Як московський інженер збудував махолет. Великі досягнення мініатюрних орнітоптерів Радіокерований орнітоптер
Орнітоптери - це механізми, що використовують махаючі крила для польоту подібно до птахів.
Фахівці лабораторії Літаючих Мікро Пристроїв (MAV) з Університету Арізони призвичаїлися створювати цих літаючих малюток за кресленнями Леонардо Да Вінчі і змогли навіть налагодити їхнє масове виробництво.
Представлений апарат є найменшим орнітоптером у світі. Не перевищуючи розміром колібрі, цей механізм літає за рахунок крил, що здійснюють махові рухи 40 разів на секунду, не використовуючи при цьому пропелера як більшість моделей літальних апаратів. Цифрове управління по радіосигналу забезпечує плавні повороти, злети та зниження. Рама орнітоптера виконана із міцного, але легкого пластику. Крила і хвіст покриті мейларом, що нервується. Літієвий акумулятор дозволяє перебувати в польоті до 7 хвилин.
Розглянути мініатюрний орнітоптер докладніше можна
Інший міні-орнітоптер, створений лабораторій Університету Юти спеціально для участі у змаганнях, збудований із вуглепластикових елементів. Для керування ним застосовується триканальна радіо-система. Замість стандартних серво-моторів застосовуються «солоноїди поверхневого управління» (переведення може бути не точним), що використовують електромагнітні імпульси для приведення поверхонь в рух. У серці цієї мікро-птахи знаходиться мініатюрний вібромодуль від пейджера.
Беручи участь на численних американських та міжнародних змаганнях мініатюрних літальних апаратів, ця крихта щоразу приходила переможцем, займаючи перші місця у світісеред орнітоптерів та другі серед мініатюрних літальних апаратів взагалі.
А ось як це маленьке диво виглядає у польоті.
Всім привіт!
У рамках програми із залучення дітей до науки та техніки (дорослих теж не забудемо), було куплено 10 наборів орнітоптерів. Вони продаються також і по одній штуці: так, спочатку був замовлений на алі лише один орнітоптер з ціною $0.72 (шукати «ornithopter»), через кілька тижнів був помічений недорогий набір з 10 шт., І куплений.
Опис продавця:
100% brand new and high quality
Colour:the Colour is Sent by Random
Розмір:32CM*41CM
Note: Натисніть на те, що між різними дисплеями, зображення може не відображати поточну фарбу в пункті. Thank you!
Package includes: 10 Pieces
Посилка прийшла на диво швидко – за 18 днів – чорний пакет усередині якого, у двошаровій «пухирці», загорнутий пакет із крилами в зборі, і пакет із хвостами, гумками та бамбуковими рейками. 
Зібрати орнітоптер не складе труднощів. Для польоту потрібно з'єднати в єдине ціле хвіст і крила за допомогою бамбукової рейки, і натягнути пару-трійку гумових кілець з комплекту. Виходить така собі «пташка» яка непогано планує.
До слова, у пари крил бамбукові несучі, незважаючи на упаковку, виявилися зламані. За допомогою клею та тонких бамбукових зубочисток, думаю буде нескладно відремонтувати.
Політ триває недовго - до 10 секунд розкручується гумовий джгут. Його завдання підняти пташку вище, далі, залежно від положення крил вона планує. На жаль відео поки не вдалося зняти, у квартирі місця мало, а на вулиці вітер. Пробні запуски у квартирі закінчуються ударом об стіну.
У планах взяти рейку і гуму довше, щоб збільшити час польоту.
розміри:
Розмах крила – 41 см.
Довжина бамбукової рейки 14 см.
Довжина хвоста – 16 см.
Діаметр гумових кілець – 4.5 см.
Вважаю, що дана іграшка буде цікавою розвагою для дітей на свіжому повітрі.
Словникова стаття - ОРНІТОПТЕР
ОРНІТОПТЕР
[ОРНІТОПТ'ЄР]
(орніто… гр. pteron крило) літальний апарат важчий за повітря з махаючими крилами (заснований на принципі польоту птахів).
…Модель злітала з будь-якого становища. Достатньо було закрутити гумомотор, і двокрила «птах», енергійно відштовхнувшись крилами, починала стрімкий розгін у небо. Виглядала вона дуже просто. Але невигадливість форм не завадила їй стати прототипом цілого сімейства аналогічних апаратів з двигунами різних типів та потужності. Об'єднувало їх одне: майже всі махолети впевнено піднімалися вгору. А секрет їх, напевно, і полягав у початковій простоті, в ідеальному союзі масово-інерційних і аеродинамічних сил.
Механізм польоту крихітної південно-американської пташки колібрі є одним із найцікавіших з погляду аеродинаміки. Справа в тому, що схема роботи крил колібрі, мабуть, найбільш проста: вони рухаються практично в горизонтальній площині, а підйомна сила виникає на крилі незалежно від його руху.
На перший погляд здається, що побудувати досить велику механічну модель колібрі дуже просто, але тут набуває чинності невблаганний постулат, згідно з яким масовоінерційні сили при збільшенні розмірів механізму зростають настільки суттєво, що, мабуть, у природі не знайдеться матеріалу, здатного протистояти їм. Робити модель розміром з пташку безглуздо.
Розберемо докладніше фази руху крил колібрі. Кожне їх переміщається дугою кола; у крайніх точках крило загальмовується, зупиняється і починає нову фазу, причому кут його атаки змінюється на протилежний.
Але чи слід сліпо копіювати цей процес на моделі: навіщо, зрештою, зупиняти крила в «мертвих» точках, чи не простіше, не перериваючи помаху, пропускати ліве крило на правий бік моделі, а праве в той же час відповідно наліво.
А - сектор зміни напрямку руху крил колібрі та інверсія їхнього кута атаки; Б - сектори взаємозамінності крил моделі.
Розташуємо крила у двох паралельних площинах - приблизно так, як гвинти у вертольота співвісної схеми. Спочатку несучі площини підуть, обертаючись, назустріч один одному; поблизу площини симетрії моделі відбудеться так звана взаємозамінність: праве крило стане лівим і, навпаки, ліве – правим.
Незважаючи на таку відмінність від прототипу, політ моделі практично нічим не відрізнятиметься від пташиного. Навіть суто візуально створюється ілюзія, що «напіввінти» не обертаються, а роблять рухи, що махають, в горизонтальній площині. Але, зрозуміло, суть не у зовнішній подобі, а фізичних засадах ефекту.
Розберемося докладніше у подібності механізмів польоту моделі та прототипу. Крило колібрі робить мах у певному секторі кола. Подібний сектор можна виділити і в моделі, практично він наближається до підлоги колу, але не дорівнює йому. У секторах маху (у колібрі) крила рухаються вперед, потім слідує їх миттєва зупинка після якої вони починають рухатися назад, при цьому кут їх атаки змінюється на протилежний.
Як у птиці, так і у моделі можна виявити ще по два кругових сектори, розташовані поблизу площин їх симетрії: у колібрі це сектори зміни напрямку руху крил та інверсії кута атаки, а у моделі - сектори взаємозамінності крил.
В останніх крила моделі як система, що махає, не працюють: ефект взмаху завершується кілька раніше того моменту, коли площини суміщаться на поздовжній осі, і починається тільки після того, як вони пройдуть це положення поблизу осі симетрії. Суто фізично сектори взаємозамінності визначаються як ділянки переходу від режиму помаху одного напрямку в режим помаху іншого напрямку.
Отже, можна зробити два висновки. Перший полягає в тому, що і у колібрі, і у моделі праворуч і ліворуч від площини симетрії чітко позначені сектори помаху крил. Вони адекватні - в тому й іншому випадку відбувається та сама робота, в цих секторах крила виступають як махаючі системи. І другий - поблизу площини симетрії розташовуються сектори зміни напрямку руху крил та зміни кутів атаки (у колібрі) та сектори взаємозамінності крил та зміни кутів атаки (у моделі). У тому й іншому випадку в них виконується одна функція – плавної еластичної зміни напрямку руху крил з відповідною зміною кутів атаки.
1 - рейка-фюзеляж, 2, 5 - крила, 3 - скоба-підшипник, 4 - вісь верхнього крила, 6 - гумомотор, 7 гачок.
Подивіться малюнок. Чи не правда, модель досить проста і нагадує всім відому гумомоторну схематичну модель вертольота співвісної схеми? Відмінність тільки в тому, що звичні погляду повітряні гвинти замінені нічим начебто не врівноваженими крилами, що обертаються в протилежні сторони.
Але ця неврівноважена здається. Якщо розглядати процес руху такого крила або, якщо хочете, напіввіїту, враховуючи не тільки масово-інерційні сили, а й сили аеродинамічні, то виявиться, що інерційної неврівноваженості супроводжує аеродинамічна неврівноваженість. Як показали експерименти з подібними моделями та подальше осмислення отриманих результатів, масово-інерційна неврівноваженість знаходиться як би в протифазі з неврівноваженістю аеродинамічної. Принцип автостабілізації такого апарату - у роботі комплексу сил, що діють на крила, - аеродинамічних та інерційних. Саме це і дозволяє вважати такий апарат не вертольотом із співвісними гвинтами, а махолетом - машиною з крилами, що махають.
Л. АТЛАНОВ, м. Нальчик
Помітили помилку? Виділіть її та натисніть Ctrl+Enter , щоб повідомити нас.
Орнітоптер - це повітряне судно важче за повітря, яке підтримується в польоті за рахунок реакцій повітря з його площинами, яким надається маховий рух.
Орнітоптером цікавилися ще в давнину, адже саме так літають птахи.
Є навіть креслення орнітоптера, зроблені Леонардо ДеВінчі.
Для виготовлення саморобного махолету-орнітоптера своїми руками будуть потрібні такі витратні матеріали:
На малюнку внизу ви можете побачити креслення для виготовлення орнітоптера своїми руками.
Для виготовлення краще використовувати липу або бальсу, можна застосувати карбонові трубки або як роблять наші китайські товариші - пластикові прутки. Втім, можна вистругати і мул будь-якого дерева – берези, липи тощо.
З'єднання рейок рами проводиться за типом шип-паз і обмотується нитками із просоченням клеєм.
Передні кромки крил теж примотуються до важелів нитками, але перед цим у них робляться отвір, через який пропускається шип важеля.
Підшипник валу резиномотора і важелів можна зробити з ізоляції від дроту, можна також із частин стрижня від ручки, вони також примотуються нитками та нитки просочуються клеєм. З дроту вигинається колінвал подібний до того, що на малюнку, далі на нього одягається намистина і він вставляється в підшипник, після чого вигинається гачок (див. малюнок). Вигинаються важелі і після того, як вони вставляться кінці їх загинають.
Хвіст-стабілізатор скріплюється з рейок тим же способом, що і рама, після чого до нього примотується нитками дріт і згинається як на фото.
У рамі орнітоптера робиться надріз, в який вставляється дріт, після чого обмотується нитками і проклеюється.
Далі виготовляються шатуни, їх робимо бамбукові, просто від нього зручно відколоти тонкі палички, на кінці їх надягаємо трубочки з ізоляції дротів, в трубочках пропалюємо отвори, нагріваємо дріт над свічкою і швидко протикаємо трубку. Трубочки робимо довше з того кінця, де вставляється паличка, це вам знадобиться для регулювання.
Натягуємо гумки дві між гачками і закручуємо гумомотор, але не сильно, і відпускаємо, повинні почати рухатися крила, якщо їх хід не однаковий, підігніть передній кривошип.
Далі змащуємо гумовим клеєм центральну нервюру і рейки кромок, накладаємо на плівку наш літальний апарат і розправляємо її, щоб плівка провисала, але не сильно, намагаємося робити однаково з обох боків інакше він літатиме колами.
При використанні гумового клею бажано підкріпити все невеликими смужками скотчу.
Також слідкуємо за однаковістю крил.
Обов'язково даємо просохнути клею, а потім запускаємо!
Якщо вам не зовсім зрозуміла споруда, перегляньте відео нижче.
Відео виготовлення орнітоптера своїми руками
А ось політ мініверсії орнітоптера вагою 3 грами.
Як налаштувати орнітоптер
:Якщо ваш птах пікірує загніть вгору хвіст, якщо кабрує (задирає ніс і падає), то навпаки опустіть. Також зміною довжини шатунів досягаємо більшої стабільності та тяги при польоті.
Якщо все зібрано правильно ця модель набирає висоту прямолінійно, після чого повільно помахуючи крилами планує, далі сідає трохи підібгавши крила. Кімнатна моделька більше схожа на бабку при наборі висоти, частота помахів досягає 20Гц. При складанні більшої моделі час польоту, висота і видовищність польоту збільшуються, падає частота помахів, але потрібна більш потужна і довга гумка
Однак польоти на гумомоторі не дуже цікаві. Набагато цікавіше – радіокерований орнітоптер.
Як зробити радіокерований орнітоптер
На відео вище – оснащення мотором та радіокеруванням саморобного орнітоптера.
Це відео продовжує те, що показано у розділі виготовлення орнітоптера.
Вдалих польотів!
Орнітоптер - це повітряне судно важче за повітря, яке підтримується в польоті за рахунок реакцій повітря з його площинами, яким надається маховий рух.
Орнітоптером цікавилися ще в давнину, адже саме так літають птахи.
Є навіть креслення орнітоптера, зроблені Леонардо ДеВінчі.
Для виготовлення саморобного махолету-орнітоптера своїми руками будуть потрібні такі витратні матеріали:
На малюнку внизу ви можете побачити креслення для виготовлення орнітоптера своїми руками.
Для виготовлення краще використовувати липу або бальсу, можна застосувати карбонові трубки або як роблять наші китайські товариші - пластикові прутки. Втім, можна вистругати і мул будь-якого дерева – берези, липи тощо.
З'єднання рейок рами проводиться за типом шип-паз і обмотується нитками із просоченням клеєм.
Передні кромки крил теж примотуються до важелів нитками, але перед цим у них робляться отвір, через який пропускається шип важеля.
Підшипник валу резиномотора і важелів можна зробити з ізоляції від дроту, можна також із частин стрижня від ручки, вони також примотуються нитками та нитки просочуються клеєм. З дроту вигинається колінвал подібний до того, що на малюнку, далі на нього одягається намистина і він вставляється в підшипник, після чого вигинається гачок (див. малюнок). Вигинаються важелі і після того, як вони вставляться кінці їх загинають.
Хвіст-стабілізатор скріплюється з рейок тим же способом, що і рама, після чого до нього примотується нитками дріт і згинається як на фото.
У рамі орнітоптера робиться надріз, в який вставляється дріт, після чого обмотується нитками і проклеюється.
Далі виготовляються шатуни, їх робимо бамбукові, просто від нього зручно відколоти тонкі палички, на кінці їх надягаємо трубочки з ізоляції дротів, в трубочках пропалюємо отвори, нагріваємо дріт над свічкою і швидко протикаємо трубку. Трубочки робимо довше з того кінця, де вставляється паличка, це вам знадобиться для регулювання.
Натягуємо гумки дві між гачками і закручуємо гумомотор, але не сильно, і відпускаємо, повинні почати рухатися крила, якщо їх хід не однаковий, підігніть передній кривошип.
Далі змащуємо гумовим клеєм центральну нервюру і рейки кромок, накладаємо на плівку наш літальний апарат і розправляємо її, щоб плівка провисала, але не сильно, намагаємося робити однаково з обох боків інакше він літатиме колами.
При використанні гумового клею бажано підкріпити все невеликими смужками скотчу.
Також слідкуємо за однаковістю крил.
Обов'язково даємо просохнути клею, а потім запускаємо!
Якщо вам не зовсім зрозуміла споруда, перегляньте відео нижче.
Відео виготовлення орнітоптера своїми руками
А ось політ мініверсії орнітоптера вагою 3 грами.
Як налаштувати орнітоптер
:Якщо ваш птах пікірує загніть вгору хвіст, якщо кабрує (задирає ніс і падає), то навпаки опустіть. Також зміною довжини шатунів досягаємо більшої стабільності та тяги при польоті.
Якщо все зібрано правильно ця модель набирає висоту прямолінійно, після чого повільно помахуючи крилами планує, далі сідає трохи підібгавши крила. Кімнатна моделька більше схожа на бабку при наборі висоти, частота помахів досягає 20Гц. При складанні більшої моделі час польоту, висота і видовищність польоту збільшуються, падає частота помахів, але потрібна більш потужна і довга гумка
Однак польоти на гумомоторі не дуже цікаві. Набагато цікавіше – радіокерований орнітоптер.
Як зробити радіокерований орнітоптер
На відео вище – оснащення мотором та радіокеруванням саморобного орнітоптера.
Це відео продовжує те, що показано у розділі виготовлення орнітоптера.
Вдалих польотів!