Η Επιλογή του Κινητήρα
για το Εκπαιδευτικό
τ/κ μοντέλο


[ A' Μέρος ] - [ Β' Μέρος ]

 

 

Η επιλογή του κινητήρα εσωτερικής καύσης

Το FALCON 56 ήταν ένα από τα πιό επιτυχημένα μοντέλα της δεκαετίας του 1960-1970. Με ημισυμμετρική αεροτομή, και μεγάλη επιφάνεια είχε άριστα πτητικά χαρακτηριστικά, ακόμα και με τα συστήματα της εποχής που δεν ήταν poroportional. Χωρίς να έχει την ταμπέλα του εκπαιδευτικού, επιλέγετο για εκπαίδευση. Ο σχεδιαστής του πρότεινε κινητήρα .09 - .19 κ.ι. δηλαδή 1,5 - 3,1 κ.ε. Εχετε αντίληψη της ισχύος αυτών των κυβισμών, ή του βάρος των συστημάτων τηλεκατεύθυνσης της εποχής εκείνης;

Το ότι το μοντέλο αυτό ήταν επιτυχημένο αποδεικνύεται ότι η εταιρεία το παρήγαγε μέχρι και πρόσφατα στην έκδοση mark III, διατηρώντας την ίδια αεροτομή και την ίδια επιφάνεια. Απλώς πρόσθεσε πηδάλια κλίσης, και αντέστρεψε την γωνία πρόσπτωσης του ουραίου πτερύγιου που κι' αυτό διατήρησε την γεωμετρία του. Το αξιοπερίεργο είναι ότι στην τρίτη έκδοση προτείνει κινητήρα .40 δηλαδή 6,5 κ.ε., όταν οι σημερινοί κυβισμοί αποδίδουν πολύ περσσότερο από παλιά και τα σημερινά συστήματα τ/κ, είναι κατά πολύ ελαφρύτερα. Χρειάζεται να πούμε ότι αύξησε και την αντοχή των δοκών;

Πως εξηγείται αυτή η αλλαγή; Ατυχώς σήμερα οι αερομοντελιστές εκφράζουν το μέγεθος του μοντέλου με ... το μέγεθος του κινητήρα του. Ετσι υπάρχουν τα "σαραντάρια", τα "σαρανταεξάρια", τα "εξηντάρια" μοντέλα κ.λ.π. Στην περίπτωση του Falcon 56, ήταν θέμα marketing να κλασσαριστεί το μοντέλο ως "σαραντάρι" για να παίρνει την πλέον κοινόχρηστο κινητήρα της σημερινής εποχής, των .40 κ.ι., και να γίνει ανταγωνιστικό με τα άλλα της εποχής.

Αυτό το ίδιο μοντέλο, στην σημερινή του έκδοση θα μπορούσε και πάλι να θεωρηθεί ένα πολύ καλό εκπαιδευτικό, μέσης βαθμίδας, με την τοποθέτηση μικρών κυβισμών όπως .20-.25 (3,5-4 κ.ε.), ή εκπαιδευτικό προχωρημένης βαθμίδας με ένα .32 (5 κ.ε.). Δεν μπορεί να θεωρηθεί εκπαιδευτικό με τον 40ρη (το έχουμε δεί με Rossi .40 να πιάνει ταχύτητες ... pylon).

Ο κυβισμός (το μέγεθος) του κινητήρα θα είναι ανάλογος με το μέγεθος του σκάφους. Το κάθε σχέδιο ή κιτ μοντέλου προτείνει ένα κυβισμό ή ένα εύρος κατάλληλων κυβισμών. Στην δεύτερη περίπτωση σκόπευσε κατ' αρχή στον μικρότερο κινητήρα, ή έστω στον μέσο από τους προτεινόμενους κυβισμούς. Αν το μοντελοδρόμιό σου είναι σε μεγάλο υψόμετρο ή θέλεις να απογειώσεις από γρασίδι, τότε σκόπευσε στον μέσο ή τον μεγαλύτερο από τους προτεινόμενους κυβισμούς.

Για τα μεγέθη των επιφανειών των εκπαιδευτικών μοντέλων που αναφέρουμε αλλού, οι κυβισμοί των κινητήρων θα κυμανθούν αντίστοιχα από 1,5 κ.ε. (.10 κ.ι.) έως 7,5 κ.ε. (.46 κ.ι.) αν είναι δίχρονοι ή έως 10 κ.ε. (.61 κ.ι.) αν είναι τετράχρονοι.

Οι "απ' έξω" συμβουλεύουν: -"Βάλε μεγαλύτερο κινητήρα, και μείωσε τις στροφές με το καρμπυρατέρ στην πτήση. Αν κάποτε χρειαστείς όλη την ισχύ θα την έχεις".

Αυτό είναι τραγικό. Πού, πότε και γιατί ο αρχάριος θα χρειαστεί μεγαλύτερη ισχύ; Και παράλληλα τι αποτέλεσμα μπορεί να φέρει η μεγαλύτερη ισχύς στα χέρια ενός μαθητευόμενου αρχάριου;

Αν κάποιος σχεδιαστής/κατασκευαστής προτείνει για το μοντέλο του μεγαλύτερο κινητήρα απ' ότι ένα άλλο ίδιου μεγέθους, τότε πρέπει να υποψιαστείς ότι έχει κάποια σχεδιαστική ή κατασκευαστική ατέλεια, κυρίως δε το ότι είναι βαρύτερο. Αυτή είναι η εύκολη λύση για τους κατασκευαστές των έτοιμων μοντέλων, που κατά κανόνα παράγονται υπέρβαρα.

Ομως το βάρος του αεροπλάνου το σηκώνει το φτερό - όχι ο κινητήρας. Το υπέρβαρο μοντέλο δεν γιατρεύεται με μεγαλύτερο κινητήρα. Ασθενεί περισσότερο. Ποτέ μη βάλεις μεγαλύτερο κινητήρα από το προτεινόμενο ανώτατο όριο.

Ο κυβισμός είναι μία ένδειξη της ισχύος του κινητήρα, αλλά δεν είναι μυστικό ότι μερικές μάρκες κινητήρων είναι πιό ισχυροί από άλλους ίδιου κυβισμού. Αυτό μπορεί να διαπιστωθεί ακόμα και μεταξύ δύο σειρών του ίδιου εργοστασίου. Η τιμή αγοράς είναι επίσης μία ένδειξη, ο ακριβότερος θα είναι και καλύτερος. Αλλά τι σημαίνει καλύτερος;

Για τους ασχολούμενους με τις κατηγορίες ταχύτητας, ο καλύτερος είναι συνήθως αυτός που πιάνει τις πιό πολλές στροφές.

Για τις ανάγκες της εκπαίδευσης όμως "καλύτερος" είναι ο κινητήρας που:

  • στρώνει γρήγορα
  • το καρμπυρατέρ του ρυθμίζεται εύκολα και κρατάει χαμηλό ρελαντί
  • δεν θέλει ακριβό καύσιμο
  • μπορεί να γυρίσει την μεγαλύτερη δυνατή έλικα.

    Υπάρχει πλήθος φθηνών κινητήρων που καλύπτουν αυτές τις απαιτήσεις. Αν δεν ξέρεις ποιά μάρκα να προτιμήσεις, ζήτα την γνώμη των άλλων αερομοντελιστών. Πριν καταλήξεις σε ένα συγκεκριμένο κινητήρα/μάρκα σιγουρέψου ότι υπάρχει στόκ ανταλλακτικών στην ντόπια αγορά - μην επαναπαυθείς στις υποσχέσεις ότι η παραγγελία με τα ανταλλακτικά "έρχεται".

    Οι δίχρονοι κινητήρες glow, με την ένδειξη sport R/C, και με απλό σιγαστήρα διαστολής παρέχουν την καλύτερη σχέση λειτουργικότητας ως προς το κόστος. Προτίμησε αυτούς με το ελατήριο. Απόφυγε τους ABC.

    Οι τετράχρονοι κινητήρες glow έχουν μεγαλύτερη ροπή στις χαμηλές στροφές και αυτό τους κάνει καταλληλότερους θεωρητικά για μία αργή πτήση με μεγάλη έλικα. Αλλά επειδή η ισχύς τους ανά κυβικό εκατοστό είναι κατά τι μικρότερη απ' ότι των δίχρονων (τουλάχιστον σήμερα που γράφονται αυτές οι γραμμές), χρειάζεται περίπου 1,25 φορά μεγαλύτερος κυβισμός σε 4-χρονο κινητήρα για να έχουμε την ίδια απόδοση με ένα 2-χρονο.

    Πολλές φορές ο υπέρβαρος 4-χρονος κινητήρας είναι ευπρόσδεκτος για την άμεση ισορρόπιση ενός πισόβαρου μοντέλου, αλλά αν το μοντέλο καταλήξει μπροσθόβαρο, χρειάζεται να μετακινηθεί ο νομέας στήριξης με την βάση πιο πίσω. Ο 4-χρονος έχει περισσότερα κινούμενα μέρη και είναι επόμενο ότι υπάρχουν περισσότερες πιθανότητες να αστοχήσει. Δεν είναι εύκολη η αποσυναρμολόγησή του για καθάρισμα. Θέλει καύσιμο με αυξημένη περιεκτικότητα σε νιτρομεθάνιο, που είναι ακριβότερο.

    Τέλος, ο 4-χρονος είναι πολύ-πολύ ακριβότερος από τον ισοδύναμο 2-χρονο. Γιατί να έχεις ένα τόσο ακριβό κομμάτι στη μύτη του σκάφους όταν ακόμα δεν μπορείς να εγγυηθείς την ποιότητα των προσγειώσεων;

     

    Η επιλογή του ηλεκτρικού μοτέρ και των λοιπών υλικών του ηλεκτροκίνητου

    Στην πράξη, κάθε μοντέλο που έχει σχεδιαστεί για κινητήρα εσωτερικής καύσης, μπορεί να μετατραπεί σε ηλεκτροκίνητο αλλά, στην περίπτωση αυτή, το έτοιμο για πτήση μοντέλο, μπορεί να είναι πιό βαρύ, ή πιό ακριβό (ή και τα δύο).

    Ο αερομοντελιστής που διαλέγει την ηλεκτροκίνηση, καλό είναι να προτιμήσει ένα από τα μοντέλα που έχουν σχεδιαστεί εξ' αρχής για ηλεκτροκινητήρα, με ελαφρύ σκελετό, και μεγαλύτερη επιφάνεια, είτε αυτό είναι συμβατικού σχεδιασμού, είτε μοτοανεμόπτερο.

    Το μέγεθος/ισχύς του μοτέρ θα εξαρτηθεί από το μέγεθος και το συνολικό βάρος του μοντέλου (έτοιμο για απογείωση). Σύμφωνα με ένα εμπειρικό κανόνα, χρειάζονται τουλάχιστον 120 watt εισαγόμενης ισχύος για κάθε 1000 γραμμάρια μάζας μοντέλου.

    Εισαγόμενη ισχύς (inpout Watts) είναι το γινόμενο της τάσης της μπαταρίας τροφοδοσίας (volts), επί το ρεύμα που καταναλώνει το μοτέρ σε πλήρη ισχύ (amperes) W=V*A.

    Διευκρινίζουμε ότι αν και η ονομαστική τάση κάθε στοιχείου νικελίου-καδμίου ή νικελίου-μετάλλου υδριδίου είναι 1,2 Volts, κατά την εκφόρτιση με μεγάλες εντάσεις, μειώνεται και πλησιάζει το 1 volt, άρα για την ευκολία στους υπολογισμούς θα θεωρούμε ότι κάθε τέτοιο στοιχείο έχει τάση 1,0 Volts.

    Παράδειγμα: Eστω ότι έχουμε ένα μοντέλο με στόχο τελικού βάρους 1330 γραμμάρια. Θα χρειαστούν 1,33 * 120= 160 Watts εισερχόμενης ισχύος. Αρα χρειάζεται μοτέρ που μπορεί να τροφοδοτηθεί και να μπορεί να λειτουργήσει θεωρητικά με ένα από τους παρακάτω συνδυασμούς:

    • 6 στοιχεία (6 volts) X 26,6 Amperes = 160 Watts
    • 7 στοιχεία (7 volts) X 22,9 Amperes = 160 Watts
    • 8 στοιχεία (8 volts) X 20 Amperes = 160 Watts
    • 9 στοιχεία (9 volts) X 17,8 Amperes = 160 Watts
    • 10 στοιχεία (10 volts) X 16 Amperes = 160 Watts
    • 11 στοιχεία (11 volts) X 14,5 Amperes = 160 Watts
    • 12 στοιχεία (12 volts) X 13,3 Amperes = 160 Watts

    Πόση χωρητικότητα πρέπει να έχουν τα στοιχεία ώστε αφ' ενός να επιτευχθεί ικανοποιητικός χρόνος πτήσης και να μην βαρύνει υπερβολικά το μοντέλο;

    • Αν βάλουμε στοιχεία 1,7 Ah με ρεύμα 16 Amperes σε συνεχή πλήρη ισχύ, η πτήση θα διαρκέσει 6,3 λεπτά
    • Αν βάλουμε στοιχεία 2,4 Ah με ρεύμα 16 Amperes σε συνεχή πλήρη ισχύ, η πτήση θα διαρκέσει 9 λεπτά
    • Αν βάλουμε στοιχεία 2,4 Ah με ρεύμα 20 Amperes σε συνεχή πλήρη ισχύ, η πτήση θα διαρκέσει 7,2 λεπτά
    • Αν βάλουμε στοιχεία 3,0 Ah με ρεύμα 20 Amperes σε συνεχή πλήρη ισχύ, η πτήση θα διαρκέσει 9 λεπτά
    Οι χρόνοι αυτοί θα είναι πολύ μεγαλύτεροι αν κατά την πτήση κατεβάζουμε τις στροφές και δεν αφήνουμε το μοτέρ να λειτουργεί συνεχώς στο φουλ.

    Με στοιχεία Νικελίου Μετάλλου Υδριδίου μπορείς να πετύχεις μικρότερο ολικό βάρος με την ίδια χωρητικότητα, αλλά δεν είναι και τα συμφερότερα από όλους τους τύπους.

    Με στοιχεία Νικελίου Καδμίου, για να βγάζεις περισσότερες πτήσεις ανά ώρα, χρειάζεσαι τουλάχιστον τρείς μπαταρίες, ώστε όσο πετάς με την μία, να προλαβαίνει να κρυώσει η δεύτερη και ταυτόχρονα να φορτίζεται η τρίτη. Το αρχικό κόστος των τριών μπαταριών ισοσκελίζεται γρήγορα συγκριτικά με αντίστοιχη κατανάλωση υγρού καυσίμου αν ήταν μηχανοκίνητο.

    Σήμερα είναι εφικτό να το εφοδιάσεις και με μπαταρίες Λιθίου-Πολυμερούς, που δίνουν τριπλάσιους χρόνους πτήσης για το ίδιο βάρος, οπότε αρκεί ένα πακέτο.

    Τα σχέδια και κιτ αναγράφουν στοιχεία για την επιλογή μοτέρ, είτε αναφέροντας επακριβώς το όνομα του (των) μοτέρ, είτε αναφέροντας τον αριθμό των στοιχείων που θα τροφοδοτήσουν όποιο συμβατό με αυτή την τάση μοτέρ επιλέξεις, αλλά στην δεύτερη περίπτωση η πρόταση είναι πολύ ασαφής γιατί υπάρχουν μοτέρ που με την ίδια τάση άποδίδουν διαφορετική ισχύ, αφού από αυτά διέρχεται διαφορετικό ρεύμα.

    Τα μοτέρ που έχουν μεγάλη ροπή μπορούν να δεχθούν την έλικα πτήσης απ' ευθείας στον άξονά τους (direct drive). Στα πολύστροφα μοτέρ πρέπει να εφαρμοστεί μειωτήρας (reduction gear). Στη δεύτερη περίπτωση, εφαρμόζεται μεγαλύτερη έλικα, και έτσι παρ' όλο ότι η ταχύτητα περιστροφής της είναι μικρότερη, θα παράγεται η ίδια ή μεγαλύτερη έλξη με μικρότερη κατανάλωση ενέργειας. Αν το μοτέρ χρειάζεται μειωτήρα, καλύτερα να το αγοράσεις το σετ μοτέρ-μειωτήρα συναρμολογημένο.

    Για τον έλεγχο των στροφών του μοτέρ έχεις πολλές δυνατότητες. Για 6-7 στοιχεία, μπορείς να χρησιμοποιήσεις απλό διακόπτη ON-OFF μέσω servo. Εδώ το μοτέρ ή θα γυρίζει με όλες τις στροφές ή θα είναι σβηστό. Δεν υπάρχει ενδιάμεση θέση. Την ίδια κατάσταση μπορεί να δώσει και ο ηλεκτρονικός διακόπτης (switch) που όμως πρέπει να είναι "soft start", δηλαδή με την ενεργοποίησή του να αυξάνει τις στροφές έως το μάξιμουμ σιγά-σιγά και επίσης να τις κόβει σιγά-σιγά.

    Ομως καλύτερος είναι ο ηλεκτρονικός ρυθμιστής των στροφών που σου επιτρέπει να λειτουργείς το μοτέρ σε όποιο επίπεδο στροφών επιθυμείς. Πρέπει να λειτουργεί με συχνότητα μεγαλύτερη από 2000 Hz. Για ανεμόπτερα να έχει και φρένο. Σε μοντέλα με μέγιστο 3 servo μπορεί να έχει και την δυνατότητα BEC (Battery Eliminator System) που σημαίνει ότι δεν χρειάζεσαι ιδιαίτερη μπαταρία για τον δέκτη και τα σέρβο, γιατί μπορούν να τροφοδοτούνται από την μοναδική μπαταρία κίνησης του μοτέρ.

    Υπάρχουν επιφυλάξεις για την 100% αξιοπιστία του συστήματος BEC, αλλά παρ' όλ' αυτά χρησιμοποιείται ευρέως. Μη χρησιμοποιήσεις BEC αν η μπαταρία έχει περισσότερα από 10 στοιχεία ή το μοντέλο περισσότερα από 3 servo.

    Απόφυγε την αγορά εξειδικευμένου συστήματος τηλεκατεύθυνσης με ενσωματωμένο το κύκλωμα του ρυθμιστή των στροφών στον δέκτη. Αυτοί οι δέκτες περιορίζονται στο να ελέγχουν (εκτός από τις στροφές), δύο κλασσικά σέρβο (μόνο), άρα δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε μελλοντικά μοντέλα που θέλουν τρία ή περισσότερα σέρβο για τον έλεγχό τους. Επι πλέον το κύκλωμα του ρυθμιστή σ αυτά λειτουργεί σε πολύ χαμηλή συχνότητα.

    Απ' ότι συνάγεται το συνολικό κόστος του ηλεκτρικού μοντέλου είναι αρχικά μεγαλύτερο απ' αυτό του κλασσικού μηχανοκίνητου. Αυτή η επένδυση θα πρέπει να αξιοποιηθεί και σε άλλα μοντέλα που θα φτιάξεις στο μέλλον για να αποσβεσθεί το μεγάλο κόστος.

     

    Αρθρα σχετικά με τους συσσωρευτές, την φόρτιση και εκφόρτισή τους, θα βρείς στην ενότητα: Ηλεκτρικά Στοιχεία (μπαταρίες)

    [ A' Μέρος ] - [ Β' Μέρος ]


  •  

    Πρώτη σελίδα/Home Περιεχόμενα