Радиоуправляемая модель дирижабля

Радиоуправляемая модель дирижабля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Радиоуправляемая модель дирижабля относится к летающим моделям дирижабля с дистанционным управлением.

В качестве аналога изобретения необходимо назвать изобретение US 6520824, 18.02.2003. В носовой части гондолы летающей модели воздушного шара фиксируют тандемные реверсные электродвигатели, а в ее хвостовой части фиксируют третий, вертикально ориентируемый электродвигатель. На роторах каждого из них закреплены пропеллеры. Совместным вращением левого и правого пропеллеров управляют полетом модели вперед-назад и влево-вправо. Толкающий вверх электродвигатель расположен на продольной линии гондолы под некоторым углом к ней и обращен вниз. Его пропеллер окружает защитный корпус. Летающая модель имеет, по крайней мере, один карман для балласта, необходимого для контроля ее плавучести. В другом исполнении под гондолой помещен электродвигатель, соединенный с червяком, разматывающим или наматывающим нить на катушку.

Электродвигатели питает обычная батарейка АА на 1,5 вольт или перезаряжаемая батарейка на 1,2 вольт. Размер батарейки можно менять, но необходимо учитывать ее вес.

Сверху гондолы установлена ось, соединяющая гондолу и воздушный шар. В горловине воздушного шара из латекса помещена шайба, расположенная над осью. Воздушный шар заполнен гелием через клапан, заткнутый каучуковой пробкой. Тройник, соединяющий ось и клапан, крепят к шайбе.

Благодаря подшипнику на оси воздушный шар может поворачиваться относительно гондолы. Именно это вращение позволяет менять угловую ориентацию гондолы относительно горизонта.

Модель имеет пульт дистанционного управления (ПДУ) на основе инфракрасного излучения. ПДУ оснащен джойстиком, при отклонениях которого вперед-назад и влево-вправо модель движется в тех же направлениях. Сверху ПДУ расположен светодиод, а спереди инфракрасный излучатель. С помощью колеса потенциометра управляют скоростью вращения толкающего вверх электродвигателя. Встроенный микропроцессор кодирует отклонения джойстика и колеса потенциометра в электронные сигналы, поступающие на вход инфракрасного излучателя. В качестве источника питания ПДУ используют батарею на 9 вольт.

Модель оснащена соответствующим оборудованием для ответного реагирования на сигналы ПДУ. Принимающий модуль преобразует инфракрасное излучение обратно в кодированные электронные сигналы. Второй микропроцессор декодирует эти сигналы и выдает команды электродвигателям.

В дополнение модель оснащена переключателем отключения или включения питания для продления срока службы батарейки. Можно также установить светодиод, загорающийся при включении питания.

Для управления моделью могут быть применены другие сигнальные системы, использующие ультразвуковые сигналы, радиосигналы, ультрафиолетовые сигналы или любой другой тип сигнала. В другом варианте управляющие сигналы посылаются как электрические импульсы через провод, к которому привязана модель.

Кроме того, воздушный шар может иметь форму дирижабля с гондолой.

Существенным признаком заявляемого изобретения, совпадающим с признаком аналога, является наличие связи между блоком управления раздельным включением или выключением электродвигателей вентиляторов и клавишным ПДУ, оснащенным LCD-экраном.

Среди причин, препятствующих получению технического результата аналога, можно назвать следующие: во-первых, отсутствие жесткой связи между воздушным шаром и гондолой приведет к маятниковому колебанию последней, что затруднит управление дирижаблем.

Во-вторых, по этой же причине воздушный шар частично будет гасить создаваемую каждым пропеллером тягу, что замедлит реакцию модели на управляющие команды ПДУ.

В-третьих, применение электродвигателя с реверсом ротора приведет к тому, что лопасти пропеллера необходимо повернуть под углом 45 градусов к плоскости его вращения, что существенно снижает КПД пропеллера из-за невозможности создания оптимального профиля лопасти. Это приведет к снижению скорости полета модели и повышению уровня шума создаваемого пропеллером воздушного потока.

В-четвертых, применение одного электродвигателя, толкающего модель вверх, не достаточно для быстрого набора высоты из-за ограничения притока воздуха со стороны шара и сопротивления самого шара встречному потоку воздуха. Снижение высоты модели только под действием собственного веса также снижает привлекательность процесса игры.

Достигаемым техническим результатом изобретения является увеличение скорости и маневренности модели, снижение веса и требований к точности сборки, а также применение ее в качестве мобильной телекамеры.

На фиг.1 представлен вид спереди модели. Раму 1 собирают из пластиковых перфорированных уголков (профилей L-образного сечения) с помощью пластиковых винтов и гаек. На уголках рамы 1 закрепляют внахлест оболочку 2 из материала с низкой газопроницаемостью, наполняемую гелием через клапан 3. Оболочка 2 охватывает каркас 4, собираемый из таких же уголков, на которых ее закрепляют внахлест. Для сохранения заданной формы оболочки 2 ее и каркас 4 обтягивают диагональными расчалками 5.

На фиг.2 представлен вид сверху модели. В носовой, средней и хвостовой частях рамы 1 крепят восемь вентиляторов 6. Электродвигатель и крыльчатка каждого вентилятора установлены соосно в пластиковом защитном корпусе. Векторы тяги одной пары вентиляторов направлены против векторов тяги другой пары вентиляторов соответственно в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

В качестве источника питания 7 модели используют аккумуляторную батарею или несколько батареек типа АА, закрепляемых в центре рамы 1 вместе с радиопередатчиком и блоком управления 8 для раздельного включения или выключения электродвигателей вентиляторов 6.

Моделью управляют с помощью ПДУ, раздельно включая или выключая электродвигатели вентиляторов 6 нажатием клавиш большими пальцами обеих рук. Он оснащен LCD-экраном, воспроизводящим предметы перед миниатюрной телекамерой 9, подключенной к антенне 10, закрепляемые соответственно в середине носовой части каркаса 4 и рамы 1. В ПДУ применена радиосигнальная система, а его источником питания служит аккумуляторная батарея.

Кроме того, ПДУ можно заменить ноутбуком. К нему подключают джойстик и радиопередатчик с антенной. Использование ноутбука позволит вводить программу полета модели.

Сигнал от антенны 10 может принимать передвижная телевизионная станция, передающая изображение с телекамеры 9 во время трансляции игровых видов спорта (например, футбола), концертов, рекламных акций и других мероприятий, а также охранный комплекс видеонаблюдения.

С помощью грузов 11 из свинцовых пластин, закрепляемых в углах рамы 1, производят балансировку модели для контроля ее плавучести, чтобы в случае потери управления модель сама смогла бы приземлиться под действием собственного веса.

Предложенная компоновка вентиляторов 6 позволяет легко управлять моделью: разгон и поддержание заданной скорости осуществляют с помощью пары хвостовых вентиляторов, а торможение и остановку модели осуществляют с помощью пары носовых вентиляторов. Разворот модели осуществляют благодаря снижению тяги одного из хвостовых вентиляторов, а при необходимости - кратковременным включением носового вентилятора, расположенного относительно продольной осевой линии модели с той же стороны, что и хвостовой вентилятор, тягу которого снижают. Аналогичным образом осуществляют набор и снижение высоты полета модели. Отличие состоит лишь в том, что расположенные в средней части рамы 1 вентиляторы 6 включают парами крест-накрест, чтобы исключить вращение модели вокруг поперечной осевой линии. Кроме того, крыльчатки каждой пары вентиляторов 6 вращаются в противоположные стороны, что позволяет исключить возникновение реактивного вращательного момента, передаваемого на модель (в вертолете для компенсации этого момента, создаваемого вращением несущего винта, используют рулевой винт, устанавливаемый на конце хвостовой балки).

Увеличение количества вентиляторов 6 компенсируется уменьшением количества собираемых деталей модели, снижая тем самым вес и требования к точности ее сборки. Производимые в настоящее время миниатюрные электродвигатели, которые можно установить в вентиляторах 6, имеют вес до 20 граммов. Используемая в качестве источника питания 7 аккумуляторная батарея может иметь вес до нескольких сот грамм. Использование же вместо нее нескольких батареек типа АА может уменьшить вес источника питания 7 - самого тяжелого элемента конструкции модели, определяющего объем оболочки 2.

1. Радиоуправляемая модель дирижабля, содержащая раму и каркас, оболочку из материала с низкой газопроницаемостью, наполняемую гелием через клапан, вентиляторы, электродвигатель и крыльчатка каждого из которых установлены соосно в пластиковом защитном корпусе, источник постоянного тока, блок управления с радиопередатчиком для раздельного включения/выключения каждого из электродвигателей от клавишного пульта дистанционного управления и антенну, отличающаяся тем, что она снабжена диагональными расчалками для сохранения формы, охватывающими каркас и оболочку, балансировочными грузами из свинцовых пластин, закрепленных в углах рамы, и телекамерой, рама и каркас выполнены из пластиковых перфорированных уголков, в носовой, средней и хвостовой частях рамы установлены восемь вентиляторов, при этом телекамера установлена в середине носовой части каркаса, оболочка, охватывающая каркас, закреплена внахлест на уголках каркаса и рамы, а клавишный пульт дистанционного управления блока управления оснащен LCD-экраном, позволяющим воспроизводить предметы перед телекамерой.

2. Радиоуправляемая модель дирижабля по п.1, отличающаяся тем, что пульт дистанционного управления выполнен с возможностью подключения ноутбука.