เครื่อง auto-gyro ที่จะบินได้ดีนั้น ต้องมี disc loading ต่ำ ๆ ครับ ยิ่งต่ำเท่าไรยิ่งดี ต่ำกว่าเครื่องบินประเภท slowfly เสียอีก disc loading ที่เหมาะสมไม่ควรเกิน 5 ออนซ์ต่อตารางฟุต ยิ่งถ้าทำได้ 2 – 3 ออนซ์ต่อตารางฟุตยิ่งเยี่ยมครับ นอกจากนี้ยังต้องการแรงขับเคลื่อนสูงกว่าเครื่องบินทั่วไปครับ คือต้องมีแรงขับต่อน้ำหนักตั้งแต่ 0.5 ถึง 0.75 เท่าขึ้นไป เช่น ถ้าน้ำหนักพร้อมบิน 200 กรัม แรงขับจากใบพัดต้องสูงประมาณ 100 ถึง 150 กรัม ครับ ดังนั้น การเซตระบบขับเคลื่อน จึงต้องใช้มอเตอร์ทดเฟืองอัตราทดสูง ๆ และใช้ใบพัดใหญ่ ๆ เพื่อให้แรงขับสูงครับ

แกนโรเตอร์ใบพัดใหญ่อยู่สูงกว่าปีกเครื่องบินทั่วๆ ไป คือสูงเท่ากับความยาวส่วนหัว ดังนั้น การติดตั้งมอเตอร์ใบพัดจึงต้องมีมุมกดหรือ down thrust ค่อนข้างมาก คือ 5 องศาขึ้นไปครับ

การทำงานของ auto-gyro สำหรับใบพัดใหญ่ด้านบนนั้น ทำงานด้วยแรงลมที่ผ่านจากด้านใต้ของใบพัดขึ้นไปด้านบน จึงต้องทำมุมแหงนของโรเตอร์หรือ incident สูงประมาณ 10-15 องศา เพื่อให้สามารถรับลมจากด้านล่างได้เต็มที่ครับ

ลำตัวส่วนหลังมีความยาวประมาณ 2 เท่าของความยาวส่วนหัว พื้นที่แพนหางดิ่งประมาณ 3 เปอร์เซ็นต์ของพื้นที่โรเตอร์ใบพัดใหญ่ ส่วนแพนหางระดับมีพื้นที่ประมาณ 6 เปอร์เซ็นต์ ครับ

การคำนวณพื้นที่ของโรเตอร์ใบพัดใหญ่ คำนวณจากสูตรหาพื้นที่วงกลม คือ pi(r squared) หรือ 3.1416 x ความยาวรัศมีของโรเตอร์ ยกกำลังสอง

วิธีแรกคือควบคุมโรเตอร์ใบพัดใหญ่โดยตรงที่เรียกว่า direct rotor control คือใช้เซอร์โวบังคับให้โรเตอร์กดลงหรือแหงนขึ้น จะทำให้เครื่องดำดิ่งหรือเงยขึ้น และบังคับให้โรเตอร์เอียงไปด้านซ้ายและด้านขวาจะทำให้เครื่องเลี้ยวซ้ายและเลี้ยวขวา

วิธีที่สองคือควบคุมหางเสือที่แพนหางดิ่ง และควบคุม elevator ที่แพนหางระดับ เหมือนการควบคุมเครื่องบินทั่วไป

การควบคุมแบบ direct rotor control มีข้อดีคือสามารถควบคุมได้อย่างมีประสิทธิภาพทุกระดับความเร็ว ส่วนการควบคุมแพนหางสามารถสร้างกลไกควบคุมได้ง่าย แต่จะควบคุมได้ไม่ดีนักในความเร็วต่ำ

การสร้างเครื่อง auto-gyro ลำนี้ เป็นลำแรกที่ผมทดลองสร้างครับ จึงทำเป็นลำตัวแบบ stick ทั้งหมด เพื่อให้สามารถสร้างง่าย น้ำหนักเบา ปรับแต่งง่าย วางอุปกรณ์ง่าย

สำหรับลำตัวแท่งไม้ ผมใช้ของเครื่องบินรุ่นที่ 12 BLT380 ครับ เอามาถอดกล่องรับปีกออก สำหรับหาง และกลไกมอเตอร์จิ๋วกับวิทยุกระป๋อง ก็เป็นของเดิมที่ใช้กับ BLT 380 ครับ

สำหรับโรเตอร์และใบพัดใหญ่ ผมทดลองใช้โฟมอัดขนาด 5 มิลลิเมตร ขนาดกว้าง 1.5 นิ้ว ยาว 28 นิ้ว สองชิ้น มาขัดเป็นรูปแพนอากาศแบบ clarkY แล้วเชื่อมกันตรงกลางด้วยกาว หุ้ม OPP เทปเพื่อให้อากาศไหลได้ดี ก็จะได้ใบพัดแบบ 4 ใบครับ เหตุที่ผมทำวิธีนี้เพราะง่ายดีกว่าการทำใบพัดสามใบ ตรงแกนหมุนทำจากหลอดก้านเสียบลูกโป่งใส่ลูกปืนหัวท้ายครับ

ใช้กระดาษทรายขัดแป๊บเดียวก็เป็นรูปเป็นร่างครับ

สำหรับขารับแกนโรเตอร์ผมใช้ไม้อัดขนาด 2 มิลลิเมตรมาประกอบเป็นกล่องแล้วดามด้วยไม้บัลซ่าแท่งขนาด 5x5 มิลลิเมตร ทั้งสองด้านเพื่อให้แข็งแรง อย่าลืมเวลาติดตั้งต้องทำมุม 110 องศาจากลำตัวด้วยครับ ส่วนเหล็กแกนโรเตอร์ผมใช้แกนเฟืองของรถกระป๋องครับ ทดลองสวมใบพัดลงไปดูจะหมุนได้คล่องครับ

โรเตอร์จะหมุนในทิศทางทวนเข็มนาฬิกานะครับ

สำหรับโรเตอร์ใบพัดที่ผมทำด้วยโฟมอัดนี้ เป็นการทดลองดูว่าพอจะบินได้หรือไม่ และเพื่อลดน้ำหนักให้เบาที่สุด เมื่อทดลองบินได้สำเร็จแล้ว(หรือไม่สำเร็จก็ตาม) ผมจะทำใบพัดใหม่ด้วยไม้บัลซ่าครับ โดยอาจจะลดจำนวนใบเหลือ 3 ใบ

เพื่อให้น้ำหนักเบาที่สุดเท่าที่จะทำได้ ผมจึงไม่ใส่ขาล้อ ส่วนวงจรภาครับ ก็เพียงแต่หุ้ม OPP เทปเข้ากับลำตัว ระบบการควบคุมผมควบคุมที่หางเสือด้วยมอเตอร์จิ๋วดึงเส้นด้ายแบบ pull-pull ครับ

ระบบขับเคลื่อนใช้มอเตอร์ฟอลคอนทดเฟืองขนาด 40 ต่อ 8 กับใบพัด GWS 1080 ขนาด 10x8 นิ้ว ควบคุมด้วยรีเลย์ ถ่าน NimH 600 mAH 6 ก้อน ให้แรงขับประมาณ 150 กรัม ในขณะที่น้ำหนักพร้อมบิน เพียง 180 กรัม เท่านั้นครับ คาดว่าแม้จะเปลี่ยนโรเตอร์ใบพัดเป็นไม้บัลซ่า ก็น่าจะหนักไม่เกิน 220 กรัม ซึ่งระบบขับเคลื่อนชุดนี้สามารถรับภาระไหวครับ

การหา CG ทำโดย หาเชือกมาผูกตรงกลางโรเตอร์ห้อยเครื่องไว้ หาก CG ถูกต้องส่วนหัวจะต้องห้อยต่ำลงประมาณ 5 ถึง 10 องศา ครับ

สร้างเสร็จแล้วครับ แต่ยังไม่ได้ทดสอบบิน ถ่ายรูปไว้ก่อน เผื่อทดสอบแล้วจะไม่เหลือซาก

Disc loading ประมาณ 1.5 ออนซ์ต่อตารางฟุตเท่านั้นครับ ซึ่งน่าจะส่งผลให้บินได้ช้ามากมาก

ขอให้สนุกครับ

27 กรกฎาคม 2546

จากการทดสอบการหมุนของโรเตอร์ใบพัดใหญ่ 4 แฉกที่ทำจากโฟมอัด โดยทดสอบในอุโมงค์ลมคนยาก (คือ เอาพัดลมเป่า) และการทดสอบภาคสนาม โดยการถือเครื่อง วิ่งสวนกระแสลม พบว่า โรเตอร์โฟม หมุนได้ไม่ดีเลย เพราะน้ำหนักเบาเกินไป ทำให้ไม่มีแรงเฉื่อยเพียงพอในการเหวี่ยงใบพัดให้หมุนได้ตลอด หมุนแป๊บเดียวก็หยุด ทำให้ไม่มีแรงยกเพียงพอ ผมก็เลยสร้างโรเตอร์ขึ้นใหม่ทำด้วยไม้บัลซ่าหนา 5 มิลลิเมตร ครับ

ตัดให้ได้ขนาดกว้าง 1.5 นิ้ว ยาว 12 นิ้ว แล้วนำมากเหลาให้เป็นรูป airfoil ด้วยคัตเตอร์ จากนั้นขัดด้วยกระดาษทราย

แกนกลางโรเตอร์ (Rotor Hub) ทำด้วยไม้ฉลุที่เด็กใช้ทำการฝีมือ จะได้แข็ง ๆ หน่อย ตัดเป็นรูปตัว Y ทำมุมข้างละ 120 องศา แล้วเอากาวทาใบพัดกับโรเตอร์ฮับ ส่วนแกนกลางที่เป็นจุดหมุนใช้หลอดลูกโป่งใส่ลูกปืนหัวท้ายจะได้หมุนคล่อง

แล้วหุ้มด้วย OPP เทป จะได้ลื่น ๆ หน่อย

เสร็จแล้วต้องบาลานซ์ใบพัดให้สมดุล โดยนำมาหมุนกับแกน ใบด้านไหนหนักก็ถ่วงอีกด้านหนึ่งด้วยการเอากระดาษกาวแปะ จนกว่าจะสมดุล หมุนแล้วไม่สั่นครับ

จากการทดสอบโรเตอร์ไม้บัลซ่ากับอุโมงค์ลม พบว่าหมุนได้คล่องดีมากครับ แรงเหวี่ยงที่เกิดจากน้ำหนักไม้ทำให้โรเตอร์หมุนได้สม่ำเสมอดี และเมื่อเอาไปทดสอบภาคสนามโดยถือเครื่องวิ่งเข้าหาลม พบว่าโรเตอร์หมุนเร็วมาก จนมีเสียงดัง หวือ หวือ เหมือนเสียงใบพัดเฮลิคอปเตอร์ พร้อมกับมีแรงยกดึงเครื่องขึ้นไปข้างบนแรงมาก แต่ผมไม่ได้ทดลองบิน เพราะวิ่งทดสอบอยู่บนถนนในหมู่บ้าน เดี๋ยวเกิดปล่อยเครื่องไปชนเสา หรือตัวบ้าน ใบพัดไม้ที่เสียเวลาทำคงหักแน่นอน เอาไว้หาสนามโล่ง ๆ ที่มีลมสักหน่อยจะเริ่มทดสอบการบินจริงจังครับ

การติดตั้งโรเตอร์ไม้บัลซ่ากับลำตัวครับ

ลักษณะการหมุนของโรเตอร์ครับ

ขอให้สนุกครับ

13 สิงหาคม 2546

KrapongGyro สร้างเสร็จตั้งนานแล้ว แต่ยังไม่มีเวลาไปทดสอบบินจริงจังสักทีเพราะงานรัดตัวมาก แต่พอดีเมื่อวันเสาร์ที่ 20 กันยายน 2546 ผมต้องไปสัมมนาที่โรงแรมคานารีย์เบย์ จังหวัดระยอง จึงเป็นโอกาสดีที่จะนำ KrapongGyro ไปทดสอบเสียด้วยเลย เพราะลมทะเลคงจะช่วยให้บินขึ้นได้ไม่ยาก

เมื่อไปถึงสัมมนาเรียบร้อยแล้วผมเดินออกไปด้านนอก ข้าง ๆ โรงแรมมีที่โล่งกว้างขวางพื้นเป็นทรายมีต้นไม้ขึ้นเล็กน้อย เหมาะแก่การใช้ทดสอบมาก แถมลมทะเลยังพัดได้แรงสม่ำเสมอดีทีเดียว

ผมเอา KrapongGyro มาทดสอบโดยใช้มือหมุนโรเตอร์เพื่อให้เข้าสู่การ auto rotation ก่อน โรเตอร์หมุนได้คล่องดีทีเดียว เสียงใบพัดตัดอากาศดังหวือ ๆ อย่างสม่ำเสมอพร้อมกับมีแรงยกสูงจนรู้สึกได้ ผมจึงเปิดมอเตอร์ใบพัดแล้วยกมือเงื้อไปด้านหลังเตรียมพุ่งออกไปข้างหน้าซึ่งหวังว่าน่าจะบินออกจากมือไปได้อย่างสง่างาม

ภาพก่อน take off ครับ

แต่พอผมพุ่งเครื่องออกไปทันทีที่เครื่องบินหลุดจากมือ ก็ได้ยินเสียงดังเปรี๊ยะ พร้อม ๆ กับ โรเตอร์และใบพัดใหญ่ แตกกระจายเป็นสองเสี่ยง เครื่อง KrapongGyro พุ่งหัวลงต่อหน้าห่างออกไปประมาณ 3 เมตร ผมเข้าไปสำรวจความเสียหาย พบว่าแกนกลางโรเตอร์(Rotor Hub)ซึ่งทำด้วยไม้ฉลุหักออกไปซีกหนึ่งทำให้ใบพัดหลุดกระเด็นออกมาหนึ่งใบ ส่วนใบที่เหลืออีกสองใบจึงขาดความสมดุลทำให้มีแรงเหวี่ยงหลุดออกไปจากแกนโรเตอร์ทำให้แกนโรเตอร์ที่ทำด้วยแกนล้อรถกระป๋องบิดงอเสียหายไปด้วย ลูกปืนก็หลุดกระเด็นออกมา นอกจากนี้ใบพัดที่หักยังปลิวไปฟันเส้นด้ายจากมอเตอร์จิ๋วที่โยงหางเสือขาดไปหนึ่งเส้น

First Flight is First Crash เก็บซากกลับไปวิเคราะห์

สภาพความเสียหายครับ

จากความเสียหายนี้เห็นได้ว่าต้องปรับปรุงแกนโรเตอร์ให้มีความแข็งแรงมากกว่านี้พอที่จะรองรับแรงเหวี่ยงและแรงยกตัวได้ ซึ่งทางเวปของฝรั่งแนะนำให้ทำโรเตอร์ฮับ (rotor Hub) ด้วยพลาสติกเหนียวพิเศษที่เรียกว่า Polypropylne แล้วประกบด้วยไม้อัดก่อนจะยึดติดกับใบพัด ซึ่งจะนอกจากจะได้โรเตอร์ที่แข็งแรงแล้ว ความยืดหยุ่นของ Polypropylne ยังช่วยให้ใบพัดสามารถขยับปรับมุมได้โดยอัตโนมัติช่วยในการบินให้มีเสถียรภาพขึ้นด้วย

ส่วนแกนโรเตอร์ที่ผมใช้แกนล้อรถกระป๋องขนาด 1/32 คงต้องเปลี่ยนให้มีความแข็งแรงมากขึ้นโดยขยับไปใช้แกนล้อรถกระป๋องพร้อมลูกปืนของรถขนาด 1/16 แทน ครับ

ขอให้สนุกครับ

25 กันยายน 2546

จากความล้มเหลวของโรเตอร์ฮับที่ทำด้วยไม้ฉลุ ผมจึงวางแผนจะทำโรเตอร์ตามแปลนของเวปในต่างประเทศครับ แปลนนี้ผมดาวน์โหลดไว้นานแล้ว แต่ยังไม่ได้ทำตามเพราะคิดว่าจะลองทำด้วยไม้ฉลุซึ่งหาได้ง่าย สร้างง่ายกว่าดูก่อน ในเมื่อทำไม่สำเร็จก็คงต้องทำตามแปลนของต่างประเทศละครับ

แปลนนี้เดิมในเวปของ autogyro.com แจกให้ดาวน์โหลดฟรี ๆ ผมจึงดาวน์โหลดเก็บไว้ แต่ตอนหลังลองเข้าไปดูในเวป autogyro.com อีกทีปรากฏว่าไม่มีแปลนแล้ว หากอยากจะได้ต้องเสียตังค์ซื้อ โชคดีที่โหลดเก็บไว้ก่อน

ปัญหาคือ จะหาพลาสติก Polypropylne ได้จากอะไรบ้าง ที่ถูก ๆ หาง่าย ๆ ?????

ขอให้สนุกครับ

25 กันยายน 2546