SMM-гироскопы Futaba для вертолетов

Вступление

Если вам нужен гироскоп, то в качестве одного из вариантов вы обязательно будете рассматривать продукцию фирмы Futaba. Эти гироскопы широко известны и зарекомендовали себя безупречным качеством работы. Целью данного обзора будет рассказать о тех моделях гироскопов, которые Futaba предлагает для радиоуправляемых вертолетов. Вам будет подробно рассказано о различиях всех известных на сегодняшний день моделей, чтобы в случае необходимости вы могли легко определиться с покупкой, не переплачивая лишних денег за ненужные функции.

В свое время на рынке появились пьезогироскопы, основанные на датчиках фирм Murata и Tokin, которые полностью вытеснили своих механических собратьев. Однако, при всех их неоспоримых достоинствах, всплыл один неприятный недостаток. Оказалось, что пьезодатчики имеют довольно большой температурный дрейф, который весьма заметен на моделях. Например, если гироскоп установлен на вертолете, то из-за нагрева датчика, хвостовая балка может начать потихоньку "уплывать" в сторону.

Естественно, что каждый раз подстраивать "нейтраль" гироскопа в зависимости от температуры воздуха очень неудобно. Поэтому, за исключением самых дешевых моделей, в пьезогироскопы стали встраивать датчики температуры и термокомпенсацию.

Со временем, появилось другое решение. Компания Silicon Sensing Systems разработала принципиально новые датчики, не подверженные влиянию температур. Фирма Futaba первой из производителей аппаратуры применила эти датчики в пьезогироскопе GY 501.

Поскольку успех GY501 был очень велик, Futaba сделала ставку на новые датчики и представила вниманию потребителя новое семейство SMM гироскопов. В настоящий момент, Futaba производит только SMM-гироскопы, которые пришли на смену всем предыдущим моделям.

Семейство вертолетных гироскопов Futaba состоит из следующих моделей: GY240, GY401, GY502 и GY601. Будем описывать модели, начиная от самой младшей и далее в порядке возрастания номера. В описании каждой следующей модели будем особенно выделять то, что отличает именно эту модель от всех предыдущих. Таким образом, каждый желающий сможет легко определить тот гироскоп, который по его соображениям в наибольшей степени отвечает требованиям цена/качество. Со своей стороны, постараемся быть как можно более объективным при оценке тех или иных свойств конкретных устройств.

Функции любого гироскопа можно условно разделить на две группы. К первой группе отнесем различные возможности по тонкой настройке, которые выполняются на земле. Ко второй группе - возможности по "удаленному" управлению гироскопом с передатчика.

Будем так же обращать внимание на исполнение устройства, габаритные размеры и вес. Итак, приступим…

Futaba GY 240

Позиционируется как гироскоп для начинающих, а так же для микромоделей. Обладает тем минимальным набором функций, которым вообще может обладать гироскоп с поддержкой режима удержания направления (Heading Hold, он же AVCS). Гироскоп выполнен в едином антистатическом, снижающем уровень помех корпусе, имеет всего один вход, подключающийся к каналу управления хвостом (rudder) и выход для машинки управления шагом хвостового ротора.

Гироскоп Futaba GY 240 имеет следующие возможности по настройке "на земле":

• Переключение режима работы гироскопа. Всего имеется два режима: режим удержания балки AVCS (в терминологии Futaba AVCS (Angular Vector Control System) - режим удержания балки) и стандартный режим, при котором гироскоп замедляет любые изменения курса.
• Реверс рулевой машинки. В зависимости направления вращения основного ротора, а также от способа присоединения тяги управления шагом хвостового ротора может потребоваться изменение направления работы рулевой машинки.
• Плавная настройка чувствительности. На корпусе имеется потенциометр, с помощью которого можно плавно регулировать чувствительность гироскопа.

Изменение настроек, а так же управление гироскопом в воздухе в модели Futaba GY 240 не предусмотрено. Фактически, устройство представляет собой гироскоп c функцией AVCS и ничего, кроме этого. С другой стороны, это устройство имеет самую низкую цену из всей линейки.

Это устройство можно посоветовать только в случае жесточайшей экономии денежных средств или массы т.к. при снятом корпусе вес гироскопа составит около 5-7 грамм. Вообще, малый вес и размер - несомненные достоинства всей линейки гироскопов Futaba. Во всех других случаях возникает вопрос: а почему бы не обратить внимание на более совершенные модели?

Futaba GY 401

Как и предыдущая модель, гироскоп Futaba GY 401 выполнен в едином антистатическом, снижающем уровень помех корпусе. Эта модель более совершенна, она, в отличие от Futaba GY 240, имеет дополнительный канал регулировки чувствительности и переключения режима.

Остановимся на основных отличиях этой модели от предыдущей.

Новые возможности по наземной регулировке:

• Среди новых возможностей стоит отметить поддержку цифровых машинок. Специальный переключатель предназначен для переключения гироскопа в режим работы с цифровой машинкой. Цифровая машинка управляется импульсами повышенной частоты, что значительно улучшает ее характеристики. Внимание, при работе с обычной машинкой необходимо устанавливать этот переключатель в положение OFF! Иначе машинка может просто выйти из строя.
• Еще одна новая функция - возможность плавного регулирования задержки управления машинкой. Плавно изменяя величину задержки можно добиться устранения автоколебаний, возникающих вследствие низкого быстродействия обычной сервомашинки или инерционности системы. При работе с высокоскоростной цифровой машинкой величину задержки рекомендуется устанавливать на минимум.
• Появилась возможность плавно регулировать расход машинки управления шагом хвостового ротора. Настройка хода предназначена для устранения блокировки машинки в крайних положениях, приводящей к ее перегрузке. На некоторых моделях вертолетов, особенно копиях, иногда бывает тяжело отрегулировать ход тяги традиционным "механическим" способом. При использовании цифровой машинки, в случае ее блокировки при отклонении на недопустимый угол, начинает потребляться большой ток и нагрузка на редуктор машинки возрастает настолько, что машинка может сломаться. Блокировка опасна и для обычных машинок, она так же отрицательно влияет на привод управления шагом в целом. С помощью этой настройки можно легко уменьшить допустимый угол отклонения машинки. Во время работы гироскопа привод будет работать только в разрешенном диапазоне углов, что исключит блокировку.

Возможности по удаленному управлению устройством:

• В отличие от младшей модели, Futaba GY401 имеет специальный канал для управления чувствительностью. С помощью этого же канала осуществляется переключение между "стандартным" и AVCS режимами. Как же это делается? Если сигнал в канале управления гироскопом отличается от нейтрального положения в большую сторону (ручка вверх или вправо), то гироскоп переходит в режим AVCS. При отклонении в меньшую сторону (ручка вниз или влево) гироскоп переводится в нормальный режим. Чем больше управляющий сигнал отличается от нейтрального значения, тем выше становится чувствительность гироскопа. Эта функция, однако, подразумевает наличие отдельного канала управления гироскопом на аппаратуре. Механический переключатель режима и потенциометр настройки чувствительности на корпусе гироскопа отсутствуют. Но пусть это вас не пугает: в настоящее время все современные специализированные модели "вертолетных" аппаратур имеют по 6 и более каналов, так что трудностей с выделением канала для управления гироскопом обычно не возникает.

Так как сложность устройства возросла, пользователю во время настройки необходимо знать, в каком режиме в данный момент работает устройство. Информация выводится на обычный светодиод, который мигает с разной частотой. Все возможные варианты кодовых сигналов перечислены в документации.

Futaba GY 401 обычно поставляется в комплекте с цифровой машинкой S9253, которая позволяет максимально реализовать его возможности, благодаря высокой скорости отработки сигнала.

Прекрасный гироскоп без сложных настроек, небольшого размера и с прекрасной производительностью. Не очень высокая цена так же повышает привлекательность данного устройства для потребителя. Эта модель предоставляет пользователю необходимый и, в большинстве случаев, достаточный уровень сервиса, который обычно требуется от подобного устройства. Данную модель гироскопа производитель рекомендует в основном для моделей 30-го класса, но не запрещает для использования в 60-ом классе. На международных соревнованиях F3С нередко можно встретить пилотов, занявших высокие места, используя эти гироскопы на своих спортивных моделях.

Futaba GY 502

Эта модель позиционируется как гироскоп для моделей вертолетов 30-го и 60-го класса. Несомненно, Futaba GY 502 представляет интерес с точки зрения покупки гироскопа, что называется "на вырост". Эта модель так же понравится тем пользователям, которые ценят комфорт и удобство работы.

Первое, что бросается в глаза при взгляде на эту модель - это ее исполнение. Датчик и контроллер, который в терминологии Futaba называется усилителем, находятся в разных корпусах. Насколько это удобно, каждый волен решать сам. Я же, со своей стороны, приведу доводы за и против подобной компоновки устройства.

Итак, "ЗА":

• Малые габариты датчика позволяют легко поместить его на модели вертолета в наиболее оптимальном месте. Сам же датчик имеет малый вес по сравнению с общим весом устройства.
• Отсутствие отверстий в корпусе датчика позволяет поставить его даже в те места, где оседает много масла.
• Контроллер можно разместить там, где это наиболее удобно для пользователя, а так же в лучшем месте с точки зрения центровки.

"ПРОТИВ":

• Futaba GY 502 весит несколько больше, чем младшие модели: 34 г - контроллер + 25 г - датчик против 25 г у Futaba GY 240 и 27 г у Futaba GY 401. Однако это не те величины, которые, на мой взгляд, стоит принимать во внимание, особенно при использовании на модели 30-го или 60-го класса. Тем не менее, повышенный вес и размеры этой модели гироскопа исключает его применение в микромоделях.
• Болтающиеся провода всегда рискуют попасть в движущиеся части. Это не столько недостаток схемы, сколько предостережение. Всегда надежно закрепляйте все провода и проверяйте надежность соединения всех разъемов!

Какие же новые функции предлагаются пользователям этой модели?

Первое, что обращает на себя внимание - это наличие дисплея на корпусе контроллера. Он предназначен для наглядного, в отличие от предыдущей модели, отображения информации о режиме работы гироскопа, а так же об установленных в данный момент настройках, что является новшеством по сравнению с младшими моделями. По сравнению с "морзянкой" Futaba GY 401, это безусловно шаг вперед. Не скажу, что наличие дисплея в гироскопе необходимо, но это чрезвычайно удобно.

По словам производителя, в Futaba GY 502 применяется новая патентованная защита от вибрации и компенсация температурного дрейфа. Насколько они "революционны", и в чем, собственно, они заключаются, Futaba умалчивает. Однако, есть одна особенность. В придачу к гироскопу прилагается небольшая пластинка - экран, которую необходимо подкладывать под датчик. То есть, согласно документации, необходимо соорудить такой "бутерброд": рама -> липучка -> экран -> липучка -> датчик. Не секрет, что карбоновая рама - источник дополнительных помех для гироскопа, поэтому Futaba рекомендует в этом случае использовать данный экран. Я же советую применять его в любом случае. Поверьте, от этого станет только лучше.

Новые "наземные" возможности по сравнению с Futaba GY 240/401:

• Futaba GY 502 имеет встроенный индикатор напряжения борта, что позволяет отказаться от дополнительного устройства - индикатора заряда батарей. "По умолчанию" такое устройство занимает свободный разъем приемника, а он не всегда имеется в наличии. Кроме указания значения текущего напряжения, Futaba GY 502 так же подает сигнал "Low Batt" при достижении значения 3.8В. Избавившись от индикатора заряда, как отдельного устройства, мы экономим до 20 грамм, которые "потеряли" при использовании этой модели по сравнению с Futaba GY 401.
• Имеется возможность настраивать чувствительность "на земле" отдельно для режимов NOR и AVC в отличие от 240-ой модели, которая имеет лишь общую регулировку чувствительности. Futaba GY 502 поддерживает как передатчики, которые не имеют канала для управления гироскопом аналогично модели GY 240, так и удаленное управление, аналогично Futaba GY 401.
• Новая возможность - настройка чувствительности ручки. Можно, как уменьшать чувствительность до 10 процентов, так и увеличивать ее до 250%. Имеется возможность настройки этого параметра отдельно для обоих режимов - "обычного" и AVCS. Рекомендуется соблюдать осторожность при программировании этой функции.
• Появилась возможность настраивать задержки реакции при работе rudder'ом отдельно при отклонении вправо и влево, а так же отдельно при возврате в сторону нейтрального положения отдельно слева и справа. Средство от "дрожания рук".
• Возможность полноценной настройки величины хода рулевой машинки. Имеется возможность настраивать ход в обе стороны по отдельности, а не "общий ход" как в модели Futaba GY 401.

Новые возможности по удаленному управлению устройством по сравнению с Futaba GY 401:

• В целом, управление чувствительностью с передатчика происходит так же, как и в Futaba GY 401, однако имеют место некоторые отличия. В основном, они связаны с тем, что режим работы гироскопа может быть задан как с передатчика (при установленном режиме CМТ аналогично 401 модели), так и вручную (в случае установки режима NOR или AVC) при отсутствии канала управления чувствительностью. Подробно о взаимосвязи режимов гироскопа от настроек передатчиков, а так же примеры настройки различных передатчиков можно прочесть в инструкции.
• Futaba GY 502 имеет упрощенную настройку при управлении от дискретного канала. Для обоих положений тумблера, управляющего этим каналом, можно заранее задать чувствительность гироскопа и его режим.. Эта функция предназначена для тех моделей передатчиков, у которых нельзя настроить точное значение выходного сигнала в каждом положении. Однако, следует заметить, что для современных аппаратур эта функция не столь актуальна.

Справедливости ради, необходимо заметить, что реально заметное влияние этих дополнительных возможностей по сравнению с Futaba GY 401 удастся оценить только на моделях 60-го класса т.к. Futaba GY 401 справляется со своей работой в 30-ом классе просто идеально.

Теперь несколько слов об инструкции. Гироскоп Futaba GY 502 поставляется с исчерпывающей инструкцией пользователя, оформленной в виде небольшой книжки. В ней подробно изложено назначение всех функций и режимов гироскопа, содержится подробная инструкция по установке, настройке гироскопа на земле и в полете, а так же примеры настройки различных моделей передатчиков. В общем, инструкция производит приятное впечатление, по сравнению с руководствами от 240-ой и 401-ой моделей.

Гироскоп обычно поставляется с цифровой машинкой Futaba S9253, аналогично 401-ой модели. Следовательно, можно прикинуть "сколько стоит" комфорт 502 модели, по сравнению с 401-ой. Много это или мало, каждый решает сам. Конечно, можно долго спорить о необходимости той или иной функции, но лично я считаю, что комфорт - не самый последний параметр. В конце концов, модель вертолета в целом должна доставлять удовольствие ее владельцу.

Futaba GY 601

Флагман гироскопостроения от Futaba. В основном, гироскоп аналогичен 502-ой модели, за исключением того, что он работает почти в 2 раза быстрее, чем предыдущая модель.

Основным отличием является использование новой цифровой машинки Futaba S9251 в алюминиевом корпусе для лучшей теплоотдачи. Эта машинка действительно имеет выдающиеся параметры: при напряжении 4.8В быстродействие машинки составляет 0.07 сек. на 60 градусов и момент составляет 3.7 Кг/см. Она разработана специально для этой модели гироскопа и в настоящее время может быть использована ТОЛЬКО с ним.

В связи с этим, имеется отличие в настройках этой модели гироскопа и Futaba GY 502. Гироскоп имеет вместо настройки типа рулевой машинки настройку режима полета. Всего имеется два режима: F3C и 3D. Отличие состоит в том, что в первом случае подчеркиваются стабилизирующие свойства гироскопа точность позиционирования и удержания балки, а во втором, предпочтение отдается контролю над исполнением пируэтов, чтобы они выполнялись пропорционально отклонению ручки при режимах полета, свойственных 3D.

Настройки типа машинки аналогично моделям Futaba GY 401 и Futaba GY 502 не предусмотрено, и вообще, в настоящее время устройство НЕ поддерживает других сервоприводов, кроме Futaba S9251. Предполагается, что раз Пилот (с большой буквы) купил этот аппарат, он не будет размениваться на "несерьезные машинки".

Гироскоп Futaba GY 601 позиционируется как прибор для профессионалов, спортсменов F3C, а так же пилотов, занимающихся экстремальным 3D пилотажем.

Аппарат довольно дорог, но в настоящее время он, несомненно, является одним из лучших на рынке.

Заключение

В заключение данного обзора хочется подвести некоторый итог. Я, конечно, не могу претендовать на истину, но, на мой взгляд, ситуация с гироскопами Futaba такова:

Futaba GY 240 - бюджетный вариант. Например, для вертолета с фиксированным шагом, и при отсутствии у передатчика дополнительных каналов для управления чувствительностью. Для небольших вертолетов, некоторых электричек.

Futaba GY 401 - вариант для большинства пилотов. Прекрасно подходит для моделей как 30-го так и 60-го класса. Предполагает (!) наличие дополнительного канала для управления чувствительностью. Сердито. Дешево? Возможно… Кому как. Во всяком случае, цена соответствует качеству.

Futaba GY 502 - имеет смысл покупать это устройство сразу по нескольким причинам. Во-первых, пользоваться 502-ой моделью гораздо удобнее, чем 401-ой, она предоставляет определенную гибкость за счет большого количества дополнительных параметров. Во-вторых, в случае перехода в другой класс, ваш гироскоп уже будет отвечать всем требованиям и, вероятно, более чем. Необходимо так же отметить некоторую сложность этой модели по сравнению с Futaba GY 240 и Futaba GY 401, ее можно порекомендовать пилотам, уже имеющим определенный опыт. Резюме: для ценителей комфорта, на модель 60-го класса, а так же людей "с планами на будущее".

Futaba GY 601 - hi-end устройство. Для профессионала, которому необходимо иметь полный контроль над хвостом в любой ситуации и на любой скорости, и, конечно, на модели большого размера.

Основные параметры моделей можно свести в следующую таблицу:

Удачных полетов!