Кордова модель з електричним двигуном.

 Класи кордових моделей. Управлиння польотом кордової моделі. Заготовка рейок для лонжеронів, кромок, стрингерів.

    Кордові моделі літають «на прив'язі». Вони керуються рукою авіамоделіста за допомогою сталевих ниток або тросів, які називаються кордами. Кордова модель не може літати від спортсмена більше ніж на довжину корди. Цим кордова модель відрізняється від вільнолітаючої. На таких моделях встановлюють двигуни внутрішнього згоряння або електродвигуни, що живляться від зовнішнього джерела струму, що подається по провідникам-корд.

            Класи кордових моделей літаків:

 Навчально-тренувальні будуються авіамоделістами для тренувальних запусків на корді. Вони служать для придбання навичок у роботі з двигунами у стартових умовах та в управлінні польотом. Тренувальні моделі мають просту конструкцію, зручні в експлуатації, забезпечені закріпленим шасі та найчастіше обладнані поршневими двигунами. Але бувають і з гумовими чи електромоторами.

Швидкісні моделі призначені для досягнення максимальної швидкості польоту по колу на дистанції 1000 м у розіграші чемпіонату, іменних кубків, а також встановлення швидкісних рекордів. Моделі цього виду будуються нормальною схемою і типу «Літаюче крило». Забезпечуються вони потужними поршневими двигунами. Швидкісні моделі відрізняються за зовнішнім виглядом від інших видів моделей невеликими розмірами, закапотеним двигуном, формами, що зручно обтікаються, і скидається після зльоту шасі. Вони входять до складу командних типів моделей.

 Моделі-копії літаків є точною геометричною і зовні конструктивною подобою справжніх літаків. Допускаються деякі відхилення, наприклад, у профілі крила, в куті поперечного V, діаметрі повітряного гвинта. Злітний візок дозволяється скидати після зльоту моделі. Будувати та запускати кордові моделі-копії складніше, ніж моделі довільних конструкцій. Моделі-копії будуються для ознайомлення авіамоделістів з пристроєм справжніх літаків і створення добре літаючих швидкісних моделей, що повторюють у мініатюрі будь-який справжній літак.

 Гоночні моделі є напівкопіями справжніх літаків і будуються обов'язково з кабіною для льотчика, постійно закріпленим шасі та закапотеним двигуном. Умови змагань із гоночними моделями обмежують площу крила та обсяг паливного бачка (до 10 см*). У багатьох спортсменів-авіамоделістів США, Англії та інших країн великою популярністю користуються командні гонки гоночних моделей та гонки-переслідування при одночасному запуску кількох моделей із загального кола. Моделі цього виду повинні відрізнятися миттєвою реакцією на керування, мати невелике навантаження, вагу, але значну швидкість польоту.

 Пілотажні моделі призначені для виконання різних фігур вищого пілотажу, як наприклад, петлі Нестерова, вісімки у вертикальній та горизонтальній площинах, перевернутого польоту трикутників тощо. Щоб спроектувати такі пілотажні моделі літаків, необхідно мати певні знання в галузі теорії їх польоту. Крім того, потрібно мати певні навички будівництва. Щоб опанувати пілотажний комплекс, слід освоїти виконання всіх елементів фігур (прямих і зворотних), що входять до комплексу. Ці моделі включені до складу командних типів моделей для участі у міжнародних змаганнях авіамоделістів спортсменів.

 Моделі повітряного бою. Клас кордових моделей повітряного бою є дуже видовищним. Двоє спортсменів стоять у колі, керуючи кордовими літаками у вигляді літаючого крила. До моделей прив'язані кольорові стрічки. Спортсмени авіамоделісти змагаються хто більше раз зробить відсік стрічки, за це нараховуються балів. Повітряний бій - це порівняно молодий вид авіамодельного спорту, але вже встиг завоювати симпатії багатьох спортсменів та вболівальників. Зараз важко уявити авіамодельні змагання без цього захоплюючого видовища, яке поєднує в собі швидкість та маневреність моделей, спритність та кмітливість спортсменів.

    Електрична силова установка для кордової моделі.

    Безколекторний електродвигун із зовнішнім ротором.

Ті електродвигуни, з якими ви мали справу досі, швидше за все, були «із зовнішнім статором» - тобто, у них ротор з обмотками обертався всередині нерухомого статора. У двигуна із зовнішнім ротором все навпаки: нерухомий статор знаходиться всередині ротора, що обертається, тобто в ньому крутиться саме те, що знаходиться зовні. Така конструкція забезпечує при порівняно невеликій кількості обертів за хвилину дуже великий момент, що крутить, - і повна відсутність багатоступінчастої трансмісії, тієї самої коробки передач. А ще й повна відсутність щіток колектора, що дуже швидко зношуються, і маси інших частин. Єдиними деталями, що зношуються, в двигуні із зовнішнім ротором є два підшипники на його валу.

Безколекторні двигуни із зовнішнім ротором розрізняються (і класифікуються) за діаметром статора та габаритною довжиною, або за габаритним діаметром та довжиною (у міліметрах – та чи інша класифікація вибирається їх виробником) – а також за показником КV (KV rating). Цей показник КV відповідає числу оборотів двигуна «без навантаження» при певній напрузі живлення. Наприклад, двигун з позначенням 900KV означає, що при доданому номінальному напрузі живлення частота його обертання дорівнює приблизно 900 об/хв на кожен вольт напруги живлення. Якщо як джерело живлення двигуна з індексом 900KV – без повітряного гвинта! - використовується повністю заряджена літієва акумуляторна батарея (напруга на клемах якої дорівнює 12,6 Вольт) ротор обертатиметься з частотою приблизно 11340 об/хв. (12,6 х 900) - повторюю: без повітряного гвинта на валу! Від індексу KV залежить кількість обмоток електродвигуна, спосіб їх намотування, так що в кінцевому підсумку саме за значенням цього індексу визначають, яким повинен бути діаметр повітряного гвинта для того чи іншого двигуна. Як правило, за інших рівних умов, чим більше значення KV, тим менше має бути діаметр пропелера.

Електронний регулятор обертів двигуна.

Електронний регулятор числа обертів двигуна (ESC – ElectronicSpeedController). Він потрібний, як видно з назви, для керування двигуном. Електронний регулятор швидкості зазвичай є головним засобом управління, він включається між двигуном та приймачем дистанційного радіоуправління моделлю. ESC працює наступним чином: ви подаєте сигнал з пульта передавача на приймач радіоуправління, на виході приймача виробляється відповідний сигнал, що керує ESC, і в результаті на клемах ESC формується напруга живлення, підключеного до клем електродвигуна; від величини (рівня) керуючої напруги прямо залежить кількість обертів двигуна.

У кордовій моделі замість приймача до входу ESC підключається таймер. Акумуляторна батарея живлення підключається безпосередньо до входу ESC – і живить двигун. Електронний регулятор швидкості має стандартний роз'єм, який зазвичай використовується в сервомоторах, три дроти на виході ESC через три клеми підключаються до трьох відповідних дротів обмотки статора безколекторного двигуна. На іншому кінці ESC – ще два дроти – для підключення літієвої акумуляторної батареї. Вибираючи ESC для Вашого двигуна, ви повинні знати, який струм споживає електродвигун під навантаженням – з повітряним гвинтом, який ви маєте на увазі встановити на вашій моделі. Слід пам'ятати, що струм споживання (в амперах) потрібно підбирати із запасом – вище ніж номінальний струм для обраного вами поєднання «двигун-пропелер».

Таймер.

Цей невеликий електронний блок імітує функцію приймача радіоуправління (в радіокерованій моделі), тобто управляє напругою на виході електронного регулятора швидкості, а отже, і числом оборотів електродвигуна.

Уявіть, що у вас є передавач системи радіокерування моделлю, і ви маєте намір його використати, щоб керувати польотом моделі. У звичайній моделі це робиться так: ви запускаєте двигун, встановивши положення дросельної заслінки, що відповідає нульовому або невеликому числу оборотів, потім збільшуєте число оборотів, щоб модель прискорилася і злетіла, потім потрібно підтримувати число оборотів повітряного гвинта на певному рівні, щоб модель протягом всього польоту зберігала незмінну швидкість, а потім за допомогою тієї ж дросельної заслінки ви повинні зменшити кількість обертів двигуна та швидкість моделі – і приземлити її. Якщо це електродвигун, то не можна встановлювати тривалість польоту «до упору», тобто до повного розряду літієвих акумуляторів – при розряді до нуля термін служби цих акумуляторів різко скорочується, тривалість польоту також скорочується і стає непередбачуваною, акумулятор непоправно псується. Зазвичай політ із виконанням пілотажних фігур повітряної акробатики триває від 6 до 6,5 хвилин. В інших випадках, наприклад, у повітряних боях на малій швидкості політ триває ще менше – лише 4-6 хвилин. Саме в цих випадках у справу вступає таймер у ланцюги керування моделлю. За допомогою таймера час польоту моделі стає не просто підконтрольним - воно стає однаковим і/або одним і тим самим при всіх польотах.

Таймер кордової моделі виконує одразу кілька функцій:

1. управляє запуском двигуна, зльотом та початком польоту;
2. дає Вам запас часу для того, щоб дістатися ручки керування перед тим, як запуститься двигун;
3. подає сигнали, які за допомогою електронного регулятора регулюють напругу, що подається на двигун, тобто управляє числом його оборотів;
4. відключає живлення двигуна та зупиняє двигун після закінчення польоту.

Більшість таймерів також мають функцію оповіщення про наближення моменту закінчення польотного часу – напівсекундним зменшенням напруги живлення та поверненням назад до норми за п'ять секунд до повного вимикання двигуна. Більш складні таймери можуть управляти сервомашинкою забирання шасі і т.д.

Акумуляторна літієва батарея (скорочено: LiPo).

Ця батарея потрібна для виконання польоту моделі протягом заданого часу без втрати керованості та зупинки двигуна. Це означає, що ємність батареї завжди повинна бути трохи більшою за розрахункову, а значить і трохи більшу за розмірами, але при цьому її маса повинна залишатися мінімально можливою, оскільки саме вона є найважчим елементом системи. Це та сама соломинка, яка здатна переважити модель в порівнянні з моделлю, оснащеною двигуном внутрішнього згоряння. На практиці це означає навантаження всього на кілька унцій, але ця маса не зменшується, як завжди, при виробленні палива. Загальним правилом, яким слідують усі моделісти, - використовувати 80% ємності батареї. Це забезпечує тривалий термін служби акумуляторної батареї – і те, що у вас не скінчиться паливо (у нашому випадку – заряд батареї) раніше, ніж завершиться політ.

Існує безліч батарей різних розмірів, форм та ємності, що відрізняються за їх позначеннями, наприклад, 3000mAh 4S 14.8V 20C

Показник 3000mAh (3000 мА/год) означає, що ємність батареї забезпечує одну годину її роботи при струмі розряду 3000 міліампер (3 Ампера) до повного розряду.

Показник 4S означає, що батарея складається з чотирьох елементів, послідовно включених (S=serial, «послідовне включення»). Напруга кожного окремого елемента – 4,2 Вольта для повністю зарядженого елемента та 3,0 Вольта при повністю розрядженому елементі. Розряд до напруги нижче 3 Вольт призводить до руйнування літієвого елемента живлення.

Показник 14.8V означає номінальну напругу зарядженої нової батареї 14,8 Вольт. Фактична її напруга може змінюватися в межах від 16,8 до 12,0 Вольт, як зазначено вище.

Показник 20C визначає безпечну швидкість розряду батареї. Це означає, що безпечний струм розряду батареї дорівнює 20 X 3A = 60 ампер. Однак, при такому струмі розряду батарея буде повністю розряджена за 1/20 номінального робочого часу, тобто, за 3 хвилини. Літієві батареї з індексом 20C мають найменшу масу з усіх подібних батарей і найбільше підходять для наших потреб.