Prvotní nastavení vrtulníku

Letové vlastnosti modelového vrtulníku záleží kromě přesně propracovaných dílů a použitého vybavení také na jeho přesném nastavení. Je to sled úkonů, které musí každý pilot udělat dříve než se pokusí o první start. Seřízení není záležitost složitá a při precizní práci ji zvládne i začátečník. Bude k tomu však potřebovat několik přípravků, které je možno vyrobit doma na koleně nebo je zakoupit v modelářské prodejně, která vrtulníky prodává. Tento souhrn postupů je určen pro všechny vrtulníky s cyklickým řízením, kde je zadní vyrovnávací rotor poháněn od hlavní osy a to jak kardanem, tak ozubeným řemínkem. S jistým zjednodušením lze použít i pro ostatní vrtulníky, které nemají např. řízení kolektivu.

Nebudu řešit konkrétní typ vrtulníku ani konkrétní RC soupravu. U vysílače budu předpokládat, že je vybavena heli módem.

Co tedy budeme muset udělat.

Prvotní kontrola

I když jsme si zakoupili sestavený RTF model, je třeba překontrolovat a prohlédnout celou mechaniku modelu. Vrtulníky, více než jiné modely, trpí při letu chvěním. Příčinou bývá nejčastěji nevyvážený rotor a po delším provozu mohou odcházet i ložiska. Chvění se podepisuje na každém spoji ať lepeném nebo šroubovaném. Šroubované spoje, jejich šrouby a matice, lze proti samovolnému vyšroubování pojistit anaerobním tmelem. Je to kapalina různé barvy, která se nanese před zašroubováním šroubu nebo matice. V okamžiku aplikace funguje jako mazací tuk. Po několika hodinách však změní konzistenci a stane se tuhou. Šroubovaný spoj jde sice rozebrat, je ale potřeba vynaložit větší úsilí. Tmelu neaplikujeme příliš mnoho, abychom byli schopni spoj případně rozebrat. Hlavní rotorové listy bývají zajištěny samojistícími maticemi.
Náhodně si vybereme několik spojů na rotorové hlavě, šrouby vyšroubujeme a hned zjistíme, jestli výrobce tmel použil či nikoli. Pokud ne, tak postupně rozebíráme a vracíme šroubek po šroubku a aplikujeme tmel. Protože mnoho dílů je osazeno kuličkovými ložisky, musíme si dávat pozor, abychom tmel nekápli přímo na ně.
Zkontrolujeme kulové čepy, jestli jdou dostatečně jemně a ne zase příliš ztuha. Nikdy je ale nemažeme. Překontrolujeme napnutí hnacího řemínku, není-li náhodou někde spadlý z kladky. Celou konstrukci podrobíme důkladné kontrole, zdali není nějaký díl naprasklý. Nakonec sundáme hlavní rotorové listy.

Vyvážení listů

Rotorové listy jsou nejhmotnější rotující součástí modelu. Jejich nevyvážení způsobuje chvění, které mj. znepřesňuje funkci gyra. Nevyvážené listy pak způsobí, že mnohem rychleji odcházejí ložiska hlavní osy a trpí i celá hlava rotoru a její uchycení.
Abychom zminimalizovali chvění musíme docílit toho, že oba listy budou mít stejnou hmotnost a jejich těžiště bude stejně vzdáleno od osy otáčení. Toho dosáhneme následujícím postupem.
Nejprve si vyrobíme "žiletkovou houpačku" a "žiletkové vahadlo". Konstrukcí bývá mnoho od jednoduchých až po zbytečně složité.

vahadlo vyrobené z cuprextitu

Posouváním listu na houpačce najdeme místo, kde je list ve vodorovné poloze nebo alespoň nepadá jednoznačně na jednu stranu. Polohu žiletky si označíme na listu. Tím vlastně najdeme průmět těžiště každého z listů.

hledání těžiště při pohledu zhora


hledání těžiště při pohledu z boku

Pak k sobě listy přiložíme tak, že sjednotíme jejich vzájemnou polohu s ohledem na otvor za který budou uchyceny. V ideálním případě jsou rysky obou těžišť ve stejné vzdálenosti.
Pokud ne, vybereme si ten z listů, která má těžiště blíže otvoru uchycení, a překreslíme na něho polohu těžiště druhého listu. Pak na konec tohoto listu lepíme proužky lepící pásky a list vždy zkontrolujeme až do doby, kdy je těžiště v místě, kde má být. První část vyvážení listů máme za sebou. Oba listy mají těžiště stejně daleko. Nemusí být ale stejně těžké.
Oba listy upevníme na žiletkové vahadlo a podepřeme. Pokud listy nezaujmou vodorovnou polohu, je třeba lehčí z listů dovážit. Použijeme stejnou pásku, kterou jsme možná použili již v prvním kroku a nalepíme jí do místa těžiště listu. Je to proužek, tak co nejvíce symetricky od něho. Jakmile docílíme vodorovné polohy, jsme hotovi.

vyvážení listů při pohledu zhora


vyvážení listů při pohledu z boku

Celý proces doporučuji projít ještě jednou, hlavně v případě, že listy bylo třeba dovažovat více. Hlavní listy ještě nevracíme zpět.

Seřízení pádel

Pádla slouží ke stabilizaci celé cykliky. Hmotnost pádel má zásadní význam na reakční odezvu sklonu cykliky. 3D piloti snižují hmotnost pádel, aby jejich model rychleji reagoval na změnu polohy. Protože se jedná o další rotující prvek, je třeba jeho vyvážení. Pro správnou funkci je třeba seřídit i jejich rovnoběžnost a natočení s ohledem na sklon hlavních listů.
Jako první změříme posuvným měřítkem vzdálenost od pádla k hlavě. Vzdálenost musí být stejná. Pokud není, nastavíme pádla tak aby stejná byla. Pádla co nejvíce nastavíme tak, aby byla rovnoběžná. Přesné nastavení provedeme později. Vložíme baterie, zapneme vysílač, napájení vrtulníku. Počkáme až se nainiciailizuje gyro. Model uchopíme bezpečně za spodní rám a přidáme plyn. Podle použitého regulátoru se rotor začne pomalu roztáčet. Model držíme tak, aby rovina rotace pádel byla mimo náš zrak.Páku plynu nastavíme zhruba na 60% - kousek nad střed. Sledujeme jestli se model chvěje, jestli hlava rotoru nehází. K tomu může dojít při havárii modelu ohnutím hlavní hřídele nebo vůlí v ložiscích. Model by se neměl zachvívat ani při rozběhu, ale při 60% otáček by již neměl vykazovat žádné chvění.
Pokud se model chvěje, zkusmo na jedno pádlo přilepíme kousek lepící pásky. Pokud jsme vybrali správné pádlo měly by vibrace klesnout. Pokud ne, dáme pásku na druhé pádlo a proces opakujeme. Tímto postupem bychom měli docílit naprosto plynulého chodu rotoru bez chvění. Zjistíme-li, že bychom museli přidat pásky příliš mnoho, je lepší změnit vzdálenost pádla a postup opakovat.
Může se stát, že vibrace nepochází od pádel ale od zadní vrtulky. Pak je nutno listy vrtulky demontovat a přesvědčit se, že vibrace pocházely odtud. Listy vrtulky vyvážíme jako další krok podobě jako jsme vyvažovali pádla.

Přistoupíme k definitivnímu seřízení souběžnosti pádel. Namontujeme hlavní rotorové listy. Listy nesmí být utaženy ani moc, ani málo. Dostatečně utažené listy jsou takové, když je dáme tak, že rovina rotace listů je svislá a listy jsou vodorovně. Pak by se listy právě měly udržet v této poloze a neprotočit se dolů. Desku cykliky nastavíme tak, aby byla co nejvíce kolmá k hlavní ose a do té výšky (kolektiv), kdy listy mají nulový náběh. Můžeme si pomoci měřidlem náběhu listů. Na obě pádla nasuneme speciální měrky. Ty slouží pouze k tomu aby opticky prodloužily rovinu pádla. Stačí tak 10-15cm. Lze je s úspěchem vyrobit doma, postupů je mnoho. Pádla natočíme tak, aby byla rovnoběžná s hlavními listy a byla spolu rovnoběžná.

oba nástavce pádel musí být v zákrytu

Seřízení stopy listů

Jsou-li různě dlouhá táhla přepákování sklonu listu, může dojít k tomu, že jeden z listů má jiný úhel náběhu. V praxi to znamená, že ten z listů, který má úhel náběhu vyšší, svým koncem opisuje kružnici, která je vyšší než u listu druhého. Model pak z boku vypadá jako letící vážka. Abychom snadno identifikovali o který list se jedná, nalepíme ke koncům listu barevné kontrastní proužky. Dva různobarevné pokud je na listech budeme nechávat, stačí ale jeden. Opět roztočíme rotor alespoň na 60% a z větší vzdálenosti se podíváme, jestli konce listů jsou ve stejné rovině. Pokud ne, zjistíme podle barvy, který z listů obíhal výše. Při této kontrole se bohužel nevyhneme tomu, že budeme mít zrak v rovině rotace listů. Buď nekoukáme zcela v rovině nebo si zrak nějak chráníme. Nezapomeneme model nějak zatížit. Při 60% páky plynu by se nám měl bezpečně vznést.
V principu je jedno, jestli budeme upravovat náběh listu "spodního" nebo "horního". Musíme pouze vědět o který list se jedná. Vybereme si např. ten který se pohyboval více nahoře. Podle konstrukce hlavy si prohlédneme přepákování. Sklon listu je většinou ovládán nerovnoramennými pákami. Vybereme si tu část páku, která má delší rameno. Bývá to vždy ta, jejíž táhlo končí na desce cykliky. Oko kulového čepu opatrně stáhneme z kuličky. Můžeme použít speciální kleště na kulové klouby.
kleště na kulové klouby Teď držíme táhlo v ruce a vyzkoušíme si, jak zvedá náklon listu. Záleží na konstrukci hlavy. Někdy je potřeba táhlo zkrátit, někdy napoak prodloužit. Musíme jenom změnit délku táhla tak, že až ho vrátíme zpět, bude náběh listu menší než předtím. Většinou stačí jedno otočení táhla v oku.
Postup opakujeme až listy rotují pěkně v jedné rovině.

Nulové polohy

V základním nastavení odpovídá středové poloze páky kanálu středová poloha páky serva. Páku serva můžeme na osu serva nasunout v libovolné poloze, kterou nám dovolí rýhování osy. Ne vždy se sejdou zoubky tak, že je páka přesně kolmo. Aby se tato nepřesnost kompenzovala, jsou vysílače vybaveny tzv. subtrimem - Vnitřním nastavením středové polohy. Tyto polohy nastavíme jednotlivě pro všechna tři serva cykliky. Před tímto nastavením ale nastavíme hlavní trimy výškovky a směrovky na nulu. V ideálním případě je teď i deska cykliky přesně kolmá na hlavní osu. Pokud ne, upravíme délky pák od serv k cyklice tak, aby kolmá byla.

Koncové body serv

Páka plynu má u vrtulníku dvojí efekt. Řídí otáčky motoru a nastavení kolektivu (sklon listů). Každý z těchto průběhů lze na vysílači samostatně nastavit. Páka plynu v horní nebo dolní poloze zvedá nebo klesá s celou desku. Mechanika má své limity pohybu, které většinou neodpovídají možným koncovým polohám serva. Abychom neničili mechaniku serv musíme na vysílači nastavit maximální výchylku každého serva (pro obě krajní polohy).
Nejprve vypneme motor. Buď v nastavení vysílače speciální položkou v menu, která se dá přiřadit na uživatelské tlačítko, nebo speciálně upraveným volným mixem. Případně odpojíme kabely od motoru. Zvolíme si program koncových bodů serv (end-point) a páku plynu dáme do jedné krajní polohy. Zcela jistě uslyšíme, jak servo vrčí s snaží se docílit své krajní polohy, kterou mu mechanika nedovoluje. Zmenšíme krajní bod pod 100%. Postupně tak nastavíme krajní polohy všech tří serv.

Letové módy

Nastavení letových módů není nějaké dogma, které by se muselo dodržet. Každý pilot si nastaví letové módy tak, jak mu vyhovují. Zcela jinak si letové módy bude nastavovat začátečník (většinou si vytačí se dvěma, případně pouze s jedním), jinak zkušený pilot 3D a jinak příznivec maketového létání.
Nastavení bude dále vycházet z použitého motoru (elektro či spalovací) a z přítomnosti nebo nastavení "hlídače otáček", tzv. governoru. Plnohodnotné vrtulníky, o kterých se zde píši, které mají cyklické řízení by měly dodržovat konstantní otáčky rotoru. To není záležitost jednoduchá, protože jakýkoli zásah do ustáleného letu bude klást nároky na změnu výkonu motoru a to mnohdy dost drasticky. U elektrovrtulníků bude hrát značnou roli míra vybitosti napájecích baterií.
Pokusím se popsat v jakém režimu a nastavení létám já. Je to proto, že mi to tak vyhovuje, mám pro to své důvody. To ale neznamená, že byste tak létat měli vy.

Nastavení kolektivu

kolektiv v normálním módu kolektiv v IDL 1, 2 autorotace
(obr.1)
kolektiv v normálním módu		 (obr.2)
kolektiv v IDL 1, 2 autorotace
obr 1 - Tuto křivku s menším sklonem můžeme použít v normálním módu. Serva, a tím pádem ani sklon listů, nejdou na maximlní výchylky.
Výhody: Nevýhody:
  • Ovládání není tak citlivé na pohyb plynu.
  • Můžeme lépe (jemněji) korigovat polohu vrtulníku při visu.
  • V případě nutnosti nemáme k dispozici dostetečnou rezervu na korekci.
    • Tento hendikep můžeme vyřešit nastavením exponenciální výchylky. Ta se kolem středu chová jako křivka s malým sklonem, ale v případě nutnosti je možno využít maximální možné výchylky.

obr 2 - Běžná křivka nastavení kolektivu pro IDL 1, IDL 2 a autorotaci. Využívá maximálních výchylek serv kolektivu.
Nevýhody:
  • Pro začátečníka může být dost citlivá. Může být problém udržet vrtulník v kontrolované poloze.

Nastavení křivky plynu

prvotně nastavená křivka Normal poloha při visu
(obr.3)
prvotně nastavená křivka Normal		 (obr.4)
poloha při visu
obr 3 - Asi nejběžnější tvar křivky pro normální mód. Umožňuje vypnout motor a naběhnout na nominální otáčky již kolem středové polohy plynu. Křivka prochází středem, tedy místem, kde jsou listy v nulové poloze. Vrtulník v této poloze ještě nevisí. Naučte se zaviset vrtulník s pákou plynu vždu nad středovou polohou. To proto až někdy řízeně obrátíme vrtulník rotorem dolů jsme měli páku symetricky pod středovou polohou.
obr 4 - Zhruba poloha páky pro zavisení vrtulníku.
příliš plochá křivka vis ve střední poloze
(obr.5)
příliš plochá křivka		 (obr.6)
vis ve střední poloze
Nevhodná nastavení
obr 5 - Takováto křivka může být příliš plochá. Páka plynu bude zřejmě až ve 3/4 dráhy při zavisení.
obr 6 - Takto sice také zavisíme, ale páku budeme mít pravěpodobně ve středové poloze. Špatný zlozvyk již od počátku.
IDL 1,2 pro governor IDL 1,2
(obr.7)
IDL 1,2 pro governor		 (obr.8)
IDL 1,2
obr 7 - Máme-li nastavený governor mód, ať jeden či druhý, křivka plynu by měla být konstantní v průběhu celé dráhy plynu stejně jako by měly být konstantní otáčky, které nám governor udržuje. Úroveň, výška křivky, pak odpovídá zvoleným otáčkám které governor udržuje.
obr 8 - V případě, že nepoužíváme governor mód s přednastavenými otáčkami, skončíme zřejmě u podobné křivky. Její krajní body nemusí dosahovat na maximum v případě, že otáčky dosáhnou nadkritických otáček. Maximální otáčky jsou většinou uvedeny v manuálu k vrtulníku. Tady si musíme uvědomit, že maximální otáčky kladnou extrémní nároky na seřízení vrtulníku.

Governory

Zmínil jsem se o tzv. governorech. Governor je zařízení, které hlídá otáčky motoru a snaží se je udržet na nastavené hodnotě. U spalovacího motoru je to samostatné elektronické zařízení, které s pomocí čidla snímá otáčky motoru a samo si koriguje množství paliva případně i jeho sytost. U elektrockého pohonu bývají governory součástí výkonového regulátoru. Tady platí, co výrobce, co typ, to jiné řešení a jiné nastavení. Snad s nejjednodušším nastavním jsem se setkal u regulátorů SPIN. SPIN toho umí hodně a jedna z možností je nastavit převodový poměr a požadované otáčky a pokud nemáme exotický motor je to jediné co nastavíme. Jakmile pohneme s pákou plynu motor se začne roztáčet, pak s sebou mírně cukne a motor běží na konstantních otáčkách zcela nezávisle na poloze páky plynu. Jiné regulátory udržují konstantní otáčky pro danou polohu páky plynu, přesněji řečeno hodnotu křivky plynu.
Hlavní otázka je : "Létat s governorem nebo ne?". Odpověď není jednoznačná. Governor má totiž u elektro pohonu jednu dost zásadní nevýhodu. Governor potřebuje ke své práci jistý přebytek energie, kterou použije v okamžiku když se zvýší odpor na rotoru. To stačí když prudce zvednete kolektiv. Jakmile v baterii dochází náboj může se snadno stát, že rezervu k dispozici nemá a pak záleží na firmware regulátoru, jak se s tím popasuje a jak se s tím vyrovná pilot, protože ten s tím neudělá už vůbec nic (samozřejmě může ubrat atd...).
Popisoval jse zde jedno z nastavení regulátoru SPIN. Já mám tyto regulátory rád, protože je mohu snadno nastavovat a na letišti si mohu vyčítat některé letové charakteristiky. Nastavení, kdy si ale zvolíte převodový poměr a výsledné otáčky má také jednu nevýhodu. Nemůžete na dálku toto nastavení za letu změnit. To znamenaá, že např. v módu Normal musíte mít otáčky zbytečně vysoké, které potřebujete v módech IDLE x. Když si před koncem letu létám kolem sebe a třeba přistávám na cíl, jsou vysoké otáčky zcela zbytečné, jen více vybíjejí již skoro vybité baterie.
Prošel jsem si mnoha stadii, ale nakonec (tedy teď) jsem si odpověděl NE a létám bez governoru na křivky.

Nastavení gyra

Na popisu se pracuje.

14.II.2010