Сергей Дмитриевич Клементьев
Управление моделями по радио
*** 1957 ***
От нас: 500 радиоспектаклей (и учебники)
на SD‑карте 64(128)GB — ГДЕ?..
Baшa помощь проекту:
занести копеечку — КУДА?..
|
Книга С. Клементьева «Управление моделями по радио» предназначена для читателей, знакомых с элементарной радиотехникой. Аппаратура управления моделями по радио, данные которой приведены в книге, была испытана и проверена при участии юных моделистов. С. Клементьев умер в 1956 году. Поэтому в книге не нашли отражения некоторые новейшие успехи советских моделистов. Однако издательство надеется, что и в таком виде книга поможет юным моделистам-радиотехникам в их творческой работе по созданию оригинальных моделей, управляемых по радио. НАУЧНЫЙ РЕДАКТОР инженер Л. Я. ГАЛЬПЕРШТЕЙН Управление на расстоянии различными машинами и аппаратами — телемеханика — находит все более широкое применение в технике. Так, например, в нашей стране и в некоторых других странах многие электростанции, объединенные в общие энергетические системы, управляются на расстоянии из диспетчерских пунктов. Каждая из таких электростанций может, конечно, работать и самостоятельно. Но гораздо экономичнее, выгоднее, когда несколько станций работает совместно, коллективно на одну общую электрическую сеть. При этом они помогают друг другу в часы наибольшей нагрузки. Кроме того, если одна станция будет остановлена на ремонт, другие заменят ее. Расстояния между диспетчерским пунктом и электростанциями часто достигают сотен километров, но, несмотря на это, станции работают четко и согласованно, подчиняясь сигналам, которые посылает дежурный диспетчер с пункта управления. Представьте себе, что вы находитесь в помещении диспетчерского пункта энергосистемы. Вдоль стен — щиты с измерительными приборами. На щитах — условные знаки, обозначающие машины и аппараты на управляемых станциях. Генераторы, вырабатывающие электроэнергию, изображены в виде цветных кружков, высоковольтные выключатели — в виде квадратов, а провода, по которым идет электрический ток, — в виде длинных полос. Эти знаки дают отчетливое представление о работе всех станций. Вот диспетчер (рис. 1) нажимает кнопку с надписью «Пуск». Тотчас же начинает работать телемеханическая передающая установка, и на пульте управления появляется зеленый мигающий свет сигнальной лампы. Это значит, что автоматы приняли команду диспетчера и подготовляют станцию к работе. На управляемой электростанции автоматически открываются вентили, впускающие воду, раскрываются лопасти направляющих аппаратов гидротурбин и т. д. Через полминуты зеленый огонек исчезает. Это значит, что подготовка станции к пуску завершена. И почта тотчас же на пульте управления вспыхивает красный сигнал. Это сообщение о том, что приказ диспетчера выполнен — станция работает и автоматически включилась в электрическую сеть. Дальнейшую работу всего сложного хозяйства станции контролируют автоматы. Люди приходят в машинный зал управляемой на расстоянии станции только в дни профилактических осмотров и ремонтов. Автоматы поддерживают правильный режим работы гидроагрегатов: они сами, когда это необходимо, смазывают подшипники, включают и выключают насосы, подающие воду, сжатый воздух. Десятки сложных автоматических приборов и аппаратов защищают оборудование от опасных перегрузок, контролируют температуру подшипников машин, исправность электрогенераторов, напряжение, число оборотов, уровень и давление воды... При любой неполадке со станции автоматически посылается тревожный сигнал: на щите диспетчера вспыхивает контрольная лампочка. Диспетчер тотчас же отключает поврежденный участок станции и вводит в действие резервный. Рис. 1. Схема управления гидроэлектрическими и насосными станциями канала имени Москвы: 1 — центральный диспетчерский пункт; Иваньковская ГЭС; 3, 4, 5, 6, 7 — насосные станции; 8 — Сходненская ГЭС; 9 — Карамышевская ГЭС; 10 — Перервинская ГЭС. На расстоянии управляют не только электростанциями, но и насосными станциями судоходных каналов, оросительными системами в сельском хозяйстве, компрессорными станциями, накачивающими горючий газ в газопроводы, установками, транспортирующими нефть по нефтепроводам на далекое расстояние, и многими другими агрегатами, машинами и механизмами. В перечисленных примерах управление на расстоянии может осуществляться и по проводным линиям и по радио. Если же необходимо управлять на расстоянии движущимися объектами (например, самолетами, судами и т. п.), применение проводных линий становится невозможным. Здесь годится только радио. Техника управления по радио позволяет делать «чудеса». Вот, например, одно из них — самолеты, управляемые на расстоянии по радио (рис. 2). Послушные воле человека, они при любой погоде делают разбег, набирают высоту, летят по заданному курсу, выполняют фигуры высшего пилотажа и приземляются в заданном месте. Такие самолеты могут оказывать ценную помощь человеку, например, при изучении стратосферы, при необходимости срочной пересылки грузов в малоизученные и опасные для полетов места, при испытании новых конструкций самолетов. Большую пользу человеку могут принести и морские суда, управляемые по радио. На таком судне при любом шторме можно, не рискуя жизнью людей, послать по заданному курсу срочный груз, провести спасательные операции и т. п. В настоящее время советские и зарубежные ученые разрабатывают управляемые по радио межпланетные ракеты, которые в недалеком будущем совершат полеты на Луну и ближайшие к нам планеты. Но и неподвижными объектами часто выгоднее бывает управлять по радио, а не по проводам. При этом эконо- Рис. 2. Управление самолетом по радио. мятся материалы, а строительство управляемых объектов облегчается. Техника управления по радио продолжает бурно развиваться и проникает во все отрасли народного хозяйства. Поэтому Коммунистическая партия и Советское правительство уделяют большое внимание вопросам развития телемеханики и автоматики. С каждым годом в нашей стране требуется все больше людей, способных разрабатывать и сгроить управляемые по радио машины и аппараты, налаживать их, ремонтировать, управлять их работой. Хорошей подготовкой к решению этой увлекательной задачи являются настойчивая учеба и работа по изготовлению управляемых по радио действующих моделей. Моделирование развивает у юных техников конструкторские навыки, знакомит с технической терминологией, учит правильному обращению с инструментами. Риг. 3. Модель П. Горынина и П. Величковского в полете. Особенно большую пользу приносит коллективная работа в кружках и лабораториях Дворцов пионеров или Станций юных техников. Здесь к услугам моделистов имеются необходимые инструменты, материалы и детали. Можно посоветоваться с товарищами по работе, с руководителем кружка или лаборатории, получить необходимые справочные пособия. Дружная коллективная работа по изготовлению модели дает возможность быстрее ее построить. В нашей стране юными моделистами достигнуты большие успехи. С каждым годом на соревнованиях по авиамодельному спорту появляется все больше летающих моделей, управляемых по радио. Периодически разыгрывается приз имени А. С. Попова и звание чемпиона СССР. В условия розыгрыша приза входят запуски на точность посадки в определенный промежуток времени и на выполнение сложных фигур пилотажа. В 1952 году приз имени А. С. Попова завоевал харьковский авиамоделист Л. Лосев. В 1953 году модель самолета П. Горынина с радиоаппаратурой П. Величковского (рис. 3) установила мировой рекорд, продержавшись в воздухе 1 ч. 34 м. 14 с. Это был двенадцатый мировой рекорд из числа установленных в 1953 году представителями «малой авиации» Советского Союза. В последние годы наши конструкторы моделей самолетов, управляемых по радио, добились новых успехов. Большие успехи достигнуты нашими юными морскими моделистами. Они строят модели парусных и паровых ко- раблей, теплоходов, электроходов, глиссеров, тральщиков, крейсеров и т. д. (рис. 4). На V Московских городских соревнованиях юных кораблестроителей в 1953 году всеобщее внимание привлекла модель большого морского корабля, управляемая по радио. Четкость ее работы была исключительно высока. Подчиняясь радиосигналам, посылаемым с берега, модель скользила вперед по поверхности пруда, поворачивала влево, вправо, проходила через узкие ворота и выполняла другие команды. В 1954 году на ежегодных Всесоюзных соревнованиях морских моделистов выступали двадцать две команды. Среди четырехсот моделей в соревнованиях участвовало более двадцати радиоуправляемых моделей. Первое место в соревнованиях заняла радиоуправляемая модель ледокола, построенная А. Цел овал ьниковым (Московская область) . Многие известные изобретатели, инженеры и научные работники, передовики производства вышли из рядов юных техников. В целеустремленном творческом труде, в настойчивом стремлении преодолевать трудности вырабатываются воля и характер будущего изобретателя и новатора техники, рождается повышенный интерес к техническим знаниям. Труд и искания юных техников проникнуты духом горячего патриотизма и желания принести пользу своему народу, своей великой Родине. Глава I КАК УПРАВЛЯЮТ МОДЕЛЯМИ ПО РАДИО Простейшая схема радиоуправления Она состоит из радиопередатчика и приемника сигналов, к которому подключено реле. В момент приема радиосигнала по обмотке реле проходит электрический ток, и якорь притягивается. Когда радиосигнал прекращается, тока в обмотке реле нет, сердечник реле размагничивается, и пружина оттягивает якорь. Передвигаясь, якорь реле соединяет или разъединяет между собой плоские металлические пружины. Тем самым замыкаются или размыкаются различные электрические цепи. Таким образом, можно на расстоянии включить электрическую лампочку, электрический звонок, пустить в ход электродвигатель и т. п. В схеме рис. 5 при действии радиосигнала контакты реле включают ток одновременно в цепь лампочки, звонка, электродвигателя. Но можно сделать так, чтобы от одного нажатия на ключ радиопередатчика зажглась лампочка, от другого — зазвонил звонок, а от третьего — начал вращаться электродвигатель. Для этого обычно используют особое устройство — шаговый искатель. Рис. 5. Простейшая схема передачи сигналов телеуправления по радио (батареи питания радиопередатчика и радиоприемника размещены внутри их кожухов). Схема радиоуправления с шаговым искателем Как видно из схемы радиоуправления, приведенной на рис. 6, шаговый искатель по своему устройству похож на реле. Он имеет электромагнит и якорь. На якоре укреплена небольшая изогнутая пластинка — собачка. Она заходит своим концом в одну из впадин храповика — зубчатого колесика с косыми зубьями. Храповик укреплен на тонкой стальной оси. На этой же оси насажена пружинящая металлическая пластинка, называемая контактной щеткой. Контактная щетка в момент покоя находится на одном из контактов, расположенных по дуге окружности. Эти контакты составляют так называемое контактное поле искателя. Когда электромагнит включается в цепь источника тока, его сердечник намагничивается и притягивает якорь. Преодолевая действие пружины, якорь поворачивается вокруг своей оси. Вместе с якорем поворачивается и укрепленная на нем собачка. При этом она своим концом нажимает на зуб храповика. От нажима собачки храповик поворачивается на угол, соответствующий одному зубцу. Так, например, если храповое колесо имеет восемь зубцов, то при каждом включении тока оно поворачивается на угол, соответствующий 7в части окружности. Вместе с храповиком передвигается также насаженная с ним на общую ось контактная щетка. При каждом включении тока в обмотку катушки электромагнита контактная щетка перемещается на следующий контакт, делая один «шаг» по контактному полю. Отсюда и произошло название «шаговый искатель» (распределитель). Но вот радиосигнал закончился, и электромагнит перестал притягивать якорь. Тогда под действием пружины якорь возвращается на старое место. Вместе с якорем возвращается и собачка, западая в следующую впадину храпового колеса. Еще один радиосигнал — и собачка вновь поворачивает храповое колесо на один зубец. Сколько будет сигналов, столько раз притянется якорь электромагнита искателя. При этом с каждым сигналом щетка будет переходить на следующий контакт. При одном радиосигнале (при одном нажатии ключа радиопередатчика) щетка искателя передвинется с нулевого на первый контакт и включит одну цепь исполнения, например, электрический звонок. При двух последовательно переданных сигналах щетка перейдет на второй контакт и включит другую цепь исполнения — лампочку, при трех — электродвигатель и т. д. Обойдя последовательно, один за другим, все электрические контакты, щетка вернется на нулевой контакт, с которого она начала свое движение. Схема рис. 6 не позволяет включать ту или иную исполнительную цепь без того, чтобы не включались другие цепи. Предположим, что нам надо включить только электродвигатель, а лампочку и электрический звонок включать не нужно. Как видно из схемы рис. 6, электродвигатель присоединен к третьему контакту искателя. Даем по радио три сигнала, нажимая на антенна антенна ключ передатчика три раза. Рис. 6. Cxeма телеуправления с шаговым распределением для поочередного выбора цепей исполнения. При первом сигнале щетка искателя включит звонок, при втором — лампочку и только при третьем пустит в ход электродвигатель. Как же избавиться от срабатывания в момент передачи сигналов ненужных нам исполнительных устройств и включить только ту электрическую цепь, которую мы выбираем? Эту задачу можно решить с помощью реле замедленного действия. Схема радиоуправления с шаговым распределителем и реле замедленного действия В схеме радиоуправления, показанной на рис. 7, применено особое реле. Оно должно при включении тока в обмотку катушки быстро притягивать свой якорь, а при отключении — отпускать его медленно. О том, какими способами этого можно достигнуть, рассказывается на стр. 136—146. При получении радиосигнала замедленное реле срабатывает быстро и сразу же разрывает цепь питания исполнительных устройств. Но реле вновь замыкает эту цепь не по окончании сигнала, а только спустя некоторое время. Предположим, что нам нужно включить электродвигатель. Тогда мы даем три коротких радиосигнала, троекратно нажимая ключ передатчика. При этом три раза срабатывает приемное реле и замыкает свои контакты, включая ток в цепь электромагнита шагового распределителя и в цепь параллельно соединенного с ним замедленного реле. Электромагнит распределителя сработает три раза, притягивая, а затем отпуская свой якорь. В результате контактная щетка распределителя перейдет с нулевого на третий контакт. При первом радиосигнале одновременно с электромагнитом распределителя срабатывает и замедленное реле, разрывая цепь питания исполнительных устройств. Но не успеет оно вновь замкнуть эту цепь, как поступает второй сигнал, затем — третий. Таким образом, цепь питания исполнительных устройств продолжает оставаться разомкнутой в течение всего времени передачи требуемой команды и вновь замыкается лишь через некоторое время после прекращения передачи радиосигналов. В результате электродвигатель будет включен без предварительного включения звонка и лампочки. Значит, схема, изображенная на рис. 7, уже вполне пригодна для управления по радио. KOHEЦ ФPAГMEHTA
|
