Кіріспе
Үлгілік ұшақ
Радиомен басқарылатын тікұшақ (RC тікұшақ) – конструкция, аэродинамика және ұшу жаттығуларындағы айырмашылықтарға байланысты RC ұшағынан ерекшеленетін үлгілік ұшақ. RC тікұшақтардың бірнеше негізгі дизайны бар, олардың кейбіреулері (мысалы, ұжымдық питч басқаруы барлар) басқаларға қарағанда маневрлеуге қолайлы. Көбінесе маневрлі конструкцияларды ұшыру қиынға соғады, бірақ олар үлкен акробатикалық мүмкіндіктерге ие. Ұшуды басқару құралдары ұшқыштарға ұжымдық питчті (немесе тұрақты питчті тікұшақтарда газды), циклдік басқаруды (пики және ролді) және құйрық роторын (яуды) басқаруға мүмкіндік береді. Бұларды үйлесімді басқару тікұшақтың толық көлемді тікұшақтармен бірдей маневрлерді орындауына мүмкіндік береді, мысалы, қалықтап тұру және кері бағытта ұшу, сондай-ақ толық көлемді тікұшақтарға бұйырмаған көптеген маневрлерді, мысалы, төңкерілген ұшуды (мұнда ұжымдық питч басқаруы тікұшақты төңкерілген күйде ұстап тұру үшін жапырақшаның теріс бұрылымын қамтамасыз етеді, ал пики/яу басқарулары ұшқыш тарапынан кері қайтарылуы керек). Тікұшақтың әртүрлі басқарулары шағын сервомоторлар арқылы жүзеге асырылады, олар әдетте серво деп аталады. Желдің және айналу моментінен туындаған құйрық қозғалысына қарсы тұру үшін құйрық роторының (яу) басқаруында әдетте қатты күйдегі гироскоп сенсоры қолданылады. Көптеген жаңа тікұшақтарда айналудың басқа 2 осінде де (пики және роль) гиростабилизация бар. Мұндай 3 осьті гироскоп әдетте флайбарсыз контроллер деп аталады, себебі ол механикалық флайбардың қажеттілігін жояды. Бұрын қозғалтқыштар метанолмен жұмыс істейтін екі тактілі моторлар болған, бірақ қазір жоғары өнімді литий полимерлік аккумуляторымен (LiPo) біріктірілген щеткасыз электр моторлары жиірек қолданылады және щеткалы моторларға қарағанда тиімділігін, өнімділігін және қызмет ету мерзімін жақсартады, ал бағаның төмендеуі оларды хоббишілердің қолжеткізіміне жеткізеді. Бензин және реактивтік турбиналы қозғалтқыштар да қолданылады. Нақты тікұшақтар сияқты, үлгілік тікұшақтардың роторлары жоғары жылдамдықпен айналады және ауыр жарақаттарға әкелуі мүмкін. Бірнеше адам қаза тапты, соның ішінде 2013 жылы да қайтыс болғандар бар.
Т/К тікұшақтарының түрлері
Қашықтан басқарылатын тікұшақтардың негізгі қуат көздері – жарық отын (нитроотын, нитрометан-метанол қоспасы деп те аталады), электр аккумуляторлары, бензин және турбиналық қозғалтқыштар. Алғашқы 40 жыл бойы жарық отынмен жұмыс істейтін тікұшақтар ең көп өндірілген түрі болды. Дегенмен, соңғы 10 жылда электр қуатымен жұмыс істейтін тікұшақтар жетілді, қуаты мен ұшу уақыты жақсарды, бірақ көбінесе жарық отынмен жұмыс істейтін тікұшақтарға қарағанда ұшу уақыты аз. Басты роторларды басқару үшін екі негізгі жүйе болды: механикалық араластыру және электрондық циклдық/ұжымдық араластыру (eCCPM). Көптеген ертерек тікұшақтар механикалық араластыруды қолданды. Бүгінде, дерлік барлық радиобасқарылатын (R/C) тікұшақтар eCCPM жүйесін пайдаланады. Іс жүзіндегі электрлік тікұшақтар жақында ғана дамыды, бірақ олар жылдам дамып, кеңінен таралды, жарық отынымен жұмыс істейтін тікұшақтарды қолдану жиілігі бойынша басып озды. Турбиналық тікұшақтар да танымал болып келеді, бірақ олардың жоғары құны көптеген адамдарға қол жетімсіз етеді.
Ішкі жану (нитро, газ)
Алғашқы RC тікұшақтары жану қозғалтқыштарымен (Glow отыны, немесе нитро, сондай-ақ газ немесе бензин отын көзі ретінде) жұмыс істеді. Тікұшақтардың бастапқы "класс" жіктемесі қозғалтқыштың көлеміне негізделген. Мысалы, қозғалтқышы бар тікұшақ 30-шы классқа, ал қозғалтқышы бар тікұшақ 90-шы классқа жатты. Қозғалтқыш неғұрлым үлкен және қуатты болса, ол соғұрлым үлкен негізгі роторды айналдыра алады, демек ұшақтың жалпы көлемі де үлкенірек болады. Нитро тікұшақтардың ұшу уақыты қозғалтқыштың көлемі мен реттелуіне байланысты 7–15 минутты құрайды.
Электрлік
Екі шағын электрлік тікұшақ 1990 жылдардың ортасында пайда болды. Бұл Kalt Whisper және Kyosho EP Concept ұшақтары болды, олар 7–8 × 1.2 Ач NiCad батареялармен және щеткалы моторлармен ұшады. Алайда, 540 өлшемді щеткалы моторлар ток тартудың шегінде болды, көбінесе қуаттырақ моторларда 20–25 амперге дейін жететін, сондықтан щетка мен коммутатор проблемалары жиі кездесетін. Батарея технологиясындағы соңғы жетістіктер электрмен ұшуды ұшу уақыты тұрғысынан тиімдірек етеді. Литий полимерлі (LiPo) аккумуляторлар жоғары өнімділіктегі акробатикаға қажетті жоғары токты қамтамасыз ете алады, сонымен бірге өте жеңіл болып қалады. Ұшу стилі мен батарея сыйымдылығына байланысты ұшу уақыты 4–12 минутты құрайды. Бұрын электрлік тікұшақтар кішкентай көлемі мен түтін шығармауының арқасында негізінен үй ішінде пайдаланылатын. Ашық ауада ұшуға және озық аэробатикаға жарамды үлкен электрлік тікұшақтар соңғы бірнеше жылда шындыққа айналды және кең таралды. Олардың тыныш болуы тұрғын үйлерге жақын жерлерде және Германия сияқты шуға қатысты қатаң шектеулер бар елдерде ұшу үшін оларды өте танымал етті. Нитро тікұшақтары коммерциялық және қолдан жасалған жиынтықтар арқылы электр қуатына көшірілді. Ең кішкентай сериялық өндірістегі қашықтан басқарылатын тікұшақ (Гиннес рекордтары 2014) – Silverlit Nano Falcon XS, ол көптеген ойыншық дүкендерінде, электроника дүкендерінде және интернет-дүкендерде шамамен 30 долларға (28 фунт стерлинг) сатылады (бірақ бұл радио емес, инфрақызыл сәулемен басқарылады). Одан кейінгі ең кішкентайы – Nano Falcon, ол бұрын ең кішкентай RC тікұшақ рекордын ұстаған. Pixelito микро-тікұшақтары отбасысы, Proxflyer отбасысы және Micro ұшатын робот сияқты бірнеше модельдер ең кішкентай сериялық емес қашықтан басқарылатын тікұшақ атағына таласады.
Коаксиалдық
Соңғы жаңалық – коаксиалды электр тікұшақтары. Жүйенің қарапайым бағытталмалы басқаруы және айналу моментінен туындаған бұрылудың болмауы соңғы жылдары оны бастаушылар және/немесе үй ішінде пайдалану үшін кішкентай модельдерде қолдануға ыңғайлы етті. Бұл типтегі модельдер, толық өлшемді тікұшақтар сияқты, айналу моментін жояды және өте жылдам басқаруға жауап береді, бұл екеуі де CCPM моделінде айқын байқалады. Көптеген арзан модельдерде шпал пластинасы болмайды, олардың орнына құйрықтағы үшінші ротор биіктік басқаруын қамтамасыз етеді. Бұл тікұшақтардың еңкейту басқаруы жоқ және қозғалу мүмкіндігі шектеулі. Коаксиалды модель өте тұрақты және тіпті тар кеңістікте де үй ішінде ұшуға болады, бірақ мұндай тікұшақтың алға жылдамдығы шектеулі, әсіресе сыртқы ортада. Көптеген модельдерде қақпақтардың бұрылу бұрышы тұрақты, яғни қақпақтардың жалпы бұрылу бұрышын басқару мүмкін емес, сонымен қатар циклдық басқару тек төменгі роторға қолданылады. Тіпті ең шағын желдің әсерімен модель циклдық басқаруды толыққанды қолданған кезде алға ұшудың орнына көтерілуге мәжбүр болады. Екі шпал пластинасы және/немесе қақпақтардың бұрылу бұрышын басқаруы бар (Камов сияқты толық өлшемді коаксиалды тікұшақтарда қолданылатын) коаксиалды конструкциялар жеке жобаларда модель ретінде жасалды, бірақ 2014 жылға дейін олар кеңінен таралған жоқ.
Көп роторлы модельді тікұшақтар
Соңғы уақытта көп роторлы конструкциялар RC хоббиде де, ұшқышсыз әуе кемелері (UAV) зерттеулерінде де кең таралды. Бұл көліктер ұшақты тұрақтандыру үшін электрондық басқару жүйесі мен электрондық сенсорларды пайдаланады. Көп роторлы ұшақтар, әдетте, RC тікұшақтарға қарағанда арзан, құрастыруы оңай және басқаруы жеңіл. Осының арқасында көп роторлы ұшақтар әуесқойлар үшін модельдеу жобаларына және әуе суретке түсіруге ыңғайлы платформаға айналды.
Беруші
RC тікұшақтары басқару үшін әдетте 3-тен 7 арнаға дейін қажет (бірақ 2 арналы инфрақызыл басқару жүйесін пайдаланатын микро тікұшақтар да бар). Кішкентай тұрақты қанатты тікұшақтар 4 арналы радионы (газ, лифт, элерон, руль) пайдаланады; ал ұжымдық қанатты модельдерге кемінде 5 арна қажет (газ, ұжымдық қанат, лифт, элерон және руль). 6-шы арна көбінесе гироскопының күші үшін қолданылады. 7-ші арна отынмен жұмыс істейтін модельдердегі қозғалтқыш регуляторын басқару үшін жиі қолданылады. Басқару механизмдерінің өзара әрекеттесуіне байланысты, жаңартылған радиолар газ/ұжымдық және газ/руль сияқты реттелетін араластыру функцияларын қамтиды. Радио бағасы 50-ден 3000 АҚШ долларына дейін ауыспайды. Алғашқы радиобақылау жүйелері сигналдарын тарату үшін амплитудалық модуляцияны (AM) қолданды. 1970-жылдардың соңында жиілік модуляциясы (FM) кеңінен қолданыла бастады.
Таралған спектр
2006 жылы Spektrum DX6 парк флаерлік тарату жүйесімен басталган RC ұшуы, кедергіге ұшырап, жаңа кең спектрлі протоколдарға қарағанда сенімсіз болған әртүрлі төмен жиіліктерден бас тартуды бастады. Spektrum және JR сияқты жүйелер DSM2 және кейін DSMX тікелей тізбекті тарату спектрі (DSSS) әдісін қолданады, онда радио және қабылдағыш қосылған кезде таңдалған екі тұрақты арнада сигнал жіберіледі. Келесі кез келген жүйе осы арналарды пайдаланудан аулақ болып, басқа қолданылмаған арналар жұбын іздеуді жалғастырады. Futaba қолданатын жиілікті ауыстыру (FHSS) сияқты жүйелер, төменгі МГц диапазондағы әртүрлі жиіліктердің орнына 2,4 ГГц жолағында жиілікті ауыстыруды қолданады. Бұл әдіс радиолардың ұшу кезінде бір тұрақты жиілікті пайдаланбауына мүмкіндік береді, соның салдарынан сол жиілікте кедергі пайда болу қаупі азаяды. Екі әдіс бойынша да көптеген радио бір уақытта кедергісіз сигнал жібере алады. Futaba жүйелері жиілікті шамамен екі миллисекунд сайын өзгертеді, сондықтан егер екі таратушы бір арнаны пайдаланса да, олар ұзақ уақыт бойы осы арнаны қолданбайды. Ұшқыш модельдің 1/500 секунд ішінде ешқандай аномальды мінез-құлқына тап болмайды. Бұл, басқа ұшқыштардың радиоларында қолданылып жатқан арналарды ескермей, таратушыны қосуға мүмкіндік береді. 2,4 ГГц-тің бір кемшілігі – орнату кезінде сақтық шараларын қатаң сақтау қажет, себебі көміртек талшығы сияқты кейбір материалдар сигналды әлсірете алады. Кейбір жағдайларда, таратушы радиомен тікелей байланысты сақтау үшін қосымша антенналары бар спутниктік қабылдағыштарды қолдану қажет болады. Тағы бір кемшілік – 2,4 ГГц стандарты әлі де дамып келеді, сондықтан қабылдағыштар мен таратушыларды өндірушісіне қарамастан үйлестіру мүмкін емес.
Бақылау
Ұшақтарды басқаруға үйрену уақыт пен тәжірибе қажет етеді. Көптеген модельдеушілер тәжірибелі RC ұшқыштарынан оқыту алу үшін клубқа қосылады немесе онлайн нұсқаулықтарды пайдаланады. RC тікұшақтарда әдетте кемінде төрт басқару органы болады: көлденең бағыт (циклдық таңғыш), биіктік (алдыңғы-артқы циклдық таңғыш), руль (жанама бұрылыс) және биіктік/газ (жалпы таңғыш/қуат). Барлық коммерциялық иелері FAA-да тіркелуі және білімді тексеруден өтуі керек. Коммерциялық емес операторлар егер олар ұшыратын модельдердің салмағы 0.55 фунттан (250 граммнан) асса ғана тіркелуі керек.
Радиобақылау
Көптеген RC тікұшақтар қолмен ұсталатын, антеннасы бар, тікұшақтың қабылдағышына сигнал беретін таратушыны пайдаланады, әдетте бұл 27 МГц, 49 МГц немесе 2,4 ГГц радиожиілігі болады. Кейбір модельдерде инфрақызыл радио да қолданылады. Инфрақызыл радиолардың кемшілігі – күн сәулесі немесе флуоресценттік шамдардың кедергі келтіруі мүмкін, сондықтан олар RC тікұшақтарын жабық кеңістікте пайдалануға көбірек қолайлы. Радио басқару құрылғыларында тікұшақтың қозғалысын басқару үшін әдетте екі таяқша болады. 4 арналы таратушыда басқару таяқшаларын төрт түрлі режимде орнатуға болады:
1-режим: сол таяқша тіктеп тұру және бұрылу қозғалыстарын, ал оң таяқша жылдамдық пен домалану қозғалыстарын басқарады. 2-режим: сол таяқша жылдамдық пен бұрылу қозғалыстарын, ал оң таяқша тіктеп тұру мен домалану қозғалыстарын басқарады. 3-режим: сол таяқша тіктеп тұру мен домалану қозғалыстарын, ал оң таяқша жылдамдық пен бұрылу қозғалыстарын басқарады. 4-режим: сол таяқша жылдамдық пен домалану қозғалыстарын, ал оң таяқша тіктеп тұру мен бұрылу қозғалыстарын басқарады. Таратушылар тікұшақтың қажетсіз қозғалысын түзету үшін әрбір ось бойынша реттегіштерді қамтуы мүмкін. Кейбір радио таратушылар тікұшақтың аккумуляторын таратушының өз аккумуляторы арқылы зарядтауға арналған зарядтау кабельін қамтиды.
Телефон мен планшетті басқару
Кейбір RC вертолеттерді смартфон немесе планшеттен басқаруға болады. Басқару әдетте тікұшақтың өндірушісінен жүктелген қосымша арқылы жасалады және көбінесе таратушыдағы физикалық рычагтарға ұқсайды немесе мобильді құрылғыға орнатылған акселерометрді пайдаланады. Инфрақызыл сәулемен басқарылатын тікұшақтарды мобильді құрылғының 3,5 мм аудио ұясына қосылған инфрақызыл сәуле шығарушы (бластер) арқылы басқаруға болады. Тағы бір байланыс әдісі – Wi-Fi. Тікұшақтың ішкі компьютері өзінің сымсыз желісін құрайды, оған Wi-Fi мүмкіндігі бар мобильді құрылғы қосылып, тікұшақпен байланысады.
Қауіпсіздік
Модельді тікұшақтар қауіпті болуы мүмкін. Апаттарды болдырмау үшін қауіпсіздік шараларын сақтау, дұрыс техникалық қызмет көрсету және модельдердің механикасы мен ұшу ерекшеліктерін түсіну қажет. Рұқсат етілген алаңдарда ұшатын модельдеушілер ұлттық модельді ұшақтар ұйымдары белгілеген қауіпсіздік ережелерін орындауға міндетті. АҚШ-та Модельдік Аэронавигация Академиясы (AMA) барлық модельдік ұшақтарды пайдалану, соның ішінде бекітілген және айналмалы қанатты модельдер үшін қауіпсіздік ережелерін жариялайды және жаңартады. 2014 жылы пилотсыз ұшу аппараттарына қызығушылық танытқан бірнеше ұйым, Федералдық Авиация Басқармасымен бірлесіп, қауіпсіз және жауапты ұшуды насихаттау және хобби және коммерциялық мақсатта пайдаланушыларға нұсқау беру үшін жаңа білім беру кампаниясын бастады.
Өлімдер
2013 жылдың шілдесінде 41 жастағы швейцариялық ер адам Мауэнзееде модельді тікұшағының жанында өлі күйде табылған. Оның "басы мен қолына ауыр жарақаттар" келген. 2013 жылдың қыркүйек айында Нью-Йорк қаласында болған оқиға қашықтан басқарылатын модельді тікұшақтардың қаншалықты қауіпті болу мүмкін екенін көрсетті. Өте тәжірибелі, 19 жастағы хоббиші, қашықтан басқарылатын тікұшақтарды ұшқанда, оның тікұшағының қанаты басына тиіп, салдарынан қаза тапты.
Шағын вертолеттер
Миниатюралық тікұшақтар – бірнеше граммнан жүз грамға дейін салмағы бар қашықтан басқарылатын тікұшақтар. Қазіргі өндірістегі көптеген тікұшақтар хобби және әуесқойларға арналған ойыншықтар. Сонымен қатар, көптеген компаниялар әскери және қауіпсіздік салаларында пайдалану үшін прототиптер жасап жатыр. Миниатюралық тікұшақтар – миниатюралаудағы соңғы технологияларды көрсетуге арналған танымал үлгілер. Мысалдардың ішінде E Flite Blade CX және CX2, сондай-ақ танымал тұтынушылық модель Picoo Z бар. Proxflyer де көптеген өндірістік модельдердің прототипі және негізі болып табылады. Ал соңғы мысал – Seiko Epson компаниясы жасаған, Токиодағы Халықаралық робот көрмесінде көрсетілген Seiko Epson Micro ұшатын роботы – бір реттік прототип және технологиялық демонстрациялық үлгі.