Напечатанные вертолеты с лопастями 60 -120мм
Доброго всем времени суток.
Решил создать отдельную тему по напечатанным на 3D принтере вертолетам с размерами лопастей от 60 до 120 мм.
В связи с развитием 3D печать и ее доступностью простым гражданам, надеюсь тема будет наполнятся не только мной.
Итак, хочу представить вам свой вариант на тему V977 - К110.
WLToys V977 и XK К110, это довольно популярные вертолеты, не имеющие особых конкурентов в своем классе. Они можно сказать братья, лишь с мелкими отличиями.
Как и у любого массового и доступного по цене продукта, есть ряд своих достоинств и недостатков. Причислять я их все не буду, в моем дневнике вы сможете найти тему по 977 с подробным описанием. Здесь же я хочу рассказать что получилось у меня создать на базе доступных запчастей от этих, и не только этих, вертолетов, а также при помощи 3D моделирования и последующей 3D печати.
Началось все с v977, на которых я учусь летать уже второй год. За это время многое было переделано и переосмыслено в конструкции этого вертолета, но стоковая рама накладывала свои ограничения и не позволяла вывести усовершенствования на новый уровень.
Я решил создать свою раму, главное особенностью которой является расположение хвостового двигателя внутри рамы. Реализовать данную идею получилось не сразу, было несколько вариантов конструкции, но в конце концов я выбрал самую простую и удачную на мой взгляд.
Решения перенести хвостовой мотор внутрь рамы было вызвано множеством факторов.
Во первых - это связано с крашеустойчивостью вертолета. Хвостовой мотор на конце балке не самое лучше решение, в плане защищенности самого, двигателя при авариях. Один раз, при неудачном падения, я таки погнул ступицу колокола у хвостового двигателя. Ступицу я выровнял, мотор это работает отлично и по сей день, но это не вариант решения проблемы.
Во вторых - это связано с полетными качествами вертолета. Грузик, в виде хвостового двигателя, на конце хвостовой балки, никак не способствует выполнению многих фигур пилотажа.
В третьих - вес хвостового двигателя добавляет инерционности хвосту.
Построение рамы я производил в доступном и простом редакторе FreeCAD.
Последующая печать была выполнена по технологии SLS, материалом РА2200.
Данный материал очень интересный, но имеет свои особенности, о них чуть ниже.
Вот что у меня получилось:
Лопасти от V931, лыжи от V977, канопа от V966.
Плата управления от V977. Основной двигатель HP06S 16200kv, хвостовой
HP03S 13500kv. Регуляторы МХ-10а и МХ-3а
Стандартные сервопривода от V977/К110. Голова от Heli-Factor.
Держатель сервоприводов,крепится к раме двумя шурупами. Стопорное кольцо выточенное из твердого капрона. Основной вал выполнен из карбонового прутка 2.5мм
Кейс хвостовой балки. Внутри кейса шлиц, и такой же шлиц на самой балке, не позволяющий ей проворачиваться в кейсе. Балка плотно вставляется в кейс. Сама балка выполнена из карбоновой трубки 4*3мм, длинной 154мм.
Хвостовой двигатель расположен между задних сервоприводов. Нижняя часть двигателя в которой находятся крепежные отверстия была немного доработано чтобы не мешать установке сервоприводов. Было срезано две боковые части, как раз по крепежные отверстия, а на оставшуюся пару крепежных отверстий закреплен сам двигатель.
На ступице колокола виден болтик с 1мм резьбой. Это обычный ботик от межлопастного вала. Данный болтику фиксирует приводной вал хвостового ротора. Для это в ступице было просверлено отверстие и нарезан резьба. На краю вал присутствует шлиц, в который и упирается этот болтик.
Приводной вал хвостового ротора - это вал от Walkera V120D02S.
Данный вал служит как приводным валом, так и валом самого двигателя. Я решил упростить конструкцию и не делать никаких переходных муфт в узле вал-двигатель. Это позволяет убрать лишние вибрации, которые могут появится в муфте, правда немного усложняет сборку хвоста.
Основная шестерня перевернута и не имеет никаких шлицов . Плотно одевается на вал и ничем на нем не фиксируется. Между шестерней и подшипником на валу надето металлическое стопорное кольцо, которое упирается в подшипник и не позволяющее валу двигаться вверх.
Хвостовой кейс выполнен под конические шестерни и подшипники от Walkera V120D02S
Хвостовой плавник крепится на балке при помощи шурупа, который частично входит в тело самой балки. Под шуруп в балке сделана небольшая проточка.
Хвостовой кейс крепится к балке также, как и плавник, плюс имеет шлиц, такой же, как и у кейса хвостовой балки, который не дает ему проворачиваться.
Вал хвостового винта диаметром 1.5мм, выполнен из карбона. На валу сделан шлиц под шестерню.
Хвостовой винт от V931, обрезан до 44мм. Отверстие под вал рассверлено.
Вес вертолета без аккумулятора вышел 46.3г
Ну а теперь о результате.
Результат категорически положительный.
Не смотря на то что это пробный вариант, так сказать первая ласточка, она без проблем собралась и полетала, и полета очень хорошо.
Хвост реально не узнать! Хвост четкий, резкий с четкими остановками, без раскачки после торможения. Инерция у хвоста отсутствует. Это реально ощущается, и летать на второй тушке с мотором на хвосте стало не так приятно.
Я переживал за то, что после переноса хвостового двигателя в раму сместится центр тяжести, поэтому немного сместил лыжи в сторону хвоста чтобы сместился аккумулятор, который в них вставляется. Но мои опасения были напрасными. Центр тяжести никуда не сместился. В частности в этом виноват довольно тяжелый металлический приводной вал хвостового ротора, весит он 2.3г. В дальнейшем я попробую сделать его карбоновым, а в случаи необходимости компенсировать смещение центра тяжести положением аккумулятора.
Если коротко резюмировать, то хвостовой мотор на конце хвостовой балке - это зло!
Конечно же я учел не все нюансы, отсутствие конструкторского образования дает о себе знать, но в основном это мелкие правки не влияющие на сам полет.
Но есть один нюанс, который я не учел и который нужно учитывать при любом проектировании. Нюанс это связан с материалом.
SLS печать меня очень порадовал качеством и хорошей точность. Размеры немного гуляют в пределах одной двух десяток по габаритам, но это не критично и на сборку совсем не влияет.
Что касается материала РА2200 - материал интересный, очень легкий, не ломается, его можно согнуть и выровнять обратно. Рама из него вышла весом всего 3 грамма, в то время как стоковая рама от 977 весит 5 грамм. Но за его легкостью кроется другая его особенность, о которой я не знал. Он довольно гибкий. По упругости его можно сравнить с пластиком, который используется стоковых лыжах от V977.
Этой жесткости хватает для держателя сервоприводов , для хвостового плавника и хвостового кейса, но для самой рамы этой жесткости уже мало.
Поэтому при использовании в печати материала РА2200 я могу порекомендовать усиливать конструкцию в среднем в полтора раза. При этом вы получите хорошую жесткость и вес. Ну а то, что материал сложно сломать, будет только плюсом. Из минусов материала можно отметить пористую поверхность и маркость, в случае белого цвета.
На самом деле есть большое количество разный материалов для печати по технологии SLS и в том числе разных полиамидов. Есть такой полиамид как РА3200, и по характеристикам он жестче чем РА2200. Я попытаюсь найти доступную по цене печать из РА3220 и уже из него напечатать окончательный вариант рамы. Ну а если не найду, то просто усилю данную раму и напечатаю ее тем же РА2200.
Тем не менее я нашел временное решение, которое позволило собрать и опробовать данную конструкцию рамы. Я пропитал раму цианакрилом (суперклеем). Это повысило ее жесткость до вполне приемлемой, но сделало ее хрупкой. Поэтому поступать также я советую только при большой необходимости.
Постараюсь на выходных снять видео полета данной модели, так как без него эта тема будет не полной
Также очень бы хотелось услышать ваше адекватное мнение по всему этому поводу. Любые полезные советы с радостью принимаются.
Это не последняя модель. В скором будущем будет окончательный вариант данной модели и еще одна модель, другого размера, рама которой уже почти спроектирована.
Свою модель я печатал тут http://www.meltwerk.com (не реклама)
Так же хотел сказать спасибо за помощь в реализации данного проекта Александру Babay и Владимиру kycerjaska
Нет слов, супер!!! Ром, реализовал мою мечту:) Тема очень нужная и полезная. 3D печать уже стала обыденностью и надо этим пользоваться!
Роман вы молодец! Спасибо за вашу работу! Ну а теперь ждем mk 112 или wl 1000 по проекту Романа 😃
Вот это да!!! Роман. простоСУПЕР!!! Продолжай разработки!
очень круто! с одной стороны нет мотора на хвосте, а с другой стороны нет лишней фигни с сервой как на крупных моделях.
можно только муфту добавить и готовый апгрейд для серийного производства в китай практически
что в голову пришло (не уверен, что разумное правда):
- раз момент инерции ниже можно при желании делать хвостовую балку немного короче, увеличится надежность конструкции.
- на круглую балку можно сделать плавник поперек и полукругом (или даже кругом пока он за пределами ротора), тогда можно обходиться без болтика и фиксации как таковой, поворот плавника вокруг балки не будет влиять на его эффективность. Хотя смотреться будет странно.
судя по всему зазоры от рамы до хв. двигателя и от рамы до стопорного кольца совсем небольшие, почти впритык, или это иллюзия на фотках?
Гениально!!! Особенно реализация крепления серв, но я бы усилил перемычку заднюю которая идет от верхнего подшипника к балке, частенько там ломалась.
Да и еще не много усилить где проходит вал ОР возле самой площадки, ну что то полукруга…
Twilight_Sun
Укоротит хвост можно, но ка по мне он и так гармонично смотрится.
По поводу хвоста. пока проверял хвост, подкидывал его к основному регулятору МХ-10а и сигналу для основного двигателя.
Хвост выдал тягу 38грамм!!! и это я не переключался в айдл а подавал сигнал для основного движка, на хвостовой мотор, в нормале.
Думаю на самом деле HP03S может выдать и больше 40 грамм. И какого же было мое разочарование, когда я подсоединил хвост к регулятору МХ-3а.
Тяга упала до 23 грамм( То есть, регулятор МХ-3 а не позволяет реализовать все возможности хвостового двигателя. Но сильно я не расстроился так как этих 23 гр боле чем достаточно для любых полетов.
А плавник возможно переработаю с другим принципом фиксации.
Зазоры до качалок порядка 0,9-1мм, и это потому что колокол у HP03S в диаметре 13.2мм, а изначально расчет велся под 14мм колокол, поэтому тут зазоры боле чем достаточны.
А между корпусом сервы и колоколом зазоры меньше, около 0,4-0,5мм
Ну а та часть мотора, куда вкручиваются болтики крепежные, вплотную к корпусу сервопривода, хотя её можно сточить при желании)
P.S.
Картинки открываются большими, если открыть их в новой вкладке!
Напечатанные вертолеты с лопастями 60 -120мм
какая получилась разница по стоимости напечатанных деталей по сравнению со стоковыми?
Роман! Малаца! Здорово!
Очень интересный проект! Давай дальше в том же духе.
Я так смотрю, тенденция идет к тому, что если б были 3Д принтеры подешевле, то уже б покупали у китайцев только электронику, 😁 остальное бы печатали на принтере. 😃
какая получилась разница по стоимости напечатанных деталей по сравнению со стоковыми?
Кстати да, тоже интересно.
andreypav, FAAS
Вот все что я печатал.
Рама, пару держателей серв, пару хвостовых плавников, 4 хвостовых кейса, пару рыбьих глаза для V912, пару хабов и цапф дял V911.
По стоимости все это вышло 10.53 евро без учета доставки.
Думаю если покупать подобные детали, то то на то и выйдет, по стоимости. Может быть печать будет чуть дороже, но не глобально.
Результат впечатляет!
Думаю если покупать подобные детали, то то на то и выйдет, по стоимости.
тогда выкладывай модели стоковых деталей
народ будет закупаться и с разными материалами играться 😃
с китайцев потом процент себе попросишь 😉
то уже б покупали у китайцев только электронику, остальное бы печатали на принтере.
да я думаю скоро мы уже будем песок на пляже в воронку засыпать, а на выходе готовые чипы вынимать 😃
Роман, вам на самом деле в патентное бюро надо! Писать заявление и патентовать… уже есть что… 😃
Это точно!
Хвост выдал тягу 38грамм!!!
Ещё немного и можно будет на боку летать : )
в патентное бюро надо!
идея не нова
обычно не хватает прочности, так как структура пористая
основная проблема - линки и тарелка
для блинчика пойдет, но на более менее силовом 3D геометрия уплывет…
robotpig.net/…/micro-rc-heli-3d-print-_1807
Twilight_Sun
Ну если заменить регулятор МХ-3а, на DYS XM10A, то вполне можно будет))
andreypav
Проблемы с жесткостью решаются подбором нужного материала, либо усилением конструкции.
Вот напечатанная 300-ка летающая далеко не блинчиком).
Напечатано все из того же РА2220, вплоть до тарелки и головы и даже хвостовых лопастей.
www.oblivion-heli.com/index.php/media/
про обливион помнил, но когда искал, название забыл =)
Напечатано все из того же РА2220, вплоть до тарелки и головы и даже хвостовых лопастей.
есть такое, но все же это 300-ка, там все силовые части из металла
если печатать тарелку и линки для 100 класса, то шарики и тяги скорее всего поотламываются…