Regulátor otáček /
governor
V anglickém časopise Heli World Magazine jsem se dočetl o novém americkém regulátoru spalovacích motorů Throttle Jockey. Už v prvním okamžiku mi byly sympatické malé rozměry. Ne že bych ve vrtulníku měl málo místa, ale přece jen malé zařízení se jednoduššeji umistňuje, a je méně zranitelné.
V minulosti jsem létal vrtulníky velikosti 30, 50 a 60. U malých kubatur jsem neměl co regulovat, protože motory běžely na plný výkon a otáčky, aby měl vrtulník akrobatické vlastnosti. Při použití 50 motoru a správného laděného výfuku jsem dosáhl stavu, kdy při odlehčení motoru nedocházelo k jeho přetáčení, ale výfuková soustava „utlumila“ rozběh motoru do nežádoucích otáček. Ideální stav.
V 60 heli jsem před časem zkoušel regulátor Schulze mcr-servo. Ten snímá otáčky hlavního hřídele, a podle něj řídí motor. Regulátor pracuje dobře, ale jen do doby, kdy při některých obratech roztáčím rotor aerodynamicky (volnoběžné ložisko to umožní). Regulátor pak ve snaze udržet nastavené otáčky rotoru začne ubírat plyn, ale otáčky rotoru přesto neklesají. Stávalo se mi že motor přecházel až téměř na volnoběh, což bylo velmi nepříjemné a samozřejmě nežádoucí. Také jsem nepozoroval žádný velký rozdíl při létání se zapnutým regulátorem, nebo bez něj (používal jsem křivky předvoleb plynu), proto jsem jej přestal používat úplně.
Po osazení motoru velikosti 90 a laděného výfuku do svého Millenia 60 jsem dospěl do stavu, kdy jsem dokázal naladit předvolbu plynu 1 pro obyčejný let po obloze (cca 1600ot./min.), a předvolbu 2 pro akrobatické létání. Na druhé předvolbě jsem měl pracovní otáčky rotoru 2050, což se hodí pro razantní létání. Pro méně razantní létání jsem chtěl nastavit cca 1850ot, ale to se mi bohužel pomocí křivek plynu a dalších mixů (deska cykliky->plyn, vrtulka->plyn apod) nedařilo. V některých režimech letu se otáčky buď hodně zvyšovaly, nebo snižovaly. Laděný výfuk „hnal“ motor stále někam jinam, než jsem chtěl já.
Jedna z možností, jak dosáhnout uspokojivého stavu, bylo osadit regulátor otáček motoru. Regulátory se dělí na dvě základní skupiny:
1.čidlo snímá otáčky z rotoru vrtulníku (případ mcr-serva)
2.čidlo snímá otáčky z hřídele motoru
Volba padla na již zmiňovaný Throttle Jockey od firmy Model Avionics. Používá druhý způsob snímání otáček, a to přímo z ventilátoru motoru. Zařízení je v provedení zataveném do smršťovací bužírky. Při pohledu na regulátor je jasné, že obvodově už ani jednodušší být nemohl. Je osazen jedním mikroprocesorem a několika málo diskrétními součástkami. Jako senzor je použita Hallova sonda.
Udávané parametry:
 |
indikace stavu dvěma LED diodami (zelená - regulace zapnuta, červená - aktivace senzoru magnetem) |
|
napájecí napětí 3,56 - 8V, odběr 17mA při 4,8V |
|
rozsah regulace otáček motoru 9500-20500ot./min. (4750-9250 ot./min. pro čtyřtakt) |
|
přesnost regulace 1% |
|
adaptivní zpětnovazební smyčka - podle stylu létání se automaticky upravuje rychlost odezvy regulátoru |
Osazení regulátoru do vrtulníku je jednoduché. Regulátor má mimo připojení snímače dva vývody do přijímače a jeden výstup na servo plynu. Jeden vstup se připojuje v přijímači do pozice serva plynu, druhý na volný kanál (AUX), kterým se dálkově aktivuje regulátor a nastavují otáčky.
Do ventilátoru motoru je třeba vyhloubit dva otvory pro zalepení magnetů. Ty jsou na ventilátoru orientovány nesouhlasně (pouze jeden magnet aktivuje snímač). Snímač je třeba dle návodu upevnit na dodávaný držáček, který se přišroubuje šrouby na patkách motoru.
O správné instalaci se přesvědčíme otočením hřídele motoru o 1 otočku při zapnutém regulátoru. Červená LED na regulátoru se musí 1x rozsvítit. Magnetický snímač je možné nahradit optickým.
Před prvním použitím v každém vrtulníku (nebo při použití jiného serva) je třeba regulátor zkalibrovat. Předpokladem úspěšné kalibrace jsou správně nastaveny „dorazy“ plynového serva (ATV) ve vysílači a správný běh motoru bez regulátoru. Křivky by tedy měly být nastaveny tak, jako kdyby nebyl žádný regulátor namontován. Při odstavení regulátoru (z jakéhokoliv důvodu) se nic nestane, a dá se bez problémů přistát, nebo létat dále.
Postup kalibrace:
|
Křivku plynu je třeba dočasně (pouze pro kalibraci) nastavit pro regulaci motoru v plném rozsahu. |
|
Rozsah výchylek kanálu (AUX) určeného pro řízení regulátoru nastavit na +-100%. |
|
Nastavit plyn (i trim) do polohy STOP. |
|
Zapnout přijímač a během úvodních několika sekund několikrát přejet AUX ovladačem z jedné krajní výchylky do druhé. |
|
Zelená LED začne rychle blikat, což znamená vstup do kalibračního režimu. |
|
Páku plynu dát na maximální hodnotu, a vrátit nazpět. |
|
AUX ovladačem několikrát přejet z jedné krajní výchylky do druhé, čímž se ukončí režim kalibrace (zelená LED přestane blikat). |
Test správné funkce se provede tak, že AUX ovladačem se zapne regulátor, trim plynu na maximum. Stále nesmí svítit zelená LED. Při jemném přidání plynu nad volnoběh se musí rozsvítit zelená LED. Po zapnutí autorotace musí zelená LED zhasnout. Pokud se při plném trimu plynu rozsvítí zelená LED, tak doporučuji znovu zkalibrovat regulátor, ale tentokrát s posunutou spodní hranicí plynu (trim plynu dát na střed). Tím snížíme spodní hranici výchylky pro aktivaci regulátoru (25%, viz dále).
Pro aktivování zkalibrovaného regulátoru musí být splněno několik podmínek současně:
|
velikost řídícího signálu plynu musí být nejméně 25% z celkové výchylky |
|
AUX kanál musí mít nejméně 5% výchylku od středu na některou stranu |
Není-li tomu tak, tak je regulátor „průchozí“ a neovlivňuje servo plynu (nereguluje).
Na ovládání regulátoru mi přišlo zvláštní, že je regulace vypnuta pouze tehdy, když je AUX ovladač uprostřed, a k aktivaci dojde při vychýlení na některou stranu od středu, nejméně o již zmiňovaných 5%. Důvod tohoto řešení jsem pochopil až při studiu manuálu k rozšířené verzi regulátoru. Ve velké většině případů totiž při létání používáme pouze dvě hodnoty otáček. Aby se jednoduše tyto dvě hodnoty daly nastavit jediným ovladačem (třípolohovým přepínačem), tak na jednu stranu výchylky ovladače nastavíme jednu hodnotu otáček, na druhou stranu jinou (pomocí ATV). U solidních heli-vysílačů jsou i jiné (příjemnější) metody jak regulátor ovládat.
Při prvních startech jsem nastavil otáčky pro jednotlivé letové režimy. IDLE 0 - regulátor vypnut, IDLE 1 (normální let po obloze) - cca 1600 ot./min., IDLE 2 (akrobacie) - 1880ot./min, IDLE 3 (extrém 3d :-) - 2000ot./min., autorotace - regulátor vypnut. Samozřejmě, že pro úspěšnou regulaci musí mít motor dostatečnou rezervu výkonu.
Létání se zapnutým regulátorem mne příjemně překvapilo. Při roztáčení motoru z volnoběhu na první předvolbu plynu je roztočení plynulé, a po dosažení pracovních otáček jsou tyto udržovány s velkou přesností. Vysoká stabilita otáček se za akrobatického letu, mimo jiné, projevuje klidnějším chováním ocasu vrtulníku. Např. při přechodu z normálního letu do letu na zádech dochází ke změnám poměru kroutících sil a obvykle i ke změnám otáček. Tyto dva nepříznivé vlivy se sčítají a gyro má pak plné ruce práce, aby udrželo ocas ve správné poloze. Problém se změnami otáček odstraní regulátor. V regulátoru je použit adaptivní algoritmus, který se přizpůsobuje stylu létání. Při razantním létání reaguje regulátor rychle, při normálním pomaleji (propočet za posledních 5s).
Existuje i rozšířená varianta -Throttle Jockey Pro. Ta umožnuje oproti původní verzi použití rychlého superserva, a také možnost pracovat bez dálkového řízení otáček. Otáčky se pak dají nastavit zabudovaným trimrem (pouze jedna hodnota). Tato varianta regulátoru je osazena ve velmi malé plastové krabičce (viz. obr.)
Pokud tedy máte problémy s nastavením otáček motoru v některém režimu, nebo máte jiný důvod k použití regulátoru, tak Throttle Jockey může být velmi dobrým řešením.
Aktualizace: 11. března 2004