Пропеллер своими руками: Авиамодельный композитный пропеллер своими руками — Мир науки,техники,медицины и образования © первая научно-техническая коммерческая социальная сеть

Авиамодельный композитный пропеллер своими руками — Мир науки,техники,медицины и образования © первая научно-техническая коммерческая социальная сеть

В интернете периодически поднимается вопрос о технологии изготовления винтов для авиамоделей своими руками. Конечно, многое чего можно купить в специализированных авиамодельных магазинах, но во-первых там не всегда есть то, что нужно, а во вторых, цены, мягко выражаясь, не совсем лояльные к потребителю.

Вот мы и решили поделиться информацией, собранной на просторах интернета, по изготовлению воздушного винта для авиамодели своими руками.

Информация собрана из разных источников, авторство установить не представляется возможным, посему представляю материал как есть.

Изготовление матрицы.

Рассмотрим пример изготовления 7-ми дюймового прпеллера. Изготовление пропеллеров других размеров ничем не отличается , изменяются только размеры матрицы.

Во-первых, нужно изготовить форму для будущей матрицы.
Форма изготавливается из 10мм деревянной или МДФ панели. Делается 4 прямоугольника размером 200х45 мм. Некоторые фрезеруют форму из цельного куска алюминия или из твердых пород дерева. Но если делать из дерева, то думаю, что лучше делать несколькими слоями, чтобы меньше коробило в просессе эксплуатации.

В центральных частях полуформ фрезеруется овальное место для будущей матрицы, части склеиваются попарно.
По диагонали высверливаются отверстия для направляющих штырей, они будут центрировать половинки формы при соединении.

Штыри и бобышки (ответная часть штыря) желательно изготовить из твердого металла, можно воспользоваться готовой мебельной фурнитурой. После вклейки бобышек и штырей, получаем 2 «ванночки».

Для того что бы форма всегда собиралась в одинаковом положении на одном торце пропиливается «ключ». Одна половина заполняется пластилином и в нее впихиваем копируемый винт.

Необходимо аккуратно заполнить половинку до линии разъема. Винт при этом получается «утопленным» в пластилин до половины.

Для того что бы в готовом пропеллере получилось отверстие, необходимо вставить стальной штырек в отверстие копируемого винта. Штырек необходимо подобрать или изготовить по диаметру копируемого винта.

Чтобы опалубка и винт не приклеились, необходимо нанести разделительный слой. Для этого из хозяйственного мыла делается стружка и разводится водой до состояния кашки. Стружку можно получить на обыкновенной терке, так будет гораздо технологичнее, чем строгать мыло ножом.

Нижняя часть с винтом покрывается мыльной кашкой 2-3 раза с промежуточной просушкой.

В верхней части сверлятся отверстия для выхода воздуха, заливки эпоксидной смолы и контроля заполнения матрицы смолой

Необходимо так же покрыть торец и направляющие штырьки на верхней части. Внутреннюю поверхность верхней части покрывать мылом не нужно.

Для заполнения используется эпоксидная смола или клей ЭДП.

При работе с эпоксидной смолой, можно применить старый авиамодельный метод проверки качества нагревом готовой смеси смолы с отвердителем на жести с помощью зажигалки.

Для этого греется до начала закипания смола, ждем,когда остынет, и пробуем, как смола затвердела. Если смола после остывания отвердела, так, что ее нельзя продавить твердым предметом, то и через 24 часа при комнатной температуре смола так же «затвердеет» как и при нагреве до закипания.

В смолу добавляется алюминиевая пудра, около 20 % по объему от смолы.

Если в помещении жарко, а объем смолы большой, то желательно поставить смолу в тарелку с ледяной водой – так смола не закипит

Половинки будущей формы складываются, плотно сжимаются и фиксируются скотчем.

Эпоксидная смола заливается через воронку до тех пор, пока она не начнет выходить из всех отверстий.

Через 24 часа половинки раскрываются, и удаляется пластилин. Винт НЕ СНИМАЕТСЯ!!!!

Остатки пластилина смываются бензином или горячей водой. Осматривается качество заливки. В готовой части матрицы не должно быть «раковин» от пузырьков воздуха.

Винт при этом НЕ СНИМАТЬ!!!!

Сверлим заливочные отверстия во второй деревянной части. Снова наносим разделительный слой из мыльной «кашки», 2-3 раза с промежуточной просушкой на залитую часть с винтом. Внутренняя часть второй половинки так же не смазывается!!! На ней смазывается только место соприкосновения.

После сушки располировываем мыло. Плотно соединяем половинки, фиксируем скотчем стык.

Повторяем процедуру с изготовлением смолы с наполнителем и и заливаем вторую часть формы

Через 24 часа разбираем готовую форму, вынимаем винт и смываем остатки разделительного мыльного слоя.

Матрица готова к изготовлению винтов.

Изготовление винтов.

Заготавливается мыльная «кашка», промазывается на 2 слоя с просушкой вся матрица и штырек.

Для армирования винта заготавливается стеклоткань и углеволокно в виде нитей.

Разводиться смола и начинается пропитка и укладка. Пропитывать все надо сильно, затем лишняя смола отжимается. Содержание будущего винта — 60% смолы и 40 % нитей. Первый слой укладывается углем, затем кладется стеклонить.

При укладывании нитей они обматываются вокруг штырька.Укладывать необходимо равномерно и аккуратно.Последний слой снова из угленити.

Укладывать надо с небольшим запасом, если мало положить — то в винте возникнут пустоты и непроклеи, а лишнее при сдавливании выдавится в «облой».Соединяем матрицу и плотно сжимаем с помощью струбцин или используя тиски. Для уменьшения времени полимеризации можно воспользоваться сушильным шкафом, выдерживаем в нем пропеллер в течении часа при температуре 50-60 гр, вынимаем и даем постоять 3 часа. Вместо муфельной печи можно воспользоваться духовкой.

Только не забываем о температуре, прожаривать винт при 250 градусов совсем не обязательно.

Без прогрева необходимо выждать 24 часа.

После полимеризации разбираем матрицу. Облой на готовом винте толщиной 0.12 мм, это нормально.

Облой удаляется с помощью ножа, но аккуратно, форма винта должна соответствовать исходному.

Взвешиваем пропеллер для контроля.

Итак, исходный пластмассовый винт весит 2.7 грамма, получившаяся композитная копия 3.5 грамма.

Вес копии больше на 0.8 грамма, но вот прочность увеличилась в разы!

Все правильно, и уголь и стеклоткань делают конструкцию весьма упругой к ударным нагрузкам.
И там где оригинал сломается,самодельный винт спружинит.

На изготовление матрицы ушло 4 дня, по 2 часа работы — итого 8 часов.

Но зато теперь на авиамодели будет всегда стоять одинаковый винт, что хорошо для настройки и пилотирования.

Углеткань использовать желательно, но не обязательно, в интернете есть технологии изготовления с наполнителем из стеклоткани. Так же есть технология изготовления с передней кромкой из углеткани, и с добавлением в эпоксидную смолу тонера от лазерного принтера в качестве наполнителя. Можно поэкспериментировать с добавлением машинного или касторового масла (1-2 капли) в качестве пластификатора для эпоксидной смолы.

Так же стоит сделать балансировку пропеллера перед его использованием на авиамодели.

Мастерим научную игрушку. Пропеллер на палочке

Есть такая игрушка — летающая палочка с винтом, авиамоделисты называют её вертолетом «муха». Предлагается  научно-мейкерский революционный пятиминутный способ ее изготовления, доступный детям 5+.

Интернетные самодельщики  воспроизводят эту недорогую штампованную игрушку способом старых мастеров — выстругивая пропеллер из деревяшки.

Надо ли говорить, что такой ловкостью обычно не обладают ни современные дети, ни их родители, ни педагоги Мои коллеги, как показал опрос в Фейсбуке, предпочитают вырезать, склеивать, сгибать винт из  пенополистирола, термопластика, бумаги. В течение 5-6 лет мы с детьми делаем пропеллер другим способом, не описанным в интернете и доступным для самых неумелых рук. Будем считать, что бог физики просто подарил нам эту  мысль — смотрим ролик

Из ролика все понятно, но будем соблюдать правила.
 

Что нужно

• Пластиковая бутылка (мой выбор — 1,5 л, гладкая средняя часть, пластик поплотнее)
• Деревянная шпажка (мой выбор — длиной около 20 см)
• Шило (для детей лучший выбор — силовая кнопка: безопаснее, аккуратнее)
• Ножницы
• Опционально — ватная палочка и маркеры

Шаг 1

• Вырезаем наискосок полоски из средней цилиндрической гладкой части бутылки.

• Угол наклона — примерно 30 градусов к вертикали.

• Направление наклона — как на фото (подробнее читайте в комментариях для педагога).

• Примерные размеры полоски — 9х2 см. Из одной бутылки получится штук 10 полосок.

Шаг 2

Убеждаемся в научном чуде: на наших глазах неказистая полоска сама собой приобрела изысканную форму пропеллера! Закругляем ножницами кончики полоски. На глазок определяем центр и прокалываем его кнопкой. Отверстие должно быть маленьким — чтобы надеть пропеллер на шпажку с трудом, очень туго. На острую верхушку для безопасности можно надеть кусочек ватной палочки — дети любят такие детали. Раскрасить маркером прозрачные лопасти тоже можно, игрушку будет легче искать. 

Шаг 3

Закручиваем палочку ладонями (правая рука движется «от себя») и отпускаем ее в полет, никаких подбрасываний не требуется.

Комментарии для педагога

Перед работой вспоминаем, как нужно изогнуть плоскую бумажную полоску, чтобы она походила на винт. Думаем вслух — как бы могли сделать винт своими руками. Картон не очень прочный, плохо держит форму. Приветствуем жизнеспособные версии: собрать винт из двух половинок, скрепив их под углом; нагреть и изогнуть пластиковую полоску. Вертим в руках бутылку и пытаемся натолкнуть детей на нужное решение — редко, но бывает, что восьмилетние дети догадываются. Наконец, обращаем особое внимание на красоту решения: мы смогли раскрыть научную тайну, которая лежала на поверхности, а все-таки была спрятана! Взрослые дома ни за что не догадаются! Эх, хорошо бы нам еще что-нибудь открыть!

Иногда пропеллеры летают до потолка, иногда кувыркаются. Нужно убедиться, что дети умеют запускать фабричный вертолетик. Терпеливо объясняем, в каком направлении закручивать палочку — чтобы воздух отбрасывался к земле, «ветер дул на руки».  А затем можно сделать из работы проектик-исследование: установить наилучшее соотношение величины винта и палочки, выбрать оптимальный «сорт» бутылки, угол наклона — то есть, степень изогнутости однолопастного пропеллера, направление наклона и т.п. Что будет, если перевернуть пропеллер? если закрутить его в другую сторону? если утяжелить палочку? А если я левша — как лучше сделать?

Техника безопасности: объясняем, что пропеллер может задеть глаза — нельзя его запускать в толкучке и тесноте! А главное — «правильный» пропеллер сам рвется из рук в высоту, он не крутится на уровне лица, если его правильно сделать и правильно запустить.

Комментарии для STEM-педагога, то есть приверженца науки и любителя дойти до самой сути 🙂

Полоска расположена между гелисами — цилиндрическими винтовыми линиями, причем винтовые линии — правые. Так мы получаем винт, чуть более удобный  для человека-правши: в момент запуска правая ладонь движется «от себя», закручивая пропеллер по часовой стрелке (если смотреть на него со стороны палочки).

Тема левого и правого вращения — неиссякаемая для обсуждения ее с точки зрения математики в целом и начертательной геометрии в частности, а также физики, химии, биологии и даже философии (симметрия вращения, зеркальная симметрия, стереоизомеры, поляризация света, спираль Архимеда, спираль ДНК и спиралевидные галактики, право- и леворукость, вихри, водовороты, циклоны, торнадо etc.).

От физики — к технике:  правило буравчика, правая и левая резьба, винты и гайки, турбины, крыльчатки и мельницы, винтовые компрессоры и мотор-вентиляторы, правые и левые гребные и воздушные винты.

С маленькими детьми самое время поговорить об устройстве вентилятора и пылесоса, о том, как пользоваться отверткой, как откручивать крышечки бутылок и флаконов, как вкручивать лампочку, что такое сверло, саморез и м.б. даже штопор. Можно показать, как подключение электромоторчика к разным полюсам батарейки меняет направление вращения насаженного на ось пропеллера, от которого зависит — взлетит ли он. Можно покрутить винты радиоуправляемого вертолета и квадрокоптера 🙂

Другие мои публикации на Новаторе
Мастерим научную игрушку. Черепаха

Подробнее о моей работе в соцсетях:
ВК: хроника кружка «Научная игрушка» (Санкт-Петербург) 
ФБ: посты для коллег

Узнаем как изготовить пропеллер в домашних условиях

Для многих технических приборов неизменно требуется воздушный винт или же, как его называют иначе, пропеллер. Существуют различные цели, и для каждой следует выбрать определенную технологию и стратегию. Если же вы интересуетесь, как сделать флюгер с пропеллером своими руками, то эта статья специально для вас.

Какой материал выбрать

То, из чего будет изготовлен винт, следует выбирать в зависимости от его дальнейших предназначений. Например, твердые бруски идеально подходят для изготовления винтов, предназначающихся для мощных двигателей (около 15-30 л. с)

Если вы считаете себя опытным мастером, то для вас подойдет заготовка из авиафанеры с большим количеством слоев. Но любителям с нее начинать не стоит, потому что этот экземпляр весьма хрупок и может образовывать неровности.

Инструкция

Итак, как сделать пропеллер своими руками? Процесс создания пропеллера выглядит так:

1. Сначала вам нужно заняться шаблонами, а именно: 1 шаблон верха, 1 — бока и 12 шаблонов лопасти в профиль.
2. Отфуговать заготовку винта с соблюдением размеров со всех четырех сторон и нанести линии оси, контуры шаблона вида сбоку.
3. Удалить лишнюю древесину. Вначале делаете это топориком, а затем рубанком и рашпилем.
4. Теперь наложите шаблон лопасти на заготовку и укрепите его гвоздем по центру втулки на некоторое время, далее обведите карандашом.
5. Поверните шаблон на 180° и обведите вторую лопасть. Лишнюю древесину можно удалить с помощью пилы с мелкими зубьями. Эту работу следует выполнять аккуратно и не торопиться.
6. Без спешки удалите древесину, делая мелкие и короткие затесы.
7. Винт нужно довести до готовности с помощью рубанка и рашпиля с проверкой в стапеле.
8. Для того чтобы изготовить стапель, нужно поискать доску одинаковой по длине с винтом размера, а также позволяющую своей толщиной сделать поперечные пропилы на 2 см для того, чтобы установить шаблоны. Для изготовления центрального стержня стапеля потребуется твердое дерево. А его диаметр должен быть, как диаметр отверстия в ступице винта. Стержень следует вклеивать к поверхности стапеля под углом 90°.
9. Наденьте винт и посмотрите, сколько древесины нужно срезать для того, чтобы лопасти соответствовали шаблонам профиля.
10. Как только нижняя поверхность винта начнет соответствовать шаблонам, можно начинать доводку верхней поверхности. Эта операция очень важна, так как на ней основывается качество получившегося винта.

У новичков нередки случаи того, что лопасти не совпадают по размерам. Например, одна получилось тоньше другой. Но, чтобы сделать правильный пропеллер, придется добиться их равного размера путем уменьшения толщины другой лопасти. Иначе у винта не будет баланса. Маленькие оплошности можно легко исправить. Например, наклеить небольшие куски стеклоткани или подмазать мелкими древесными опилками, которые замешаны на эпоксидной смоле.

Баланс винта

Уже сделанный винт нужно отбалансировать. То есть добиться того, чтобы вес лопастей совпадал. Иначе, когда винт будет вращаться, возникнет тряска, влекущая тяжкие последствия — все важнейшие узлы вашего аппарата будут разрушены.

Но в практике нередки случаи, когда и умелых мастеров, которые не задаются вопросом, как сделать пропеллер, вес лопастей разнится. И это даже при соблюдении всех нюансов в изготовлении! Тому существует масса объяснений: разный удельный вес различных составляющих бруска, из которого сделан винт, различная плотность слоя и многие другие причины.

Но и из этой ситуации есть выход. Нужно подогнать лопасти пропеллера по весу. Правда здесь существует одно «но».

В заключение

Итак, как сделать правильный пропеллер? Ни в коем случае нельзя состругивать с более тяжелой лопасти древесину. Как раз наоборот – нужно утяжелять меньшую лопасть, вклепывая свинец.

Вот и готов ответ на вопрос, как сделать пропеллер, если при балансировке винт не двигается. Настоятельно рекомендуем вам соблюдать все меры личной безопасности. Пропеллер — это в первую очередь предмет, быстро вращающийся вокруг своей оси, а значит, потенциально он может быть опасен. Если же вы пытаетесь разобраться, как сделать пропеллер, то проследите и за соблюдением безопасности.

Как сделать деревянный пропеллер

На канале Игоря Негоды появилось интересное видео для авиамоделистов. Судя по статистике, автор видео-урока заметил, что тема авиамоделизма пришлась его подписчикам по вкусу, поэтому решил это дело продолжить и показать, как сделать одну очень интересную вещицу, без которой авиамоделизм просто немыслим. Эта деревянный воздушный винт или пропеллер. Есть также и пластмассовый винт, и даже есть металлический, который изготовлен из дюрали. Он примерно в 3 раза тяжелее деревянного. Изготовил его ради самоцели.

Деревянные винты имеют очень широкое практическое применение от аэросаней до радиоуправляемых моделей самолетов. В этом видео будем делать из березовой дощечки. Винтики лучше всего делать из березы, по крайней мере, больше всего нравится. По правилам березовый винт очень хороший пропеллер.

Хороший выбор авиамоделей в этом китайском магазине.
Для работы понадобится дрель, сверло на 6 по диаметру вала двигателя, на котором будем его запускать. Также шаблон, можно изготовить самому, посмотреть в интернете или в журналах как они делаются, формы наиболее удачные. А можете сами поэкспериментировать и изготовить вручную какую-либо интересную форму винта. Не в журналах, нигде наиболее точно его невозможно рассчитать для таких маленьких моделей. Никто этим заниматься не будет, потому что до сих пор даже для больших вертолетов постоянно совершенствуется технология профилей, находят новые возможности, там, где это реально нужно. Даже там еще не достигли совершенства. Поэтому в авиамоделизме будем экспериментировать.

Также для изготовления деревянного пропеллера понадобится иголочка, карандаш, бруски с наждачной бумагой, желательно их иметь, с ними удобнее работать, так они выглядят. Можно воспользоваться обычной наждачной бумагой, это не столь важно, просто с ними удобнее. Такие винты применяются с микродвигателями, они бывают разного объема, разной мощности. Это 1,5 кубовые МК17, это 2,5 кубовый КМД2,5, двигатели компрессионного типа, в состав топлива их входит эфир. Это двигатель, который должен работать на метаноле Радуга 7. Соответственно, 7 кубиков рабочий объем двигателя.

Мощность у него довольно высока и разница в винтах.
Этот винт для Радуги, а этот для КМД, как видим разница не так уж и велика в диаметрах. Здесь есть свои приколы, нюансы, то есть размеры могут гулять как в большую, так и в меньшую сторону в диаметре. Чем меньше диаметр – больше оборотов, но в каких-то определенных пределах, выше которых двигатель просто не может их развить. Для МК17 нужен маленький винтик, но это для скоростной модели, для него нужен не особо оборотистый, они выглядят так, угол наклона у них маленький. Другой винт не совсем для Радуги, для Радуги пошире должен быть, пилотаж 7 кубов для пилотажного самолета, такая должна быть высота.

Далее на видео о создании пропеллера из дерева с 4 минуты.

Изготовление флюгера с пропеллером своими руками

Иногда на даче хочется сделать своими руками что-то необычное для своей души и напоказ соседям. Как вариант, можно украсить крышу своего дома, установив на нее флюгер с пропеллером, изготовленный из подручных материалов. Кроме элемента декора и определения ветра, самодельная конструкция принесет радость детям.

Какие бывают разновидности флюгеров

Первоначально прибор предназначался для определения направления ветра и измерения его силы. Со временем флюгера усовершенствовались и их стали использовать для других целей.

Существует несколько видов конструкции:

• Метеорологический прибор, как и раньше, используется по назначению. Флюгер обладает точной балансировкой, а для его изготовления применяется только ковка. Современные метеорологические станции пользуются усовершенствованными электронными приборами, но некоторые метеорологи по старинке любят наблюдать за указаниями флюгера.
  
• Прибор Вильде, кроме направления ветра, может измерять его силу. Его оснащают винтом или подвешивают пластину. По отклонению пластины от вертикальной нулевой точки и шкале узнают силу ветра. Вдобавок шум винта отпугивает птиц от подоспевающего урожая.
  
• Дымоходные флюгеры имеют много разных названий, например, флюгарка или дымник. Но суть их одна – это колпак, защищающий дымоходную трубу от разрушения и проникновения внутрь птиц. Часто дымники усовершенствуют дефлектором, защищающим дымоход от обратной тяги. А вот сверху самого колпака для красоты многие ставят вращающуюся декоративную фигурку, можно даже с пропеллером. Это и есть та самая флюгарка.
  
• Декоративные модели служат просто украшением крыши. Их могут делать даже без розы ветров, указывающей стороны света. Даже если указатели есть, они аналогично больше исполняют роль декорации. Определить точное направление ветра по ним вряд ли удастся. Подобные флюгеры изготавливают в виде фигур птиц и зверей. Самый простой – это установленный горизонтально на оси деревянный брусок с пропеллером, напоминающий самолет.
  

Из каких деталей состоит флюгер

Чтобы сделать конструкцию своими руками надо знать ее устройство. Любой флюгер состоит из следующих деталей:

• Основанием флюгера служит корпус. Он крепится на крыше, а внутрь его вставляют ось с подшипниками.
• Роза ветров представляет 2 скрещенных прута под прямым углом. На их конце приварены буквы, указывающие стороны света.
• Конусообразный колпак защищает корпус с подшипниками от проникновения дождевой воды.
• Вращающийся флажок – это и есть флюгарка. Ее изготовляют в виде птиц или животных. Часто это бывает самолет. Напротив флажка для балансировки стоит противовес.
• Пропеллер – самая интересная часть флюгера. По его вращению определяют скорость ветра. Изготавливают винт из твердого листового материала или берут готовый, например, от компьютерного вентилятора.

Важно! Основную эстетику флюгеру придает флюгарка. Дизайну необходимо уделить максимум внимания, поэтому перед изготовлением фигуры лучше сделать ее точный чертеж.

Самостоятельное изготовление ветряка с пропеллером

Чтобы сделать флюгер своими руками понадобится минимум инструмента. Самый необходимый – это электродрель и электролобзик. В работе с металлом нужна будет болгарка.

Итак, решив, что изделие с пропеллером будет представлять флюгер самолет, по составленному чертежу приступают к изготовлению:

• Корпус, служащий опорой, можно сделать своими руками с 120 мм отрезка металлической трубы диаметром 15 мм. Сверху нарезают резьбу для колпака, а снизу приваривают крепежные пластины.
• Внутрь корпуса вбивают подшипник, но лучше два, чтобы ось флюгарки не болталась. Саму ось изготовляют из стального прута по диаметру внутренней обоймы подшипника. Длину подбирают индивидуально, чтобы вращающаяся флюгарка не цеплялась за крепежные элементы.
• Ударом молотка ось плотно вбивают во внутренние обоймы подшипников. Сверху на резьбу корпуса накручивают защитный колпак.
• Теперь необходимо сделать своими руками флюгарку. Поскольку решено ее оборудовать пропеллером, то лучшим вариантом фигуры будет самолет. Его вырезают электролобзиком из фанеры или листовой стали.
• Самолет крепят тремя болтами к верхней части оси и приступают к изготовлению пропеллера. Проще всего винт вырезать из листовой стали и закрепить болтом между двух шайб к носу самолета. Заводской пропеллер от маленького вентилятора можно зафиксировать через подшипники. Вращение такого винта будет плавным и без шума.

Готовый флюгер с пропеллером устанавливают на крыше и к опоре болтами или сваркой крепят розу ветров. Чтобы буквы и указатели правильно соответствовали сторонам света, необходимо воспользоваться компасом.

Внимание! Дерево не лучший материал для флюгарки. Вырезанная из фанеры фигура самолета быстро пропадет от дождя и снега. Продлить срок службы поможет окрашивание изделия лаком или краской. Оптимально для всех деталей флюгера использовать металл.

На этом видео можно увидеть изготовление флюгера:

Методы крепления флюгера на крышу

Традиционно флюгер устанавливают на крыше здания. Местом крепления может быть конек, дымоход или вентиляционная труба. Подойдет любой шест или кровля хозпостройки, главное, чтобы минимальная высота от земли составляла 5 м.

После того как сделали своими руками флюгер, его надо правильно установить. Важно не забыть в корпус с подшипниками натолкать солидола. Приваренными к корпусу пластинами флюгер удобно крепить на колпак дымохода или конек. Если основание плоское, то лучше сделать своими руками круглый фланец с отверстиями под саморезы и приварить его снизу корпуса вместо пластин. К вертикальному шесту удобней будет фиксировать изделие хомутами.

Готовые крепежи можно приобрести в магазине. Дешевые модели, предназначенные для крепления на кровельный конек, изготовлены в виде простого металлического уголка. Изделия дороже оснащены регулировочными винтами.

Правильно установленный флюгер сразу даст о себе знать. При малейшем ветре флюгарка с пропеллером начнет вращаться.

Совет! Чтобы по флюгеру узнавать силу ветра, можно сделать своими руками простое приспособление. Небольшой прямоугольник из металла или фанеры подвешивают на веревку к стрелке флюгарки, а из проволоки выгибают полукруглую шкалу. По мере отклонения подвеса примерно ориентируются, какова сила ветра.

Металлический ветряк с пропеллером имеет свойство брать на себя разряды молнии, то есть он становится своеобразным молниеприемником. Особенно это опасно, если флюгер установлен на металлическом кровельном покрытии, например, из металлочерепицы. Для безопасности конструкцию надо заземлить. Сделать это можно своими руками довольно просто. Берут многожильный медный провод в изоляции и прикрепляют болтовым соединением один конец к флюгеру, а другой – к контуру заземления возле дома. Если его нет, в землю можно забить на глубину 1,5 м металлическую трубу или уголок, а сверху приварить болт для провода.

Изготовленный самостоятельно флюгер будет работать, и радовать хозяев долгие годы. Необходимо лишь 1 раз в год смазывать подшипники.

Что еще почитать по теме?

Сергей Новожилов — эксперт по кровельным материалам с 9-летним опытом практической работы в области инженерных решений в строительстве.

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

Google+

Воздушный винт для аэросаней своими руками

Дрон своими руками: Урок 3. Силовая установка.

Содержание

Введение

Теперь, когда вы выбрали или построили раму, следующим шагом будет выбор правильной силовой установки. Так как большинство существующих дронов являются электрическими, мы сосредоточимся на создании исключительно электрической тяги посредством бесколлекторных моторов постоянного тока. В состав силовой установки входят моторы, несущие винты (пропеллеры, сокр. пропы), ESC и аккумуляторная батарея.

1. Мотор

От того какие моторы вы будете использовать в своей сборке, будет зависеть, какую максимальную нагрузку сможет поднять дрон, а также сколько времени он сможет находиться в полёте. Силовая установка должна обязательно состоять из моторов одной марки и модели, такой подход обеспечит ей сбалансированную работу. При этом стоит отметь, что даже абсолютно одинаковые (Бренд/Модель) моторы могут иметь незначительную разницу в скорости, которую в последующем выравнивает полётный контроллер.

Brushed vs Brushless

В коллекторных (Brushed) моторах ротор с обмоткой вращается внутри статора на котором магниты зафиксированы жёстко. В бесколлекторных (Brushless) моторах всё на оборот; обмотка крепится жёстко к внутренней части статора, а магниты установлены на валу и вращаются. В большинстве случаев вы будете рассматривать только бесколлекторные моторы (БК) постоянного тока. Моторы такого типа широко используются в индустрии радиолюбителей при сборке различных продуктов, начиная от вертолётов и самолётов и заканчивая системами привода в автомобилях и катерах.

Бесколлекторные моторы типа «Pancake» имеют больший диаметр, они более плоские и как правило имеют высокий крутящий момент и более низкое значение KV (детали ниже). В БПЛА небольших размеров (обычно размером с ладонь) чаще всего используют маленькие коллекторные моторы из-за более низкой цены и простого двухпроводного контроллера. Несмотря на то, что бесколлекторные моторы могут быть разных размеров и иметь разные характеристики, выбор меньшего размера совсем не означает, что будет дешевле.

Inrunner vs Outrunner

Существует несколько типов бесколлекторных моторов постоянного тока:

• Inrunner – внутренний ротор. Обмотка зафиксирована на статоре, магниты установлены на валу ротора, который вращается (как правило используются на радиоуправляемых лодках, вертолётах и автомобилях из-за высокого KV).
• Outrunner – наружный ротор. Магниты зафиксированы на статоре, который вращается вокруг неподвижной обмотки. Нижняя часть мотора зафиксирована. (как правило, у моторов такого типа больше крутящего момента).
• Hybrid Outrunner – технически это «Outrunner», но реализованный в корпусе «Inrunner». Такой подход позволил объединить в одном типе крутящий момент «Outrunner» и отсутствие внешних вращающихся элементов как у моторов типа «Inrunner».

KV

Рейтинг KV – макс. число оборотов, которое может развить мотор без потери в мощности при заданном напряжении. Для большинства многороторных БЛА актуально низкое значение KV (например, от 500 до 1000), поскольку это способствует обеспечению стабильности. В то время как для акробатического полёта будет актуальным значение KV между 1000 и 1500, в тандеме с несущими винтами (пропеллерами) меньшего диаметра. Допустим, значение KV для конкретного мотора составляет 650 об/вольт, то при напряжении в 11.1В мотор будет вращаться со скоростью: 11.1 × 650 = 7215 об/мин, а если вы будете использовать мотор при более низком напряжении (скажем, 7.4В), то частота вращения составит: 7.4 × 650 = 4810 об/мин. При этом важно отметить, что использование низкого напряжения, как правило означает, что потребление тока будет выше (Мощность = Ток × Напряжение).

Тяга

Некоторые производители бесколлекторных моторов могут указывать в спецификации информацию о максимально возможной тяге (Thrust) создаваемой мотором в купе с рекомендуемым несущим винтом. Единицей измерения тяги, как правило, являются килограмм (Кг/Kg), фунт (Lbs) или Ньютон (N). Например, если вы строите квадрокоптер и вам известно, значение тяги отдельно взятого мотора = до 0.5кг в купе с 11-дюймовым несущим винтом, то на выходе четыре таких мотора смогут поднять на максимальной тяге: 0.5кг × 4 = 2кг. Соответственно, если общий вес вашего квадрокоптера составляет чуть менее 2кг, то c такой силовой установкой он будет взлетать только на максимальных оборотах (макс. тяге). В данном случае будет актуальным, либо выбрать более мощную связку «мотор + несущий винт», которые позволят обеспечить большую тягу, либо уменьшить общую массу беспилотника. При макс. тяге силовой установки = 2кг, вес дрона должен составлять не более половины этого значения (1кг, включая вес самих моторов). Аналогичный расчёт можно сделать для любой конфигурации. Предположим, что вес гексакоптера (включая раму, моторы, электронику, аксессуары и т.д.) составляет — 2.5кг. Значит каждый двигатель для такой сборки должен обеспечивать (2.5кг ÷ 6 моторов) × 2 = 0.83кг тяги (или более). Теперь вы знаете как рассчитать оптимальную тягу моторов исходя из общего веса, но прежде чем принимать решение, предлагаем ознакомиться с разделами ниже.

Дополнительные соображения

• Разъёмы: у коллекторных моторов постоянного тока доступно два разъёма «+» и «-». Смена проводов местами меняет направление вращения мотора.
• Разъёмы: бесколлекторные моторы постоянного тока имеют три разъёма. Чтобы узнать как их подключить, а также как изменить направление вращения, обратитесь к разделу «ESC» ниже.
• Обмотки: обмотки влияют на KV моторов. Если вам необходимо наиболее низкое значение KV, но при этом в приоритете крутящий момент, будет лучшим обратить своё внимание на бесколлекторные моторы постоянного тока типа «Pancake».
• Монтаж: у большинства производителей есть общая схема монтажа для БК моторов постоянного тока, которая позволяет компаниям, производящим рамы не прибегать к изготовлению так называемых адаптеров. Шаблон как правило метрический, с двумя отверстиями разнесёнными на 16мм друг от друга, и ещё двумя отверстиями, разнесёнными на 19мм (под углом 90° к первому).
• Резьба: монтажная резьба, используемая для крепления бесколлекторного мотора к раме, может варьироваться. Обычные метрические размеры винтов М1, М2 и М3, имперские размеры могут быть 2-56 и 4-40.

2. Несущие винты (Пропеллеры)

Несущие винты (пропеллеры, сокр. пропы) для многороторных БЛА берут своё начало от винтов радиоуправляемых самолётов. Многие спросят: почему бы не использовать лопасти вертолёта? Несмотря на то, что это уже было сделано, представьте себе размеры гексакоптера с лопастями от вертолёта. Также стоит отметить, что вертолётная система требует изменения шага лопастей, а это существенно усложняет конструкцию.

Вы также можете спросить, почему бы не использовать турбореактивный двигатель, турбовентиляторный двигатель, турбовинтовой двигатель и т.д? Безусловно они невероятно хороши для обеспечения большой тяги, но при этом требуют большое количество энергии. Если первостепенной задачей беспилотника является очень быстрое перемещение, а не зависание в ограниченном пространстве, один из выше перечисленных двигателей может быть хорошим вариантом.

Лопасти и диаметр

Несущие винты большинства мультироторных БЛА имеют две, либо три лопасти. Наибольшее применение получили винты с двумя лопастями. Не думайте, что добавление большего количества лопастей автоматически приведёт к увеличению тяги; каждая лопасть работает в потоке, возмущенном предыдущей лопастью, снижая КПД пропеллера. Несущий винт малого диаметра имеет меньшую инерцию и следовательно его легче ускорять и замедлять, что актуально при акробатическом полёте.

Шаг/Угол Атаки/Эффективность/Тяга

Тяга, создаваемая несущим винтом, зависит от плотности воздуха, числа оборотов винта, его диаметра, формы и площади лопастей, а также от его шага. Эффективность винта связана с углом атаки, который определяется как шаг лопасти минус угол спирали (угол между результирующей относительной скоростью и направлением вращения лопасти). Сама эффективность — это отношение выходной мощности к входной. Большинство хорошо спроектированных винтов имеют КПД более 80%. На угол атаки влияет относительная скорость, поэтому пропеллер будет иметь разную эффективность при разных скоростях мотора. На эффективность также сильно влияет передний край лопасти несущего винта, и очень важно, чтобы он был максимально гладким. Несмотря на то, что конструкция с переменным шагом была бы наилучшей, дополнительная сложность, необходимая по сравнению с присущей многороторной простотой, означает, что пропеллер с переменным шагом почти никогда не используется.

Вращение

Несущие винты рассчитаны на вращение по часовой стрелке (CW), либо против часовой стрелки (CCW). На направление вращения указывает наклон лопасти (смотреть на пропеллер с торца). Если правая кромка лопасти выше — CCW, если левая кромка — CW. Если конструкция вашего беспилотника подразумевает перевёрнутое расположение моторов (как в случае с конфигурациями Vtail, Y6, X8) обязательно измените направление вращения несущих винтов, чтобы тяга была направлена вниз. Лицевая сторона несущего винта всегда должна быть обращена к небу. Документация которая идёт с контроллером полёта как правило содержит информацию о направлении вращения каждого винта, для каждой поддерживаемой контроллером многомоторной конфигурации.

Материалы исполнения

Материал(ы), используемые для изготовления несущих винтов (пропеллеров), могут оказывать умеренное влияние на лётные характеристики, но безопасность должна быть главным приоритетом, особенно, если вы новичок и не опытны.

• Пластмасса (ABS/Нейлон и т.д.) — является самым популярным выбором, когда речь заходит о многомоторных БЛА. Во многом это связано с низкой стоимостью, достойными лётными характеристиками и показательной долговечностью. Как правило в случае краша, по крайней мере, один пропеллер оказывается сломанным, и пока вы осваиваете дрон и учитесь летать, у вас всегда будет много сломанных пропов. Жёсткость и ударопрочность пластикового винта может быть улучшена посредством усиления углеродным волокном (карбон), такой подход макс. результативен и не так дорог по сравнению с винтом полноценно исполненным и карбона.

• Фиброармированный полимер (углеродное волокно, нейлон усиленный карбоном и т.д.) — является «передовой» технологией во многих отношениях. Детали из углеродного волокна всё ещё не очень просты в изготовлении, и поэтому вы платите за них больше, чем за обычный пластиковый винт с аналогичными параметрами. Пропеллер изготовленный из углеродного волокна сложнее сломать или согнуть, и, следовательно, при краше, он нанесёт больший ущерб всему, с чем соприкоснётся. Одновременно с этим, карбоновые винты, как правило, хорошо сделаны, более жёсткие (обеспечивают минимальные потери в эффективности), редко требуют балансировки и имеют более лёгкий вес по сравнению с любыми другими материалами исполнения. Такие винты рекомендуется рассматривать только после того, как уровень пилотирования пользователя станет комфортным.

• Дерево — редко используемый материал для производства несущих винтов многороторных БЛА, поскольку для их изготовления требуется механическая обработка, которая в последствии делает деревянные пропеллеры дороже пластиковых. При этом дерево вполне прочное и никогда не гнётся. Отметим, что деревянные пропеллеры всё ещё применяют на радиоуправляемых самолётах.

Складные

Складные пропы имеют центральную часть, которая соединяется с двумя поворотными лопастями. Когда центр (который соединен с выходным валом мотора) вращается, центробежные силы действуют на лопасти, выталкивая их наружу и по существу делая пропеллер «жёстким», с тем же эффектом, что и классический не складываемый винт. Из-за низкого спроса и большого количества требуемых деталей, складные пропеллеры встречаются реже. Основное преимущество складных пропов это компактность, а в сочетании со складной рамой, транспортировочные размеры дрона могут быть значительно меньше полётных. Сопутствующим преимуществом складного механизма является отсутствие необходимости, при краше, менять винт целиком, достаточно будет заменить только повреждённую лопасть.

Установка

Как и БЛА, несущие винты могут имеют широкий диапазон размеров. Таким образом, в этой отрасли существует целый ряд «стандартных» диаметров вала двигателя. В связи с чем несущие винты часто поставляются с небольшим набором переходных колец (выглядят как шайбы с отверстиями разного диаметра в центре), которые устанавливают в центральное посадочное отверстие пропа, в случае если диаметр отверстия несущего винта оказался больше диаметра вала используемого мотора. Так как не все разработчики комплектуют пропы набором таких переходных колец, рекомендуется заблаговременно сверять диаметр отверстия приобретаемых пропов с диаметров вала вашего мотора.

Фиксироваться винт на моторе может исходя из того, какой из способов крепления поддерживает ваш мотор. Если вал мотора не подразумевает никаких вариантов крепежа (резьб. соединение, различные приспособления для крепления и т.д.), в таком случае применяются специальные адаптеры, такие как пропсейверы и цанговые зажимы.

• Пропсейвер – представляет из себя втулку с боковыми симметрично расположенными отверстиями в которые вкручены винты. Втулка надевается на вал мотора и фиксируется боковыми винтами. Поверх втулки устанавливается пропеллер который в свою очередь фиксируется резиновым кольцом идущим в комплекте с втулкой (как правило в комплекте их несколько). Из-за своей ненадёжности, но в тоже время быстрого монтажа, лучше всего подходят для проведения кратковременных тестовых полётов в процессе сборки беспилотника.
• Цанговый зажим – по сравнению с пропсейвером является более сбалансированным и надёжным адаптером. Цанговый зажим состоит из разрезной конусообразной втулки с резьбовым соединением (Цанга), зажимной втулки, шайбы и кок-гайки. Сначала на вал мотора одевается цанга, затем зажимная втулка, после идут несущий винт (пропеллер) с шайбой, замыкает конструкцию зажима кок-гайка.

Бесколлекторные моторы с наружным ротором (типа «Outrunner») как правило, в верхней его части, имеют несколько резьбовых отверстий рассчитанных под установку различных адаптеров и креплений. Не менее популярным вариантом крепления пропеллера на валу БК мотора является самозатягивающая гайка. Вал такого мотора на конце имеет резьбу, направление которой противоположно направлению вращения ротора. Такой подход исключает самопроизвольное откручивание фиксирующей гайки, обеспечивая безопасную и надежную эксплуатацию дрона.

Защита несущих винтов

Защита несущих винтов – призвана исключить прямой контакт силовой установки БЛА с встречным объектом, сохранив тем самым её целостность и работоспособность, а также не допустить получение травм о быстро вращающиеся пропеллеры в результате столкновения с людьми и животными. Защита пропеллеров крепится к основной раме. В зависимости от варианта исполнения может как частично перекрывать рабочую зону силовой установки, так и полностью (кольцевая защита). Защита винтов чаще всего применяется на небольших (игрушечных) БЛА. Применение в сборке элементов защиты несёт и ряд компромиссов, среди которых:

• Может вызывать избыточную вибрацию.
• Как правило выдерживает не сильные удары.
• Может понизить тягу, если под пропеллером размещено слишком много крепёжных опор.

Балансировка

Неудовлетворительная балансировка имеет место быть у большинства недорогих пропеллеров. Чтобы в этом убедиться, далеко ходить не надо, достаточно вставить в центральное посадочное отверстие винта карандаш (как правило при дисбалансе одна сторона будет тяжелее другой). В связи с чем настоятельно рекомендуется проводить балансировку своих пропов, перед тем как устанавливать их на моторы. Несбалансированный пропеллер будет вызывать избыточные вибрации, которые в свою очередь отрицательно влияют на работу полётного контролера (проявляется в некорректном поведении дрона в полёте), не говоря уже об увеличении шумности, повышенном износе элементов силовой установки и ухудшении качества съёмки подвешенной камеры.

Пропеллер может быть уравновешен разными способами, но если вы строите беспилотник с нуля, то в арсенале инструментов обязательно должен быть недорогой балансир пропеллеров, позволяющий легко и просто определять дисбаланс веса в винте. Для выравнивания веса, вы можете либо отшлифовать наиболее тяжёлую часть пропа (равномерно шлифуется центральная часть лопасти, и не в коем случае не отрезайте часть пропеллера), также можно балансировать путём наклеивания отрезка скотча (тонкий) на более лёгкую лопасть (добавляете отрезки равномерно до тех пор пока не будет достигнут баланс). Обратите внимание, что чем дальше от центра вы делаете балансировочную модернизацию (шлифование или добавление ленты) пропеллера, тем больше будет эффект, основанный на принципе крутящего момента.

3. ESC

ESC (англ. Electronic Speed Controller; рус. электронный контроллер скорости) — позволяет полётному контроллеру управлять скоростью и направлением вращения мотора. При правильном напряжении, ESC должен выдерживать макс. ток, который может потреблять мотор, а также ограничивать ток проходящий через фазу при коммутации. Большинство ESC, применяемых в беспилотном хобби, позволяют мотору вращаться только в одном направлении, однако с правильной прошивкой они могут работать в обоих направлениях.

Подключение

Изначально ESC может сбивать с толку, потому что для его подключения доступно несколько проводов/контактов/коннекторов, доступных с двух сторон (ESC может приходить как с уже припаянными коннекторами, так и без).

• Подача питания: два толстых провода (обычно чёрный и красный) предназначены для подачи питания от распределительной платы/жгута проводов к которым питание приходит непосредственно от основной аккумуляторной батареи дрона.
• 3 коннектора: С противоположной стороны контроллера доступны три коннектора предназначенные для соединения с тремя пулевидными коннекторами (как правило идут в комплекте с моторами) на бесколлекторном моторе. Применение коннекторов при подключении ESC позволяет при необходимости (в случае сбоя) осуществить быструю смену контроллера без использования паяльника. Бывает, что пулевидные коннекторы идущие с мотором не соответствуют коннекторам на регуляторе, в таком случае просто замените на подходящие. Какой из трёх «плюс», а какой «минус»? Ориентир простой, приходящий плюсовой провод от батареи, переходит в плюсовой на ESC, аналогично и с минусом.
• 3-контактный R/C servo разъём с тонкими проводами: посредством которых осуществляется обработка сигнала поступающего от приёмника, из которых один провод является сигнальным (передача сигнала газа к ESC или вход), второй «минус» (или земля), и плюсовой провод (не задействуется, если отсутствует встроенный BEC; при встроенном BEC является выходом 5В питания, который в последствии можно использовать для питания бортовой электроники).

BEC

Во времена зарождения авиамоделизма в качестве силовой установки использовался двигатель внутреннего сгорания, а питание бортовой электроники осуществлялось от небольшой батареи. С приходом электрической тяги и регуляторов (ESC), в последние, стали включать так называемую цепь устранения батареи — BEC (на англ. Battery Eliminator Circuit; или преобразователь бортового питания; как правило, обеспечивает дополнительный источник тока напряжением 5В при силе тока 1А, либо выше). Иными словами это преобразователь напряжения используемой в сборке LiPo в напряжение для питания бортовой электроники беспилотника.

При сборке мультиротора необходимо подключить все ESC к контроллеру полёта, но потребуется только один BEC, иначе могут возникнуть проблемы при подаче питания на одни и те же линии. Поскольку обычно нет способа отключить BEC на ESC, лучше всего удалить красный провод (+) и обмотать его изолентой для всех ESC, кроме одного. Также важно оставить чёрный провод (земля) для общего заземления.

Прошивка

Не все существующие на рынке ESC одинаково хороши для применения в мультироторных сборках. Важно понимать, что до появления многомоторных БЛА, бесколлекторные моторы использовались в первую очередь в качестве силовой установки радиоуправляемых автомобилей, самолётов и вертолётов. Большинство из них не требуют быстрого времени отклика или обновления. ESC с встроенным программным обеспечением SimonK или BLHeli способны очень быстро реагировать на входящие изменения, что в целом предопределяет разницу между стабильным полётом или крашем.

Распределение питания

Поскольку каждый ESC питается от основной батареи, основной разъем АКБ должен быть как-то разделен на четыре ESC. Для этого используется плата распределения питания или жгут распределения питания. Эта плата (или кабель) разделяет положительные и отрицательные клеммы основного аккумулятора на четыре. Важно отметить, что типы разъёмов, используемых на аккумуляторе, ESC и распределительной плате, могут не совпадать, поэтому лучше по возможности выбирать «стандартный» разъём (например, Deans), который используется повсеместно. Многие недорогие платы могут требовать пайки, в данном случае пользователь решает сам какой конкретный разъём ему использовать в сборке. Самый простой распределитель питания может включать в себя два входных клеммных блока, либо пайку всех положительных соединений вместе, а затем всех отрицательных соединений вместе …

4. Аккумулятор

Химия

Батареи, используемые в беспилотных летательных аппаратах, в настоящее время исключительно литий-полимерный (LiPo), причем состав некоторых из них бывает достаточно экзотичным — литий-марганцевые или другие варианты лития. Свинцовая кислота просто не подходит, а NiMh/NiCd все еще слишком тяжелы для своей ёмкости и часто не могут обеспечить требуемые высокие скорости разряда. LiPo предлагает высокую производительность и скорость разряда при небольшом весе. Недостатками являются их сравнительно высокая стоимость и постоянные проблемы с безопасностью (пожароопасны).

Напряжение

На практике вам потребуется только один аккумулятор для вашего БПЛА. Напряжение этой батареи должно соответствовать выбранным вами БК моторам. Почти все АКБ, используемые в наши дни, основаны на литии и содержат несколько элементов (банок) по 3.7В каждая, где 3.7В = 1S (т.е однобаночная АКБ; 2S – двух баночная и т.д.). Поэтому батарея с маркировкой 4S, вероятно, будет иметь номинальное значение: 4 × 3.7В = 14.8В. Также количество банок поможет вам определить, какое зарядное устройство необходимо использовать. Отметим, что однобаночная батарея большой ёмкости физически может выглядеть как многобаночная батарея низкой ёмкости.

Ёмкость

Ёмкость аккумуляторной батареи измеряется в ампер-часах (Ач). Аккумуляторы небольших размеров могут иметь ёмкость от 0.1Ач (100 мАч), ёмкость АКБ для беспилотных летательных аппаратов среднего размера может варьироваться от 2-3Ач (2000 мАч — 3000 мАч). Чем выше ёмкость, тем дольше время полёта, и соответственно тяжелей АКБ. Время полёта обычного БПЛА может находится в интервале 10-20 минут, что может показаться недолгим, но вы должны понимать, что беспилотник в процессе полёта постоянно борется с гравитацией, и в отличие от самолёта, он не имеет поверхностей (крыльев) обеспечивающих помощь в виде оптимальной подъёмной силы.

Скорость разряда

Скорость разряда от литиевой батареи измеряется в «C», где 1C — ёмкость батареи (обычно в ампер-часах, если вы не рассматриваете дрон размером с ладонь). Скорость разряда большинства LiPo батарей составляет не менее 5C (в пять раз больше ёмкости), но, так как большинство моторов, используемых в мультироторных БЛА, потребляют большой ток, батарея должна иметь возможность разряжаться при невероятно высоком значении тока, который, как правило, составляет порядка 30А или более.

Безопасность

LiPo АКБ не совсем безопасны, так как они содержат газообразный водород под давлением и имеют тенденцию гореть и/или взрываться, когда что-то не так. Таким образом, если у вас есть какие-либо сомнения относительно работоспособности аккумулятора, не в коем случае, не подключайте его к беспилотнику или даже к зарядному устройству — считайте его «списанным» и утилизируйте его надлежащим образом. Контрольные признаки того, что с аккумулятором что-то не так это вмятины или вздутие (т.е. утечка газа). При зарядке LiPo батареи лучше всего использовать безопасные LiPo ящики (Battery safe box). Хранение батареи также лучше осуществляться в этих ящиках. В случае краша, первое, что вам нужно сделать, это отключить и проверить аккумулятор. Батарея исполненная в боксе может увеличить вес, но при этом реально поможет защитить АКБ при краше. Некоторые производители продают аккумуляторы с жестким чехлом и без него.

Зарядка

Большинство LiPo аккумуляторов имеют два разъема: один предназначен для использования в качестве основных «разрядных» проводов, способных выдерживать большой ток, а другой, обычно меньшего размера и короче, является разъёмом для зарядки (как правило белый JST разъём), в котором один контакт соответствует заземлению, а остальные, количеству банок АКБ. Его вы подключаете к зарядному устройству, посредством которого осуществляется зарядка (и балансировка) каждой банки батареи. Зарядное устройство обязательно должно сообщать, когда зарядка завершена, и, учитывать проблемы безопасности связанные с литий-полимерными батареями. После окончания процесса зарядки, лучше всего сразу отсоединять аккумулятор от зарядного устройства.

Монтаж

Аккумуляторная батарея является самым тяжелым элементом беспилотника, поэтому её следует устанавливать в центральной мёртвой точке, чтобы обеспечить одинаковую нагрузку на моторы. Аккумуляторная батарея не подразумевает какого-либо специального монтажа (особенно саморезы, которые могут повредить LiPo и вызвать возгорание), поэтому некоторые используемые сегодня методы монтажа включают в себя ремни на липучке, резиновые, пластиковые отсеки и другие. Самым распространённым вариантом монтажа АКБ является подвешивание батареи под рамой с помощью ремня с липучкой.

Как сделать пропеллер за шесть дней | airspacemag.com

Бизнес: Culver Props специализируется на производстве деревянных гребных винтов с фиксированным шагом с двумя лопастями. Lewis производит около 120 пропеллеров в год.

Путь: Льюис обучал ее дедушка, инженер-механик. «Я работал здесь, когда учился в колледже, — говорит Льюис, — занимаясь тем, чем больше никто не хотел заниматься, например, отвечал на телефонные звонки.Мой дедушка научил меня всему, пока мы были вместе, и я занимаюсь этим уже 10 лет. Он скончался в 2016 году, поэтому я продолжил бизнес — я и моя 84-летняя бабушка, которая приходит каждый день и помогает мне. Мы специализируемся на винтах большего диаметра, многих копиях времен Первой мировой войны. Это наша золотая середина «.

Сколько времени нужно, чтобы овладеть навыком? «Около двух лет», — говорит Льюис. «На самом деле научиться делать пропеллер не так уж и сложно. Но научиться подбирать правильный шаг и правильный диаметр для разных пропеллеров — вот что — это сложно.Потому что комбинации двигателей и самолетов экспоненциальны. У вас может быть один тип двигателя на 100 разных самолетах, и все они имеют разную крейсерскую скорость. У пилотов разные ожидания от своего самолета и того, что им нужно делать. Реплики времен Первой мировой войны делают все, чтобы реквизит выглядел в точности как оригинал. Самолеты Первой мировой войны имеют огромный реквизит. Иногда клиенты могут использовать современные движки, но им все еще нужна эта большая опора. Иногда мне это удается, а иногда нет.”

Какая информация вам нужна, прежде чем вы сможете сделать гребной винт? «Клиенты сообщают мне характеристики своих двигателей и самолетов, — говорит Льюис, — и я принимаю их крейсерские обороты и их крейсерские мили в час, чтобы определить подходящий шаг. Затем я смотрю на конечную скорость и увеличиваю диаметр гребного винта настолько, насколько могу, чтобы на максимальных оборотах гребной винт не превышал 850 футов в секунду на конечной скорости. Примерно на скорости 800 футов в секунду он начинает становиться шумным, а примерно на 900 вы начинаете терять эффективность.”

Типичный день: На каждый гребной винт уходит минимум шесть дней: «В первый день я выбираю свои голые доски, выбираю узор и склеиваю доски в блок», — говорит Льюис. «На второй день я вырезаю рисунок пропеллера на своем копировальном станке. В день 3 я шлифую и балансирую винт. После этого он покрывается одним слоем лака каждый день в течение трех дней ».

Льюис шлифует ступицу гребного винта — День 3 задачи — предназначенной для двигателя Лайкоминг. (Грант Смит)

Лучшее в работе: «То, что нет двух одинаковых работ.В прошлом году я сделал пропеллер для сверхлегкого самолета Aerolite 103 мощностью 40 лошадиных сил, а также пропеллер для истребителя Bristol Fighter мощностью 300 лошадиных сил ».

Самая сложная работа на данный момент: «Винт для истребителя Bristol F.2», — говорит Льюис. «У него была ступица толщиной шесть дюймов и диаметром 90 дюймов. Я только вчера отправил его; Я немного поплакал, когда он ушел! Я потратил на это год и сделал выкройку с нуля. Я провел месяцы, работая с владельцем самолета, проверяя каждую деталь.”

Знаете ли вы многих других производителей гребных винтов? «Социальные сети связали меня с некоторыми действительно невероятными производителями реквизита со всего мира», — говорит Льюис. «Нас так мало вокруг, что я мгновенно чувствую дружбу, когда встречаю кого-то в этом бизнесе».

Как попасть в бизнес? «Ученичество», — говорит Льюис. «Изготовление пропеллера — это одна деталь; другой — хорошее понимание двигателей и самолетов, на которых работают винты.Было бы полезно любое образование, связанное с самолетами и авиационными двигателями ».

Самолет мечты, над которым вы хотели бы работать? «Альбатрос D.Va», — говорит Льюис. «Я обожаю этот самолет, очень люблю его».

Вырезать игрушку с пропеллером — Сделай сам

Давным-давно, в 1920 году, когда я был всего лишь шпателем а авиация только вступала в юность — один легендарных «barnstormers» летали во время Первой мировой войны. избыточный биплан (модель официально называлась JN4, но более ласково известный как «Дженни») над один квартал в центре нашего маленького городка в Оклахоме.Затем он выровнял самолет и ослабил рукотворный птица на близлежащее пастбище.

Самолеты в то время были настоящей новинкой, и когда я прибыл на место посадки, пилот уже успел собрал приличную сумму денег у более состоятельных (и braver) участники сообщества за едет в летающая машина. Не имея ни денег, ни храбрости, однако я довольствовался лишь изучением самолета с расстояние.Я был очарован пропеллером, а после после внимательного осмотра я решил построить свой собственный самолет , созданный по образцу этого изогнутого лопасти.

Моя первая игрушка-пропеллер (или подпорка, как я ее называю) был просто вырезан из куска металлолома пиломатериалов, но он взлетел в воздух на добрых 50 ноги при «запуске»! Фактически, я использую тот же дизайн сегодня делать старомодные самодельные «вертолеты», потому что игрушка проста в сборке, она построена из легкодоступные предметы и — самое главное — он работает!

Все, что вам нужно для создания этого простого в сборке высеченная вручную ракета представляет собой кусок легкого дерева, карманный нож, цилиндрический деревянный стержень толщиной примерно карандаша, клея и маркера.Игрушка состоит всего из двух склеенных части: гребной винт и пусковая рукоять.

Чтобы построить пропеллер, вам сначала нужно найти прямоугольный лоскут легкого (но тяжелее бальзового) пиломатериала. Я обычно использую белый сосна. Поскольку форма лезвия определяет, насколько хорошо самолет будет летать, важно, чтобы древесина была правильные размеры.Ширина струганного лезвия должна быть быть чуть более чем в два раза больше его толщины, а длина должна быть как минимум в десять раз больше ширины. Игрушка с пропеллером размером 3/8 «X 1» X 10 «подойдет очень хорошо (вы может изменять размер вашего лезвия , но обязательно поддерживать приблизительное соотношение толщины к ширине и длине из вышеприведенных фигур.)

Как только вы найдете подходящий деревянный лом, измерьте его. по длине и отметьте середины с обеих сторон.Затем нарисуйте линия полностью вокруг середины пропеллера, соединяя две точки в процессе. Эта линия разделяет пропеллер на два пятидюймовых сегмента.

Теперь вы готовы начать строгать! Чтобы дать поддержите его способность подниматься, вам нужно будет вырезать дерево в характерную форму пропеллера. С блоком расположен так, чтобы край длинной был обращен к вам и поверхность шириной в дюйм находится сверху, представьте себе правую пятидюймовый сегмент лезвия с уклоном вверх и на расстоянии от от тебя … в то время как левая часть наклонена вверх в сторону вас. Звучит сложно? На самом деле это очень легко сделать.

Начиная со средней линии (которую вы только что нарисовали) и работая в направлении одного кончика куска дерева, строгать от верх одного края к низу противоположной стороны. Затем переверните древесину и повторите процесс на нижняя сторона резного изделия, образующая диагональ лезвие.

Затем таким же образом сформируйте другой пятидюймовый сегмент. но наклоните эту секцию в направлении против направления . Обе стороны пропеллера должны быть тонкими как возможно, иначе лезвие будет слишком тяжелым и опора не летает. Вы также захотите упростить спиннер дальше, сужая края лезвия и закругление углов и шлифовка строганная древесина, чтобы ваш самолет имел гладкую поверхность.

На данный момент все, чего не хватает вашему крошечному вертолету, — это пусковая палка. Снова измерьте пропеллер, чтобы найти точная середина, и отметьте это место. Затем просто вырезать (или просверлить) отверстие достаточно большое, чтобы ваша пусковая палка могла плотно прилегает к центру лезвия. (Вы можете использовать любой тонкий деревянный цилиндрический стержень для этой детали. Я нахожу девятидюймовая клюшка «на весь день» идеально подходит для этой задачи, но карандаш послужит той же цели.) Нанесите клей на один конец стержня, вставьте этот наконечник в отверстие гребного винта и дайте клею высохнуть.

Готово! Чтобы проверить игрушку с пропеллером, держите игрушку так, чтобы лезвие находится наверху и дайте стержню вращаться между ладонями. Если вы запустили высеченную вручную ракету Правильно, игрушка будет закручиваться высоко над вашей головой. (Если, однако самолет пикирует бомбы на ваши футов , просто поверните палку в направлении , противоположном направлению на следующем взлете.)

Вертолет ручной работы можно летать в помещении, но я предпочитаю запускать мою подпорку на улицу, где она может взлететь, как высота 50 футов в воздухе. И я нашел это отпустив ее при небольшом наклоне, летающую игрушку можно передается от человека к человеку … и даже может быть пойман палка, с небольшой практикой!

Как только вы начнете пилотировать этот самолет, вы, вероятно, найдете что все потенциальные резчики по дереву в вашей семье — как молодые, так и старые — захотят присоединиться к веселью!

---

Первоначально опубликовано: март / апрель 1981 г.

Сделайте простой электромобиль с пропеллером

Время проекта : 30-45 минут

Из этого поста вы узнаете, как сделать простой электромобиль, используя основные детали и немного творческого подхода.Этот проект отлично подходит для творчества или инженерного дела в школе, библиотеке или дома.

Изучив основы, вы можете экспериментировать с различными стилями и дизайном кузова, чтобы ваша машина ехала быстрее. Вы также можете устроить соревнование между друзьями, чтобы узнать, кто из них построит самый быстрый винтовой автомобиль. Сделайте обучение в STEAM увлекательным!

Преимущество этого проекта в том, что большую часть «автомобильных» запчастей можно достать из мусора. Вы можете использовать картон, бутылки, коробки и большинство контейнеров, чтобы создать корпус вашего винтового автомобиля.Проявите творческий подход!

В этом уроке мы покажем вам, как построить кузов автомобиля из картона.

Кроме картона вам потребуются также следующие материалы:

• Пробки для бутылок
• Пластиковый пропеллер
• Двигатель постоянного тока
• Держатель батареи AA
• Батарейки AA
• Переключатель
• Соломка
• Деревянные шпажки или дюбель

Вам понадобятся некоторые основные инструменты, чтобы разрезать проволоку, картон и дюбель.

• Ножницы
• Ножницы для проволоки
• X-Acto или бритва
• Ножницы для жести или аналогичные

В этом уроке мы решили соединить детали с помощью пистолета для горячего клея. Вы также можете использовать суперклей или другой быстросохнущий клей.

Первое, что вам нужно сделать, это отрезать кусок картона примерно до 3 дюймов в ширину и 8 дюймов в длину. Эта секция будет основой винтовой машины.

Далее вырежьте два куска картона 1.5 ″ х 1,5 ″. Эта секция будет частью, которая удерживает двигатель.

Вырежьте две соломинки и приклейте их к нижней части картона. Убедитесь, что соломинки шире основания, чтобы колеса не касались картона.

Вставьте деревянные шпажки или дюбели в соломинки так, чтобы они выступали наружу примерно на дюйм.

Самое интересное в этом проекте то, что вы можете проявить творческий подход к большинству аспектов сборки. Например, существует бесчисленное множество материалов, которые можно использовать для изготовления колес автомобиля.Вот несколько примеров:

• Пробки для бутылок
• Дно пластиковых стаканов
• Дно чашек из пеноматериала
• Pringles Банка сверху / снизу
• Низ Gatorade
• Дно энергетических баллончиков на 5 часов

В этом проекте мы используем крышки от бутылок из-под газировки.

Отметьте центр острием и сделайте отверстие того же размера, что и ваша деревянная ось. Убедитесь, что он плотно прилегает. Самый точный способ сделать это — использовать дрель и сверло. Вы также можете использовать лезвие бритвы и вырезать крошечный крестик на крышке бутылки.

Пришло время установить колеса на ось винтового автомобиля. Если колпачок немного болтается, вам нужно будет добавить горячий клей до середины. Следите за тем, чтобы колеса оставались как можно более прямыми, пока клей застывает.

Когда клей затвердеет, крутите оба набора колес, чтобы убедиться, что они катятся свободно.

С помощью горячего клея прикрепите держатель аккумулятора к одному концу автомобиля.

Пришло время построить вашу автомобильную подъемную платформу.Склейте два квадрата картона вместе, а затем приклейте платформу к центральной задней части основания.

Наденьте гребной винт на вал двигателя, который вы используете. Это проще сделать сейчас, до установки двигателя.

С помощью горячего клея прикрепите середину двигателя к картонной платформе. Убедитесь, что клеммы двигателя находятся сверху и легко доступны.

ПРИМЕЧАНИЕ. Если вы хотите повторно использовать двигатель для других проектов, попробуйте использовать стяжки вместо горячего клея.Это упростит удаление в конце проекта.

Первое, что вам нужно сделать, это проверить, чтобы винт вращался в правильном направлении. Вставьте батареи в держатель и прикоснитесь черным проводом к одной клемме двигателя, а красный провод — к другой. Убедитесь, что пропеллер отталкивает воздух от двигателя. Если это не так, поменяйте провода.

Теперь проденьте черный провод через отверстие для клеммы и скрутите его несколько раз.Если вы хотите, чтобы он был постоянным, вы можете припаять соединение.

Теперь мы собираемся добавить переключатель в схему.

Красный провод от держателя батареи разрезать пополам и зачистить конец. Вставьте зачищенный провод в среднее отверстие переключателя и несколько раз поверните для фиксации.

Возьмите вторую половину красного провода и зачистите оба конца. Вставьте один конец красного провода во внешнее отверстие переключателя и поверните, чтобы зафиксировать. Другой конец красного провода подкрутите к открытой клемме двигателя.

Приклейте выключатель к картону. При необходимости вы также можете приклеить красный и черный провод, чтобы они не болтались.

Вставьте батареи в держатель и нажмите переключатель, чтобы проверить свой удивительный винтовой автомобиль.

Попробуйте создать еще один винтовой автомобиль, используя другие материалы, и посмотрите, как это повлияет на характеристики автомобиля. Продолжайте экспериментировать!

Покажите нам свое творение винтового автомобиля в Твиттере. Напишите нам в Твиттере @Makerspaces_com

Aerodynamics — Создайте классическую летающую игрушку с пропеллером

Классическая игрушка-пропеллер

Эта классическая игрушка была известна еще до Леонардо да Винчи. был мальчиком и, возможно, повлиял на некоторые из его аэродинамических идей.Есть также истории об играх Орвилла и Уилбура Райтов. с этой игрушкой в ​​детстве.

Игрушка проста в изготовлении, она не более чем пропеллер. на палке, но физика, лежащая в основе его стабильности в полете, не все так просто.

Для изготовления игрушки нам понадобится следующее:

• Брусок мягкой сосны, 8 дюймов в длину, 2 дюйма в ширину и 1/2 дюйма толстый. Размеры не критичны.
• Дюбель 10 дюймов диаметром 1/4 дюйма.
• Бур или шнек с битой 1/4 дюйма.
• Напильник по дереву, формовочный инструмент или строгальный нож. Электроинструменты, такие как барабанная или ленточная шлифовальная машинка, производят работа идет намного быстрее.
• Капля белого клея.

Нажмите на изображение, чтобы увеличить изображение

Мы начинаем с просверливания отверстия шириной 1/4 дюйма в 8-дюймовом блоке мягкой сосны.

Нажмите на изображение, чтобы увеличить изображение

Далее убираем древесину с углов блока.

Если вы используете нож, держите блок в левой руке, и обрежьте дерево с правой стороны блока.Чтобы сделать форму пропеллера, мы убираем только древесину. вверху справа. Левая сторона осталась нетронутой, а правая сторона выбрита до острого края.

Нажмите на изображение, чтобы увеличить изображение

Теперь переверните блок и повторите, сбривая правый только сбоку, поэтому лопасть воздушного винта представляет собой тонкий кусок дерева, под ярко выраженным углом к ​​отверстию.

Нажмите на изображение, чтобы увеличить изображение

Теперь возьмите деревянный брусок за только что изготовленное лезвие, и вырежьте другой конец пропеллера точно так же путь как первый.Опять же выбрита только правая сторона вниз, а левая сторона небритая.

Нож, хотя и традиционный, не самый быстрый, легкий или самый безопасный способ удалить древесину. Использование пилки для дерева или стружки инструмент или рубанок лучше. Шлифовальные машины еще быстрее.

Древесину можно оставить в грубой стесанной форме, а можно шлифованный гладкий. Вы можете раскрасить лезвия или нарисовать на них узоры. с маркерами с фетровыми наконечниками.

Нажмите на изображение, чтобы увеличить изображение

Теперь приклеиваем дюбель в отверстие.На фото я использую дюбель длиной 9½ дюймов. Дюбель можно немного короче или чуть длиннее, но более короткий дюбель сделает полет менее устойчивым, а более длинный дюбель добавляет ненужный вес. Оптимальная длина то, с чем вам захочется поэкспериментировать, так как каждый вырезанный вручную игрушка будет немного отличаться.

Как на нем летать

Прижмите дюбель к левой ладони кончиками пальцев правой руки.

Нажмите на изображение, чтобы увеличить изображение

Теперь быстро сдвиньте правую руку вперед, а левую — назад, так что кончики ваших пальцев левой руки прижаты к правой ладони.Пропеллер игрушка улетит и приземлится в нескольких минутах ходьбы.

Нажмите на изображение, чтобы увеличить изображение

Нажмите на изображение, чтобы увеличить изображение

На фото выше показаны некоторые игрушки, сделанные вручную в Африке. Мы поддерживаем тамошних ремесленников, предлагая расписанные вручную игрушки в наш каталог.

Далее: Свет и оптика

Очень вкусно

Некоторые из моих других веб-сайтов:

---

Отправить письмо на Саймон Квеллен Филд через sfield @ scitoys.com > Google

Деревянный самолет DIY Пропеллер постоянного тока

Получите этот комплект, чтобы ваши дети были заняты практическими занятиями, наслаждаясь бегущим самолетом, когда они будут завершены. Этот набор для рукоделия достаточно прост, чтобы его могли собрать дети 4 лет с помощью родителей. А дети от 6 лет и старше могут построить его сами! Позвольте им изучить основную механическую структуру самолета, концепцию летающего и электрического двигателя 🙂

Примечание: Не подходит для детей младше 4 лет!
Конечно, самолет не может летать, но он действительно может скользить по земле с помощью энергии ветра, генерируемой винтом при правильном подключении аккумулятора 🙂

Примечание: Ветер от винта должен дуть в сторону задней части. самолет, если он перевернут, поменяйте провода на клемму двигателя.
Принцип работы: Самолет движется вперед за счет винта. Батареи питают двигатель постоянного тока, который вращает гребной винт. Затем он создает воздушный поток к задней части самолета, который перемещает самолет вперед. Самолет работает на основе аэродинамики. Он преобразует механическое вращение двигателя постоянного тока в поступательную силу.

Винт самолета вращается с высокой скоростью, которая приводится в движение двигателем постоянного тока (который питается от батарей). Это создает тянущее усилие, тянущее самолет вперед.Когда пропеллер вращается, он создает две силы одновременно: одна — это тянущая сила в воздухе за счет вращения пропеллера, другая — отдача, создаваемая воздушным потоком.

Характеристики:

• Деревянный комплект «Сделай сам» для детей
• Подходит для детей от 4 лет и старше
• Поставляется со всем необходимым для сборки в качестве модели самолета
• Работает на двух (2) AA-размерах батареи (не входят в комплект)
• Пайка не требуется
• Скользит по земле
• Изучите базовую конструкцию самолета
• Изучите концепцию самолета с винтом

Упаковочный лист:

• Деревянные детали для конструкции корпуса самолета
• Пластиковые колеса
• 1 малый двигатель постоянного тока
• 1 держатель батареи 2xAA с проводами (черный и красный)
• 1 пластиковый пропеллер
• Двусторонняя лента
  

Ресурсы:

Моя история: светодиодные часы с пропеллером своими руками

Микропроцессор управляет эффектом POV

Боб Блик

Мои «Propeller Clock» — это светодиодные часы с механическим сканированием и семью светоизлучающими диодами, которые вращаются, создавая иллюзию парящих в воздухе чисел.Это первые часы, которые я построил. Я построил несколько светодиодных вывесок, но они надоедают, потому что я уже знаю сообщение.

В этих часах используются только несколько относительно недорогих электронных компонентов и переработанный двигатель видеомагнитофона или дисковода гибких дисков.

Как работают эти часы:

Мотор вращает «пропеллер», а небольшой микропроцессор отслеживает время и изменяет рисунок на семи светодиодах с точной синхронизацией, чтобы имитировать матрицу 7 x 30 светодиодов. Это иллюзия, но она прекрасно работает.

Если вы хотите построить эти часы, вам понадобится несколько вещей:

• Мастерство двигателей и механических вещей
• Предыдущий опыт работы с электроникой
• Неисправный видеомагнитофон или дисковод для гибких дисков или другой источник подходящего двигателя и прочие детали
• Программатор, который запрограммирует микропроцессор 16F84

Схема DIY LED Propeller Clock
Часы находятся на вращающемся куске перфорированной платы, но они должны получать питание. Я придумал много способов сделать это, в том числе с использованием двух двигателей (вал первого двигателя прикреплен к основанию, а второй двигатель вращает корпус первого двигателя, генерируя электричество), создание вращающегося трансформатора или использование контактных колец.В конце концов, я решил сделать это по-другому, взяв энергию от вращающегося якоря простого двигателя постоянного тока. Чтобы запустить провода

из мотора, я снял подшипник с одного конца мотора, оставив большое отверстие.

Внутри большинства небольших двигателей постоянного тока есть три клеммы, и они действуют как трехфазный переменный ток, поэтому его необходимо выпрямить обратно в постоянный ток. Приятным побочным эффектом этого является то, что положение двигателя можно определить, подключив одну из фаз прямо к микропроцессору.

Шаг 1: повреждение двигателя

Найдите видеомагнитофон, например Sharp или Samsung, с двигателем с плоской катушкой . Мотор, который у меня есть, имеет маркировку JPA1B01, но Sharp знает его под номером RMOTV1007GEZZ (примечание автора: двигатель Sharp устарел. Используйте любой двигатель постоянного тока, предпочтительно рассчитанный на 12 вольт, чтобы скорость не была слишком большой при работе примерно от 6,2 вольт) . Разберите его, не повредив щетки (есть маленькие отверстия, в которые можно вставить скрепку, чтобы убрать щетки), и обратите внимание, что в нем есть один шарикоподшипник и один подшипник скольжения.

Выбейте подшипник скольжения из корпуса и приклейте или припаяйте его к другому концу двигателя, как продолжение шарикового подшипника. Вал двигателя необходимо немного изменить, чтобы получить нужную высоту, нажмите на него в тисках с полой прокладкой на одном конце. Возьмите разъем Берга с тремя проводами и припаяйте их к трем клеммам якоря двигателя. Приклейте короткую резьбовую прокладку к валу на том конце, который будет выступать из отверстия, и соберите двигатель (будьте осторожны с щетками).Вы можете приклеить мотор к головке видеомагнитофона в качестве утяжеленной основы.

Разборка мотора

Шаг 2: Постройте схему

Я использовал перфорированную плату (Vectorboard) и вручную соединил схему. Используйте 18-контактный разъем для 16F84, потому что его необходимо запрограммировать перед включением в схему. Для 7 токоограничивающих резисторов я использовал массив резисторов DIP, потому что это облегчало эксперименты с яркостью светодиода. Я остановился на 120 Ом. Вы можете использовать семь обычных резисторов, потому что 120 Ом работают нормально, хотя это дает пиковый ток прямо на пределе для 16C84.Подумайте о балансе, пока строите эту схему, и ссылайтесь на мои рисунки, чтобы вам не пришлось добавлять много балансировочного веса позже. Замените любые значения деталей, которые вам нравятся. Обратите внимание, что я использовал суперконденсатор 47000 мкФ , он предназначен для того, чтобы часы продолжали работать после их выключения, чтобы вы могли установить время. Светодиоды получают питание отдельно от этого. Не заменяйте кристалл 4 МГц керамическим резонатором, это часы, и они должны быть точными. Печатная плата в сборе. Вид на печатную плату из фольги

Шаг 3. Запрограммируйте PIC16C84A

Вам понадобится программист, который запрограммирует PIC16C84A.Если вы нашли этот файл / веб-страницу, вы можете найти планы по созданию программатора 16C84. Запрограммируйте его, используя шестнадцатеричный файл, прилагаемый к этому документу. Я включил исходный код (.asm) просто для вашего развлечения. При программировании микросхемы установите параметры микросхемы на: сторожевой таймер (WDT) ВКЛ и генератор на нормальный кристалл XT.

Шаг 4: Объедините все вместе и сохраните время

Прикрутите печатную плату к двигателю и подключите трехпроводной соединитель. Подайте питание на двигатель. Предпочтительное напряжение — 6 В.2 вольта, но он будет работать с 5 вольт примерно до 7,5 вольт. Обратите внимание, что при подаче на двигатель 6,2 вольт в цепь попадает 5 вольт из-за потерь на диоде 252BNAV. Часы могут работать в этот момент, показывая 12:00. Если это не так, вероятно, на суперконденсаторе (крышке памяти) было какое-то напряжение, когда вы подключили чип.

Выключите питание и на мгновение закоротите контакты 5 и 4 вместе (земля и / mclr), чтобы сбросить микросхему. Теперь, когда вы включаете питание, часы должны работать, и вы можете установить их, выключив питание и нажав кнопки (часы, 10 минут, минуты) нужное количество раз.Если числа отображаются наоборот, измените полярность двигателя, чтобы он вращался в обратном направлении. Вы можете поэкспериментировать с балансировкой часов и использовать пену под основанием, чтобы уменьшить вибрацию.

Вид сверху
Вид сбоку

Шаг 5: Модификации

Если вы внимательно посмотрите на исходный код, вы увидите, что «dot rate» настроен на скорость двигателя, чтобы дисплей имел одинаковую ширину независимо от скорости двигателя.В двигателе, который я использовал, щетки установлены на 90 градусов друг от друга, и каждый оборот дает два индекса. Часы отображаются с двух сторон, разнесенных на 180 градусов. Если вы используете двигатель, щетки которого разнесены на 180, часы будут отображаться только с одной стороны, а числа будут слишком широкими. Вы захотите изменить программу в разделе, помеченном D_lookup_3. Значение в регистре W при вызове задержки влияет на ширину цифр. Вы можете попробовать отправить половину значения period_calc в Delay; возможно, повернув period_calc прямо в W (не забудьте сначала очистить флаг переноса).

Как это:
bcf STATUS, C
rrf period_calc, w
call Delay

Видео с аналогичными часами Propeller Clock можно найти здесь.

---

Боб Блик — учитель электроники на пенсии и независимый консультант по электронике из Северной Калифорнии. Его проекты варьировались от промышленных электронных элементов управления и мостов PCI до музейных экспонатов телероботов и аудиокроссоверов на электронных лампах. Найдите его веб-страницу на bobblick.com

Если у вас есть история или проект в области электроники, которым вы хотите поделиться, отправьте электронное письмо [электронная почта защищена].

Деревянный пропеллер для вашего дома?

Деревянный пропеллер для вашего дома может быть более безопасным, чем модифицированный металлический винт. Конечно, можно было бы быть более доступным и менее дорогим. Хотите узнать больше?

Защита от урезанных металлических пропеллеров
Хотя производители воздушных винтов уже давно производят различные металлические пропеллеры для легких самолетов. . . тип сертифицированного легкого самолета, т.е. . . они, как правило, плохо подходят для многих застройщиков.

Есть две веские причины для такого странного положения вещей.

1. Стандартные диаметры 74 дюймов и 76 дюймов типичных сертифицированных металлических гребных винтов являются слишком длинными для большинства строительных компаний. Исключением могут быть более короткие 69-дюймовые пропеллеры, разработанные и изготовленные для Cessna 150, оснащенных двигателями Continental 0-200.

2. Помимо большого диаметра, самым большим недостатком использования стандартных сертифицированных металлических гребных винтов является то, что они имеют недостаточный шаг для наших небольших, легких и быстрых домов.

Следовательно, многие застройщики, решившие установить металлический винт, пытаются найти хорошо выглядящую бывшую в употреблении металлическую стойку, которую он мог бы переделать.

К тому времени, когда он возьмет его в руки и вырежет (если он еще не пострадал) и отремонтирован, он уже может быть не очень безопасным винтом для использования.

Кроме того, если этот дополнительный поворот (шаг) плохо распределяется по длине лопасти (а это обычно так), возникает рекламируемое преимущество в эффективности металлического винта по сравнению с деревянным гребным винтом.

Если вы один из строителей домов, который все еще не осознает опасность напряжения лопастей и усталости, возникающую при обрезке и замене гребного винта (особенно, если гребной винт изначально был поврежден), обратите внимание!

Производители пропеллеров предупреждают строителей домов не модифицировать пропеллеры в соответствии с конструктивными ограничениями экспериментальных самолетов. . . по крайней мере, не без предварительной оценки вибрации. Для большинства из нас это экономически нецелесообразно и нецелесообразно.

Если вам необходимо вырезать стандартный гребной винт, убедитесь, что он остается в диапазоне диаметров, который разрешен для двигателя с точки зрения вибрации. Тем не менее, достаточный поворот лопастей для соответствия требованиям вашего шага все равно может доставить вам неприятности.

Эта дилемма модификации металлических гребных винтов делает только деревянные гребные винты, несмотря на несколько недостатков, более привлекательными для строителей, чем когда-либо. Итак, если вас заставили поверить, что ваш самолет будет быстрее с металлическим винтом, не верьте этому.. . Есть много домов на 200 миль в час с деревянными опорами.

Немного о деревянных подпорках
Во-первых, о недостатках. Чтобы провести справедливое сравнение с металлическими пропеллерами, я должен указать на некоторые недостатки, с которыми вам придется мириться при использовании деревянного пропеллера.

Деревянный гребной винт чувствителен к изменениям влажности (дерево набухает и сжимается), и повторная затяжка его крепежных болтов должна стать регулярной практикой, чтобы вы не обнаружили, что у вас есть ослабленный гребной винт или неисправные винты винта, с которыми нужно бороться.

Деревянный гребной винт будет больше подвержен эрозии при полете под дождем. Однако недавно разработанные защитные накладки на наконечники сделали многое, чтобы свести к минимуму эту проблему. Тем не менее, было бы разумно снизить скорость, если вы неожиданно попали в зону небольшого дождя.

Поскольку деревянный гребной винт намного легче металлического винта, из него не получится хороший маховик — и, следовательно, он может остановить ветряную мельницу, если вы столкнетесь с поломкой двигателя. Однако вы можете заставить его снова повернуться, нырнув, чтобы увеличить скорость до более 120 миль в час для попытки перезапуска двигателя или что-то еще.Для этого нужна высота, не так ли?

Деревянная стойка с защитным металлическим покрытием наконечника несколько лучше защищена от повреждения лопасти и эрозии, но менее эффективна из-за неоднородности или гребня в аэродинамическом профиле, вызванного выступающей кромкой металлического наконечника. Еще один недостаток — эти металлические вставки, как известно, отлетают, если крепежные винты ржавеют и гниют дерево.

Какие у вас могут быть веские причины для использования деревянного гребного винта с такими недостатками? Множество .. . но решайте сами. Теперь о преимуществах. Деревянный гребной винт с фиксированным шагом — самый легкий и дешевый тип гребного винта, который вы можете получить.

В отличие от металлических гребных винтов, деревянные лопасти не выходят из строя из-за усталости из-за изгиба. Деревянные лопасти гребного винта толще металлических и, следовательно, обладают достаточной жесткостью, чтобы противостоять развитию видимого флаттера, который может быть разрушительным.

Вы всегда можете получить деревянный пропеллер, спроектированный и изготовленный специально для вашего двигателя и самолета, каким бы он ни был.Это может быть особенно важно для вас, ребята, которым нужно найти пропеллер для толкача. В конце концов, сколько имеется сертифицированных металлических гребных винтов с толкателем?

Даже деревянный гребной винт с сертификатом типа намного дешевле аналогичного металлического гребного винта.

Сравнивая цены, вы обнаружите, что металлический винт фиксированного шага стоит в два-три раза больше, чем деревянный винт, изготовленный на заказ — 1200-1500 долларов против 350-600 долларов, приблизительно. (Моя прекрасная опора Warnke — 68×69 — обошлась мне в 500 долларов плюс 30 долларов за фрахт и 90 дней ожидания.)

Деревянные пропеллеры отличаются более плавным ходом благодаря отличным характеристикам внутреннего демпфирования. Они также создают меньшую нагрузку на коленчатый вал.

Деревянные пропеллеры изготовлены из пластин твердой древесины, и чем больше их количество, тем лучше, поскольку они обеспечивают более прочный пропеллер и практически исключают любую тенденцию к деформации древесины. Ламинирование толщиной всего 1/8 дюйма также гарантирует однородность зерна и отсутствие скрытых дефектов.

Сертифицированные деревянные гребные винты?
Существуют ли сертифицированные деревянные гребные винты? Конечно, и один был бы моим первым выбором.. . при условии, что я смогу получить такой пропеллер нужного мне диаметра и шага.

Sensenich Corporation, помимо производства металлических пропеллеров, возможно, наиболее известна EAAers как поставщик сертифицированных деревянных пропеллеров высокого качества, используемых на классических и старинных самолетах.

На самом деле, Sensenich кажется мне единственным производителем винта в США, который играет активную роль и проявляет интерес к разработке сертифицированных гребных винтов, подходящих для таких самолетов, как T-18, RV-4, RV-6, Mustang и быстрые композитные дома.

При наличии сертифицированного деревянного пропеллера и сертифицированного типа авиационного двигателя FAA обычно устанавливает обязательный период летных испытаний всего в 25 часов.

ПРИМЕЧАНИЕ

: Я считаю, что многие строители, которые говорят, что предпочитают металлическую опору деревянной опоре, изготовленной по индивидуальному заказу, руководствуются знанием того, что с установкой сертифицированного типа авиационного двигателя и почти любого металлического пропеллера инспектор FAA предоставит им короче 25-часовой тестовый период. Что ж, как я только что указал, такая же привилегия сохраняется и в том случае, если пропеллер из дерева, сертифицированный по типу, установлен в домостроении.

У вас есть явное преимущество, когда вы можете использовать сертифицированный на складе деревянный гребной винт. В отличие от винта, изготовленного по индивидуальному заказу, вы можете почти сразу получить его у производителя гребного винта или в магазине снабжения вашего любимого строительного дома.

Винты, изготовленные по индивидуальному заказу
В секретном разделе СПОРТИВНОЙ АВИАЦИИ перечислены многочисленные производители винтов, изготовленных по индивидуальному заказу. Многие из них работают в течение многих лет, а также могут посоветовать вам выбор подходящего гребного винта.

Тем не менее, для многих строителей основным сдерживающим фактором при заказе винта, сделанного на заказ (самодельного), является то, что FAA автоматически установит период обязательных летных испытаний минимум на 40 часов. Понятно, что это требование вызывает недоумение у многих разработчиков.

Возможно, это не очень хорошие новости. Изготовленные на заказ гребные винты редко хранятся на складе и должны быть изготовлены на заказ.

По этой причине время может стать очень важным фактором, особенно если вы откладываете заказ винта, изготовленного на заказ, до тех пор, пока не будете готовы к этому.

Послушай моего совета. Постарайтесь предвидеть ваши потребности в пропеллере задолго до даты завершения строительства вашего самолета. Выделите себе несколько месяцев на выполнение заказа. Один местный строитель RV-6A ждал свою опору 5 месяцев.

Почти все эти мастера (производители специальных пропеллеров) производят деревянные пропеллеры так быстро, как только могут. . . и заказы продолжают поступать. Если нынешние условия будут преобладать, вам придется долго ждать винт.

Чего ожидать от винта
К сожалению, выбор подходящего винта фиксированного шага для любого самолета затруднен тем фактом, что ни один гребной винт фиксированного шага (деревянный или металлический) не может быть лучшим для всех условий полета.

Это означает, что винт, сконфигурированный для обеспечения наилучшего взлета и набора высоты, не даст вам максимальной крейсерской скорости и наоборот.

Максимальные летно-технические характеристики, достижимые для конкретного самолета, на самом деле являются компромиссом между оптимальным взлетом и оптимальными крейсерскими характеристиками. Большинство строителей понимают это и неохотно идут на компромисс с небольшим круизом ради повышения эффективности скорости набора высоты.

Если вы будете лететь с неулучшенной или короткой взлетно-посадочной полосы, вы тоже, вероятно, будете считать, что ваша скорость набора высоты важнее максимальной скорости.

Несколько лет назад инженер-монтажник Lycoming сообщил мне, что если я использую гребной винт фиксированного шага, статическая частота вращения должна быть 2300, плюс-минус 50 об / мин, когда двигатель рассчитан на 2700 об / мин (большинство Lycoming).

Эта статическая частота вращения может незначительно отличаться в зависимости от типа установленного гребного винта. То есть, если это винт для набора высоты, круизного или экономичного режима.

Если статические обороты слишком высоки, существует вероятность превышения скорости двигателя на полном газе в горизонтальном полете.

Интересно отметить, что для гребного винта с постоянной скоростью статические обороты будут номинальными оборотами двигателя. Это контролируется настройкой малого шага гребного винта.

Минимальная статическая частота вращения устанавливается производителями для каждой установки двигателя.

По сути, достижение этой рекомендуемой минимальной статической частоты вращения во время работы двигателя является верным признаком того, что мощность будет развиваться для взлета.

Ниже приведены несколько рекомендуемых минимальных статических оборотов в минуту для некоторых популярных авиационных двигателей:

Continental A-65 — Не ниже 1960 об / мин
Continental C-85 — 2200 об / мин
Continental C-90 — 2125 об / мин
Continental 0-200 — 2320 об / мин
Lycoming 0-235 — 2200 об / мин
Lycoming 0-290 — 2200 об / мин
Lycoming 0-320 — 2300 об / мин

В общем, ваш гребной винт должен обеспечивать наилучший крейсерский режим (полный газ) на высоте примерно 7500 футов без чрезмерного снижения скорости набора высоты.

Это означает, что Lycoming с красной линией 2700 об / мин должен достичь своей красной линии об / мин при полностью открытой дроссельной заслонке на этой высоте.

Если двигатель набирает обороты, ваш винт может поглотить больше тангажа. Если вы не можете достичь 2700 об / мин в горизонтальном полете, значит, двигатель перегружен винтом со слишком большим шагом.

Хвастаясь своей максимальной скоростью, некоторые строители забывают упомянуть, что они работают на своих двигателях выше красной линии, чтобы получить больше мощности. Хотя эту практику нельзя рассматривать как чрезмерную нагрузку на двигатель, я полагаю, что двигатели могут выдержать столько рабочих ходов между капитальными ремонтами.

Выбор за вами. Вы можете использовать их быстро или неторопливо.

Советы по выбору правильной стойки
Винт требует значительных затрат на заброс. . . даже для несертифицированного деревянного пропеллера, который можно использовать только на самодельном.

В таком случае вам лучше заказать правильный в первый раз. Рассмотрим следующее:

Вес и баланс вашего летательного аппарата могут повлиять на выбор винта.

Например, если вы обнаружите, что у вашего самолета тяжелое хвостовое оперение, металлический пропеллер будет наиболее полезен для увеличения веса впереди.Это потому, что типичный 74-дюймовый металлический пропеллер для четырехцилиндрового двигателя Lycoming весит приблизительно 30 фунтов. Сравните это с весом пера 10-12 фунтов для эквивалентного деревянного пропеллера.

Баланс

Aircraft практически требует использования деревянной опоры для большинства популярных композитных толкателей. Они не переносят чрезмерного веса металлической опоры в спине.

Но это работает в обоих направлениях, не так ли? Если у вас тяжелая форма носа, замена более тяжелого металлического винта на более легкий деревянный пропеллер может помочь решить эту проблему.

Чтобы помочь вам выбрать правильный пропеллер, вам потребуется некоторая основная информация о вашем самолете.

Вы должны, например, знать пропеллер максимального диаметра, который вы можете установить, и при этом иметь минимальный дорожный просвет (в горизонтальном положении) 9 дюймов.

Вы также должны знать максимальную скорость вращения гребного винта максимального диаметра без превышения критической скорости его конца.

Критическая скорость наконечника обычно принимается равной 75% скорости звука, которая на уровне моря составляет 1100 футов в секунду (при стандартной температуре и давлении).Выше этой скорости пропеллер теряет эффективность, и шум значительно увеличивается.

По этой причине скорость конца деревянного гребного винта должна быть ниже 850 футов в секунду.

Имея под рукой эту основную информацию, вы готовы искать винт:

1. Вы можете попытаться найти сертифицированный тип пропеллера, разработанный для самолета, который имеет максимальную скорость, номинальную скорость вращения и мощность в лошадиных силах, аналогичные тем, которые вы ожидаете получить.

2. Вы можете полагаться на рекомендации конструктора самолета относительно конкретного диаметра и шага воздушного винта для каждого из одобренных им двигателей.Он может даже предложить несколько источников для пропеллеров. Вы можете не сомневаться, что конструктор хочет, чтобы его самолет работал хорошо по понятным причинам. Поэтому следует серьезно рассмотреть его рекомендации по винтам.

3. Узнайте у других строителей, какие реквизиты они используют для вашего типа самолета. Перед заказом сравните заметки с как можно большим количеством из них. Будьте готовы услышать противоречивую информацию. Приведенные показатели производительности могут отличаться от всех производителей, использующих одинаковые гребные винты.Однако вы можете смело предположить, что если они довольны пропеллерами, которыми они управляют, подобный пропеллер должен быть довольно близок к тому, что вам нужно.

Все в порядке. немного скептически относиться к показателям производительности, потому что многие строители не имеют откалиброванных инструментов, а приведенные ими показатели производительности могут быть не такими точными, как они думают.

Тахометры тоже заведомо неточные. Заявленные воздушные скорости особенно могут вызывать подозрение из-за плохо расположенных отверстий Пито и статических портов.Конечно, ваши собственные инструменты также должны вызывать подозрение, если вы не откалибровали их и не проверили на точность.

4. Выберите производителя гребного винта с хорошей репутацией и полагайтесь на его рекомендации относительно гребного винта. Он попросит вас предоставить ему некоторую важную информацию, а именно:

Для какой конструкции самолета нужен пропеллер?
Какой двигатель и мощность у вас установлен?
Что вы предпочитаете? Лучшая круизная / максимальная скорость. Лучший взлет / набор высоты / большая высота или стандартный / компромиссный винт.
На какую скорость вы рассчитываете или?

Приятно знать, что большинство производителей пропеллеров очень кооперативны и часто фрезеруют небольшую поправку на деревянную опору, чтобы точно настроить ее характеристики бесплатно.