Το Flybar

Το Flybar
Ένα άρθρο του Heliclub.gr

Το flybar, ή αλλιώς ο άξονας σταθεροποίησης (Stabilizer Bar), αποτελεί τμήμα της κεφαλής ενός ελικοπτέρου. Πέρα από τον προφανή ρόλο που αποκαλύπτει η ονομασία του, ας δούμε τι ακριβώς σταθεροποιεί το flybar, ξεκινώντας με την κεφαλή.

Η κεφαλή ενός ελικοπτέρου φέρει και "ελέγχει" τους κεντρικούς έλικες. Κατά την πτήση, η κεφαλή περιστρέφει του έλικες με πολύ μεγάλη ταχύτητα δημιουργώντας την οφθαλμαπάτη ενός «δίσκου» παράλληλα με το ελικόπτερο. Σε ιδανικές συνθήκες, σε κατάσταση αιώρησης (hover) ο δίσκος αυτός παραμένει σταθερός και το ελικόπτερο ακίνητο. Η όλη υπόθεση εν συντομία στην κεφαλή του ελικοπτέρου σε κατάσταση ιδανικής ακινησίας (hover), είναι να παραλληλίζεται αυτός ο "δίσκος" με το swashplate και στη συνέχεια το ελικόπτερο με το swash.
Με την παραμικρή κίνηση που θα του μεταφέρει ο χειριστής ή θα του προκαλέσουν εξωτερικές συνθήκες (πχ. άνεμος) ο δίσκος αυτός μπορεί να «γύρει» μπρος-πίσω (elevator) ή αριστερά-δεξιά (aileron) μετακινώντας αντίστοιχα το ελικόπτερο στο χώρο.

Η ανάγκη για μεγαλύτερη αντίσταση ενάντια στις ανεξέλεγκτες εξωτερικές συνθήκες, αλλά και για ομαλή μεταβολή από την μία κατάσταση πτήσης στην άλλη (πχ. από την κίνηση στην ακινησία και αντίστροφα), δημιούργησε το flybar! Η αδράνεια που δημιουργείται κατά την περιστροφή του, αντιστέκεται σε κάθε τύπο μεταβολής και λειτουργεί σαν γυροσκόπιο.

Αξίζει να σημειωθεί πως όταν πρωτοχρησιμοποιήθηκε το flybar σε πραγματικά ελικόπτερα από τον Arthur Middleton Young (November 3, 1905 – May 30, 1995), ήταν ένας μεταλλικός άξονας με βαρίδια στις άκρες. Αργότερα, προστέθηκαν μικρά πτερύγια (paddles) από τον Stanley Hiller προσδίδοντας ακόμη μεγαλύτερη σταθερότητα και εξομάλυνση των δυνάμεων από εξωτερικές συνθήκες.

Η λειτουργία του flybar μπορεί να αντικατασταθεί από ένα σύστημα γυροσκοπίων και αισθητήρων. Το σύστημα αυτό είναι που οδήγησε στη δημιουργία των flybarless ελικοπτέρων.

Ας δούμε τις βασικές διαφορές των δύο συστημάτων, ξεκινώντας από τα μηχανικά μέρη.

Τα τμήματα που αποτελούν μία κλασσική flybar κεφαλή είναι:

Η μπάρα του flybar, αλλιώς "flybar cage", βρίσκεται στο κέντρο της μπάρας και είναι συνήθως μια τετράγωνη κατασκευή που στις πλαϊνές του πλευρές έχει μπίλιες σύνδεσης (ball links). Μέσα σε αυτό συνδέονται 2 mixing arms τα οποία είναι τοποθετημένα πανω σε ενα κομμάτι που ονομάζεται seesaw holder. Μέσα από αυτό το κομμάτι διέρχεται το flybar. Προς τα κάτω συναντάμε τα mixing arms και το swashplate. Σημειώνουμε πως τα mixing arms και το shashplate υπάρχουν και σε flybarless κεφαλές.

Τα τμήματα που αποτελούν μία flybarless κεφαλή είναι:

Ξεκινώντας από κάτω, έχουμε το γνωστό swashplate,το οποίο με 2 ball links συνδέεται με τα mixing arms που ακολουθούν,και από αυτά κατευθείαν στα blade grips! έχουμε δηλαδή πολύ λιγότερα εξαρτήματα,που σημαίνει λιγότερους συνολικούς τζόγους, λιγότερο έργο για την μετακίνηση του swash από τα σέρβο και λιγότερο συνολικό βάρος στην κεφαλή, όλα αυτά σημαίνουν περισσότερη ακρίβεια, λιγότερη κατανάλωση από τα σέρβο και λιγότερο draw από την κεφαλή, που σημαινει λιγότερη κατανάλωση και από τον κινητήρα.

Το τελευταίο επηρεάζει θετικά αλλα και αρνητικά την συμπεριφορά του ελικοπτέρου σε ενα autorotation, που σημαίνει ότι η κεφαλή είναι τώρα πιο ελαφριά, άρα μπορούμε εύκολα να αυξήσουμε τις στροφές σε ενα autorotation, αλλά λόγω του λιγότερου βάρους, που σημαίνει και λιγότερη ροπή, οι στροφές μας μειώνονται πιο γρηγορα σε ενα λάθος χειρισμό.
Παρατηρούμε λοιπόν πως η flybarless κεφαλή αποτελείται από λιγότερα κομμάτια, οπότε είναι και πιο εύκολη στην συναρμολόγηση, ρύθμιση και επισκευή μετά από πτώση. Επίσης η flybarless κεφαλή είναι πιο ελαφριά, ευέλικτη και προσφέρει μεγαλύτερο εύρος κινήσεων χωρίς να μπλοκάρουν τα servo.

Ας δούμε τη διαφορά όσο αναφορά τα ηλεκτρονικά μέρη:

Ένα ελικόπτερο με flybar χρειάζεται μόνο έναν ηλεκτρονικό σταθεροποιητή,αυτον της ουρας. είναι ένα γυροσκόπιο, που έχει να κάνει μόνο με την ουρά του ελικοπτέρου, οπότε και δεν αφορά το flybar.

Ένα flybar-less ελικόπτερο, χρειάζεται δύο συνολικά γυροσκόπια. Ένα για να σταθεροποιεί τις μεταβολές στον οριζόντιο άξονα (δεξια – αριστερα) και ένα στον κάθετο (μπρος πισω). Τα δύο αυτά γυροσκόπια λειτουργούν ανεξάρτητα και έχουν την ικανότητα να «θυμούνται» την μεταβολή της γωνίας στον άξονά τους. Οπότε, δίνουν εντολή στα servo που ελέγχουν τις γωνίες αυτές, να επαναφέρουν το ελικόπτερο εκεί που ήταν πριν τη μεταβολή. Εν ολίγης, λειτουργούν ακριβώς όπως το flybar.

Τα flybarless συστήματα,αρχίζουν με τον καιρό να έχουν ενσωματωμένες αλλά και άλλες λειτουργίες, όπως governor (σταθεροποιητής στροφών) και Vibration level (μετρητής δονήσεων!) Ποιος ξέρει, ίσως κάποτε να μην αγοράζουμε speed control, 3g, governor η voltage regulators, αλλά να αγοράζουμε μόνο μια μονάδα η οποία θα τα έχει όλα!

Διαφορές ενός flybarless ελικοπτέρου απο ενός flybared:

Θετικές

1. Γρηγορότερη ανταπόκριση χωρίς να θυσιάζεις σταθερότητα.
2. Λιγότερη αδράνεια οπότε και εξοικονόμηση ενέργειας στις μπαταρίες.
3. Ευκολότερη και καλύτερη προσαρμογή στο πτητικό στυλ του πιλότου.
4. Λιγότερα έξοδα σε πτώσεις αφού η κεφαλή έχει λιγότερα μέρη.
5. Λιγότερες μηχανικές δονήσεις.
6. Απαιτεί πολύ καλά servo,με μεγάλη ακρίβεια και ταχύτητα τα οποία είναι και ακριβότερα.

Αρνητικές

1. Πιο δύσκολο στη ρύθμιση.
2. Δυσκολότερο σε κάποιες φιγούρες 3D όπως pyroflip λόγω των ηλεκτρονικών διορθώσεων.
3.Τα servo λειτουργούν περισσότερο αφου κάνουν και τη δουλειά του flybar που σημαινει πιο γρήγορη φθορά

Επίσης, πολλοί πιλότοι flybarless ελικοπτέρων, δηλώνουν πως η ανταπόκριση του μοντέλου στην πραγματικότητα είναι πολύ πιο κοντά σε αυτήν του εξομοιωτή. Συνεπώς, η χρήση του εξομοιωτή σε συνδυασμό με τις πραγματικές πτήσεις είναι πιο αποδοτική από ποτέ!

Ρυθμίσεις

Flybared Ελικοπτερα.

Τα flybared ελικόπτερα, έχουν κι αυτά δυνατότητες ρυθμίσεων που ποικίλουν απο μοντέλο σε μοντέλο, όπως είναι:

Το μέγεθος και το βάρος των paddles. Όσο πιο βαριά είναι, τόσο πιο αδρανές και σταθερό είναι το ελικόπτερο, ενώ αντίθετα, τα ελαφρύτερα paddles καθιστούν πιο άμεση την ανταπόκρισή του στις εντολές της τηλεκατεύθυνσης αλλά και πιο ευαίσθητο σε εξωτερικούς παράγοντες.

Το μήκος του flybar. Όσο πιο μακρύ είναι το flybar τόσο το ελικόπτερο είναι πιο ευκίνητο και ευαίσθητο στις εντολές της τηλεκατεύθυνσης. Παράλληλα όμως, είναι πιο έντονη η σταθεροποιητική του λειρουργία. Αντίστροφα, όσο πιο κοντό είναι το flybar, τόσο πιο αργή είναι και η ανταποκρισή του.

Αξίζει να παρατηρήσουμε ότι λόγω των παραπάνω, τα μακρύτερα flybar με ελαφριά paddles χρησιμοποιούνται σε 3D-ακροβατικές πτήσεις, ενώ τα πιο μακρυά flybar και πιο βαριά paddles προτιμούνται σε πτήσεις scale αλλά και σε μοντέλα που προορίζονται για εκμάθηση, όπου απαιτείται και μεγαλύτερη σταθερότητα.

Flybar Ratios - Delta force (Διαθέσιμα μόνο σε μεγάλα ελικόπτερα κυρίως τύπου F3C)
Αυτός ο όρος αντιπροσωπεύει το πόσο επηρεάζει το flybar το στροφείο του ελικοπτέρου για να ανταπεξέλθει σε εξωτερικούς παράγοντες όπως είναι ο αέρας.
Πχ,μια αναλογία 0.85:1 σημαίνει ότι το flybar εχει περισσότερη ‘’εξουσία’’ από ότι σε μια αναλογία 0.6:1.

Ο κάθε πιλότος διαλέγει την αναλογία που τον βολεύει ανάλογα και με άλλους παράγοντες (εκτός της προτίμησης) όπως βάρος των paddles, μήκος του flybar,κύριους έλικες (πιο βαριοί η πιο μεγάλοι κλπ).

Ένας άλλος παράγοντας που επιρεάζει την σταθερότητα του ελικοπτέρου είναι οι κύριοι έλικες. Μεγαλύτεροι έλικες θα κάνουν το ελικόπτερο λίγο πιο σταθερό στον αέρα,αλλά χάνουν από άποψη ακροβατικών σε σχέση με τους πιο μεγάλους.

Όπως και το βάρος τους παίζει ρόλο, λιγοτερο βάρος σημαίνει λιγότερη σταθερότητα, περισσότερο βάρος περισσότερη σταθερότητα.

Μετά μπαίνει και ο παράγοντας υλικό,όπου όσο πιο μαλακοί (fiberglass) είναι οι έλικες, έχουν πιο ήπια συμπεριφορά και απόκρυση στο γκάζι,ενώ όσο πιο σκληροί είναι (CarbonFiber – Ξυλο) τόσο πιο απότομοι και απόλυτοι είναι στην απόκρυση.

Flybarless Ελικόπτερα

Στα flybarless ελικόπτερα,αφού ρυθμίσουμε τα Limits – Endpoints και αν χρειάζεται ta reversing τους, (δλδ αντιστροφή της κίνησης),και αφου βεβαιωθούμε ότι όλα τα μηχανικά μέρη είναι παράλληλα μεταξύ τους όταν έχουμε το στικ στο κέντρο και έχουμε 0 μοίρες, έχουμε σετάρει το cyclic pitch στις 7 μοίρες, μένει να ρυθμίσουμε τα gain της κάθε κατεύθυνσης, (Aileron – Elevator) το πόσο δηλαδή θέλουμε να διορθώνει το ελικόπτερο όταν χάνει προς τα μπρος-πίσω η δεξιά-αριστερά, είναι αυτό που στα flybared ελικόπτερα λέμε Delta force και Flybar ratio.
Επίσης υπάρχουν 2 λειτουργίες στα συστήματα 3G, Passive ή Active.
Η Passive λειτουργία βάζει τα γυροσκόπια να λειτουργούν και να διορθώνουν το ελικόπτερο παθητικά όπως δλδ θα έκανε ένα flybar.
Η Αctive λειτουργία έχει το maximum της σταθερότητας, κρατάει δηλαδή το ελικόπτερο σε ένα σημείο οτι και αν συμβεί, ακόμα και για να μπορέσουμε να διανύσουμε μεγάλες αποστάσεις προς τα εμπρός π.χ. θα πρέπει να συνεχίσουμε να δίνουμε εμπρός γιατί αν αφήσουμε το στικ να επανέλθει,το ελικόπτερο αντί να συνεχίσει να "γλυστράει" προς τα εμπρός, τα γυροσκόπια θα το σταματήσουν και θα το ακινητοποιήσουν!

FLybarless Συστήματα

- Align 3G

- SJGD FS-600

- Axiom & Turnigy

- BeastX MicroBeast

- Total G

- V-Bar 5

- Gyrobot

- Helicommand HC3-Xtreme

- Skookum 720

Πηγή: heliclub.gr

Σύνταξη: SHARKGR