Aviones controlados por radio

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Un avión controlado por radio ( RC-plane , RC-aircraft ) es un modelo de un avión controlado por radio o comunicación infrarroja . El peso de los modelos radiocontrolados parte de las decenas de gramos [1] y puede llegar a las decenas [2] , y en la industria militar incluso a los cientos de kilogramos [3] .

Clasificación

Escriba

Básicamente, los modelos controlados por radio se dividen en los siguientes tipos:

ver también

Planta de energía

Por regla general, los aviones RP están equipados con motores eléctricos o de combustión interna . Menos comunes son los modelos equipados con motores a reacción .

Modelos con motores eléctricos

Antes del uso generalizado de las baterías de polímero de litio, esta era una opción de planta de energía bastante costosa y limitada. Con la llegada de este último, las baterías de tracción de los modelos se volvieron relativamente livianas y potentes (alta corriente de salida). Por regla general, todo el sistema está alimentado por una batería de tracción con una capacidad de aproximadamente 70 a 7000 mAh y un voltaje de 3,7 a 37 voltios . Junto a las baterías LiPo , se siguen utilizando las de Ni-MH y NiCd , y recientemente ha comenzado a aparecer en el mercado la LiFePO 4 (ver el artículo Baterías para modelos RC ).

El controlador de velocidad electrónico (ESC) suele estar equipado con un convertidor de voltaje (BEC) de la batería de tracción a la batería de a bordo (4,8 o 6 voltios). Esto es necesario para alimentar los servos, el receptor, el giroscopio y otros equipos a bordo.

El motor en la mayoría de los aviones RC modernos es sin escobillas , trifásico , sin sensores . La velocidad de la mayoría de estos motores se encuentra en el rango de 150-7000 KV (revoluciones por voltio), potencia: de 10 W a 15 kW. Peso desde unidades de gramos hasta tres kilogramos. La distribución principal la recibían los motores con un rotor que giraba alrededor del estator ( los llamados outrunner  (inglés) ). Se encuentra con menos frecuencia con un rotor que gira dentro del estator ( el llamado inrunner  (inglés) ). Dichos motores, a diferencia de los motores de combustión interna, se utilizan tanto con hélices como con impulsores . Los motores sin escobillas todavía se usan, aunque rápidamente están siendo reemplazados por motores sin escobillas.

Los modelos con motores eléctricos suelen estar representados por aviones de 7-8 gramos a 10 kg. Una planta de energía eléctrica se utiliza en modelos de diferentes clases.

  • ventajas:
    • El modelo siempre está limpio: no tiene rastros de combustible, grasa, escape, olor característico, lo que es conveniente para el almacenamiento y mantenimiento en un área residencial.
    • El motor no puede detenerse.
    • El motor se puede apagar y encender por completo un número ilimitado de veces durante el vuelo (una característica extremadamente útil para los planeadores de motor), una hélice detenida crea una resistencia del aire notablemente menor que la rotación constante a bajas velocidades.
    • Mucho más fácil de mantener y preparación previa al vuelo. No requiere una configuración minuciosa, herramientas específicas. Este último se reduce a cargar o reemplazar la batería.
    • El funcionamiento del motor eléctrico es prácticamente independiente de las condiciones externas (temperatura del aire, humedad, presión atmosférica).
    • El sonido del motor suele ser mucho más bajo.
    • La capacidad de ejecutar el modelo en áreas residenciales.
    • Capacidad para construir un modelo de escalas grandes y muy pequeñas.
    • El modelo no cambia de masa y centrado durante el vuelo, o el modelo es más fácil de diseñar, ya que no es necesario tener en cuenta el cambio de masa de combustible.
    • La batería no se descarga repentinamente, a diferencia del desarrollo de combustible líquido. Primero, el empuje disminuye, lo que sirve como señal del agotamiento inminente de la batería de energía. Por la misma razón, el modelo siempre será dirigible (el motor requiere mucha más potencia que los servos).
    • Recurso de motor significativo , bajo costo relativo de motores eléctricos y repuestos.
    • Facilidad de centrar el modelo con una batería de gran potencia.
    • Es más fácil elegir un motor geométricamente adecuado para modelos de réplica.
  • Defectos:
    • Las baterías LiPo requieren un manejo cuidadoso ya que son inflamables.
    • El empuje del motor cambia notablemente durante el vuelo a medida que la batería se descarga y su voltaje cae.
    • Cierta dificultad para elegir una combinación de batería - motor - controlador de velocidad, causada por la dependencia de los parámetros de cada uno de estos dispositivos con los parámetros de otro dispositivo, y juntos afectan fuertemente el peso del modelo y sus características de vuelo.
    • La ausencia de escape y el ruido característico del motor de combustión interna, que hacen que el modelo se relacione con un prototipo completo, y crean una cierta "atmósfera".
    • Carga de baterías relativamente lenta, requisitos estrictos para el proceso de carga de algunos tipos de baterías, como resultado, la necesidad de utilizar cargadores complejos.
    • Las baterías suelen tener una gran masa (del 15 al 60% de la masa del modelo) y deben estar ubicadas correctamente en los compartimentos del modelo para evitar que una batería pesada dañe el equipo de a bordo cuando golpea el suelo.
Modelos ICE

Los modelos con motores de combustión interna están representados, por regla general, por aviones de 700-1000 gramos a decenas de kg. Se utilizan motores de dos o cuatro tiempos . La principal distribución son los motores incandescentes , de compresión , neumáticos [4] o los motores de gasolina son mucho menos habituales . Los más comunes son los motores atmosféricos monocilíndricos. Los exóticos incluyen motores rotativos [ 5] , bóxer , de varios cilindros en línea [6] , en forma de estrella [7] , de inyección y turbocargados . A veces hay modelos multimotor.

La energía a bordo es proporcionada por una fuente de energía independiente del motor.

  • ventajas:
    • Después de repostar, el modelo puede despegar de nuevo.
    • El escape de humo y el ruido característico del motor de combustión interna, hacen que el modelo se relacione con un prototipo completo.
    • A medida que se acaba el combustible, el modelo se vuelve más liviano (generalmente entre un 10 y un 25 %).
    • Las características de tracción no cambian durante todo el vuelo.
  • Defectos:
    • Más ruido que las versiones eléctricas.
    • Los motores de combustión interna de dos tiempos tienen un sonido de funcionamiento agudo característico que es diferente de los motores de aviones "grandes".
    • La necesidad de un mantenimiento regular del motor.
    • Dificultades para mantener limpio el modelo: restos de combustible, grasa, escape, olor característico. Inaceptable para almacenamiento y servicio en un área residencial. Además, requiere un procesamiento adecuado del modelo para evitar que los componentes del combustible dañen su estructura.
    • Requiere mantenimiento pre y post vuelo, herramientas específicas. Especialmente con motores luminosos .
    • El combustible es relativamente caro. Para los motores incandescentes se utilizan mezclas a base de metanol y aceite, de ricino o sintético.
    • Un modelo en el que la batería se ha "sentado" pierde el control sin apagar el motor y sin reducir su velocidad. No es fácil detectar una tendencia hacia la descarga de la batería en el aire.
    • El encendido de un motor de gasolina crea una interferencia tangible con el receptor a bordo.
Modelos a reacción

Los modelos con motores turborreactores suelen estar representados por aviones de 3-5 a decenas de kg. Las primeras muestras de modelos de motores turborreactores inventados por Kurt Schreckling aparecieron a fines de la década de 1980, y la producción en masa de modelos de motores turborreactores comenzó en 1995 [8] .

  • ventajas:
    • Lo mismo que para los modelos con motores de combustión interna.
    • Gran fuente de alimentación del motor.
    • Alta velocidad (hasta 300 km/h y más).
    • Característica para la atmósfera y la estética de los aviones a reacción.
  • Defectos:
    • Más ruido que las versiones eléctricas.
    • Grandes tamaños de modelos (desde 1070 mm de luz).
    • Dificultades para mantener limpio el modelo: restos de combustible, grasa, olor característico.
    • Requiere mantenimiento pre y post vuelo, herramientas específicas.
    • Requiere un complejo equipo de control del motor a bordo.
    • Un motor turborreactor cambia su velocidad y empuje en un comando de control mucho más lentamente que los motores de combustión interna y los motores eléctricos.
    • Precio muy alto en relación con otros tipos de centrales eléctricas.
    • Es posible que se requiera mecanización adicional del ala y tren de aterrizaje retráctil debido a la alta velocidad del modelo.
    • Consumo de combustible muy elevado por parte del motor (unos 450 ml/min), motivo por el cual se instalan depósitos de combustible de gran capacidad en modelos de este tipo

Dimensiones

Una clasificación común de los modelos de aviones controlados por radio es el volumen de un motor incandescente de dos tiempos, expresado en centésimas de pulgada cúbica. El modelo puede equiparse con un motor de 4 tiempos o eléctrico. Esta clasificación equivalente se utiliza únicamente para facilitar la comparación.

Algunos ejemplos comunes:

  • Grado 15 (2,5 cm³)
  • Clase 21 - 25 (3,5 - 4 cm³).
  • Clase 30 - 35 (4,9 - 5,8 cm³)
  • Clase 40 - 46 (6,5 - 7,5 cm³). Como regla general, aviones con una envergadura de 1,4 a 1,8 m y un peso de 2 a 4 kg.
  • Clase 50 - 61 (8,5 - 10 cm³). Como regla general, aviones con una envergadura de 1,5 a 2 m y un peso de 3 a 5 kg.
  • Clase 90 - 91 (≈15 cm³). Como regla general, aviones con una envergadura de 1,8 a 2,3 m y un peso de 5 a 6 kg.
  • Clase 108 (≈18 cm³).
  • Clase 120 (≈20 cm³).
  • Clase 140 (≈23 cm³).
  • Clase 160 (≈26 cm³).
  • Clase 180 (≈30 cm³).

Gestión

En su mayor parte, el diseño de los modelos de aviones es similar al de los aviones de tamaño completo. El mercado, sin embargo, ofrece una amplia variedad de opciones simplificadas. Los modelos pueden diferir en el número de canales de control:

2 canales Se controla cambiando la velocidad de la hélice /hélices y el timón . Opciones alternativas: control del empuje desigual de dos motores eléctricos o control de balanceo y cabeceo .

3 canales . A diferencia de la mayoría de los modelos de dos canales, tiene la capacidad de controlar el acelerador, los elevadores y los timones [1] . Una opción alternativa se utiliza, por regla general, en modelos con una configuración aerodinámica " sin cola " : elevons (en balanceo y cabeceo ) y gas.

4 canales . Los modelos más populares. La gestión se realiza a través de los canales: gas, balanceo , cabeceo y rumbo .

5 o más canales . Los canales adicionales se utilizan, por regla general, para controlar flaps o flaps . A veces, para garantizar la estabilidad del vuelo, se agregan canales separados para controlar el/los piezogiróscopo/s electrónico / s a través de los canales de balanceo, cabeceo y dirección.

Independientemente de lo anterior, las aeronaves RC pueden tener canales de control para funciones adicionales que no están directamente relacionadas con el control de vuelo: retracción del tren de aterrizaje/ tren de aterrizaje , frenos aerodinámicos, frenos de ruedas, faros, luces, cámaras, generadores de humo , etc. Estos canales suelen ser discretos.

A menudo se encuentra un control mixto. Por ejemplo, modelos de aviones equipados con flaperones , elevones o colas en V. Los mezcladores son a menudo electrónicos, con menos frecuencia mecánicos. Los electrónicos se pueden implementar tanto a través del panel de control como como unidades separadas dentro del modelo de avión. Algunos esquemas aerodinámicos, de hecho, no se pueden implementar sin el uso de mezcladores. Por ejemplo, " tailless " y " flying wing " ( elevones ).

Conjunto de entrega

  • KIT  : un conjunto de espacios en blanco (elementos listos para usar de un conjunto de potencia ) para la autoconstrucción de un avión, a veces complementado con material para cubrir. Dichos kits requieren mucho tiempo para armar y experimentar. Los aspectos positivos incluyen amplias oportunidades para la modernización y modificación de dicho modelo para adaptarlo a sus necesidades.
  • ARF  - ( Ing.  Almost Ready to Flight ) En general, listo para volar. Por regla general, estos son elementos estructurales ensamblados (estabilizador, aleta, ala, fuselaje), que deben ensamblarse en un solo conjunto. Requieren de decenas de minutos a decenas de horas para ensamblarse. Ocasionalmente, dichos kits están equipados con un motor, pero aún requiere la compra de servos , equipos de control, etc. La principal ventaja de este kit de entrega es la posibilidad de una selección flexible del motor y la electrónica.
  • RTF  - ( ing.  Listo para volar ) Listo para volar. Kits autosuficientes que pueden requerir solo combustible o baterías. Dichos kits están diseñados para principiantes, y la electrónica y los motores que contienen, por regla general, son de clase económica.

Rango

Como regla general, el control de los modelos RC se lleva a cabo dentro de los límites de visibilidad del administrador, cuando tiene la garantía de ver la posición y la dirección del movimiento del modelo. Básicamente, esto está influenciado por el tamaño y el color del modelo. A menudo, se utiliza un color especial, brillante y contrastante, lo que facilita la determinación de la posición del modelo en el espacio y su visibilidad. La gama de equipos de control, tradicionalmente, supera con creces esta distancia. En un entorno amateur, a veces hay modelos controlados mediante la telemetría transmitida por el modelo y la señal de video de la cámara a bordo [9] . Existen métodos de control mediante binoculares . Los modelos militares y especializados se controlan más a menudo estableciendo la ruta por puntos de coordenadas. Además, entre los modeladores de aviones aficionados, los llamados vuelos de larga distancia con la ayuda de equipos especiales de video FPV se están volviendo cada vez más populares . El modelo se controla directamente a través del equipo del modelo sin contacto visual. El modelo se monitorea mediante un transmisor de video y una pequeña cámara instalada en él. La imagen se transmite a la pantalla de la computadora oa un dispositivo especial conectado al receptor de video.

Véase también

Notas

  1. ↑ 1 2 (ing.) Aeronave radiocontrolada Citabria Minium de 22 gramos de peso. Archivado el 6 de enero de 2010 en Wayback Machine . 
  2. ↑ (Alemán) Proyecto su27.de: creación de una réplica del modelo a reacción del Su-27 a escala 1:6,5 y con un peso aproximado de 46 kg. Archivado el 21 de septiembre de 2009 en Wayback Machine . 
  3. ↑ (Ruso) RQ-4 Global Hawk . UAV militar. 
  4. ↑ (Polaco) Modelo de motor neumático . 
  5. ↑ (ing.) Motor rotativo 49PI TIPO II (21G). Archivado el 17 de abril de 2016 en Wayback Machine . 
  6. ^ IL300 DIASTAR W/80P motor de cuatro cilindros en línea. Archivado el 4 de septiembre de 2013 en Wayback Machine . 
  7. ↑ (inglés) Estrella de cinco cilindros FR5 300 SIRIUS. Archivado el 26 de julio de 2015 en Wayback Machine . 
  8. ↑ Alejandro Grek. Jet microaviation: Turbo models // Popular Mechanics. - 2008. - Nº 10.
  9. ↑ (ing.) Ejemplos de uso de equipos de control sobre un canal de video y datos de telemetría de un modelo. Archivado el 2 de diciembre de 2018 en Wayback Machine . 
 Modelos controlados por radio