Helikopter


Coaxiaal

Typen modelhelikopters

Op hoofdlijnen zijn er 3 soorten modelhelikopters: coaxiaal, 'fixed pitch' en 'cyclic collective pitch'. Coaxiale modelhelikopters laten we verder buiten beschouwing omdat deze meer als kinderspeelgoed moeten worden beschouwd.

Helikopters met fixed pitch

Fixed pitch helikopters hebben dezelfde besturingsrichtingen als een echte helikopter. Alleen wordt het stijgen en dalen via het toerental van de rotor geregeld, niet met de invalshoek ('pitch') van de rotorbladen. Hetzelfde geldt voor het ronddraaien met de staartrotor. Hierdoor is de constructie eenvoudiger en goedkoper. Bovendien reageert de besturing trager, wat voor een beginnende modelpiloot makkelijker is.

Omdat het principe van toerenregeling te traag wordt voor een grote rotor, zijn fixed pitch helikopters vrij klein. De eenvoudige constructie en de beperkte grootte (en daarmee het beperkte gewicht en de beperkte energie in de rotor) maken dat de helikopter tegen een stootje kan, redelijk veilig is en ook goed in een grote hal ('indoor') te gebruiken is.

Fabrikanten proberen fixed pitch helikopters aan een groot publiek te slijten en doen hun best om het vlieggedrag zo stabiel mogelijk te maken, onder andere met behulp van elektronica. Er zijn zelfs uitvoeringen met een paniekknop op de zender: als je niet meer ziet hoe de helikopter vliegt en daardoor dreigt te crashen, kun je de helikopter met deze knop naar een stabiele hoverstand terugbrengen.

Hoewel fixed pitch helikopters te positioneren zijn op de grens tussen speelgoed en de meer serieuze modelhelikopters, is een fixed pitch helikopter als instapmodel geen slechte keus.

Helikopters met cyclic collective pitch (CCP)

Het echte werk is en blijft natuurlijk een modelhelikopter met cyclic collective pitch. Het werkingsprincipe van een CCP-helikopter is hetzelfde als bij een echte helikopter en de vliegprestaties kunnen indrukwekkend zijn. De stabiliteit is van nature minder dan bij een fixed pitch helikopter, zodat je continu moet blijven sturen. Een stuurfout kan in een oogwenk tot een crash leiden. Toch is het goed mogelijk om meteen met een CCP-helikopter te beginnen, mits je het leerproces gedisciplineerd doorloopt. Met elektronische middelen kan ook een CCP-helikopter zeer stabiel vliegen.

Grootte

Er zijn verschillende grootteklassen: 100 - 200 (micro en mini), 250 - 450 (klein), 500 - 600 (normaal), 700 - 800+ (groot). Met toenemende grootte nemen de aanschafprijs en prijzen voor onderdelen fors toe, evenals het veiligheidsrisico.

Van nature vliegen grote helikopters stabieler dan kleine, maar er bestaan micro- en minihelikopters die elektronisch zo goed gestabiliseerd zijn, dat je er zelfs buiten met enige wind nog mee kunt vliegen.

Met name vanwege de veiligheid en de reparatiekosten na crashes, kun je als beginner beter niet verder gaan dan de klasse 450.

Elektronische stabilisatie

Gyroscoop en heading lock

De staartrotor dient niet alleen voor het sturen, maar vooral ook om het koppel van de rotor op te heffen. Bij het veranderen van het toerental en/of de pitch van de rotor, verandert het koppel, zodat ook de staartrotor moet worden bijgestuurd. In principe kun je dit realiseren door op de zender bij het signaal voor de staartrotor ook het signaal voor stijgen/dalen te mixen. Maar in de praktijk is deze compensatie nooit perfect, zodat de staart altijd wil draaien. Het in bedwang houden van de staart kost dan teveel aandacht die ten koste gaat van de aandacht voor de rotorbesturing.

Om dit probleem te ondervangen is elke modelhelikopter voorzien van een elektronische gyroscoop. Het signaal voor de staartrotor loopt via deze gyroscoop en wordt zodanig aangepast dat de staartrotor tegenstuurt zodra de staart neigt weg te draaien. De gevoeligheid van de gyroscoop moet je zo instellen, dat de staart minimaal heen en weer slingert.

De gyroscoop reageert met name op de snelheid waarmee de staart wegdraait. Als de staart maar langzaam wegdraait, kan de compensatie onvoldoende zijn, zodat de staart door blijft draaien ('driften'). De meeste gyroscopen bieden daarom ook de mogelijkheid van 'heading lock'. Dat houdt in dat de gyroscoop een bepaalde nulstand onthoudt en de staart in deze stand houdt. Alleen door zelf de staart te sturen, wijzig je de nulstand. Dat betekent dat je een bocht ook echt met de staart moet sturen, terwijl de staart in normale gyroscoopmodus iets meer vanzelf volgt. Welke modus het prettigst is, hangt van ieders persoonlijke voorkeur af.

Flybarless (alleen CCP-helikopters)

Om een CCP-helikopter te stabiliseren staat er haaks op de rotor een stang met vinnen (de 'flybar'). De massatraagheid van de vinnen ('paddles') geeft het stabiliserende effect. Eventueel kun je op de flybar gewichtjes bijplaatsen om de massatraagheid verder te vergroten. De vinnen maken op een zodanige wijze deel uit van de cyclisch aansturing van de rotorbladen, dat ze bijdragen aan de bekrachtiging. Daarmee worden de servo's enigszins ontlast.

Een rotor zonder flybar ('flybarless') is ook mogelijk. De constructie van de rotorkop is dan eenvoudiger en meer zoals bij een echte helikopter. De stabilisatie wordt in dit geval door een flybarless-module verzorgd. Deze vervangt de gyroscoop voor de staartrotor en bevat 2 extra gyroscopen (in totaal dus 3 gyroscopen voor 3 bewegingsrichtingen: yaw, nick en roll).

De voordelen van flybarless zijn: mechanisch eenvoudiger (daardoor ook minder schade bij een crash) en een superieure stabiliteit. De nadelen zijn: hogere aanschafprijs, hogere eisen aan de snelheid, stelkracht en slijtagebestendigheid van de servo's (daardoor ook hogere eisen aan het BEC) en meer complexiteit bij het afstellen van de helikopter.

Governor (alleen CCP-helikopters)

Een 'governor' is een functie van de motorregelaar of een aparte unit die het toerental van de rotor op een constante ingestelde waarde houdt. Dat is erg prettig omdat het lastig is om op de zender de curven voor de pitch en het motorvermogen zo in te stellen dat het toerental bij veranderende pitch gelijk blijft. Een constant en voldoende hoog toerental draagt in hoge mate bij aan een stabiel en rustig vlieggedrag.

Materialen

De duurdere kwaliteitshelikopters zijn grotendeels geconstrueerd uit aluminium en koolstofcomposiet ('koolstof'). Het mechaniek loopt dan erg zuiver en is bestand tegen de grote belastingen van het ruigere vliegwerk. Voor een beginner is dit niet nodig en voldoen goedkopere kunststof onderdelen (waar mogelijk) ook wel. Een uitzondering is wellicht het frame: bij een crash is een kunststof of aluminium frame sneller ontzet of beschadigd dan een koolstof frame.

Canopy of romp?

Kleed je helikopter in het begin niet aan met een fraaie romp. Je zult in het begin wel eens crashen en daar wordt een romp doorgaans niet mooier van. Houd het voorlopig bij een simpel neuskapje ('canopy').

Fabrieksklaar model of kit?

De meeste kleine helikopters worden kant-en-klaar gemonteerd geleverd, terwijl de grotere modellen meestal kits zijn. Het voordeel van een kit is, dat je meteen ook leert hoe je helikopter in elkaar zit en je in eigen hand hebt dat de boutjes van critische onderdelen met borgmiddel worden gezekerd tegen lostrillen.

Als je een kit kiest, is het handig als er ook geschikte servo's, een geschikte motor en motorregelaar en een gyroscoop bij zijn inbegrepen.

Koop nooit een helikopter waarvoor losse onderdelen niet of niet gemakkelijk verkrijgbaar zijn.

Stappen in het leerproces

Leren vliegen met een modelhelikopter kun je het best samen met een instructeur doen. Het leerproces bestaat uit de volgende stappen:

  1. Controle van de luchtwaardigheid van de helikopter, door de instructeur.
  2. Invliegen en trimmen van de helikopter door de instructeur.
  3. Loskomen van de grond en op 10 tot 30 cm hoogte hoveren met de staart naar je toe. Voor de wat grotere helikopters is een oefenlandingsgestel aan te bevelen.
  4. Hoveren op ooghoogte (zonder oefenlandingsgestel), met de staart naar je toe.
  5. Hoveren op ooghoogte en de staart tot maximaal 90° linksom en rechtsom draaien.
  6. Langzaam op ooghoogte een stukje zijwaarts/vooruit/achteruit vliegen, met de staart naar je toe.
  7. Langzaam op ooghoogte een liggende 8 voor je vliegen, met de staart min of meer naar je toe.
  8. Langzaam op ooghoogte een cirkel rond jezelf vliegen, linksom en rechtsom, met de staart tegengesteld aan de vliegrichting (ofwel gewoon vooruit vliegen).
  9. Langzaam op ooghoogte een liggende 8 voor je vliegen, met de staart tegengesteld aan de vliegrichting (vooruit vliegen).
  10. Hoveren op grotere hoogte (5 tot 20 m), steeds met een langzame voorwaartse daalvlucht langszij terug naar ooghoogte.
  11. Brevetprogramma oefenen en brevet halen.
  12. Rechthoekig circuit voor je vliegen op 10 tot 20 m hoogte, linksom en rechtsom.
  13. Hoveren op grotere hoogte (ca. 20 m), met de neus volledig naar je toe ('nose in').