Diseña y construye tu propio avión RC eléctrico

Aquí, te mostraré cómo hice mi avión RC bimotor con una envergadura de 75 pulgadas (6.25 pies). Estas instrucciones le mostrarán las ideas básicas que necesita pensar y hacer al diseñar y construir cualquier avión RC.

Paso 1: encuentre un propósito para su avión

¿Por qué quieres construir un modelo de avión en primer lugar? Podría ser solo para divertirse y volar, o puede que desee conectar una cámara y obtener algo de fotografía aérea y FPV.

Para este avión, solo quería hacer un gran avión bimotor para divertirse.

Paso 2: elige tu elección

Tendrá que elegir qué electrónica usar para su avión. Elija un motor y una batería que le brinden una cantidad decente de empuje y un tiempo de vuelo justo. Una vez que haga esto, puede elegir un ESC (controlador electrónico de velocidad) que pueda manejar el consumo de amperaje del motor.

Motores ESC y Baterías

Para este avión, utilicé 2 motores que proporcionarían aproximadamente 860 g de empuje con una hélice de 10x4.7 (1720 g en total) y consumirían aproximadamente 12 amperios cada uno (Información / Hélice recomendada que se encuentra en el sitio web de los fabricantes de motores). Usando esta ecuación, (Tiempo de vuelo (min) = Capacidad de la batería (Ah) / Consumo de amperios del motor (amperios) * 48) Que tiene en cuenta la regla del 80% de descargar solo las baterías el 80% de su capacidad. Descubrí que con una batería de 2200 mAh (2.2 Ah), podía obtener 8.8 minutos de tiempo de vuelo por motor. Entonces, en total, tendré dos baterías de 2200 mAh a bordo. Luego elegí un ESC de 40 amperios (que es bastante excesivo, solo necesitaba un ESC de 25-30 amperios, pero quería que funcionara bien) para cada motor.

Receptor

Determine qué controles desea que tenga su modelo y compre un receptor apropiado. Por ejemplo, quería que mi gemelo tuviera elevador, alerones, timón, flaps y control del acelerador. Estos son 5 canales, por lo que necesitaré al menos un receptor de 5 canales. Después de igualar el lugar requerido en el receptor para el BEC (llegaremos a eso) fui con un receptor de 8 canales para tener muchos enchufes gratis.

Servos y BEC

Sabía que este avión resultaría bastante grande, así que decidí usar servos más grandes, que dibujan más amperios. Los servos que utilicé cada uno consumieron 400 mA y estoy usando 6 en total, por lo que extraerán un total de 2400 mA (2.4 A), lo que podría ser más de lo que los ESC pueden manejar con su BEC interno. Entonces tuve que usar un BEC externo. (El BEC básicamente toma energía directamente de la batería, baja el voltaje al nivel deseado y envía energía solo a los servos y al receptor).

Electrónica total

2x motores eléctricos

2x controlador de velocidad electrónico (ESC)

1x circuito eliminador de batería (BEC)

1x receptor de 8 canales

6x servos

Paso 3: Estima el peso total de tu avión

Ahora, con todos sus componentes electrónicos elegidos, puede sumar su peso y asegurarse de agregar un gran margen para el peso del modelo en sí. (El peso total podría ser de 2 a 4 veces el peso de todos sus dispositivos electrónicos). Calculé que mi avión pesaría unos 2000 g en total.

Matemáticas:

2 motores de 80 g cada uno x2 = 160

2 baterías de 2200 mAh 200 g cada una x2 = 400 g

2 ESC 35g cada x2 = 70g

6 Servos 25g cada x6 = 150g

1 BEC = 35g

1 receptor = 15g

Peso total de Electonics = 830 g

830 g x 2.5 (margen para el peso de la aeronave) = 2075 g Total

Paso 4: Encuentra Wing Cube Loading

Ahora que tiene una estimación de peso total, puede usar el manejo de vuelo deseado (afectado por la carga del ala) para calcular la cantidad total de área de ala que necesita para que su avión vuele. La mejor manera es usar una calculadora en línea como la que se encuentra aquí:

//www.ef-uk.net/data/wcl.htm

Conecte el peso de su modelo y experimente con diferentes "Áreas de ala" hasta obtener una carga en cubos de ala baja. Cuanto más bajo, mejor. Siempre trato de comenzar con mis modelos en la "Categoría de planeador", ya que después de su construcción probablemente sea más pesado de lo que calculabas, lo que lo colocaría en la "Categoría de entrenador", que en mi opinión es la mejor para divertidos aviones voladores.

Descubrí que 900 pulgadas cuadradas le darían al avión una carga de cubo de ala si es 4.7, que está en la "Categoría de planeador".

Paso 5: decide una envergadura

Ahora que tiene el área total de alas necesaria, puede dividir ese número para encontrar una envergadura y un acorde de ala (ancho desde el frente del ala hacia atrás).

Por ejemplo, dividí el área de mi ala (900 pulgadas cuadradas) por 12 y obtuve una envergadura de 75 pulgadas.

Cualquier combinación de acorde de ala y envergadura que se multiplique para obtener el área total del ala funcionará, pero también son importantes diferentes proporciones de aspecto . Puedes encontrar la relación de aspecto del ala tomando el acorde del ala dividido por la envergadura del ala.

Entonces: 12in / 75in = 0.16

Las alas de alta relación de aspecto (que tienen un número más bajo, sí, es confuso ) se usan generalmente para planeadores y aviones de entrenamiento, mientras que las alas de baja relación de aspecto se usarán para modelos más acrobáticos. Una relación de aspecto alta básicamente significa que el ala será larga y delgada, mientras que un ala de relación de aspecto baja será corta y ancha.

Paso 6: Diseñe su sección de fuselaje y cola

Cola:

Como las dimensiones de sus alas ya están establecidas, ahora puede diseñar la cola y el fuselaje. Para la cola, es probable que desee que el área del estabilizador horizontal sea alrededor del 25% y el 35% del área del ala.

Área del ala = 900 * .25 = 225in al cuadrado

O 900 * .35 = 315 pulgadas al cuadrado

Para mi avión, fui con un área de estabilizador horizontal de 234 pulgadas cuadradas porque solo se veía bien en mis dibujos. (Dimensiones del estabilizador horizontal: 26 pulgadas por 9 pulgadas)

Para el estabilizador vertical, solo haga que su área sea aproximadamente la mitad del estabilizador horizontal y debería estar bien.

Fuselaje:

El fuselaje puede tener la longitud que desee (hasta cierto grado) siempre que obtenga el centro de gravedad correcto. Mientras dibuja su modelo, simplemente haga un fuselaje que haga que el avión se vea bien.

Hice mi fuselaje de 52 pulgadas de largo y 7 pulgadas de ancho por 7 pulgadas de alto. Estaba diseñando mi avión para que fuera un avión de carga, por lo que era un poco grande y cuadrado.

Paso 7: Decide cómo transportar tu avión

Si está construyendo un avión grande, puede encontrar un problema para transportarlo fácilmente. Tenía que conseguir que este avión más grande se adaptara a mi automóvil, así que tenía que pensar en cómo desmontarlo y volver a armarlo fácilmente.

La mejor manera de hacer que su avión sea más pequeño para el transporte es tener el ala extraíble. Utilizo gomas elásticas para sostener mis alas que se unen a 2 tacos de madera pegados al fuselaje.

Como este avión era tan grande, decidí usar bandas elásticas para sostener el ala principal y el estabilizador horizontal, para que ambos puedan retirarse para el transporte.

Paso 8: Comience la construcción de su avión

Una vez que tenga un dibujo a escala de un diseño, y esté contento con él, puede traducir esos planes al tablero de espuma. Recomiendo encarecidamente utilizar Foamboard para construir su avión RC, ya que es muy fácil trabajar con ellos y pegarlos. Utilizo ADAMS REDI-BOARD del Dollar Tree, pero otras tablas de espuma similares deberían funcionar bien.

Paso 9: construye el fuselaje

Comencé dividiendo los planos del fuselaje en 3 secciones, ya que todo el fuselaje no cabía en una sola lámina de espuma. Primero hice la sección de la cola, que está hecha de 2 triángulos y 2 trapecios estrechos pegados con pegamento caliente.

Luego, hice la sección central que es solo una caja de 7 pulgadas x 7 pulgadas x 30 pulgadas. Agregué algunos mamparos adentro para ayudar a que la espuma mantenga su forma.

Después de eso, hice la sección Nariz y pegué las 3 secciones juntas.

Paso 10: adjunte la electrónica y el estabilizador vertical

Luego, seguí adelante y agregué todos los componentes electrónicos que van en el fuselaje.

Adjunté los 2 ESC y BEC en el exterior del fuselaje para que se enfríen por el aire que fluye por el avión mientras está en vuelo. Usé una corbata con cremallera para sostener esto.

Pegué el receptor con pegamento caliente dentro del fuselaje.

Pegué tiras de velcro en una plataforma elevada en el fuselaje que mantendrá las baterías en su lugar.

También pegué el estabilizador vertical, pegué el servo del timón directamente en el estabilizador y pasé los cables hacia el fuselaje.

Paso 11: Construya el estabilizador horizontal

A continuación, puede cortar el estabilizador horizontal. Utilicé un cuchillo Exacto para cortar la mitad de la espuma para hacer la bisagra del elevador. Luego, corté una diagonal de 45 grados a cada lado de la bisagra para que pueda moverse libremente. Esto también se utiliza para el timón, alerones y bisagras de aleta.

Luego corté un cuadrado para el servo y lo pegué directamente al estabilizador horizontal. A algunas personas les gusta mantener sus servos dentro del fuselaje, pero me resulta más fácil pegarlos lo más cerca posible de la superficie de control en movimiento.

Paso 12: haga un montaje de motor fuerte

Desea asegurarse de que el soporte del motor sea lo suficientemente fuerte como para que no se rompa cuando encienda el motor. La forma en que construyo mis soportes de motor es:

Primero: pegar 2 piezas de espuma aislante (la espuma verde o azul gruesa que se encuentra en las ferreterías) que se cortan para que quepan dentro del fuselaje (tocando la parte inferior y los lados del fuselaje), juntas.

2º: Pegue este "bloque" de espuma en los lados y en la parte inferior del fuselaje. Recomiendo usar una combinación de Gorilla Glue y Hot Glue. El pegamento caliente mantiene principalmente la espuma en su lugar mientras se seca el pegamento de gorila.

3 °: Pegar 2 juegos de 2 palos de paleta juntos. Luego pegue estas 2 piezas a la espuma con pegamento de gorila y pegamento caliente. Asegúrese de que su espacio sea el mismo que el espacio en el motor entre los orificios de los tornillos.

Ahora, para mi avión, utilicé esta técnica, pero en lugar de pegar los bloques de espuma en el fuselaje, construí 2 "vainas" más pequeñas que se unirán a las alas a través de bandas de goma (de la misma manera que el ala se sujeta al fuselaje) .

4º: Una vez que el pegamento esté seco, puede atornillar el motor en los palitos de helado y tendrá un soporte de motor muy fuerte.

Paso 13: construye tu ala

Este es probablemente el paso más difícil. Construyo mis alas en base a los principios establecidos por www.flitetest.com.

Primero: Comience pegando juntas las tablas de espuma para que tengan la longitud correcta para su ala. Para mi avión, utilicé una hoja completa (30 "de largo) más dos piezas de 22.5 en cada lado para igualar 75 pulgadas en total.

Para el ancho de la espuma necesaria, tome el acorde del ala y multiplíquelo por 2. Mi avión tendrá un acorde de 12 pulgadas, por lo que la espuma tendrá que tener alrededor de 24 pulgadas de ancho. Comprende que doblarás esta ala, por eso quieres el doble de espuma. También sepa que las superficies de control de alerones y aletas (si usa ambas) deberán sobresalir de la superficie inferior del ala para que puedan moverse. Entonces, para mi avión, la superficie superior es en realidad de 12 pulgadas y la superficie inferior es de 9 pulgadas.

2do:

Necesitas que tu ala sea muy fuerte para resistir las fuerzas durante el vuelo, especialmente en un modelo grande. Utilizo varillas de madera de 3 cuartos de pulgada pegadas en el ala y un mástil de espuma construido con cuatro tiras de 1 pulgada que recorren todo el ala. Uso pegamento de gorila y pegamento caliente para pegar estos mástiles. Coloca los mástiles de espuma aproximadamente 1/3 del camino hacia atrás desde el frente del ala para que cuando lo pliegues, se forme una "superficie aerodinámica".

3 °: Luego, pegue los servos de modo que los cables estén en el interior del ala, y pase el cable por un pequeño agujero en el centro del ala. (Esto es para que pueda conectarlos a su receptor).

4to: Ahora, viene la parte difícil. Necesitas poner mucho pegamento en el larguero de espuma y luego doblar rápidamente el ala y mantenerlo plano mientras el pegamento se seca. Asegúrese de que el ala no esté torcida, ya que esto podría causar problemas en el vuelo. Una vez que el pegamento esté seco, puede pegar el borde posterior de la parte inferior del ala a la parte superior del ala. Solo uso pegamento caliente para esta parte.

Encontré este video muy útil para explicar cómo hacer el ala:

//www.youtube.com/watch?v=karr67ZYho4 (crédito a "Experimental Airlines")

Paso 14: encuentre el mantel individual del ala y las varillas de pasador de pegamento que sujetan el ala al fuselaje

Ahora necesita encontrar el centro de gravedad del fuselaje para saber dónde montar el ala. Coloque las baterías en un lugar neutral, de modo que pueda moverlas un par de pulgadas hacia adelante o hacia atrás, y luego coloque los dedos en el fuselaje hasta que alcance el nivel de equilibrio. Ahora marque este lugar. Este lugar deberá alinearse con la marca del 30% de su acorde de ala. Así que toma el acorde del ala * .3 para encontrar dónde estará este lugar en relación con el acorde del ala. Ahora marque dónde estarán el borde de ataque y el borde de salida en el fuselaje. Aquí es donde colocará las varillas de madera a través del fuselaje.

Use un objeto puntiagudo, como un destornillador, para perforar el orificio inicial de las espigas. Luego empuje las clavijas a través de ambas paredes del fuselaje. Asegúrese de tener 0.5-1in sobresaliendo a cada lado. Esto será a lo que se aferran tus gomas elásticas.

Paso 15: Adjunte los cuernos de control y las varillas de empuje

A continuación, debe transferir el movimiento del servo al movimiento de la superficie de control.

Primero: use la mitad de una tarjeta de crédito y córtela como se muestra para hacer una bocina de control.

2º: Dibuje una línea recta desde el brazo del servo a la superficie de control, y corte una ranura en la superficie de control para que pueda deslizar la bocina de control a través de ella. Desea que la parte plana de la bocina esté en la parte inferior de la superficie de control, para que no se pueda estafar. Use una cuchilla Xacto para cortar un pequeño agujero en la tarjeta de crédito para que pase la varilla de empuje.

3 °: Pegar en la bocina de control.

4º: Tome un pedazo de varilla de empuje y haga una curva en Z en un extremo. Póngalo a través del brazo del servo y alinéelo con el orificio de las bocinas de control. (Asegúrese de que la superficie de control esté en una posición neutral). Luego tome un par de alicates y doble la varilla de empuje en el punto en que pasaría por el orificio de la bocina de control. Haz otra curva Z en este extremo.

5º: Corte el cable extra de la varilla de empuje y desenrosque el servo brazo. Empuje la varilla de empuje a través del servo brazo y la bocina de control, y luego atornille el servo brazo nuevamente en el servo.

Paso 16: ¿Tren de aterrizaje?

Ahora debe decidir si su modelo debe tener tren de aterrizaje. Si la respuesta es sí, recomendaría encarecidamente usar el estilo taildragger (donde hay 2 ruedas en la parte delantera y una pequeña rueda trasera o patín en la parte trasera), ya que es más fácil de hacer que el tren de aterrizaje estilo triciclo.

Uso alambre de piano de 1/16 pulg. Y lo doblo para que forme un triángulo como forma. Utilizo una brida para asegurar el extremo puntiagudo en un palito de paleta (que ya estaba pegado al fuselaje, con un agujero a cada lado). Aquí hay un video de Flite Test que encontré útil:

www.youtube.com/watch?v=po2P1X2OsGA (Prueba de crédito a flite)

Luego pego un palito de paleta lleno en la parte delantera del fuselaje, y uso una banda elástica para asegurar la parte delantera del cable del tren de aterrizaje al fuselaje. Las ruedas son de 3 pulgadas que se mantienen en su lugar mediante una brida que se pega al extremo del cable del tren de aterrizaje.

Recomiendo usar cortadores de pernos para cortar el cable del piano, pero tenga cuidado ya que el extremo que corta puede salir bastante afilado.

Para doblar el cable del piano, taladro un pequeño agujero en mi banco de trabajo de madera, y pego el cable en el agujero, luego lo doblo. Esto proporciona la mayor influencia, ya que solo usar alicates no le permitirá doblarlo.

Paso 17: Prueba de deslizamiento

Luego, coloque una pequeña marca en cada ala aproximadamente un 25-35% hacia atrás desde el borde de ataque del ala. Con la batería en su compartimento, compruebe que cuando coloca los dedos sobre estas marcas, el avión se balancea un poco con la nariz hacia abajo. También es útil conectar su diseño en una calculadora en línea del Centro de gravedad para encontrar el punto de equilibrio correcto. Aqui hay uno bueno:

//adamone.rchomepage.com/cg_calc.htm

Ahora, con todo listo como si estuviera listo para volar, asegúrese de que todas las superficies de control sean neutrales, especialmente el elevador. Tome su avión y corra con él por encima de su cabeza, y déjelo ir solo por un segundo o dos. En esos segundos, vea si el avión baja la nariz. Si lo hace solo un poco, está bien equilibrado. Si trata de caer en picada, le pesa la nariz. Y si quiere subir y voltear hacia atrás, es pesado.

Paso 18: Pruebe la dirección de control y la rotación del motor

¡Estás casi listo para volar! Encienda su transmisor y conecte la batería. Verifique el movimiento de cada palanca para asegurarse de que mueve la superficie de control correcta en la dirección correcta. Su receptor debe tener una etiqueta en el sitio web (si no está en el receptor) que indique qué controla cada enchufe.

Palo derecho

ARRIBA: el elevador se mueve hacia abajo

ABAJO: el elevador se mueve hacia arriba (esto es confuso al principio, pero piense que mover el palo hacia atrás inclina el avión hacia atrás, no lo hace subir)

IZQUIERDA: el alerón derecho se mueve hacia abajo y el alerón izquierdo se mueve hacia arriba

DERECHA: el alerón derecho se mueve hacia arriba y el alerón izquierdo se mueve hacia abajo

Palo izquierdo

ARRIBA: el motor se enciende

ABAJO - El motor se apaga

IZQUIERDA - Timón se mueve a la izquierda

DERECHA - Timón se mueve a la derecha

Un video que me ayudó a recordar este es uno de Flite Test:

//www.youtube.com/watch?v=Gf74geZyKYk (Prueba de crédito a flite en Youtube)

Paso 19: Vuelo inaugural

Ahora es el momento que has estado esperando. Es hora de ver si sus cálculos y diseños fueron correctos. Antes de donar su nuevo avión, debe hacer una prueba de alcance para asegurarse de tener una señal de radio fuerte. (Range Check es un modo en el que coloca su transmisor que reduce la potencia para simular como si el avión estuviera realmente muy lejos). Muchos transmisores son diferentes, así que consulte su manual para ver cómo hacerlo. Una vez en el modo "Verificación de alcance", camine en un círculo grande alrededor de su avión mientras mueve los controles. Asegúrate de tener siempre control sobre el avión.

Después de esto, ¡estás listo para volar! Asegúrate de tener una batería completamente cargada, revisa el CG por última vez, ¡y ve por él! Acelere a potencia máxima y tire del elevador hacia atrás. Espere que el avión sea inestable y esté listo para algunos controles agresivos.

Aquí hay un video del vuelo inaugural de mi avión de carga:

Paso 20: recorta tu avión para volar perfectamente

Una vez en el aire, use sus pestañas de ajuste para hacer que el avión vuele nivelado. Si siente que el avión quiere caer en picada, entonces puede ser pesado para la nariz. Intente mover la batería hacia adelante y hacia atrás para cambiar el Centro de gravedad.

Muchos de mis aviones quieren escalar agresivamente cuando se aplica toda la potencia. Para combatir esto, coloque algunas arandelas o anillos de plástico (como los que vienen con sus hélices) en los 2 tornillos superiores del soporte del motor, entre los palitos de paleta y el motor. Esto inclina el motor hacia abajo un poco, amortiguando este efecto.

Después de un tiempo de cambiar los ajustes, el CG y el ángulo del motor, ¡hará que su avión vuele genial!

¡Muchas gracias por leer esto, y espero que tenga suficiente sentido para que entiendas algo de esto! Si tiene alguna pregunta, por favor pregunte. Para ver más de mis aviones, mira mi página de youtube:

//www.youtube.com/channel/UCHP3rF6id84aeVWqQ ...