Итак, на улице становится всё теплее и теплее и настало время подумать о продолжении эпопеи с самодельным самолётом…
Маленький спойлер: самолёт в принципе готов для уличных экспериментов, требуется только подобрать соответствующее время. Для тех, кто не знает — собираю подобное в первый раз.
Предыдущая статья про электронную начинку и её программирование — тут.
Только сама электроника без какого-либо несущего планера летать не может, поэтому подумаем о том, как обеспечить ей эту «положительную летучесть».
Хотя, честно говоря, с большим по размерам винтом и соответствующим двигателем она будет летать даже в виде комка
У меня был прецедент, когда случайно запустился не прикреплённый к столу двигатель и взлетел вертикально с подключённым к нему трёхбаночным аккумулятором, на 2600 mah (тот ещё кирпич по весу).
Хотя ему, конечно, далеко до четырёхбаночных аккумуляторов дронов :-). Просто этот эксперимент говорит о том, что с хорошим двигателем и малым весом полетит даже, грубо говоря, ведро. Так что, тут не всё так строго…
Так как я человек довольно ленивый, я начал, естественно, искать самый простой вариант постройки самолёта и в результате таких поисков наткнулся на следующий вариант:
Там парень берётся доказать, что сможет построить летающий самолёт за срок в полчаса и даже для подтверждения своих слов запускает таймер. В принципе он справился со своей задачей и его конструкция мне очень понравилась!
Единственное, что мне видится слабой стороной такой конструкции – так это то, что она для поворотов использует только отклонения хвостового руля, элероны на крыльях отсутствуют.
Что это означает: к сборщику предъявляются очень серьёзные требования по качественной сборке и хорошо отцентрованному размещению крыла.
Скажем, если бы элероны на крыльях присутствовали, то, если даже одно из крыльев создавало большую подъёмную силу/имело неправильную геометрию — то мы могли бы это поправить в реальном времени, просто-напросто подруливая элеронами.
Так как у нас элеронов нет, то, если мы «криво» собрали, — самолёт может начать в полёте закручиваться как сверло, и мы ничего не сможем с этим поделать! С другой стороны, — это существенно облегчает управление.
Думается, что это только в компьютерных играх летать легко или, или даже если сложно, мы просто можем разбить n-нное количество самолётов и научиться:-)
В реальной же жизни нам придётся научиться с первого раза… А теперь представим, что для управления нам надо рулить:
- силой «газа»;
- хвостовым рулём направления;
- хвостовым рулём высоты;
- закрылками.
И всё вышеперечисленное делать одновременно и весьма быстро. Самолёт — не дрон, и с большой скоростью покрывает расстояния, поэтому скорость реакции должна быть соответствующей. Так что, любое исключение какого-либо из пунктов пойдёт только на плюс, особенно новичкам…
Уже обрадовавшись и предвкушая построение подобного самолёта, в процессе я осознал ещё один неочевидный его минус: плохая транспортабельность. Даже по видео видно, что размах крыльев самолёта достаточно большой и может достигать порядка метра. Я очень сильно сомневаюсь, что большинство читателей живёт рядом со спортивным стадионом, на который у них есть свободный вход:-) для запуска самолётов.
Поэтому подавляющему большинству людей наверняка придётся выбираться куда-то условно далеко от дома, чтобы полетать. Соответственно, вопрос транспортабельности не является праздным.
В результате поисков я наткнулся на нечто совершенно замечательное (по крайней мере, для человека, делающего первые шаги в направлении авиации) — миниатюрный самолёт с радиоуправлением из картона (автор видео на youtube, к сожалению, запрещает его показ на других ресурсах, поэтому его можно глянуть вот этой ссылке).
Вот такой форм-фактор и есть то, что нужно! Легко можно транспортировать в рюкзаке/пакете, не сильно превосходит по размерам дрон.
Я предположил, что где-то имеется большая база подобных маленьких моделей, которую можно скачать. Упорные поиски ничего не дали, возможно, подобная база где-то и имеется, но мне найти её не удалось.
Однако в результате я нашёл нечто гораздо более интересное: ещё один простой способ создания самолётов. Так называемые «крестолеты»:
То есть, самолёты, изготавливающиеся из лёгкой потолочной плитки, свою жёсткость приобретающие за счёт соединения деталей самолёта крест-накрест. Дополнительная жёсткость может придаваться вставкой обычных деревянных школьных линеек/карбоновых прутков и т.д.
Также удалось найти достаточно большую базу подобного типа самолётов, например, вот здесь и здесь.
После ознакомления с подобным типом самолётов собирать самолёт первого типа, который был приведён в статье — уже как-то стало неинтересно:-).
Смирившись, с тем фактом, что первый самолёт будет достаточно большим, я приступил к его постройке…
Вкратце, как выглядит технология его создания: как правило, подобные самолёты уже содержат полноразмерные чертежи, разбитые на листы, которые остаётся только распечатать на принтере, склеить в единый полноразмерный чертёж, вырезать каждую деталь, после чего приложить её к листу потолочки, обвести ручкой и вырезать канцелярским ножом.
Правда там тоже есть свои нюансы, которые заключаются в том, что листы не имеют формата А4 — так как большинство подобных самолётов разработаны в Америке (по крайней мере, по ссылкам выше), соответственно, они оптимизированы для распечатки на их дюймовом формате бумаги, который отличается от А4 (как правило, он меньше по высоте и больше по ширине).
Ну да ладно, плюнем на эти нюансы, и будем пытаться печатать на родном посконном А4…
Самым муторным в этом процессе является последующая клейка отдельных листов бумаги в единый чертёж. Ведь здесь нельзя ошибиться и все линии должны быть параллельны, не искажены неправильным приклеиванием листов и т.д. В общем, занятие для терпеливых и аккуратных.
Впрочем, можно сказать, что большинство программистов уже имеют эти качества по дефолту:-)) С другой стороны, я часто зам��чаю за собой то, что иной раз надо не быть таким, так как нужно вовремя замечать, что «лягушку варят потихоньку». Ну, да это уже из другой оперы разговор.
Изрядно намучившись в процессе склейки и выполнив работу частично, индеец «Острый Ум» (то бишь я), вспоминает, что у него есть видеопроектор. И тут, словно молния пробивает в воздухе: Эврика! Вот оно!
Ведь мы можем отказаться от муторного склеивания листов, если используем видеопроектор и проекцию наведём прямо на листы потолочки! Кроме того, таким способом мы можем решить первую проблему, которую не удалось решить непосредственно — можем масштабировать легко и просто в нужное число раз, выбранную модель!
Сказано — сделано: лист потолочки приклеивается скотчем на шкаф, на него наводится видеопроектор и буквально за 5 минут обводятся все детали! Вуаля… О_о
Экономия времени — колоссальная… Кроме того, мы практически имеем в кармане готовую миниатюрную модель!
Далее эта модель вырезается ножом, и мы имеем полный набор деталей:
Как я уже выше говорил, для повышения жёсткости модели используют разнообразные армирующие закладные детали. Я как раз по случаю прикупил в Леруа Мерлен алюминиевую трубку внутренним сечением 5 мм, длиной 2м, за «непосильные» 72 рубля.
Трубка очень лёгонькая и, при маленьких длинах, вообще можно сказать невесомая. Используем её для закладки внутрь крыла, чтобы его не изгибало:
Также для повышения жёсткости, вспомнив, как примерно выглядели маленькие самолёты с бензиновым двигателем в своё время, например, те же самые кордовые модели, собранные, грубо говоря, чуть ли не из ножки от стула и его же спинки (и это я не шучу, видел и такое), решил увеличить жёсткость. А для этого собирать весь самолёт из склеенной в три слоя потолочки.
Правда тут выявилась параллельно проблема, так как изначальный чертёж был рассчитан на толщину материала, из которого он будет собираться, не более чем в 5-6 мм, — то все вырезы требовали коррекции, чтобы можно было состыковать детали между собой, так как сейчас, с учётом толщины клея, общая толщина пакета потолочки составляла порядка 13,5 мм.
Честно скажу, что с этим пришлось изрядно помучиться и перечерчивать заново, прямо по модели, что натолкнуло на мысль о необходимости соответствующей изначальной коррекции модели, до того как она будет переноситься проекцией, — об этом будет ниже.
Набор скленных деталей (кстати, клеил термоклеевым пистолетом):
На фото выше видно, что почти везде задал фаски — просто ножом подрезал края, чтобы были более округлыми все формы.
В результате начал вырисовываться довольно симпатичный самолётик, миниатюрный и очень прочный (малость притушевал свою мохнатую руку):
Как можно видеть, некоторые элементы конструкции пришлось изменить, в частности, кабину, чтобы уместить детали конструкции.
Я провёл разные эксперименты с креплением движущихся деталей самолёта — элеронов, деталей хвоста. И пришёл к выводу, что одним из лучших способов является закладной полиэтилен, полоска из которого закладывается внутрь крыла, заступая на площадь крыла порядка 1,5 см, после чего крыло склеивается, а затем, дополнительно это место прошивается насквозь иголкой с ниткой. Это получается один из самых дешёвых и простых способов создания крепежа элеронов и довольно точный.
Хотя на фото выше можно видеть, что здесь я решил поэкспериментировать с другим известным вариантом создания крепежей. Просто приматываем элероны и другие движущиеся детали к самолёту с помощью красного скотча.
Вертикальный руль направления, на хвосте самолёта пока зафиксирован в неподвижном состоянии, так как для приведения его в действии требуется внести изменения в код радиопередатчика и приёмника, так что пока решил обойтись без него.
В качестве кабанчиков (петли, прикреплённые к элеронам и деталям хвоста, за которые мы дёргаем сервоприводами, чтобы приводить их в движение), а также самих тяг,- использованы кусочки стальной омеднённой проволоки, от сварочного полуавтомата, согнутые самостоятельно, с использованием двух плоскогубцев.
В качестве силовой установки будут в дальнейшем проведены эксперименты с двумя типами двигателей (более скоростным и более медленным): 1400kv и 2200kv.
Это означает, что первый двигатель на каждый вольт поданного напряжения питания разовьёт обороты вала в 1400 об/мин, а второй, соответственно, — 2200 об/мин:
Соответственно, один двигатель имеет винт большего размера (более медленный двигатель), а другой — меньшего размера (более быстрый двигатель).
Кроме того, я закупил достаточно большой набор запасных винтов, понимая, что это расходник, и «биться» они будут направо и налево. В этом наборе есть даже условно большие винты, больше чем представленные на картинке выше: 1047 и 1147.
В качестве питания будем использовать двухбаночный аккумулятор, на 2200 mah, 7,4V (не догадался купить ещё и трёхбаночный, меньшего объёма (где-нибудь на 1000 mah, 11,1 V), для того чтобы уменьшить вес, с другой стороны, учитывая, что у меня два двигателя, это не особо принципиально, — так как я могу, для увеличения оборотов, просто взять более скоростной двигатель). Аккумулятор меньше, чем тот, что показывал раньше, поэтому мы тут выигрываем по весу:
Таким образом, дальнейшая успешность полётов готового самолёта зависит от нескольких вещей:
- веса оборудования,
- мощности двигателя,
- насколько он хорошо собран,
- насколько «кривые руки» у пилота :-)
Учитывая, что у меня есть достаточно большое количество винтов и разные двигатели, можно поставить ряд экспериментов и добиться приемлемого качества полёта (картинка ниже — кликабельна).
Пока, с тестами полётов пора��овать читателей не могу — нет времени куда-то выбраться. Провёл серию тестов дома. С двигателем 1400kv и винтом 8060 — «рвёт из рук». Тягу замерить нечем, но субъективно — грамм 400-450. Может и более. По ощущениям, если слегка подкинуть — полетит. Но надо тестировать естественно. Кстати говоря, вот и повод купить нечто вроде ньютон-метра и электронных весов — мерить тягу винта и вес получившегося самолёта.
А что же с оптимизацией чертежей?
Как правило, чертежи представлены двумя наборами файлов, в формате PDF:
- общий вид, который можно посмотреть на экране;
- чертёж, разбитый на отдельные листы для печати на принтере.
Так как мы будем проецировать весь чертёж на один лист потолочки, то нам достаточно взять и внести изменения в общий вид (по сути, он является тем же самым векторным чертежом, только маленького размера).
В этих целях можно использовать любой векторный редактор. Для этого сначала нужно сохранить PDF в векторный формат EPS (на тот случай, если редактор сразу не понимает PDF):
После чего открыть в векторном редакторе (например, Adobe Illustrator, Corel Draw) и скорректировать все необходимые вырезы. Либо, если вам так больше нравится, пересохранить его из векторного редактора в формат DXF, после чего открыть в своём любимом инженерном CAD и править там.
Процесс этот достаточно разноплановый и требует специфических знаний, поэтому описание его в достаточно подробном формате выйдет далеко за пределы этой статьи. Однако направление, куда можно смотреть, я вам наметил…
Тем более что вносить все необходимые правки на экране намного легче, чем делать это руками в реальной жизни.
Подытоживая, хочу сказать, что описанный в статье способ проекционного быстрого перевода чертежей на реальный материал я ещё не встречал в интернете. Да, он используется совершенно в других сферах и мне даже самому приходилось его применять.
Однако, в плане переноса чертежей самолётов, в основном главенствует старый
Если у вас нет видеопроектора, есть способ альтернативный: можно использовать школьные диапроекторы (если они ещё где-то остались).
В канцелярских магазинах продаётся специальная прозрачная плёнка формата А4, для печати на лазерных принтерах. Можно, например, распечатать чертёж прямо на этой плёнке, положить её в проектор и спроецировать на вашу потолочку. В любом случае — это будет существенно быстрее, а для тематических кружков, которые занимаются моделированием, позволит существенно сократить время создания модели.
Telegram-канал с розыгрышами призов, новостями IT и постами о ретроиграх ?️
