезными, вся необходимая информация по эффективности ротора и оборотов появилась в теме в достаточном объеме. Её необходимо только чуть систематизировать по степени важности.

1. Профиль лопасти.
   Вопрос важный и сложный, от формы профиля зависит величина лобового сопротивления, КПД лопасти. Качество (или его поляра) определяется продувкой в аэродинамической трубе, и теперь это величина расчетная. Важно, чтобы ее аэродинамический фокус не сильно смещался при изменении шага. Ламинарный профиль - это хорошо, потому, что - это “правильный” профиль (ламинарное обтекание воздуха по верхней кромке создает разрежение воздуха и значительную подъемную тягу). Но тут выбор сильно ограничен 😦 Ассиметричные лопасти хорошего качества похоже делают только немцы - “SpinBlades”. Жаль, что не с чем сравнить. Тем не менее, после обычных симметричных они очень хороши.

2. Длинна лопасти.
   Чем больше, тем лучше, потому, что увеличивается площадь лопасти, но она ограничена классом вертолета.

3. Ширина лопасти.
   Лучше больше, но только до некоторого предела. Тоже увеличивается площадь лопасти (площадь ометаемой поверхности), что в сочетании с “правильным” профилем позволяет получить очень хороший результат (как ассиметричные лопасти SpinBlades). Есть зависимость “эффективной” ширины от оборотов ротора (вязкость воздуха).

4. Оптимальные обороты.
   Чем ниже тем лучше в плане экономии энергии, но они должны быть не ниже некоторого значения из-за возможности срыва потока при горизонтальном полете. Как вариант - на тумблер повесить два режима (две скорости): экономичный - для висения и полетов на относительно небольшой скорости и 3D - для скоростных полетов.

Вроде почти все… 😉

Плохо, - но остается только увеличивать ширину лопасти…(или добавить количество лопастей)….

Андрей, почему плохо? Диаметр ротора определен. Я считал, что с количеством лопастей мы тоже определились, но Вы снова вроде намекаете, что нет разницы, какое количество лопастей будем использовать (2 или 4). Если нас интересует не копийность модели, а КПД и время полета, то тут важно понять однозначно, где меньше величина лобового сопротивления? В двух широких ассиметриках, где лобовое сопротивление уменьшается дополнительно за счет “правильной” формы профиля или в четырех узких, симметричных, который еще дополнительно в два раза ❗ чаще рассекают воздух, и не имеют никакого представления о ламинарном обтекании. Практический опыт говорит в пользу безусловной эффективности двух широких ассиметриков. Поэтому с учетом снижения оборотов, может стоит увеличивать ширину, а не количество лопастей?

Какраз с этим проблем быть не должно. Датчик тока есть у всех и сделать 10-20 пролётов на разных оборотах не сложно.

Андрей, я уже давно нашел практическим путем “свои” оптимальные лопасти и обороты, вопрос был чисто в теоретическом плане, с целью лучшего понимания происходящих на роторе процессов.

Ой, Олег, спешите Вы с конечными выводами… Сделайте паузу, дайте себе время для осмысления и систематизации информации. А то значимые ошибочки проскакивают…
Небольшие поправки, пояснения к сказанному Вами:

2. Длинна лопасти.
   Чем больше, тем лучше, потому, что увеличивается площадь лопасти,

Нет не то…
С одной стороны увеличивается диаметр ротора, а следовательно увеличивается площадь ометания и как результат падает удельная нагрузка на площадь ротора. С другой – падает коэффициент заполнения.
А с третьей…
Речь идет о относительном удлинении лопасти. (отношение хорды и длине лопасти, «узкие и длинные»).
Это не про «роторы», а скорее про «крылья» и свойства профилей. Дело в том, что есть понятие «бесконечно длинного крыла».
В общем так: при одном и том же профиле и одинаковой его хорде чем длинней крыло (вплоть до бесконечности) тем круче получается угол поляры, т.е. выше аэродинамическое качество.
Подчеркиваю не подъёмная сила, а именно качество. По этой причине длинное и узкое крыло при одинаковой площади эффективней чем короткое и широкое. В гонке за аэродинамическим качеством крыла на рекордных планерах именно по этому применяет безумно длинные и при этом узкие крылья.

Ширина лопасти. Лучше больше, но только до некоторого предела. Тоже увеличивается площадь лопасти (площадь ометаемой поверхности)

Ошибка – не площадь ометаемой поверхности (от ширины лопасти она не зависит), а коэффициент заполнения. При слишком большом заполнении угол атаки будет маленьким, что приведет к потере аэродинамического качества.

4. Оптимальные обороты.
   Чем ниже тем лучше в плане экономии энергии, но они должны быть не ниже некоторого значения из-за возможности срыва потока при горизонтальном полете. Как вариант - на тумблер повесить два режима (две скорости):

Олег, у меня этот тумблер уже реализован и не на два, а на три режима.😉

Андрей, почему плохо? Диаметр ротора определен. Я считал, что с количеством лопастей мы тоже определились, но Вы снова вроде намекаете, что нет разницы, какое количество лопастей будем использовать (2 или 4).

Вот! Хороший вопрос! Разница конечно есть, НО…
Исходя из того, что я чуть выше написал про узкие и широкие крылья, увеличивая ширину лопасти, т.е. уменьшая её относительное удлинение и таким образом снижая её качество в какой-то момент может оказаться, что эффективней вместо одного широкого крыла поставить два, но узких! Да потери на двух крыльях с их суммарным лобовым сопротивлением вроде больше чем на одном, но качество одного из-за падения относительного удлинения может настолько ухудшиться, что выгодней окажется ставить третью лопасть… (даже не допускаю мысли, что в наших моделях может понадобиться четвертая)
На полноразмерных дело доходит и до четвертой, пятой… Ну конечно там не только в этом проблема, - там еще конструктивно-прочностные бяки лезут, а еще волновой кризис на концах лопастей при приближении к скорости звука…………

Вертолёт сложная машинка…😃😉

Сравнивать лопасть и крыло некорректно. Все точки крыла движутся практически с одной скоростью. Изменение длины лопасти изменяет скорость конца лопасти, если все остальное считать неизменным, но реально упадет и частота вращения ротора. И т.д. Бесконечная лопасть просто не имеет смысла, т.к. ее невозможно вращать 😃

Ну, Вы же понимаете: с бесконечным крылом - это был лишь теоретический пример для простоты понимания сути происходящего…
В роторе процессы конечно сложнее, но относительное удлинение значение по прежнему имеет.

Почти закончил, ставшую уже утомительной, модернизацию вертолёта…
Изначальная идея казалась «безобидной» - увеличить площадь вертикального оперения хвоста с целью улучшения курсовой устойчивости на высоких скоростях…
Но как всегда: «одно зацепилось за другое, с необходимостью переделать третье и вынужденно изменить четвёртое»…😵
Не вдаваясь в подробности промежуточных составляющих всей цепочки - начал с хвоста, а закончил телеметрией…
Из общественно полезного: получилось реализовать контроль качества приёма, с индикацией оного в телеметрии, с приёмников и/или сателлитов Spektrum.
Это конечно не «настоящий RSSI», но работает ничуть не хуже, - вышла отличная индикация качества приема RC на борту.
В результате суммирования (с нескольких сателлитов) и интеграции, напряжение на конденсаторе обратно пропорционально качеству приёма (соотношение во времени «целых» и «битых» пакетов). «Стопроцентному» приему соответствует напряжение 0,05 вольта, отсутствию связи – 3,2 вольта. Схемка приложена…
Остается лишь указать соответствующие величины в конфигураторе прошивки телеметрии…
Емкость конденсатора подобрана для 11 миллисекундного DSMX, если используется DSM2 или 50-ти миллисекундное следование пакетов то возможно её придется увеличить до 500 мкф.
____________
Ну, и наконец начал «практическую возню» на тему экономии энергозатрат в полёте.
Приведу полученные циферки…

1-й вариант (тот на котором летал обычно): Редуктор 15-60-20-61 (Кр = 12,2). Рабочие обороты ротора - 1800.

2-й вариант: Редуктор 13-60-20-61 (Кр = 14,08). Рабочие обороты ротора - 1400.

Отношение коэффициентов редукции = 1,154, примерно в таком же отношении (~1,15…) находились и обороты ротора при одинаковом уровне сигнала (+54% по монитору) на управлении гувернера.
Для того чтобы снизить обороты до 1400 потребовалось подать на гувернер сигнал +11%.
И вот результаты (при прочих равных)…
В первом варианте ток при ОШ = 0 градусов ~ 13 ампер. Ток висения ~ 21 ампер.
Во втором варианте ток при ОШ = 0 градусов ~ 6,5 ампер. Ток висения ~ 12,5 ампера. (при этом остается запас хода стика по ОШ примерно 25-30%)
Не поверил… Перепроверил еще раз, – результаты примерно такие же!
Весьма приятно удивлен результатом, - ток «холостого хода» сократился в ~ 2 раза, ток висения в ~ 1,68!!!😃
На такое и не рассчитывал…😇

Весьма приятно удивлен результатом, - ток «холостого хода» сократился в ~ 2 раза, ток висения в ~ 1,68!!! На такое и не рассчитывал…

Значит скоро полетим?😒

скоро

Ну, пока не факт…😃

полетим?

А это уж - точно!😃

Во втором варианте ток при ОШ = 0 градусов ~ 6,5 ампер. Ток висения ~ 12,5 ампера.

А можно к этому уточнить шаг на висении, напряжение/количество банок, вес вертолёта и длину+ширину лопасти. Для статистики. Ато в питере дождь льёт третью неделю, на улицу не выйти -__-

Моя пятисотка при весе около 2 кг с симметричными лопастями 430 мм шириной 45,5 мм (стандартные около 40-42) при пилотажном передаточном отношении и шаге 9 градусов висит на оборотах 1400 и жрёт при этом 185 Вт (7 А на 6 банках).
На пилотажных оборотах (2300 и 2700) лопасти 415 мм шириной 40 мм на висении едят примерно на 7-10% больше, чем выше описанные.
Дальше погода кончилась…

А за схемку для спектрума отдельное спасибо.

А можно к этому уточнить шаг на висении, напряжение/количество банок, вес вертолёта и длину+ширину лопасти. Для статистики. Ато в питере дождь льёт третью неделю, на улицу не выйти -__-

Ну, в Москве погода тоже не жалует… Любимоё поле раскисло, - грязь по колено… Потому подлётывал для проверки буквально во дворе дома, визуально.
Собственно на шаг в висении особого внимания не обратил, - мне был важен факт остатка запаса углов. Из этого могу сделать вывод: шаг был примерно 9-10 градусов.
Силовая батарея 6S. Вес вертолёта ~ 3300. Лопасти 553 х 52, симметричные…
Вот только маленькое замечание: длина лопасти это не совсем нужный для анализа параметр – длинна лопасти это скорее про заполнение ротора, правильнее будет для анализа брать диаметр ротора (т.е. с учетом размера втулки винта). У меня диаметр - 1,22 метра.
А вообще у нас тут справочная табличка имеется: docs.google.com/spreadsheet/ccc?key=0Ap8DZGVJfvnNd…😉

Моя пятисотка при весе около 2 кг с симметричными лопастями 430 мм шириной 45,5 мм (стандартные около 40-42) при пилотажном передаточном отношении и шаге 9 градусов висит на оборотах 1400 и жрёт при этом 185 Вт (7 А на 6 банках).
На пилотажных оборотах (2300 и 2700) лопасти 415 мм шириной 40 мм на висении едят примерно на 7-10% больше, чем выше описанные.

Понятно… тут же в варианте с «пилотажным редуктором», да на оборотах 1400, двигатель оказывается далеко не в оптимальном режиме…
А при повышении оборотов до 2300-2700 растет сопротивление на лопастях, но двигатель уходит в более «правильный» режим… Одно компенсируется другим - на выходе не очень большая разница, получается «размытый» результат…

А при повышении оборотов до 2300-2700 растет сопротивление на лопастях, но двигатель уходит в более «правильный» режим… Одно компенсируется другим - на выходе не очень большая разница, получается «размытый» результат…

Не, на 2300 эти лопасти едят на висении 270 Вт, а на 2700 - 360 Вт. Разница почти в 2 раза, сам такой большой не ждал. И это при рандомных оборотах/передатке 😵
А с редуктором на атоме всё гораздо печальней гайки (сам к нему присматривался, да поздно). Шестерня в одном варианте, пиньёна всего 3 и самый маленький зажали китайцы.

мне был важен факт остатка запаса углов.

Кстати давно хотел спросить.
Зачем ФПВ вертолёту пилотажный диапазон шага ±12, почему не сделать где-нибудь -4 +20? Всего то две тяги подкрутить.
Или там за 12 градумаси легко получить срыв? Хотя на маленьких оборотах он должен наступать позже.
Правда поведение вертолёта на низких оборотах мне не сильно нравится. Даже на сотке лишние 15% оборотов делают из нелепого кленового листика железобетонный бронепоезд.

Жду кит на растяжку до 515 размера, 515 асимметрики и погоду >_<

Во втором варианте ток при ОШ = 0 градусов ~ 6,5 ампер. Ток висения ~ 12,5 ампера. (при этом остается запас хода стика по ОШ примерно 25-30%)
Не поверил… Перепроверил еще раз, – результаты примерно такие же!
Весьма приятно удивлен результатом, - ток «холостого хода» сократился в ~ 2 раза, ток висения в ~ 1,68!!!
На такое и не рассчитывал…

Андрей, а чему Вы удивляетесь…?
Вы существенно снизили обороты, тем самым значительно уменьшили лобовое сопротивление, мотор при этом по прежнему работает в “правильном” режиме за счет изменения пиньена.
Мы это уже несколько раз обсуждали. Просто Вы тоже решили провести практические тесты и получили вполне закономерный результат 😃
Знаете, еще несколько больше удивитесь, если увеличите ширину лопасти (не много). Вот еще один практический результат:

Моя пятисотка при весе около 2 кг с симметричными лопастями 430 мм шириной 45,5 мм (стандартные около 40-42) при пилотажном передаточном отношении и шаге 9 градусов висит на оборотах 1400 и жрёт при этом 185 Вт (7 А на 6 банках).

На своем вертолете (480 класс, 1.7 кг) я получил очень близкие циферки. Безпредельно снижать обороты мы не сможем, но тем не менее подъемную силу увеличить можем за счет разумного увеличения ширины лопасти.
Ключ увеличения времени полета в снижении оборотов и увеличении ширины лопасти.

Зачем ФПВ вертолёту пилотажный диапазон шага ±12, почему не сделать где-нибудь -4 +20? Всего то две тяги подкрутить.
Или там за 12 градумаси легко получить срыв? Хотя на маленьких оборотах он должен наступать позже.
Правда поведение вертолёта на низких оборотах мне не сильно нравится.

Не, какие там +20… добавится циклик и тогда уж точно сорвет поток…
Как-то получал на практике «реальный срыв», - очень неприятные ощущения: верт вдруг начинает проседать, интуитивно добавляешь шаг, а он от этого начинает лишь громче фырчать лопастями и быстрее терять высоту. И хорошо если подвиснет у земли на подушке, иначе - дрова… (разумеется, не путать с вихревым кольцом - там причины и эффекты чуть другие… из «кольца» резкий подрыв спасает)
А вообще - дело наверное в моих «хотелках»… Противоречивые они…
С одной стороны хочу FPV вертолёт: летать далеко, по возможности долго, с другой не хочется терять возможность скоростного полёта, не готов расстаться с возможностью летать пилотаж… При этом видеосъёмка меня не особенно интересует, это лишь «сопутствующий товар»…
Вот и получается странноватый вертолёт… вроде FPV-шный, но с признаками «пилотажки».😃
В этом «ключе» настроил сейчас три режима по оборотам 1400, 1600, 1800… вроде бы уложился по редуктору и крайним режимам гувернера…

Андрей, а чему Вы удивляетесь…?

Олег, я удивился не самому факту падения тока (потребной мощности), а величине падения!
Думалось результаты будут скромнее…😒