Ustawianie ogona z użyciem rate mode

Jedną z czynności regulacyjnych śmigłowca jest tzw. ustawienie ogona. Czynność tę przeprowadza się zarówno w przypadku modelów flybarless jak i klasycznych konstrukcji. Co prawda mój opis będzie opierał się na modelu korzystającym ze zwykłego żyroskopu, jednak myślę, że analogiczną metodę można zastosować w przypadku sterownika flybarless.



Pod pojęciem ustawiania ogona można wyróżnić dwie czynności:

• zamocowanie orczyka na osi serwa w taki sposób, aby w neutrum dźwignia była prostopadle do serwa
• ustawienie kątów wirnika ogonowego

 Mocowanie orczyka

Pierwsza część nieco skrótowo, bardziej dla zaakcentowania tematu. Polega ona na odpowiednim założeniu  orczyka na oś serwa tak, aby dla pozycji neutrum uzyskać kąt ramienia maksymalnie zbliżony do 90°.

W tym celu musimy najpierw wysterować serwo sygnałem neutralnym. Podłączamy zatem serwo bezpośrednio (bez użycia żyroskopu) do odbiornika do kanału, na którym występuje sygnał neutrum. Załóżmy na potrzeby tego opisu, że będzie to typowo kanał steru kierunku (rudder). Upewniamy się korzystając z opcji "monitor" na aparaturze, że wartość na tym kanale rzeczywiście wynosi 0.

W tym momencie, kiedy oś serwa jest ustawiona w pozycji "0", możemy założyć na nią orczyk, dobierając jego położenie tak, aby był ustawiony pod kątem maksymalnie zbliżonym do prostego w stosunku do serwa.

Zwykle ze względu na granulację zębatki nie uda nam się osiągnąć idealnej pozycji orczyka, jednak nie należy się tym przejmować i w żadnym wypadku nie należy stosować opcji subtrim na aparaturze w celu korekty. Pamiętajmy, że za moment kanałem rudder będziemy wysterowywać żyroskop a nie serwo. Dopiero on wygeneruje odpowiedni sygnał sterujący dla serwa. Wprowadzenie korekty z użyciem subtrim na tym etapie  mija się z celem i będzie później powodować fałszywe wysterowanie żyroskopu. Niektóre żyroskopy  (np CopterX CX-1x1000) posiadają funkcjonalność korekty pozycji neutralnej i tylko wtedy mamy możliwość docyzelowania tego ustawienia.

Ustawienie kątów wirnika ogonowego

Drugim krokiem jest regulacja, która ma zapewnić odpowiednie kąty łopatek wirnika ogonowego.

Cóż to znaczy odpowiednie?

Mając do czynienia z instrukcjami obsługi od Belta, Kinga i nawet Trexa spotkałem się z definicją humanistyczno-artystyczną. Mówi ona mniej więcej tyle, że:

poprawne ustawienie kątów uzyskujemy wtedy, kiedy po włączeniu trybu head-lock na żyroskopie ślizgacz wałka ogonowego jest położony dokładnie w jego środku. Dodatkowo dla miłośników symetrii i okrągłych liczb podaje się często, że wszystkie kąty pomiędzy dźwigniami i popychaczami powinny wtedy wynosić 90°. 

W wymienionych przeze mnie śmigłowcach efektem takiego ustawienia jest to, że łopatki uzyskują ładny i okrągły kąt 0°. I co to daje? Otóż niestety niewiele.

Wirnik ogonowy, aby spełniał swoje zadanie, musi wytwarzać odpowiedni ciąg, który zrównoważy moment obrotowy pochodzący od łopat głównych. Dla symetrycznego profilu łopatek ogonowych ciąg przy braku kąta natarcia jest żaden. W związku z czym wirnik ogonowy w takiej pozycji nie spełnia swojej funkcji. Co więcej - korzystając z trybu headlock zwykle nie zauważymy, że to ustawienie nie jest idealne, gdyż logika żyroskopu po uruchomieniu silnika wprowadzi odpowiednią poprawkę pozycji ślizgacza. Dzięki temu łopatki ogonowe uzyskają kąt natarcia zapewniający odpowiedni ciąg wirnika ogonowego, który będzie przeciwdziałał obracaniu się śmigłowca wokół pionowej osi.

Teoretycznie można by na tym poprzestać - skoro żyroskop działa i sam koryguje kąty łopatek ogonowych, po co w takim razie całe to halo?

Po pierwsze układ sterowania żyroskopu będzie miał "łatwiej", jeśli dla neutralnego ustawienia nie będzie musiał wprowadzać znacznych poprawek.

Po drugie ustawiając poprawnie tryb proporcjonalny, będziemy zapewnimy sobie możliwość lotu również z użycie tego trybu.

Zatem, na potrzeby ustawiania wprowadziłem swoją - inżyniersko-politechniczną definicję odpowiedniego ustawienia. Mówi ona o tym, że:

kąty łopatek ogonowych są poprawnie ustawione, gdy dla neutralnej pozycji steru kierunku i bez ingerencji żyroskopu zapewniają odpowiedni ciąg wirnika ogonowego niezbędny do przeciwdziałania obracaniu śmigłowca wokół pionowej osi.

Aby ustawić ogon wg tej definicji musimy, wyłączyć tryb headlock na żyroskopie, przechodząc do trybu proporcjonalnego (rate mode). Dodatkowo zmniejszamy współczynnik wzmocnienia do minimum, dzięki czemu eliminujemy korygujący wpływ żyroskopu.

W tym momencie możemy przystąpić do regulacji. Zwykle mamy do dyspozycji przynajmniej jedną z dwóch możliwości:

• przesunięcie mocowania serwa wzdłuż ogona,
• regulacja długości popychacza ogonowego.

Korzystając na przykład z obrotowej, drewnianej tacki regulujemy dostępnymi środkami kąt łopatek tak, aby przy prędkości obrotowej silnika zbliżonej do prędkości przy zawisie model nie obracał się na tacce. Ostatecznie przeprowadzamy próbę w powietrzu.

Dodajmy jeszcze, że ustawienie odpowiedniego kąta dla określonej prędkości obrotowej nie musi się sprawdzić przy innej prędkości obrotowej, wtedy przydaje się aktywowanie trybu headlock.