Große Errungenschaften von Miniatur-Ornithoptern. Wie ein Moskauer Ingenieur ein Schwungrad baute Wie man aus Papier einen Ornithopter baut

Ein Ornithopter ist ein Flugzeug, schwerer als Luft, das im Flug durch die Reaktionen der Luft mit seinen Flugzeugen, die eine Klappenbewegung erhalten, unterstützt wird.

Ornithopter interessierte sich für die Antike, denn so fliegen Vögel.

Es gibt sogar Zeichnungen eines Ornithopters von Leonardo DeVinci.

Um ein hausgemachtes Ornithopter-Schwungrad mit Ihren eigenen Händen herzustellen, benötigen Sie die folgenden Verbrauchsmaterialien:

Auf dem Bild unten sehen Sie Zeichnungen zur Herstellung eines Ornithopters mit Ihren eigenen Händen.

Für die Herstellung ist es besser, Linde oder Balsa zu verwenden, Sie können Kohlenstoffrohre oder, wie unsere chinesischen Kameraden, Kunststoffstangen verwenden. Es ist jedoch möglich, jeden Baum zu planen und zu schlammen - Birke, Linde usw.

Die Verbindung der Rahmenschienen erfolgt nach dem Zapfennuttyp und wird mit mit Klebstoff imprägnierten Fäden umwickelt.

Die Vorderkanten der Flügel sind ebenfalls mit Fäden an den Hebeln befestigt, aber vorher wird ein Loch in sie gemacht, durch das der Dorn des Hebels geführt wird.

Das Lager der Gummimotorwelle und der Hebel kann aus der Isolierung des Drahtes hergestellt werden, es kann auch aus Teilen der Stange des Griffs hergestellt werden, sie sind auch mit Fäden umwickelt und die Fäden sind mit Klebstoff imprägniert. Eine Kurbelwelle ähnlich der in der Abbildung wird aus dem Draht gebogen, dann wird eine Perle darauf gelegt und in das Lager eingeführt, wonach der Haken gebogen wird (siehe Abbildung). Die Hebel werden gebogen und nach dem Einsetzen werden die Enden gebogen.

Der Stabilisatorschwanz wird auf die gleiche Weise wie der Rahmen an den Schienen befestigt, wonach ein Draht mit Fäden daran gebunden und wie auf dem Foto gebogen wird.

Im Rahmen des Ornithopters wird ein Einschnitt vorgenommen, in den der Draht eingeführt, anschließend mit Fäden umwickelt und verklebt wird.

Als nächstes werden Pleuelstangen hergestellt, wir machen sie aus Bambus, es ist einfach, dünne Stäbchen davon abzubrechen, Rohre mit Drahtisolierung an ihren Enden anzubringen, Löcher in die Rohre zu brennen, den Draht über der Kerze zu erhitzen und das Rohr schnell zu durchbohren es. Wir machen die Rohre ab dem Ende, an dem der Stick eingeführt wird, authentischer, Sie benötigen dies zur Einstellung.

Wir spannen die beiden Gummibänder zwischen den Haken und drehen den Gummimotor, aber nicht viel, und lassen los, die Flügel sollten sich bewegen, wenn ihr Hub nicht gleich ist, dann biegen Sie die vordere Kurbel.

Dann schmieren wir die Mittelrippe und die Kantenschienen mit Gummikleber, setzen unser Flugzeug auf die Folie und richten es so aus, dass die Folie durchhängt, aber nicht viel, wir versuchen es auf beiden Seiten gleich zu machen, sonst fliegt es im Kreis .

Bei der Verwendung von Gummikleber ist es ratsam, alles mit kleinen Klebebandstreifen zu verstärken.

Wir überwachen auch die Gleichmäßigkeit der Flügel.

Achten Sie darauf, den Kleber trocknen zu lassen und dann zu laufen!

Wenn Sie den Aufbau nicht ganz verstehen, sehen Sie sich das Video unten an.

Video zur Herstellung eines Ornithopters mit eigenen Händen

Und hier ist der Flug einer Mini-Version des Ornithopters mit einem Gewicht von 3 Gramm.

Wie man einen Ornithopter aufstellt

Wenn Ihr Vogel taucht, biegen Sie den Schwanz nach oben, wenn er sich neigt (die Nase hebt und fällt), dann senken Sie ihn im Gegenteil. Außerdem erreichen wir durch die Änderung der Länge der Verbindungsstangen eine größere Stabilität und Traktion während des Fluges.

Wenn alles richtig zusammengebaut ist, gewinnt dieses Modell in einer geraden Linie an Höhe, schlägt dann langsam mit den Flügeln und setzt sich dann mit leicht angezogenen Flügeln hin. Das Indoor-Modell ähnelt beim Klettern eher einer Libelle, die Schlagfrequenz erreicht 20Hz. Beim Zusammenbau eines größeren Modells nehmen Flugzeit, Höhe und Spektakulärität des Fluges zu, die Schlagfrequenz nimmt ab, es wird jedoch ein stärkeres und längeres Gummiband benötigt

Gummimotorflüge sind jedoch nicht sehr aufregend. Viel interessanter ist der funkgesteuerte Ornithopter.

Wie man einen funkgesteuerten Ornithopter baut

Im obigen Video - Ausstattung eines selbstgebauten Ornithopters mit Motor und Funksteuerung.

Dieses Video setzt das im Abschnitt über die Herstellung eines Ornithopters gezeigte fort.

Erfolgreiche Flüge!

Ornithopter sind Maschinen, die mit Schlagflügeln wie Vögel fliegen.
Das Laboratory for Flying Micro Devices (MAV) an der University of Arizona hatte den Dreh raus, diese fliegenden Babys nach den Zeichnungen von Leonardo Da Vinci zu erschaffen, und konnte sie sogar in Serie produzieren.

Das vorgestellte Gerät ist der kleinste Ornithopter der Welt. Dieser Mechanismus ist nicht größer als ein Kolibri und fliegt dank Flügeln, die 40 Mal pro Sekunde schlagen, ohne einen Propeller zu verwenden, wie die meisten Flugzeugmodelle. Die digitale Funksteuerung sorgt für sanfte Kurven, Starts und Sinkflüge. Der Rahmen des Ornithopters besteht aus strapazierfähigem und dennoch leichtem Kunststoff. Die Flügel und der Schwanz sind mit reißfestem Mylar bedeckt. Die Lithiumbatterie ermöglicht es Ihnen, bis zu 7 Minuten im Flug zu bleiben.

Sie können einen Miniatur-Ornithopter genauer betrachten

Ein weiterer Mini-Ornithopter, der von den Laboratorien der University of Utah speziell für den Wettbewerb gebaut wurde, besteht aus Kohlefaserelementen. Zur Steuerung kommt ein Dreikanal-Funksystem zum Einsatz. Anstelle von Standard-Servomotoren werden "Oberflächensteuerungsmagnete" (Übersetzung möglicherweise nicht korrekt) verwendet, die mithilfe elektromagnetischer Impulse Oberflächen in Bewegung versetzen. Das Herzstück dieses Mikrovogels ist ein Miniatur-Vibrationsmodul eines Pagers.

Dieses Baby nahm an zahlreichen amerikanischen und internationalen Wettbewerben für Miniaturflugzeuge teil und gewann immer wieder ersten Plätze der Welt unter den Ornithoptern und an zweiter Stelle unter den Miniaturflugzeugen im Allgemeinen.

Und so sieht dieses kleine Wunder im Flug aus.

Ein Ornithopter ist ein Flugzeug, schwerer als Luft, das im Flug durch die Reaktionen der Luft mit seinen Flugzeugen, die eine Klappenbewegung erhalten, unterstützt wird.

Ornithopter interessierte sich für die Antike, denn so fliegen Vögel.

Es gibt sogar Zeichnungen eines Ornithopters von Leonardo DeVinci.

Um ein hausgemachtes Ornithopter-Schwungrad mit Ihren eigenen Händen herzustellen, benötigen Sie die folgenden Verbrauchsmaterialien:

Auf dem Bild unten sehen Sie Zeichnungen zur Herstellung eines Ornithopters mit Ihren eigenen Händen.

Für die Herstellung ist es besser, Linde oder Balsa zu verwenden, Sie können Kohlenstoffrohre oder, wie unsere chinesischen Kameraden, Kunststoffstangen verwenden. Es ist jedoch möglich, jeden Baum zu planen und zu schlammen - Birke, Linde usw.

Die Verbindung der Rahmenschienen erfolgt nach dem Zapfennuttyp und wird mit mit Klebstoff imprägnierten Fäden umwickelt.

Die Vorderkanten der Flügel sind ebenfalls mit Fäden an den Hebeln befestigt, aber vorher wird ein Loch in sie gemacht, durch das der Dorn des Hebels geführt wird.

Das Lager der Gummimotorwelle und der Hebel kann aus der Isolierung des Drahtes hergestellt werden, es kann auch aus Teilen der Stange des Griffs hergestellt werden, sie sind auch mit Fäden umwickelt und die Fäden sind mit Klebstoff imprägniert. Eine Kurbelwelle ähnlich der in der Abbildung wird aus dem Draht gebogen, dann wird eine Perle darauf gelegt und in das Lager eingeführt, wonach der Haken gebogen wird (siehe Abbildung). Die Hebel werden gebogen und nach dem Einsetzen werden die Enden gebogen.

Der Stabilisatorschwanz wird auf die gleiche Weise wie der Rahmen an den Schienen befestigt, wonach ein Draht mit Fäden daran gebunden und wie auf dem Foto gebogen wird.

Im Rahmen des Ornithopters wird ein Einschnitt vorgenommen, in den der Draht eingeführt, anschließend mit Fäden umwickelt und verklebt wird.

Als nächstes werden Pleuelstangen hergestellt, wir machen sie aus Bambus, es ist einfach, dünne Stäbchen davon abzubrechen, Rohre mit Drahtisolierung an ihren Enden anzubringen, Löcher in die Rohre zu brennen, den Draht über der Kerze zu erhitzen und das Rohr schnell zu durchbohren es. Wir machen die Rohre ab dem Ende, an dem der Stick eingeführt wird, authentischer, Sie benötigen dies zur Einstellung.

Wir spannen die beiden Gummibänder zwischen den Haken und drehen den Gummimotor, aber nicht viel, und lassen los, die Flügel sollten sich bewegen, wenn ihr Hub nicht gleich ist, dann biegen Sie die vordere Kurbel.

Dann schmieren wir die Mittelrippe und die Kantenschienen mit Gummikleber, setzen unser Flugzeug auf die Folie und richten es so aus, dass die Folie durchhängt, aber nicht viel, wir versuchen es auf beiden Seiten gleich zu machen, sonst fliegt es im Kreis .

Bei der Verwendung von Gummikleber ist es ratsam, alles mit kleinen Klebebandstreifen zu verstärken.

Wir überwachen auch die Gleichmäßigkeit der Flügel.

Achten Sie darauf, den Kleber trocknen zu lassen und dann zu laufen!

Wenn Sie den Aufbau nicht ganz verstehen, sehen Sie sich das Video unten an.

Video zur Herstellung eines Ornithopters mit eigenen Händen

Und hier ist der Flug einer Mini-Version des Ornithopters mit einem Gewicht von 3 Gramm.

Wie man einen Ornithopter aufstellt

Wenn Ihr Vogel taucht, biegen Sie den Schwanz nach oben, wenn er sich neigt (die Nase hebt und fällt), dann senken Sie ihn im Gegenteil. Außerdem erreichen wir durch die Änderung der Länge der Verbindungsstangen eine größere Stabilität und Traktion während des Fluges.

Wenn alles richtig zusammengebaut ist, gewinnt dieses Modell in einer geraden Linie an Höhe, schlägt dann langsam mit den Flügeln und setzt sich dann mit leicht angezogenen Flügeln hin. Das Indoor-Modell ähnelt beim Klettern eher einer Libelle, die Schlagfrequenz erreicht 20Hz. Beim Zusammenbau eines größeren Modells nehmen Flugzeit, Höhe und Spektakulärität des Fluges zu, die Schlagfrequenz nimmt ab, es wird jedoch ein stärkeres und längeres Gummiband benötigt

Gummimotorflüge sind jedoch nicht sehr aufregend. Viel interessanter ist der funkgesteuerte Ornithopter.

Wie man einen funkgesteuerten Ornithopter baut

Im obigen Video - Ausstattung eines selbstgebauten Ornithopters mit Motor und Funksteuerung.

Dieses Video setzt das im Abschnitt über die Herstellung eines Ornithopters gezeigte fort.

Erfolgreiche Flüge!

Schwingbewegungen sind charakteristisch für lebende Organismen - aufgrund der Arbeit von Bändern und eines geschlossenen Körpers. Keiner der Organismen hat eine Rotation von mehr als 360 Grad. Gleichzeitig zeichnen sich Mechanismen durch volle Rotationsbewegungen aus, die die Kontinuität der Bewegung gewährleisten. Nun, wirklich, ein Auto hat wenig Ähnlichkeit mit einem mechanischen Pferd. In der Druckerei gab es erst mit der Umstellung von der Druckmaschine auf die Rototypie Fortschritte in puncto Publikationsgeschwindigkeit - d.h. von schaukelnder und hin- und hergehender Bewegung zu kontinuierlicher Rotation. Deshalb hat sich von allen Flugzeugen mit beweglichen Flügeln der Helikopter mit Drehflügeln durchgesetzt. Die Idee „wie Vögel zu fliegen“ ging den Designern jedoch nicht aus dem Kopf.

Ein Ornithopter oder auf Russisch ein Schwungrad wird normalerweise als ein Flugzeug bezeichnet, das durch Schlagflügel angetrieben wird. Wenn Sie das Wort "Ornithopter" jedoch wörtlich übersetzen, erhalten Sie ein "Birdlet", dh einen Apparat, der wie ein Vogel fliegt. Berechnungen zeigen, dass der Schlagflug bei niedrigen Geschwindigkeiten energetisch günstiger ist als das Fliegen mit einem Starrflügel. Dies liegt daran, dass der Schlagflügel einen negativen Luftwiderstand hat. Damit der Schlagflügel Auftrieb und Schub erzeugen kann, ist es notwendig, dass sich der Anstellwinkel des Flügels während der Flügelbewegung ändert (bei Vögeln wird der Flügel zudem auch bei Aufwärtsbewegung luftdurchlässig, da sich die Federn, die einen wesentlichen Teil des Flügels ausmachen, auseinander bewegen). Um diese Bedingung zu erfüllen, gibt es zwei Möglichkeiten: einen starren Flügel wie bei einem Flugzeug zu verwenden und seinen Anstellwinkel durch einen mechanischen Antrieb zu ändern, oder einen flexiblen Flügel zu verwenden, bei dem sich der Anstellwinkel durch die Biegung ändert des Flügels selbst unter Einwirkung von Luftwiderstandskräften. Bei Verwendung eines starren Flügels ist es einfacher, im Gleitflug eine gute aerodynamische Qualität zu erzielen, aber es ist eine ziemlich komplexe Kinematik erforderlich, um die Flügel anzutreiben. Mit einem flexiblen Flügel ist eine gute Gleitleistung schwieriger zu erreichen, aber der Schlagmechanismus ist einfach. Dieses Flugprinzip wurde zuerst von Flugsauriern „beherrscht“, heute wird es von Fledermäusen erfolgreich eingesetzt.

ParkHawk: flexibler Flügel und einfacher Mechanismus

Ich habe einmal im Internet ein Modell eines funkgesteuerten Schwungrads gesehen, es hieß SkyBird, das Modell war groß (ca. 1,7 m Umfang und ca. 2 kg schwer) mit einem Verbrennungsmotor. Ich wollte etwas Ähnliches, nur kleiner und mit Elektromotor. Meine Suche führte mich zum Kinkade RC ParkHawk. In verschiedenen Online-Shops wurde dieses Modell zu einem Preis von etwa 200 $ angeboten.

In seiner Form ist das Mahlet einem Vogel sehr ähnlich, selbst die Steuerung erfolgt mit Hilfe eines Schwanzes, der dem eines Vogels sehr ähnlich ist. Das ParkHawk-Schwungrad nutzt das Prinzip eines flexiblen Flügels, sodass der Schlagmechanismus nur eine einfache Auf- und Abbewegung der Flügel erfordert.

Das Modell hat eine Spannweite von etwas mehr als einem Meter - 105cm, eine Flügelfläche von 18 Quadratmetern. dm liegt sein Fluggewicht bei 350-380g, je nach Gewicht der eingesetzten Maschinen und des Empfängers. Die Flügel werden von einem SPEED 300 (Graupner) Motor mit einem 98:1 Zweistufengetriebe angetrieben. Die vom Hersteller angegebene Flugzeit beträgt 7-10 Minuten, was im Prinzip zutrifft - ich konnte nicht länger als 7,5 Minuten in der Luft bleiben.

Das Schwungrad wird im Kurs (links-rechts) durch Drehen des Hecks relativ zur Längsachse des Modells und im Pitch (oben-unten) gesteuert - durch Neigen des Hecks nach oben oder unten. Das ist dem All-Moving-Segelleitwerk sehr ähnlich, nur dass in der Neutralstellung das Leitwerk nicht waagerecht gestellt wird, sondern in einem Winkel von ca. 30° nach oben. Für die Bewegung des Hecks werden 2 Lenkmaschinen verwendet, von denen sich eine (zur Steuerung von rechts nach links) mit dem Heck neigt, wenn sich das Heck auf und ab bewegt. So ist ein mechanisches Mischpult organisiert, und zur Steuerung reicht eine herkömmliche Dreikanal-Technik.

Der Rumpf besteht aus 1,8 mm Fiberglas, seine Kontur ist dem Körper eines Vogels sehr ähnlich. Am Rumpf sind ein Schlagmechanismus-Motor, ein Getriebe und zwei Kurbeln befestigt, von denen Stangen mit Kugelspitzen zu den Vorderkanten der Flügel führen. Außerdem sind Batterien am Rumpf angebracht und ein Empfänger mit einer Pitch-Control-Lenkmaschine. Die Rollsteuerungsmaschine ist auf einem speziellen Rahmen montiert, der sich mit dem Heck dreht. Der Schwanz ist tatsächlich mit Hilfe von zwei Schrauben am Hebel dieser Maschine befestigt.

Die Vorderkanten der Flügel (Kohlestäbe mit einem Durchmesser von 3 mm) werden in spezielle Flügel eingeführt, an denen die Schlagmechanismusstangen befestigt sind. Und die hinteren oder eher "diagonalen" Kanten der Flügel sind mit Standardkugelspitzen am Rumpf befestigt, was den Flügeln die Möglichkeit gibt, frei nach oben und unten zu schlagen.

Die Montage ist sehr einfach

Das Schwungrad wird in folgender Konfiguration geliefert: ein Rumpf und ein darauf montierter Schlagmechanismus, fertige Stoffflügel (aus einem Stück Stoff geschnitten mit geklebten Taschen und Verstärkungen), ein fertiges Stabilisatorleitwerk und vier lange Carbonstangen - das sind diese sind die Ränder der Flügel. Das Set enthält auch einen Satz Batterien (8 Stück 700 mAh, Größe "AAA") und Gummibänder für deren Befestigung.

Vor dem Zusammenbau des Modells rate ich Ihnen, den Regler an den Motor zu löten. Dies kann zwar nachträglich erfolgen, Tatsache ist jedoch, dass der Stoff, aus dem die Flügel bestehen, sehr leicht mit einem Lötkolben zu verbrennen ist.

Die Montage des Sets ist sehr einfach - Sie müssen Lenkmaschinen installieren und das Heck an den Hebel der Lenkmaschine schrauben. Als nächstes müssen Sie die vorderen und "schrägen" Kanten in die Taschen an den Flügeln einführen, die Scharnierbefestigung der Flügel am Rumpf anschrauben und die Kugelspitzen der Hinterkanten auf die am Rumpf montierten Kugeln legen und auch Lassen Sie die Stangen des Schlagmechanismus an den Kurbeln einrasten (mit angemessener Anstrengung eingesetzt) ​​- und die Flügel werden installiert. Abschließend muss der mittlere Teil des Flügelgewebes mit einer Schraube am Rumpf befestigt werden, an dieser Stelle wird er mit einem aufgeklebten schwarzen Nylonband verstärkt. Das ist alles! Der Zusammenbau dauert bis zu einer Stunde.

Der Empfänger wird mit doppelseitigem Klebeband auf den Rumpf geklebt. Die im Kit enthaltenen Batterien werden mit einem elastischen Band befestigt, das ebenfalls im Kit enthalten ist. Wir überprüfen die Bewegung von Autos und Flügeln, stellen das neutrale Leitwerk ein - etwa 30 ° nach oben - und Sie können fliegen!

Fliegend

Das Modell wird wie ein normaler Parkflyer von Hand gestartet. Als erstes überrascht die ungewöhnlich geringe Fluggeschwindigkeit für ein 370g schweres Modell mit einer Flügelfläche von ca. 18 dm². Es sind 15-20 km/h. (Hier ist daran zu erinnern, dass aus Sicht der klassischen Aerodynamik die Geschwindigkeit einer Ente für einen geraden Flug etwa 200 km / h betragen sollte und eine Hummel überhaupt nicht fliegen kann). Der Flyer steigt gut in einer geraden Linie, dreht sich aber sehr langsam und träge und hat eine große Verzögerung in der Kontrolle. Daher ist für Flüge trotz der geringen Geschwindigkeit eine Plattform von mindestens 50x50m erforderlich. Zulässiger Wind - 4-5m/s. Bei starkem Wind bewegt sich der "Vogel" einfach nicht gegen den Wind, also beim Fliegen im Feld bei windigem Wetter aufpassen - das Modell nicht weit in den Wind gehen lassen - sonst muss man ihm lange folgen Zeit. Natürlich können wir nicht über Kunstflug sprechen, es ist kein Flugzeug.

Aber trotz aller „Faulheit“ sieht das Modell einem echten Vogel im Flug sehr ähnlich und wird aus 60 Metern leicht mit „irgendeinem ausgeflippten“ Vogel verwechselt. Für die Landung müssen Sie nur mehr als die Hälfte des Gases entfernen, und das Modell sinkt sanft ab. Das Modell plant mit komplett abgestelltem Motor eher schlecht - die flexible Tragfläche und das Fehlen eines Profils machen ihm zu schaffen. Eine spektakuläre Landung, fast wie ein echter Vogel, wird erreicht, wenn Sie mit etwa halber Gaskraft absinken und bei etwa 1 Meter über dem Boden ein oder zwei Schläge mit Vollgas machen, während Sie den Steuerknüppel "auf sich selbst" nehmen. , und entfernen Sie das Gas scharf. Der "Vogel" landet mit nahezu null Horizontalgeschwindigkeit.

Besondere Erwähnung: Vorsicht vor Hunden! Sie denken, es ist ungeschicktes „Fleisch“, das fliegt, und ich habe noch keinen Hund getroffen, der meinen „Vogel“ nicht jagt – ein Jagdinstinkt jedoch.

Vor- und Nachteile des Sets

Nach mehreren erfolgreichen Flügen möchte ich versuchen, "so etwas" zu machen, dh Kunstflug zu drehen. Da es keine Querruder gibt, können die Läufe nicht gedreht werden, und ich beschloss, es mit einer Schleife zu versuchen. Als der Vogel im Direktflug den Griff bis zum Versagen "auf sich selbst" nahm, hob er einfach seine Nase um 30 Grad nach oben und begann verzweifelt zu versuchen, nach oben zu rudern, wobei er fast seine horizontale Geschwindigkeit verlor. Aber die Steigung fiel gleichzeitig auf fast Null, und es sah sehr komisch aus. OK. Nachdem ich das Modell nivelliert habe, entferne ich leicht das Gas und versuche, nachdem ich ein wenig von "mir selbst" gegeben habe, das Modell zu zerstreuen. Dann - Vollgas und glatt "auf sich selbst". Der Vogel hebt die Nase, als plötzlich - ein Knirschen! - und flatternd, sehr an eine geschossene Ente erinnernd, fällt das Modell, willkürlich Purzelbäume schlagend, zu Boden. (Es ist gut, dass auf dem Feld hohes Gras war). Bei der Untersuchung stellt sich heraus, dass die Ursache des Sturzes die Vorderkante des Flügels ist, der an der Basis der Hinterbühne gebrochen ist (sonst wurde durch den Sturz nichts beschädigt, im Allgemeinen ist das Modell überraschend stark). Die Panne wird einfach repariert - der in den Flügeln verbleibende Teil wird mit einer Zange entfernt und der verbleibende Kohlestab an seiner Stelle eingesetzt und mit Cyacrine fixiert. Um das Flügelgewebe straff zu halten, wird der gebrochene Teil (ca. 25 mm) am Ende des Flügels mit einem Kunststoffrohr mit geeignetem Durchmesser verlängert. Ich habe ein Stück Nachfüllung von einem Gelstift verwendet und es mit Kraft auf den Rand aufgetragen, sein Durchmesser beträgt 3 mm.

Eine kleine Schulter, für die der Antrieb den Flügel "zieht", führt zu großen Anstrengungen, um die Kante an der Stelle ihres Austritts aus der Hinterbühne des Schlagmechanismus zu brechen, und die Kante bricht an dieser Stelle. Dies geschieht unter starker Belastung, normalerweise bei scharfen „Höhen“-Manövern.

Ich habe diesen Mangel behoben, indem ich die Flügel neu gemacht habe - sie doppelt so lang gemacht. Obwohl in meinem selbstgebauten Design keine 3mm Carbonstäbe als Kanten verwendet wurden, sondern 6mm Durchmesser Carbonrohre, wurden an ihrer Basis (nahe der Backstage) Stahlstäbe mit 3mm Durchmesser eingesetzt, diese Stäbe brachen auch nach mehreren Flügen. Nach dem Ändern der Flügel hörten die Pannen auf, obwohl es mir nicht gelang, den „Vogel“ dazu zu bringen, die Schleifen zu drehen ...

Insgesamt macht das Modell einen sehr guten Eindruck, lässt sich leicht zusammenbauen, fliegt sehr anständig (für ein Fluggerät) und vor allem sieht es sehr cool (naja, anders kann man es nicht sagen!) aus in der Luft! "Bird" ist sehr einfach zu fliegen und kann auch von Anfängern geflogen werden. Nahezu unverwüstliches Design. Irgendwie ist beim Fliegen im Stadion, nach dem Absturz aus einem Direktflug in eine Gittermetallkonstruktion in ca. 3 Metern Höhe und anschließendem Sturz auf den Asphalt, nichts am Modell kaputt gegangen!

Die ersten beiden Artikel haben viele Fragen und skeptische Kommentare aufgeworfen, die ich in diesem Artikel beantworten werde. Alle in diesem Artikel verwendeten Daten sind das Ergebnis der Analyse von Tests und Berechnungen der allgemeinen Flugtheorie des Schwungrads.

1. Warum wird es benötigt? Ist es effektiv?

Wenn wir zum Beispiel die Eigenschaften unseres Modells nehmen und es mit unseren Klassenkameraden in Bezug auf das Startgewicht (Voron 333- und Dozor-50-Hubschrauber) vergleichen, dann ist es auch ohne Vergleich der Transportaufgabe offensichtlich, dass es im Vergleich ist nicht effektiv, einfach wegen der geringen Nutzlast, die er tragen kann (5 kg). Daher ist das im Video gezeigte Modell nicht effektiv, und ich werde mehr sagen, es wurde ausschließlich als Versuchsstand konzipiert, um die Implementierung eines Schlagflugs zu demonstrieren und seine Eigenschaften zu untersuchen. Daher ist es naiv, Qualitätsindikatoren zu erwarten davon.

Ist es möglich, ein effizientes Schwungrad herzustellen? Um diese Frage zu beantworten, sollten wir betrachten, was wir bereits entwickelt haben.

• Mechanik und Trägheit. Ein Schwungrad mit Kurbelantrieb kann nicht mit einer Masse von mehr als 40 kg erstellt werden. Das ist leicht zu beweisen: Tatsache ist, dass die Kraftübertragung auf den Flügel bei einem Kurbeltrieb derart ist, dass der Flügel an den Extrempunkten der Flugbahn eine enorme Energie hat, die durch die Verformung des Rumpfes ausgelöscht und ausgelöscht wird Flügel. In diesem Fall erreicht die Überlastung an der Flügelspitze 20 g. All dies wirkt sich auf die Ressource und Stärke und damit auf das Gewicht aus. Gleichzeitig wachsen Trägheitslasten proportional zur vierten Potenz der linearen Größe, die Stärke ist proportional zur zweiten, was bedeutet, dass diese Kurven einen Schnittpunkt haben, nach dem es einfach unmöglich ist, ein Schwungrad zu bauen. Diese. der kurbelantrieb ist überhaupt nicht für schwungräder geeignet, daher muss nach anderen möglichkeiten gesucht werden, um schlagbewegungen energieeffizienter umzusetzen, und wir werden versuchen, dies beim neuen modell umzusetzen. Die Umsetzung des neuen Antriebs wird es ermöglichen zu beurteilen, wie effizient das Schwungrad aus energetischer Sicht sein kann, d.h. wie effizient diese Antriebsart ist und ob sie aus Sicht des kommerziellen Betriebs interessant sein kann. Die zweite Aufgabe des neuen Antriebs besteht darin, zu beweisen, dass es möglich ist, die mit negativen Trägheitseffekten verbundenen Hindernisse zu beseitigen, nämlich ein bemanntes Schwungrad herzustellen. Und die dritte Aufgabe besteht darin, Vibrationen und Schwankungen zu minimieren, d.h. ob die Flyer für die Menschen bequem sind.
• Aerodynamik und Dynamik. Hier ist alles viel komplizierter. Um herauszufinden, wie die aerodynamische Effizienz gesteigert werden kann, müssen Sie genau verstehen, wie aerodynamische Kräfte durch den Flügel eines Schwungrads erzeugt werden, und in Ermangelung von Windkanälen, Rauchständen und Dehnungsmessstreifen ist dies überhaupt nicht einfach , daher bietet das neue Modell die Möglichkeit, eine große Anzahl von Flugparametern zu ändern, um Winkel und Frequenzen für jeden Flugmodus auszuwählen. Aber schon jetzt sollte gesagt werden, dass das Schwungrad keine schlechten aerodynamischen Eigenschaften hat: Die Qualität von K = 10-12, Cy erreicht 4 bei hohen Anstellwinkeln.

2. Wo ist das alte Modell, kann man es sehen und was ist die Geschichte mit Prof. Dr. Kiselev?
Ich werde kurz die ganze Geschichte erzählen, wie wir das Schwungrad gebaut haben.

Mein erstes Schwungrad habe ich mit 12 Jahren gebaut. Mit 16 kam ich auf eine Schaltung, bei der sich die Konsolen gegenphasig bewegen. Wie ich später herausfand, wurde dieses Schema auch von Kiselev V.A. und Toporov V.M.

2004 trat ich in das Moskauer Luftfahrtinstitut ein, wo mich das Schicksal mit dem angesehenen Professor Kiselev V.A. zusammenbrachte, der sich mit Schwungrädern beschäftigte. Ich begann für ihn mit dem Zusammenbau eines 22 kg schweren Modells zu arbeiten, da mich dieses Thema sehr interessierte und ich außerdem ein guter Modellbauer war.

Die Arbeit am Modell wurde von 2005 bis 2010 von verschiedenen Teams durchgeführt, bei einigen war ich dabei, bei anderen nicht. Aber das Ergebnis aller Versuche war das gleiche - das Modell lief, zeigte aber nicht einmal einen Hauch von Flug. Und es brach mit katastrophaler Konstanz. Die Knoten reichten für maximal 2-3 Läufe. Gleichzeitig hat der Projektleiter keine Änderungen am Modell vorgenommen.

2011 findet Valentin Afanasyevich einen weiteren Sponsor und stellt mich und Shuvaov D.G. für Projektarbeit. Das machen wir seit 5 Jahren auch. Infolgedessen beschloss der Sponsor, die Arbeit an diesem Projekt einzustellen. Er nimmt das mit seinem Geld gebaute Modell. Nach einiger Überlegung haben wir uns entschieden, dem Sponsor gegen eine Mindestgebühr anzubieten, das Modell so zu gestalten, wie wir es für richtig hielten. Infolgedessen machen wir nach einem halben Jahr den ersten unsicheren Flug - das Modell ist schlecht gesteuert und gewinnt nicht an Höhe. Aufgrund unserer Unerfahrenheit entscheiden wir, dass es sich um Aerodynamik handelt, und fahren mit der Erstellung von Sektionsflügeln fort.

Das Erstaunlichste ist, dass es uns gelungen ist, den Betrieb von Sektionsflügeln mit einer ziemlich hohen Zuverlässigkeit zu implementieren, wir wurden jedoch mit der Tatsache konfrontiert, dass der Antrieb in keiner Weise zurechtkam. Zuerst haben wir an aerodynamischen Belastungen gesündigt. Aber später haben wir durch die Art der Verformungen der Kurbeln herausgefunden, dass es nur um Trägheit geht. Diese. wir stützen uns seit langem auf die theorie von prof. Kiselev (übrigens bewiesen), dass sich die Maxima der aerodynamischen und Trägheitskräfte an verschiedenen Punkten der Flügelbahn befinden und nicht summiert werden - dies stellte sich als grundlegend falsch heraus - sie werden summiert und wie.

In diesem Zusammenhang haben wir das Design der Flügel und des Antriebs überarbeitet und versucht, Trägheitslasten zu minimieren. Am Ende kehrten wir zum Ausgangspunkt zurück. Das Gerät löste sich, wurde aber nicht kontrolliert und wollte nicht an Höhe gewinnen. Nach mehreren Tests mit unterschiedlichen Winkeln und Frequenzen konnten wir herausfinden, was der Grund ist - in der Dynamik, oder besser gesagt in der aerodynamischen Ausrichtung des Schwungradflügels. Er war nicht da, wo er sein sollte. Daher die fehlende Kontrolle. Als Ergebnis haben wir das Modell nach unseren Berechnungen fertiggestellt und es endlich geschafft, den Flug zu realisieren. Diese. die meisten Theorien Kiseleva waren nicht wahr. Angefangen bei den optimalen Flugwinkeln bis hin zur Dynamik. Dennoch boten die Theorien des Professors eine, wenn auch nicht korrekte, Grundlage, von der wir abstoßen konnten, wofür er sehr dankbar und respektiert ist.

Auf der Grundlage der Testergebnisse versicherten wir dem Sponsor, dass für die Weiterentwicklung tiefgreifende Forschungen in den Bereichen Aerodynamik, Dynamik und Flugmechanik erforderlich seien, er aber direkt zum Bau eines bemannten Fahrzeugs übergehen wolle. Natürlich haben wir uns geweigert, an diesem Wahnsinn teilzunehmen. Infolgedessen blieb das Modell bei ihm, und wir hatten Erfahrung.

Zwei Jahre lang habe ich versucht, die Probleme zu lösen, die bei der Konstruktion des Schwungrads aufgetreten sind, und gleichzeitig ein Team von Ingenieuren zusammengestellt, um verschiedene Projekte umzusetzen.
Am Ende, so scheint es mir, habe ich es geschafft, eine Lösung für alle Widersprüche zu finden. Um das Modell zu bauen, wurde ein Unternehmen auf Boomstarter gehalten, das jedoch keine Ergebnisse lieferte.

Aus diesem Grund hat sich unser Team entschieden, das Modell mit minimaler Beteiligung von Drittmitteln unabhängig zu entwickeln. Was wir gerade umsetzen.

3. Was mache ich in der Geek-Community?

Ich sage es Ihnen gleich - es besteht keine Lust auf PR. Es besteht der Wunsch, Menschen zu finden, die sich an dem Projekt beteiligen oder ernsthaft an dem Thema arbeiten möchten.

Wir brauchen auch gute Müller und Drechsler. Ich werde nicht ablehnen, wenn jemand versucht, eine Schwungradreinigung mit FEM in FLUENT oder einem anderen Programm durchzuführen. Ich freue mich doppelt, wenn sich jemand verpflichtet, Aerodynamik, meine Berechnungen und Theorien zu verstehen - verwenden Sie die Materialien zum Schreiben von Kandidaten und Diplomen - es ist nicht schade.

Ich bin Designer, kein Aerodynamiker, kein Redner, kein Wirtschaftswissenschaftler – ich brauche all diese Branchen nur, um herauszufinden, ob das Schwungrad eine Daseinsberechtigung hat oder nur ein Spielzeug ist. Daher ist das Niveau meiner Qualifikationen in diesen Branchen genau so, dass ich die Grundlagen und Prinzipien verstehe.

4. Wie fliegt es?

Der einfachste Weg, diese Frage zu beantworten, ist:
Stellen Sie sich die Flugbahn der Schraube vor - es ist eine Spirale. Da der Propeller das Flugzeug zieht, ist seine Wendel stärker komprimiert als die volle Steigung des Propellers.

Nehmen wir nun die Spirale, entfalten sie und falten sie so, dass sie eine Mundharmonika darstellt.

Dann stellt sich heraus, dass wir mit Hilfe eines Flugzeugs in jedem Moment der Flugbahn sowohl eine Zugkraft als auch eine Hebekraft erzeugen können, jedoch mit unterschiedlichen absoluten Werten. Zum Beispiel erzeugt der Flügel beim Anheben mehr Auftrieb und beim Absenken mehr Schub.

Diese. Ein idealer Schwungradflügel sollte in jedem Abschnitt einen optimalen Winkel zur Strömung haben oder zumindest im Bereich der stationären Strömung liegen. Bei starren Flügeln befindet sich jedoch je nach Geschwindigkeit des Fahrzeugs nur ein kleiner Bereich in der stationären Strömungszone, während der größere Teil des Flügels in der Strömungsablösungszone liegt. Wenn wir nun die Auftriebs- und Schubindikatoren für einen starren Flügel berechnen, der sich entlang der Harmonischen bewegt, stellt sich heraus, dass solche Klappen mehr Widerstand als Schub erzeugen, d.h. Nach der klassischen Aerodynamik kann unser Modell nicht fliegen. Es sollte die meiste Energie für die nutzlose Erzeugung von Wirbeln aufwenden. Allerdings fliegt sie. Daher haben wir die Annahme getroffen, dass infolge der ungleichmäßigen Bewegung des Flügels der Effekt einer lokalen Erhöhung der Luftviskosität entsteht und der Strömungsabriss bis zu Winkeln von 40-50 Grad verzögert wird und Cy = 5-7 erreicht. Dies ist jedoch nur eine Hypothese. Weitere Forschungen können zeigen, wie wahr es ist.

Nun zu den Kritikpunkten.

"Warum tun Sie das und es ist so klar, dass das kompletter Unsinn ist."

Hier ist die Antwort einfach - das Thema wird nicht gepflügt, plötzlich ist es darin begraben, etwas, das niemand erwartet.

Sehen Sie, instationäre Aerodynamik ist nicht sehr vorhersagbar, und unsere Daten zeigen, dass sich der Flügel des Schwungrads fast vollständig in nichtstationärer Strömung befindet, ohne Anzeichen von laminarem Blasen, während die Größe der Wirbel in der Spannweite sehr unterschiedlich ist. Gleichzeitig fliegt das Schwungrad und um nicht zu sagen, dass es absolut schrecklich ist. Vielleicht liegt in der Aerodynamik des Schwungrads der Schlüssel zur Verbesserung der Aerodynamik aller Flugzeuge. Auf jeden Fall ist der Schlagflug, wie jedes wenig erforschte Thema, sehr interessant.

"Wir müssen die Dinge anders machen"

Wenn Sie in der Lage sind, eine Idee nicht nur „nach Bedarf“ zu gebären, sondern diese anhand bekannter Gesetzmäßigkeiten mathematisch zu beschreiben, zu berechnen und ihre Realisierbarkeit aufzuzeigen, sind wir sehr glücklich und bereit, Ihre Ideen umzusetzen.

"Das ist keine Wissenschaft, das ist ein Spielzeug"

Wir geben nicht vor, Wissenschaftler zu sein, also lassen Sie es einfach unser Hobby sein - Schwungradbau.

Danke an alle denen das Thema nicht gleichgültig war, sobald wir Daten zum neuen Modell haben, werden wir diese auf jeden Fall teilen. Wenn jemand dem Projekt beitreten möchte - schreiben Sie in einem persönlichen.