Jednoho dne jsem se rozhodl že si postavím tricopter. Na webu je mnoho popsaných konstrukcí a podle všeho se s tricopterem užije dost zábavy a není tak náročný na finance jako vrtulník. Konstrukce může byt uplně jednoduchá i dost náročná. Záleží na tom jakou metodu si člověk vybere. Viděl jsem tři uhlíkové trubky spojene lepenkou do trojůhelníku, ale take složité konstrukce podobné vrtulníkům, připravené nést velkou kameru pro profesionální natáčení videa.
Ja jsem zvolil cestu nejmenšího odporu. Co jsem doma našel, z toho stavím. Takže na ramena jsem použil smrkový hranol 8×8 mm. Každé rameno délky 40mm. Pro jistotu jsem v hranolu prořízl drážku a vlepil do ní uhlíkový pásek na stojato. Rameno se výrazně zpevnilo.
Na střed jsem použil překližku 3mm na kterou jsem ramena přilepil pod úhlem 120 stupňů. Na ně jsem přilepil stejně velkou překližkovou destičku. Na ní připevním elektroniku. Motory jsem připevnil na malé destičky z překližky, které jsou spojeny s protikusem dvěma šrouby M3. Mezi dvěma destičkami je rameno. Tyto jsem nelepil, pouze přitáhl šrouby.
Na jednom z ramen je třeba vyrobit mechanizmus pro naklápění motoru do stran pomocí serva. Na jedno rameno jsem tedy nasadil kulatou uhlíkovou trubičku. Na ní jsou nasazené dvě destičky ke ketrým je přišroubovaný motor. V destičkách je pak malý otvor, kterým je provlečený drát pripojený jedním koncem k ovladacímu servu. To je přilepené o kousek blíže středu k hranolu.
Pro veškeré lepení používám superřídké CA lepidlo a aktivátor. Hodne CA lepidla.
K připojení motorů jsem nepoužil konektory, ale spájel jsem vývody regulátoru přímo s vývody motoru. Na jeden jsem i zatavil teplem smrštitelnou bužírku. Zbylá dva jsem zajistil tak aby se nemohly dotýkat navzájem a vyzkoušel jsem smysl otáčení motoru. Když bylo vše v pořádku, zatavil jsem i zbylé dvě smrštitelné bužírky. POkud se motor otáčí opačně než je třeba, dva vývody se jen navzájem prohodí.
Přívod napájení pro regulátory jsem řešil tak, že jsem rozřízl částečně bužírku na regulátoru a původní vodiče odpájel. Na jejich místo jsem připájel vodiče nové, delší které jsem spojil do jednoho silového konektoru o průměru 4mm ze všech tří regulátorů. Jak jsme si vysvětlili už při stavbě TwinStarII, paralelního spojování BEC se nemusíme vůbec bát.
Regulátory i vodiče jsem připevnil k ramenům tricopteru pomocí plastových stahovacích pásků. Stejně jako servo pro naklánění ocasního motoru.
Gyroskopy mají za úkol stabilizovat let Tricopteru. Bez nich by tricopter zřejmě nebyl řiditelný, protože dosažení stejného tahu motorů je technicky velmi obtížné. Motory nemají přesně stejné hodnoty otáček na volt, otázkou také je zda je možné sladit tak dokonale regulátory. I kdybychom dokázali tyto techniké obtíže překonat, bylo by řízení tricopteru extrémně náročné na přesnost ovládání. Gyroskopy jsou tedy kličovou součástí tricopteru. Každé rameno s motorem je stabilizováno jedním gyroskopem ve směru nahoru a dolů. Čtvrtý gyroskop pak sleduje vodorovnou rotaci a kompenzuje ji pomocí serva, které naklápí jeden z motorů. Gyroskopy je třeba připevnit dodávanou pěnovou lepící páskou. V návodu je upozornění, že vibrace gyroskopům škodí. Proto se nemají lepit na pevno ke kostře letadla/vrtulníku. Pokud k vašemu gyroskopu nebyla dodaná pěnová lepící páska, dobrým řešením je suchý zip nebo jakákoli PĚNOVÁ oboustranná lepící páska.
Nejsložitější fáze stavby tricopteru je zapojení a nastavení vysílací soupravy. Tricopter se chová podobně jako běžný vrtulník a podobné je i jeho ovládání, přestože je konstrukčně od vrtulníků odlišný. K pochopení nastavení vysílače a ovládání tricopteru bude nejlepší když si nejprve shrneme základní principy letu a ovládání vrtulníku.
Princip letu vrtulníku je s tricopterem podobný. Namísto plochy křídla které vytváří vztlak, má vrtulník listy rotoru, tricopter listy třech vrtulí. Pohyb vrtulníku směrem nahoru a dolů je zajištěn změnou vztlaku na rotoru. U vrtulníku je to obvykle relizováno pomocí souhlasné změny sklonu listů rotoru. Tento způsob řízení se nazývá kolektiv nebo kolektivní řízení. Protože tricopter nemá možnost měnit náběh listů vrtule, musíme vužít ke změně vztlaku souhlasnou změnu otáček motorů. Na tomto principu pracují i některé modely vrtulníků se dvěma rotory.
Vrtulník i tricopter se nepohybují jen v jednom směru. Dokáží letět dopředu i dozadu, do stran a točit se na místě dokola. U vrtulníku se toho dosahuje pomocí náklonu roviny rotoru proti požadovanému směru pohybu. Protože by bylo technicky obtížně realizovatelné naklánění osy rotoru včetně pohonné jednotky, realizuje se tato změna náklonu roviny rotoru pomocí výkyvného systému upevnění listů rotoru ve svislé ose. List rotoru se pak pohybuje směrem nahoru a dolů podle toho v jaké fázi otáčky se nachází. Tomuto způsobu ovládání náklonu roviny rotoru se říká cyklické řízení a technicky je realizováno pomocí tzv. desky cykliky. Deska cykliky je tvořena dvěma prstenci. Spodní prstenec se neotáčí s rotorem a táhly jsou na něj přenášeny pohyby cyklického řízení. Vrchní prstenec je otočný, pevně spojen s rotorovou hlavou a přenáší pohyb spodního prstence na listy rotoru. Kolektivní řízení je pak realizováno posunem celé desky cykliky směrem nahoru a dolů.
U vrtulníku vyvolává pohyb nosného rotoru sílu působící na vrtulník ve vodorovném směru. To způsobí, že vrtulník rotuje kolem své osy pokud není stabilizován silou působící proti síle od nosného rotoru. Tuto stabilizaci provádí vyrovnávací rotor na ocase vrtulníku. U tricopteru je to podobné a stabilizace je nutná. Ocasní rotor nahrazuje jeden z motorů, který je umístněn na otočném loži a náklon do stran je řízen servem. Kromě stabilizace letu a visu umožňuje i otáčení tricopteru kolem svislé osy.
Gyroskopy jsou zařízení které dokáží sledovat změnu polohy v určitém směru a vydávají řídící impulzy tak aby působily proti směru pohybu který zaznamenají. Dokáží tak stabilizovat let například pomocí ovládání serv křidélek nebo u vrtulníku typicky ovládáním vyrovnávacího (zadního) rotoru. Tricopter by bez gyroskopů nebyl vůbec schopen letu, protože bychom nejspíš nebyli schopni zajistit naprosto stejný tah všech tří pohonů, o kompenzaci sil od smyslu otáčení vrtulí ani nemluvě.
A jak to všechno dát dohromady aby to letělo ?
Propojení silové části jsme si už popsali. Nyní přejdeme k zapojení ovládání. Předně potřebujeme ovládat tah jednotlivých motorů podle toho, kam chceme letět. Pro otočení kolem osy musíme řídit náklon jednoho z motorů za pomocí serva. To znamená že budeme potřebovat tři kanály na řízení tahu, jeden kanál na řízení náklonu a nakonec dva kanály pro ovládání zisku gyroskopů, což si vysvětlíme za okamžik.
Řízení tricopteru spočívá nejen v řízení tahu motrů ale v kombinacích v závislosti na tom jaký manévr chceme provádět. Je nezbytné tedy nejen přenášet ovládací povely z pák podle přiřazení ke kanálům jako u jednoduchého modelu letadla, ale tyto povely je nutné mixovat mezi kanály navzájem tak aby pohyb jedné páky ovlivnil příslušné ovladací prvky žádoucím směrem. Tyto složité operace zvládají jen počítačové soupravy vybavené příslušným softwarem. Je to z po čátku pořádný zmatek.
POZOR!!! Ne každá počítačová souprava se pro ovládání tricopteru hodí.
Ukážme si tedy nejprve schema propojení tricopteru a vysvětlíme si princip řízení jednotlivých kanálů.
Z výše uvedeného plyne, že pro tricopter budeme potřebovat minimálně šestikanálovou soupravu příjmač a vysílač. Software vysílače musí být vybaven programem pro řízení vrtulníků. Pro tricopter použijeme cyklické řízení CCPM 120 stupňů (HR3) ve kterém je deska cykliky ovládaná třemi servy v úhlu 120 stupňů. Tento program na vysílači zajišťuje, že se při pohybu ovládače plynu pohybuje deska cykliky ve všech třech bodech směrem nahoru nebo dolu. To nám umožní řídit současně tah všech tří motorů pro vzestup i sestup tricopteru. Dále tento program mixuje do tohoto pohybu ještě pohyby pák ovládání klonění a klopení (tricopter letí do stran a dopředu či dozadu ). Pohyb okolo svislé osy je ovládán samostatným kanálem.
Jak do toho všeho zasahují gyroskopy ?
Obecně lze říci, že gyroskop sleduje pohyb v dané ose a vydává řídící impulzy v opačném smyslu proti nežádoucímu pohybu, čímž koriguje sledovaný pohyb. Aby to ale nebylo tak snadné, do celého procesu zasahují řídící povely od vysílače. Zkrátka někdy je žádoucí pohyb ve sledované ose stabilizovat a někdy je to naopak.
