История Первого Управляемого Планера.

Предыстория

После истории с постройкой самолета, захотелось сделать что-то самостоятельно. Тем более, что вся необходимая электроника была уже заказана на паркфлаере (parkflyer.ru). Оставалось только дождатся.

Список заказанного:

Аккумулятор. ZIPPY Flightmax 2200mAh 3S1P 20C (трехбаночный)

http://www.parkflyer.ru/27422/product/6306/

Мотор. TowerPro бесколлекторный Outrunner TP2409_12D (мощность 200 ват, скорость вращения: 1600 об/мин на 1 вольт. Т.е. в пересчете на трехбаночную батарею, это будет около 17000-18000 об/мин.

http://www.parkflyer.ru/27422/product/4899/

Регулятор для мотора. Hobbyking SS Series 25-30A ESC

http://www.parkflyer.ru/27422/product/6460/

Пропеллер.

GWS EP Propeller (DD-8040 203x102mm) (6pcs/set)

http://www.parkflyer.ru/27422/product/10046/

Рулевые машинки. Микросервомашинка Turnigy TG9e 9г / 1.5кг / 0.10сек

http://www.parkflyer.ru/27422/product/9549/

Радиоаппаратура. Приемник/передатчик Hobby King 2.4Ghz 6Ch (Mode 2)

http://www.parkflyer.ru/27422/product/9042/

Это минимально-возможный набор для самолета. Но если чесно, то этого маловато. Аккумулятор еще нужно заряжать как-то. И рулевые машинки к управляющим плоскостям нужно как-то крепить. Поэтому был заказан еще зарядник, петли, и кабанчики.

Балансное/зарядное устройство Turnigy 2-3S LiPo

http://www.parkflyer.ru/27422/product/6507/

Петля нейлоновая. 10 шт.

http://www.parkflyer.ru/27422/product/8435/

Набор кабанчиков 13.5x16мм (10шт)

http://www.parkflyer.ru/27422/product/8420/

Строго говоря, необходимым тут является разве что зарядник. Правда он тут слишком дешевый (а главное легкий), и вообще то не очень предназначен для такого аккумулятора (заряжать конечно же должно. Но долго – часов 6. И контролировать нужно окончание зарядки). Но зарядник получше просто не лез в 2кг посылку :). А петли и кабанчики – они как раз помещались в те несколько десятков грам, что у меня оставались. Еще можно было бы взять нейлоновые наконечники для тяг

Но лишние граммы уже закончились. А так как не хотелось финансовый лимит, установленный моей Галей на эту посылку, то пришлось наконечниками (и кучей других полезных мелочей, наподобие легких колес из пены, или карбоновых трубок) пожертвовать. К тому же все это легко делается самостоятельно, о чем я обязательно расскажу.

Чтобы уже совсем чесно – то в посылку я еще взял пятиминутную эпоксидку (давно хотел), бутылочку суперклея и модельный нож. Просто я понял одно – если работать с хорошими материалами и хорошими инструментами, то вероятность получения качественного результата возрастает многократно.

Рождение задумки о постройке планера. Долго очень J

Посылка приехала неожиданно быстро. Чесно говоря, даже очень быстро. Поэтому мой план сделать корпус самолета, и по приезду посылки укомплектовать его аппаратурой – провалился.

Мотор в паре с пропеллером был испытан в тот же день. Со всеми предосторожностями, конечно же.

Пожалуй, я прервусь, чтобы поговорить о технике безопастности.

Вот несколько очень простых НЕОБХОДИМЫХ правил. Соблюдать их нужно обязательно… если хотите сберечь себя, окружающих,… и вообще, лучше поверьте мне, нетерпеливому Механику, который всегда все делает быстро, очень быстро, часто пренебрегая правилами, но который все же соблюдает ЭТИ правила:

Правило первое.

Регулятор и батарея должны отключатся друг от друга. Это очевидное правило, потому что регулятор на холостом ходу берет на себе около ампера нагрузки, что убьет вашу батарею. Причем отключение должно быть через разьем, а не через выключатель.

Вот такие разьемы подойдут:

http://www.parkflyer.ru/27422/product/9572/

Строго говоря, мотор и регулятор тоже должны иметь возможность отключения друг от друга. Дело в том, что в регулятор встроен стабилизатор бортового питання (для приемника и рулевых машинок). И при различных тестах, проверках, настройках, где не требуется включение мотора – лучше его отключать от регулятора.

Правило второе.

Надежная моторама. Т.е. крепление мотора. Не нужно пренебрегать этим правилом. Все же 200 ват и 17000 оборотов – это серьезно, чтобы пытатся удержать мотор при тестах в руке.

Особенно это касается моторов outrunner, у которых вращается основная часть корпуса. Вот как у меня мотор.

Правило третье.

Всегда соблюдать последовательность включения радиоаппаратуры самолета:

Включить передатчик.
Выставить регулятор оборотов мотора на ноль
Подключить мотор к регулятору (хотя можно это делать и до включения передатчика. Главное чтобы это сделать ДО подключения аккумулятора!!!)
Убедится, что мотор надежно закреплен на мотораме, а сама моторама надежно закреплена на самолете (или в тисках, если это тест/настройка)
Проверить крепление пропеллера.
Убрать по возможности все в плоскости вращения пропеллера (так.. на всякий случай). Кроме того, если пропеллер тянущий – убедится, что впереди пропеллера нету никого.
И наконец – подключить аккумулятор к регулятору.

Немножко обьяснений по поводу обязательности 1 и 2 пунктов. Включить передатчик нужно для того, чтобы при включении приемника – он поймал заведомо правильный, нужный нам сигнал, с правильными углами рулевых машинок, и правильной тягой (нулевой) мотора. Хоть и бытует мнение, что 2.4 ГГц радиоаппаратура помехоустойчива, но во первых – никто не дает вам такой гарантии, а во вторых – привыкайте сразу делать правильно. На 40МГц аппаратуре – поймать приемником случайную помеху и как следствие получить на выходе случайные значения оборотов движка (может и вряд ли, но все же вполне возможная ситуация) – очень легко. Поэтому – если даже у вас 2.4ГГц аппаратура – привыкайте сразу к правильной последовательности включения: сначала передатчик, потом на нуль тягу, и только потом приемник с регулятором.

Кстати, при включении регулятора с ненулевой тягой – он перейдет в режим программирования (не все регуляторы так устроены.. но мой устроен именно так). Поэтому, если вы не уверены, что сможете разобраться с программированием регулятора – всегда перед включением – ставьте обороты на ноль.

Теперь для любителей чихать на правила ТБ.

Специально для вас пример расчета:

Вот пропеллер

7035

Весит 3 грамма

Скорость...

1500 об/мин на 11 вольт

275 об/сек

Радиус 11 см

Окружность 0.7м

Скорость кончика 192.5 м/с

Или 0.6М

Т.е. всего чуточку меньше скорости пули из пистолета

Масса - такая же

Т.к. пропеллер на валу мотора, у которого огромный момент инерции

Вот и считайте сами:

Отстрелит ли пуля из Макарова палец?

На чем я остановился?

Гм….

Ах да! Испытания движка с пропеллером. Очень быстро закрепил моторчик на куске фанеры, и зажав этот кусок фанеры в тисках, я решил испытать силу тяги. Над пропеллером я решил все таки положить кусок пенопласта. На всякий случай. Тяга получилась около 700 гр. Но это очень приближенно, к сожалению, ничего для измерения веса у меня пока что нет. А зарубка на листе пенопласта получилась весьма глубокая. Пропеллер все таки не выдержал и слетел с вала, с хрустом врубившись в пенопласт.

Тесты на этом были закончены, и было принято решение о начале строительства самолета.

Первым делом было решено сделать мотораму. Почему это самым первым… да потому что провода, идущие от мотора, были очень жесткие, и была очень высокая вероятность их отрыва от обмоток. Т.е. при попытке согнуть провод - деформировалось место пайки провода и обмотки. И хоть деформация была незначительная, но все же рисковать не хотелось.

Вот что получилось:

Детали вырезаны из фанеры и склеены эпоксидным клеем. Провода, идущие от мотора, были зафиксированы между двумя кусочками потолочки при помощи кусочка фанеры и двух болтов. Болты потом обрежу :), а то уж очень страшно выглядят.

Кстати, на этих фотографиях – вал у мотора развернут в другую сторону, конструкция этого мотора это позволяет сделать.

Дальше, почему-то захотелось изготовить колеса для шасси.

Вот результат

Диаметр – около 90мм, ширина – около 30 мм.

Технология изготовления: ручным лобзиком вырезается с большим допуском круг, сверлится отверстие (по возможности максимально перпендикулярно к плоскости круга) потом закрепляем все это в электродрели, и на больших оборотах шкуркой доводим до нужной формы. Получается весьма неплохое колесо. Очень легкое и прочное. Внутри – кусок корпуса от обычной авторучки.

И вот на этом работа над самолетом была заморожена.

Не хватило терпения. Захотелось сделать хоть что-то летающее…. И очень быстро.

Вот как раз здесь и было решено сделать планер. По той же самой технологии, что и второй самолет из этой истории.

Т.е. вдоль крыла идет один лонжерон из потолочного плинтуса, он же создает некое подобие профиля, выпячивая наружу один из листов потолочки.

Вся эта конструкция была скреплена скотчем, который к тому же придал необходимую удароустойчивость крылу.

Фюзеляж изготовлен из плинтусов, соединенных буквой Т. На схеме показан вид с торца.

На верхний плинтус было закреплено крыло, и приклеен стабилизатор с килем. Сам стабилизатор и киль сделаны из двух склеенных листов потолочки. Также обтянуты скотчем.

Вот несколько промежуточных фотографий.

На первой фотографии желтое крыло – это крыло планера, красное – крыло того самого самолета из "Как строился самолет". Для сравнения :).

На фотографиях, кстати, еще не установлены элероны.

И еще. При постройке этого планера было решено провести эксперимент: строить максимально быстро… и не придерживатся особой точности. Ну например – одна из консолей крыла получилась на где то на 1 см длиннее :). Поэтому пришлось смещать крылья для симметрии. К тому же профиль крыла получился очень уж неправильным. Мне было интересно посмотреть, как будет летать халявно построенный планер. (как впоследствии оказалось – летал он посредственно, что, собственно, и требовалось доказать)

А теперь об электронике.

Три сервомашинки: одна на стабилизатор, и по одной на каждый элерон. Приемник (обмотан пупырчатым поэлитиленом и упакован внутрь крыла. И источник питания: блок 4АА аккумуляторов. Установлен на носу планера, обеспечив необходимую центровку. Для сохранения энергии в аккумуляторах – на борту установлен выключатель.

Здесь необходимо сделать оговорку.

В своих правилах я указывал, что аккумуляторы нужно подключать через разъем, а не через выключатель. Это касается связки литий-полимерного аккумулятора и регулятора, т.е. связки, которая пропускает десятки ампер. В таких условиях в выключателе быстро обгорают контакты, и он выходит из строя. Причем необязательно во время включения/выключения, а вполне может и во время полета…

А три сервомашинки и приемник едят немного: пиковый ток – около полутора ампер, средний ток – около 600мА.

Фотографии готового планера.

Полеты и аварии.

Первый день полетов.

Планер делался с расчетом – кидать его с крыши 9-ти этажного дома. Но перед этим хотелось проверить, как он себя ведет в полете. Для этого его нужно было покидать с земли. В первом же приземлении (вполне неплохо приземлился… почти) отвалился киль. Эта неисправность была устранена при помощи деревянных шампуров для фруктов (очень похожи на деревянные зубочистки, но длиннее)

Кстати, на фотографии очень хорошо видна тяга. Сделана из такого же шампура. На концах изогнутая канцелярская скрепка, примотанная к палочке нитками. Нитка промазана клеем.

Кинув планер еще пару раз, и удостоверившись, что планер летит более-менее ровно, было решено кинуть его с крыши.

Полет получился страшноватым: самолет очень резво начал терять высоту и скорость, и очень быстро свалился в некое подобие штопора. Как не странно – он остался при этом целым. Причиной аварии и резкой потери высоты оказалась неправильная настройка тяг элеронов: они были чуточку приподняты вверх, что сделало из них антизакрылки, давшие отрицательную подьемную силу. Кроме того, вес планера в 280 грам был признан очень маленьким при площади в 16 квадратных дециметров. Нагрузка на крыло вышла около 17 грам на дециметр квадратный, что для планера плохо.

Полет снимался на видео. Но было уже достаточно темно, и … на нем практически ничего не видно.

Так как планер остался целым – захотелось еще покидать его с земли. Было несколько приятных полетов (ну коротких, это да, на пару секунд, но все же они были!), и несколько лобовых ударов в землю. Но планер продолжать оставатся целым, вплоть до касательного удара крыльями об землю. При этом лонжерон из плинтуса лопнул.. и почему стал глючить приемник. Полеты, конечно же, пришлось прервать. Да и темно уж очень стало.

На фотографиях видно последствия аварии.

Второй день полетов.

Сначала нужно было восстановить крыло. Это было сделано радикальным методом: была взята сосновая планка 1х1.5 см и длиной около 70 см, и на нее были надеты две половинки крыла.

При этом увеличилась площадь крыльев. И возрос вес, конечно же. Хотя и недостаточно. Как уже говорилось, планер оказался слишком легким.

Крылья были намертво прикручены шурупами (!) к фюзеляжу, а вверху посредине был установлен защитный кожух из пенопластовой упаковки от…ммм.. Кажется это были мармеладки J

Выяснилась причина глюка приемника: блок аккумуляторов не выдержал лобового удара и повидимому гдето треснул корпус. Разматывать скотч было лень, и поэтому я просто стянул блок проводом, восстановив контакт.

В этот день был только один полет. Планер был брошен с крыши под прицелом фотоаппарата. Описывать полет не буду, все прекрасно видно на видео.

Последствия удара видно на фотографиях:

Лопнул фюзеляж в месте крепления блока аккумуляторов, треснула нижняя часть фюзеляжа под крылом, и начисто разломался сам блок аккумуляторов.

Полетов в этот день больше не было.

Третий день полетов.

Блок аккумуляторов был склеен при помощи эпоксидки, стянут проводами, и укутан в поролон. Фюзеляж был также склеен при помощи эпоксидки.

Так же был уменьшен ход элеронов, путем увеличения длины рычага кабанчиков. А то уж слишком резво он маневрировал.

Планер был догружен найденными ржавыми гвоздями J и три раза брошен с крыши. Все три полета были неинтересными.. и безаварийными. Видео не было.

Вот краткое словесное описание полетов:

первые полеты два были очень кривущие. Ветер. В одном из полетов сразу после схода с рук - порыв ветра тут же послал самолет в крен. Выровнял, и полетел.

Боясь попасть на крышу гаража (показалось, что уже над ним (ошибался я) ) я начал заворачивать.. тут еще ветер помог.. и в результате сделал полный разворот и воткнулся в дерево.

второй полет был почти такой же, кроме того наблюдалась тенденция быстрого, очень быстрого снижения.

И тут я понял.. что самолет во время полета у меня всегда кабрировал. Он летел с большим углом атаки все время полета, понятно, что это и давало очень быстрое снижение скорости, а значит и очень быстрой потери высоты.

Чтобы это исправить, пришлось регулировать установку рулевой машинки стабилизатора высоты.

Третий полет. КРАСОТА! Он полетел ровненько - почти горизонтально... и проклятый ветер все испортил - он его резко дернул в сторону после того. как пролетел метров 20. После этого пришлось постоянно маневрировать против ветра.. и чтобы не залететь на гараж - я опять воткнулся в дерево

Четвертый полет решили не делать.

Четвертый день полетов.

Самый удачный день из всех.

Планер было решено догрузить до 500 грам. Для этого скотчем была прикручена старая детская бутылочка с водой.

Полученая нагрузка на крыло была уже почти правильной, но я сомневался, что он полетит. Ведь у правильных планеров с правильной нагрузкой на крыло – и правильная аеродинамика. А у моего халявно изготовленного планера – аэродинамика была очень уж халявная :).

Первый бросок с крыши это подтвердил. Планер пошел вниз под углом 45 градусов. Но снова остался целым.

После этого вода была вылита из бутылочки, а внутрь был затолкан один камешек. Как оказалось – это дало оптимальный вес для планера.

Все последующие полеты представлены на видео.

В одном из видео – планер приземлился прямо возле ног группы зрителей, и оператор неупел перенастроить камеру.

Самый последний полет был с рекордной дальностью: 90 метров, что дало снижение 1 к 3. Для управляемого халявно сделанного планера – это вполне приемлемый результат. Но в этом полете снова лопнул фюзеляж. По склеенному шву. И лопнуло крепление крыла.

Пятый (последний) день полетов.

Самолет был поремонтирован, догружен пятью затупленными сверлами по бетону и снова брошен с крыши. Видеосьемка не велась. Посадка оказалась вполне красивой, но чесно говоря, уже надоело бегать туда и обратно на крышу девятиэтажки. Поэтому планер был брошен с земли… и этот бросок оказался фатальным: планер приземлился очень неудачно, снова переломив фюзеляж по шву.

После этого планер был разобран, а вся электроника с него была демонтирована.

Я понял, что пора, наконец начинать делать самолет. Но это будет другая история.