Из чего состоит радиоуправляемая автомодель

Любой моделист должен представлять, как устроена его модель. Это просто необходимо, так как её периодически потребуется обслуживать, настраивать и ремонтировать. В этой статье мы рассмотрим, из каких частей она состоит. Составные части автомодели:

• Шасси
• Подвеска
• Силовая установка
• Источник энергии
• Трансмиссия
• Сервоприводы
• Колёса
• Кузов
• Аппаратура радиоуправления

Шасси

Шасси — основа любой радиоуправляемой автомодели. Как правило, это металлическая или пластиковая пластина, к которой крепятся все остальные элементы. Шасси в виде металлической пластины используется на моделях багги и трагги, пластиковые и карбоновые — на шоссейных моделях. Модели монстров и краулеров обычно обладают самым сложным шасси в виде одной или нескольких деталей замысловатой формы. Часто под словом «шасси» также понимают шасси модели в сборе с подвеской и трансмиссией.

Подвеска

Подвеска модели обеспечивает плавный ход автомобиля при прохождении неровностей, постоянный контакт колёс с дорогой для улучшения управляемости, а для внедорожных моделей также принимает на себя удар при приземлении после прыжков. В подвеске большинства моделей используются маслонаполненные амортизаторы, установленные вертикально по одному на каждое колесо. В простых моделях могут использоваться фрикционные амортизаторы. У некоторых монстров устанавливается по два амортизатора на каждое колесо.

Силовая установка

Роль силовой установки модели модели может выполнять электромотор или двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Силовая установка электрической модели состоит из мотора и регулятора скорости. Если с назначением мотора обычно вопросов не возникает, то функция регулятора скорости не всегда сразу понятна. Если быть кратким, то регулятор является промежуточным звеном между аккумулятором и мотором, обеспечивая нужное напряжение на контактах мотора, чтобы он вращался с необходимой скоростью. Электромоторы можно разделить на два вида: коллекторные и бесколлекторные. Коллекторный двигатель в автомоделизме можно считать несколько устаревшим, но силовые установки на его основе значительно дешевле и используются достаточно часто. Недостатком такого вида моторов является наличие щеток, которые довольно быстро изнашиваются и двигатели требуют постоянного обслуживания (или замены) при интенсивной эксплуатации. Бесколлекторные (brushless) моторы более дорогие, мощные и практически не нуждаются в обслуживании. Главным внешним отличием бесколлекторного мотора от коллекторного является наличие у него трёх проводов вместо двух.

Двигатели внутреннего сгорания, применяемые на автомоделях, можно разделить на калильные и бензиновые. На большинство моделей устанавливаются именно калильные ДВС, работают они на специальном топливе. Не на бензине!. Рабочий объем калильного двигателя обычно варьируется в пределах от 2 до 6 кубических сантиметров. Часто объем указывают в кубических дюймах, например: двигатель объемом 0.21 кубического дюйма (его еще могут называть «двадцать первый», называя только сотые доли объема в дюймах) = 3.44 см 3 .

Бензиновые двигатели используются на моделях больших масштабов, это связано с тем, что минимальный объем бензинового двигателя составляет порядка 20 см 3 , он довольно большой и тяжелый. Обычно используются двигатели объемом 20-30 см 3 .

Бензиновые двигатели развивают значительно меньшую мощность на один кубический сантиметр своего объема, но имеют больший крутящий момент и значительно экономичнее.

Большинство автомодельных двигателей — одноцилиндровые.

Источник энергии

Электрические автомодели работают от аккумуляторов (не от батареек, как игрушки). Наиболее часто используемые типы аккумуляторов — NiMH и LiPo. Напряжение, от которого работает автомодель бывает обычно от 7.4 до 22.2 вольт. При выборе аккумулятора следует учитывать характеристики регулятора скорости, установленного на модели, от него будет зависеть тип аккумулятора и его напряжение.

Аккумуляторы практически никогда не идут в комплекте с автомоделью и их нужно покупать отдельно. Одними из лучших по соотношению цена-качество являются недорогие китайские аккумуляторы Turnigy. Подробнее: Аккумуляторы для радиоуправляемых моделей.

Специальное топливо для калильных двигателей состоит из метилового спирта, нитрометана и масла. При обращении с этим топливом следует соблюдать крайнюю осторожность — метиловый спирт чрезвычайно ядовит! Стоимость такого топлива достаточно высока, порядка 200-500 рублей за литр. Стандартный бак модели, объемом 120-150 см 3 расходуется примерно за 10 минут (зависит от объема двигателя, бывают настоящие обжоры).

Так же, как и калильные, модельные бензиновые двигатели двухтактные, значит заправлять их надо смесью бензина и специального масла для двухтактных двигателей. Путь за ним лежит в любой магазин бензотехники.

Трансмиссия

Трансмиссия передает крутящий момент от двигателя к колесам. Для передачи крутящего момента используются зубчатые колёса, карданы и ремни. Большинство моделей имеют полный привод на четыре колеса (4WD), хотя немалое распространение имеют также заднеприводные модели (2WD). Между колесами на одной оси устанавливаются дифференциалы, а часто также межосевой дифференциал.

Сервоприводы

Для поворота колёс при рулении, а также для управления газом и тормозом на моделях с ДВС используются сервоприводы (в простонародье — «сервы», по-английски «servo»). Сервы — это небольшие коробочки с электромотором и редуктором, которые могут поворачивать свой выходной вал на заданный угол и удерживать его в этом положении.

Колёса

В отличие от колёс настоящего автомобиля, колёса автомоделей не накачиваются воздухом, его роль выполняют мягкие внутренние вставки. При выборе колёс для спортивной автомодели нужно руководствоваться только их характеристиками, а никак не внешним видом. Красивые колёса со хромированными спицами и мощным протектором могут себе позволить только монстры и модели для дрифта. Модели же, предназначенные для гонок, довольствуются сплошными дисками без спиц и шинами со специальным мелким протектором.

Кузов

Кузов подавляющего большинства автомоделей изготавливается из лексана — тонкого, прочного и гибкого листа прозрачного пластика. Такой кузов очень лёгкий и отлично защищает модель при столкновениях и переворотах. Покраска кузова из лексана производится специальными красками изнутри. Устанавливается лексановый кузов на специальные стойки и закрепляется клипсами. В отличие от настоящего автомобиля, такой кузов не является неотъемлемой частью модели и может быть легко заменён на другой. Поэтому практически бессмысленно выбирать модель только по кузову или говорить «я купил модель Порше 911». При интенсивной эксплуатации модель за свою жизнь может сменить несколько кузовов, постепенно приходящих в негодность.

Аппаратура радиоуправления

И, наконец, модель становится радиоуправляемой только тогда, когда на ней установлена аппаратура радиоуправления или просто «аппаратура». Аппаратура состоит из двух частей — передатчика и приёмника. Для управления автомоделями, как правило, используется передатчик пистолетного типа, курок которого управляет ускорением и тормозом, а рулевое колесо — поворотом модели. На рынке присутствует огромный выбор самой различной аппаратуры стоимостью от пары десятков до нескольких сотен долларов. Последнее время практически вся новая аппаратура работает на частоте 2.4 ГГц, при этом одновременно в одном месте может запускаться много моделей, не создавая друг другу помех.

Одна из самых простых и дешёвых, аппаратура Hobby King GT-2 2.4Ghz вполне подойдёт начинающим. Подробнее: Аппаратура управления автомоделью.

Заключение

Если вы покупаете готовую к запуску модель (RTR, Ready to Run, Ready to Race), то вам нужно будет приобрести только аккумуляторы или топливо. А профессиональные модели часто поставляются в виде набора для самостоятельной сборки (Kit), к ней, как минимум, потребуется также аппаратура и силовая установка.

Как устроены радиоуправляемые модели

Радиоуправляемые модели автомобилей вызывают в последние годы все более живой интерес как у детей, так и у взрослых. Это могут быть модели на электродвигателе или даже на двигателе внутреннего сгорания.

В рамках данной статьи мы раскроем тему устройства радиоуправляемых моделей различных типов, и рассмотрим принцип их работы, чтобы тот, кто заинтересуется конструированием собственных радиоуправляемых моделей или просто их покупкой, знал, с чем ему предстоит иметь дело.

Что касается радиоуправляемых моделей автомобилей, то в первую очередь нужно обратить внимание на то, что масштабы бывают очень разными, начиная от 1:5, заканчивая 1:28. Наиболее популярны сегодня масштабы 1:8 и 1:10, а что касается масштаба 1:5, то это очень крупные модели, которые в основном являются моделями на ДВС. Двигатель внутреннего сгорания больше в размерах, чем электродвигатель.

По объему цилиндров двигатели внутреннего сгорания подразделяются на классы: 12, 15, 18, 21, 25. Это цифры, обозначающие рабочий объем двигателя в кубических дюймах, в соответствии с американской классификацией. Очевидно, чем выше класс двигателя, тем выше его мощность. Так, например, мощность двигателя 15 класса составляет в среднем 0,9 л.с.

Двигатели внутреннего сгорания для радиоуправляемых моделей работают, как правило, на смеси масла, метанола и нитрометана. Такое топливо в канистрах можно приобрести в магазинах, где продаются радиоуправляемые модели. Фирменное топливо — гарантия долговечной работы мотора.

Говоря об электродвигателях, следует отметить, что питаются они, как правило, от аккумуляторов, набранных в батарею, и общее напряжение батареи составляет 7,2 В и более.

В магазинах радиоуправляемых моделей продаются такие аккумуляторы, как в виде отдельных ячеек по 1,2 В, так и в виде готовых батарей различной емкости. Сами двигатели классифицируются по количеству витков обмотки статора, обычно — от 10 и более, и чем меньше витков, тем выше скорость вращения ротора.

Основой модели является шасси, ведь именно на шасси располагаются и крепятся как сам двигатель, так и электроника. Шасси бывают различных типов, с разными модификациями приводов, в зависимости от назначения модели. Формула-1 обычно заднеприводные (чаще) или полноприводные (реже), чтобы по ровной поверхности развивать высокую скорость.

У багги, которые водят по гравию, по песку, — чаще всего привод полный, реже — задний. Аналогично багги, траки чаще всего используют полный привод. Монстры с огромными колесами, в основном — полный привод. Шоссейные модели, для езды по ровным поверхностям, чаще — с полным приводом.

Когда стоит вопрос выбора между электродвигателем или двигателем внутреннего сгорания, важно сравнить все достоинства и недостатки того и другого типа двигателей, чтобы выбор получился рациональным.

Так, модели на жидком топливе способны развивать огромные скорости — до 80 км/ч, но задумайтесь, чем чреваты аварии, лобовые столкновения на таких скоростях. Стоит случайно врезаться в стену, и потребуется дорогостоящий ремонт.

Потяните ли вы регулярные заправки качественным топливом, которое дороже бензина? Хотя, объем двигателя мал, и 4-литровой канистры хватит надолго, но все же. Плюс ДВС в том, что продолжительность езды по времени довольно значительна, при этом звук двигателя очень реалистичен. Модели на ДВС дороже моделей на электродвигателях.

Отсюда виден основной минус радиоуправляемых моделей на электродвигателях — у них довольно быстро садится аккумулятор, и езда на одной зарядке вряд ли будет длиться более четверти часа. Но модели на электродвигателях, в сравнении с моделями на ДВС, ездят очень тихо, мотор почти не слышно, нет выхлопов, высокое ускорение, хотя и невелика скорость. Тем не менее, придется раскошелиться на хороший аккумулятор и на зарядное устройство, чтобы заряжаться от сети или от автомобильного прикуривателя.

Принципиально радиоуправление моделей не зависит от масштаба, оно устанавливается на модель в формате Ready to run, если вы покупаете модель, и не требует от потребителя ничего кроме того, чтобы взять в руки пульт, и приступить к вождению. Однако, некоторые модели продаются в виде конструктора, и наконец, кто-то захочет самостоятельно изготовить модель. Поэтому давайте все же рассмотрим принцип работы системы радиоуправления.

В моделях на электродвигателях (как и на моделях с ДВС) установлен приемник. Когда на пульте управления нажимается курок или поворачивается рулевое колесо, приемник внутри модели тут же принимает посланный с пульта сигнал. Сигнал обрабатывается в приемнике, и соответствующее устройство в конструкции модели приводится в действие.

При повороте рулевого колеса (на пульте), сервопривод заставит через тяги повернуться колеса. При нажатии на курок газа, регулятор скорости получит сигнал к изменению оборотов двигателя, и через передачу (кардан или ремни) колеса начнут вращаться быстрее или медленнее. Мотор, как и электроника приемника с регулятором скорости, питается от батареи.

Если говорить о моделях с ДВС, то при нажатии на курок газа на пульте, или при повороте руля на пульте, все так же посылается сигнал в приемник. Приемник обрабатывает сигнал, и включает соответствующие устройства.

При повороте руля на пульте, через систему тяг сервомотор заставит колеса повернуть. При нажатии на газ, второй сервомотор станет двигать заслонку карбюратора, и топливно-воздушная смесь будет подана в цилиндр потоком определенного объема, — скорость изменится. Для питания сервомоторов используется батарея.

Итак, как вы поняли, в конструкцию именно радиоуправляемой модели входят следующие неотъемлемые ее компоненты: пульт управления, приемник, сервоприводы, двигатель (электрический или ДВС), регулятор скорости для электродвигателей. Данные части продаются в виде комплектов или по отдельности.

Остановимся более подробно на принципе работы электроники передатчика и приемника. Передатчик представляет собой в простейшем виде высокочастотный генератор и низкочастотный модулятор. Модулятор включает высокочастотный генератор с частотой команды. Излучаемый антенной пульта, модулированный высокочастотный сигнал принимается приемником, установленным на модели.

Приемник содержит усилитель низкой частоты, высокочастотный каскад и электронное реле. Высокочастотный каскад усиливает и детектирует принятый сигнал, затем сигнал фильтруется, и отфильтрованный сигнал поступает на вход усилителя низкой частоты. Ток низкой частоты сигнала команды действует на эмиттерный повторитель, который приводит к срабатыванию реле в цепи питания соответствующего двигателя.

В простейшем виде радиоуправляемая модель способна ехать вперед и поворачивать, это зависит, разумеется, от количества сервоприводов. Так, квадрокоптер может обладать шестью приводами.

Что касается команд, то они могут передаваться и по радиоканалу, и по wi-fi, и по bluetooth, и по ИК, благодаря тому, что сигнал как-никак всегда кодируется, и не создает помех, а приемник легко распознает свой сигнал, благодаря предварительной настройке.

Теперь остановимся на аккумуляторах для моделей с электродвигателем. Сегодня распространены три типа аккумуляторов: Никель-кадмиевые, никель-металлгидридные и литиевые. Напряжение 7,2 В характерно для первых двух типов, и 7,4 вольта — для литиевых. Литиевые нынче все более популярны, их емкость достигает десятков миллиампер-часов, хотя цена, конечно, соответствующая.

Что касается жидкого топлива, то здесь, как говорилось выше, требуется особое топливо, которое содержит нитрометан. Нитрометан усиливает отдачу ДВС, и содержание сего компонента обычно лежит в диапазоне 16-25%. Содержащееся в топливе масло обеспечивает двигателю смазку. На канистре с топливом указывается процентное содержание в топливе нитрометана, а также тип моделей, для которых данное топливо подойдет.

Кузовы изготавливают из поликарбоната, — легкого и эластичного материала, стойкого к ударам. В продаже есть модели с кузовом и без. Кузов для своей модели можно приобрести и отдельно. Благо, выбор кузовов сегодня очень велик.

Есть прозрачные и окрашенные варианты. Прозрачные можно покрасить изнутри краской для поликарбоната, такая краска продается в магазинах моделей. Для новичков лучше всего подойдет кузов более эластичный, чтобы управление неопытного водителя не привело бы к быстрому его разрушению от аварийных ударов.