home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Internet Surfer 2.0 / Internet Surfer 2.0 (Wayzata Technology) (1996).iso / pc / textfile / faqs / rc_faq / part2 < prev   
Encoding:
Internet Message Format  |  1992-12-26  |  15.8 KB

  1. Xref: bloom-picayune.mit.edu rec.models.rc:11697 news.answers:4469
  2. Path: bloom-picayune.mit.edu!enterpoop.mit.edu!eff!sol.ctr.columbia.edu!usc!cs.utexas.edu!rutgers!cmcl2!arizona!cs.arizona.edu!sham
  3. From: sham@cs.arizona.edu
  4. Newsgroups: rec.models.rc,news.answers
  5. Subject: R/C Flying: FAQ Part 2 of 2/rec.models.rc
  6. Summary: A Beginner's Guide to Radio Controlled Flying
  7. Message-ID: <27675@optima.cs.arizona.edu>
  8. Date: 7 Dec 92 15:00:13 GMT
  9. Expires: 18 Jan 93 15:00:08 GMT
  10. References: <27674@optima.cs.arizona.edu>
  11. Sender: news@cs.arizona.edu
  12. Reply-To: shamim@cs.arizona.edu
  13. Followup-To: rec.models.rc
  14. Organization: Dept. of Computer Science, University of Arizona
  15. Lines: 305
  16. Approved: news-answers-request@MIT.Edu
  17. Supersedes: <26084@optima.cs.arizona.edu>
  18.  
  19. Archive-name: RC-flying-FAQ/part2
  20. Last-modified: May 13 1992
  21.  
  22. ============================== Part 2 ========================================
  23.  
  24.               ::::::  -- Powered (gas)  -- ::::::
  25.  
  26. Even though "wet" power is called "gas", it's not the same as car
  27. gasoline. Model fuel is usually a mixture of a lubricant (synthetic or
  28. castor oil), methanol and nitromethane. The power plants are usually
  29. called engines, as opposed to electrics, which use motors (see below).
  30. Engines are available in 2-stroke (louder, cheaper, and more powerful
  31. for the same displacement) and 4-stroke (a more scale sound, less
  32. vibration, but more expensive). Engine displacements are usually
  33. measured in cu. in. the US (A 60 engine = 10cc [actually 0.61 cu. in.]).
  34.  
  35. Compared to beginner's gliders, powered trainers are more difficult to
  36. master.  This means that everything about instructors and equipment
  37. checks goes DOUBLE for powered planes. There are many, many ways a
  38. beginner can make mistakes and destroy a model that he/she has spent
  39. alot of time and money on. With the typical powered trainer, going it
  40. alone is foolhardy and will likely end with a destroyed model and a
  41. very disappointed modeler.
  42.  
  43. If you can't find an expert that is willing to teach you, it is best to
  44. start with a 2-3 channel model with a long wingspan and alot of
  45. dihedral. The ideal thing to start with here would be a 2 channel
  46. glider. If you must start with a powered plane, a Sig Kadet is one of
  47. the more docile trainers.
  48.  
  49. If you have an instructor, but have not flown R/C before, you can start
  50. with something a bit more advanced. The Great Planes PT-20/40/60 series
  51. are good.  You can build these with ailerons, but due to their large
  52. dihedral, they can also be flown without ailerons. It won't hurt to
  53. have them built-in. Even though they will not be very effective, they
  54. will get you used to using them. Other recommended planes are the
  55. Midwest Aerostar and the Goldberg Eagle.
  56.  
  57. If you have an instructor, and have flown R/C gliders, you might want
  58. to start with something still more advanced, say a Great Planes Trainer
  59. 20/40/60 or the like. These have a fully symmetrical airfoil and less
  60. dihedral. They are capable of more in the way of aerobatics, but are
  61. trickier to fly due to higher speed and less stability.
  62.  
  63.  
  64.              ::::::  -- Electric Flight  -- ::::::
  65.  
  66. >I didn't know that you could put an electric motor and batteries
  67. >in an airplane.  Isn't that kind of heavy?
  68.  
  69. Modern NiCd batteries are pretty amazing.  You can charge them in 15
  70. minutes, take power out of them at up to 50 amps or so, and do it all day.
  71. That capability is what makes electric flight possible.  Electric power can
  72. be used for any kind of flying---gliders, aerobatics, even racing.  It's an
  73. excellent choice for sport flying.
  74.  
  75. >What are the advantages and disadvantages of electric flight
  76. >compared to wet power?
  77.  
  78. Electric power systems are heavier for a given power output.  This means
  79. that planes must be built lighter, which may be more challenging
  80. (especially for the beginner).  That's really the only significant
  81. disadvantage.  The big advantages are that electrics are quiet and clean.
  82.  
  83. To me, the biggest advantage of all is that electric flight is unusual and
  84. interesting.
  85.  
  86. >What is the best way to get started in electric flight?
  87.  
  88. That depends on what you want to do and where you're starting from.
  89.  
  90. If you've never flown RC before, and you want to start with an electric
  91. plane rather than a pure glider, I recommend an electric glider like the
  92. Airtronics Eclipse.  This will give you the best chance to stay ahead of
  93. the plane.  In the sport/trainer category, I hear a lot of good things
  94. about the Leisure Amptique.
  95.  
  96. If you know how to fly RC, you have a lot of choices.  The simplest and
  97. most available electric power systems use six or seven cells.  These are
  98. called "05" systems, and are very similar to the power system of an RC car.
  99. You can find all sorts of planes in kit or plan form which will work well
  100. with these systems.  Outstanding examples are the aforementioned Eclipse
  101. and Amptique, old timers such as the Leisure Playboy and Astro Viking, a
  102. variety of semi-scale kits from Davey Systems, all sorts of gliders, and
  103. the aerobatic ElectroStreak from Great Planes.  Any two-meter glider kit
  104. can be easily adapted to six or seven cell electric by a moderately
  105. competent builder.  Just stick a motor in the nose, battery under the wing,
  106. and go.
  107.  
  108. If you want more performance, good ground handling, or just like larger
  109. planes, there are larger power systems available, all the way up to systems
  110. which will handle a 60-sized power plane.  The cost and complexity, of
  111. course, go up with size.  Any reasonably well-designed power plane kit or
  112. plan can be adapted to an appropriately chosen electric power system.  The
  113. first step is to leave out half the wood---all power planes are grossly
  114. overdesigned.  Electric motors generate very little vibration, which helps
  115. you get away with lighter structures.
  116.  
  117. >What are the elements of an electric power system?
  118.  
  119. The power system includes a battery, a motor, a control, and wiring.  The
  120. battery is almost always made up of Sanyo NiCd cells in the appropriate
  121. number.  Motors vary from the simple, cheap "can" type (otherwise known as
  122. "540" or "550" style), through more sophisticated styles adapted from RC
  123. car motors, up to the cobalt powerhouses.
  124.  
  125. Controls can be a simple on-off switch controlled by a servo, a directly
  126. controlled on-off switch, or a proportional electronic control.
  127.  
  128. If you are going to fly a glider or old-timer type plane with less than a
  129. 500-watt motor, think seriously about getting battery packs made of Sanyo
  130. 900 SCR cells.  They are significantly lighter than the more usual 1200 mAH
  131. (sub-C) cells and give excellent performance.
  132.  
  133. >  What do the various letters used to refer to NiCd cells mean?
  134.  
  135. A:  SC is the basic cell.  SC cells will take fast charging and have
  136. reasonably low internal resistance.  SCR cells have lower internal
  137. resistance and a somewhat flatter discharge curve, that is, they put
  138. out nearly the same voltage from beginning to end of the discharge.
  139. SCRs are best for high current drain applications.  SCE cells have
  140. somewhat more capacity for the same physical size, but also have
  141. higher internal resistance.  They are best for low current drain
  142. use (less than about 10 Amps.)  The higher capacity of SCE cells
  143. will not be realized at high current drains, and they will heat up
  144. more than SCR cells.
  145.  
  146.  
  147. Many kits nowadays come with a power system.  In most cases, these systems
  148. are adequate for the application.  It won't hurt to try what's there to
  149. start with, you can always experiment later.  If the kit you choose doesn't
  150. come with a motor, of course, you'll have to choose one.  If you are a
  151. beginner, go with the recommendations of the kit manufacturer.  If you are
  152. an experienced RCer, you probably don't need my help.
  153.  
  154. For a six- or seven-cell glider or old-timer with a cheap motor, an on-off
  155. switch is sufficient control.  For anything else, you will have much
  156. greater enjoyment with a proportional throttle.  Get a high-rate control,
  157. they are much more efficient at part throttle.  There are several good
  158. brands out there, but I like Jomar for good controls at good prices.
  159.  
  160. >What support equipment do I need?
  161.  
  162. You need a charger of some sort.  If you are using six or seven cells, any
  163. RC car charger will do the job.  You don't need peak detecting or any of
  164. that fancy stuff to start with.  For larger packs, there are good
  165. high-voltage chargers around.  Check out Astro Flight and TRC, among
  166. others. Remember, the biggest enemy of NiCads is heat, so try and keep those
  167. batteries cool when charging. Expect to pay about $40.
  168.  
  169. >How are motor sizes specified?
  170.  
  171. Motors are traditionally specified by a system which attempts to equate
  172. them to wet engines.  There are significant problems with this, but they
  173. probably aren't of concern to beginners.  An "05" motor takes a six or
  174. seven cell battery and puts out 75 to 120 watts, and so on up to a "60"
  175. which takes 28 cells and puts out 1200 watts.  Incidentally, there are
  176. about 750 watts in a horsepower.
  177.  
  178. The actual power output for a given voltage (number of cells) depends on
  179. the load.  Unlike wet engines, electric motors put out more power with more
  180. load.  If you don't like the performance you get from your plane, you can
  181. try a bigger propellor---up to a point.  More power, of course, means less
  182. run time.
  183.  
  184. In the ideal world, motors would be specified by the total power they are
  185. capable of supporting and by the number of cells (or voltage) with which
  186. that power is produced.
  187.  
  188. >What's a cobalt motor and why would I want one?
  189.  
  190. Rare-earth magnets, of which the most common type is samarium cobalt, are
  191. stronger for a given weight and volume than ferrite magnets.  Perhaps an
  192. even more important reason for getting a cobalt motor is that they also
  193. have better brushes, bigger shafts, better bearings, are built more
  194. carefully, and so on.  For the serious electric flier, they are worth the
  195. extra expense.
  196.  
  197. >Where can I get this stuff?
  198.  
  199. Electric equipment is somewhat specialized, and most hobby shops aren't yet
  200. sufficiently enlightened to carry very much.  You can use RC car equipment
  201. for a lot of things (after all, they developed this stuff in the first
  202. place) and your local hobby shop will have lots of that.  If you want to
  203. get more sophisticated, get the catalogues from Hobby Lobby and Hobby Horn
  204. (both have ads in all the usual magazines.)  Both catalogs contain a lot of
  205. detailed information that I can't fit in here.  Hobby Horn has good prices
  206. on mainstream stuff.  Hobby Lobby sells the lines of several European
  207. manufacturers, and tends to have higher prices for fancier (or at least
  208. more unusual) stuff.  I haven't dealt with CS Flight Systems on the East
  209. Coast, but I read good things about them.
  210.  
  211.  
  212.            ::::::  --  Some Aerodynamics  --  ::::::
  213.  
  214. The aircraft can rotate around three axes: the fore-and-aft axis (or the
  215. _roll_ axis); the spanwise (nose-up/nose-down) axis or the _pitch_ axis;
  216. and the nose-left/nose-right, or _yaw_ axis.
  217.  
  218. Speed:
  219.  
  220. The cross-section of the wing has a shape called an _airfoil_. It has the
  221. property that when it meets the air (usually at some small angle, called
  222. the _angle_of_attack) it generates an upward force (lift) for a small
  223. backward force (drag). The amount of lift (and drag) depends on the
  224. airspeed and a value called the _lift_coefficient_ (and a few other
  225. things like surface area and density of the air). If the plane is in
  226. unaccelerated flight, the upward force (approximately equal to the lift)
  227. is equal in magnitude to the weight of the plane, which is a constant. It
  228. thus follows that the total lift generated by the wing is always constant
  229. (at least in unaccelerated flight). [One example of accelerated flight is
  230. turning---see below]
  231.  
  232. The above mentioned _coefficient_of_lift_ (abbreviated Cl) depends on the
  233. angle of attack. Usually, as the A-of-A is increased, Cl increases; to
  234. keep the lift force constant, speed can decrease. So to fly fast, we
  235. decrease Cl (and A-of-A); to slow down, increase Cl (and A-of-A). Since
  236. the wings are fixed, we alter the A-of-A by pitching the entire plane up
  237. or down. This is done with the elevator.  The elevator is thus the speed
  238. control.
  239.  
  240. Turning:
  241.  
  242. To turn a body moving in a straight line, a sideways force must be
  243. applied to it. For a plane, the best method for generating a force is to
  244. use the wings. To get them to act sideways, we roll the plane: now part
  245. of the lift is acting sideways and voila! a turn. To roll the plane, we
  246. use the ailerons (the movable surfaces at the wingtips). Also, notice
  247. that now since part of the lift is acting sideways, the lift force in the
  248. upward direction is reduced; but the upward component of the lift needs
  249. to be equal to the weight of the plane i.e.  we need a little more lift
  250. from the wings, which we can do by increasing Cl---i.e. by pulling a bit
  251. of up-elevator. That's why to turn in a plane you push the stick sideways
  252. in the direction of the turn and then pull back a bit to keep the nose
  253. level.
  254.  
  255. What happens if you try to turn with the rudder alone? The application of
  256. the rudder will cause the aircraft to yaw, and it will continue to travel
  257. in the same straight line (more or less), skidding. (Think of a car on a
  258. perfectly slippery road---if you try to turn just by turning the wheel,
  259. you'll skid but won't turn). So we need a roll to turn.
  260.  
  261. But most of the trainers we see don't have any ailerons! How do they
  262. turn? They use a configuration of the wings called _dihedral_ (or, for most
  263. gliders, _polyhedral_).
  264.  
  265.      Flat                  Dihedral                     Polyhedral
  266.                            ~-_                     _-~
  267. -------O--------     ~~~----___O___----~~~        ~~~~~~~----O---~~~~~~
  268.  
  269.        ^                       ^                 ^           ^         ^
  270.  0 angle between       small angle between        small angle between 2 wing
  271.  2 wing panels         2 wing panels              panels and also small angle
  272.                           within each panel (Gentle Lady)
  273.                                 OR
  274.                          0 angle between 2 wing panels
  275.                          and small angle within each
  276.                          panel (Olympic 650)
  277.  
  278. When we apply rudder (say left rudder) to a plane with dihedral, what
  279. happens?  The plane yaws; the right half of the wing then sees a greater
  280. angle of attack than than the left half:
  281.  
  282.               / / / / / / <--- airflow direction
  283.           ._______________________.
  284.           |___________|___________|
  285.         left wing    right wing
  286.  
  287. (You can try this out if you don't believe it: take a piece of paper and
  288. fold it slightly, like dihedral; then look at it end on, but slightly
  289. off-center, i.e.  from the point of view of the approaching airflow. You
  290. will see that you can see more of the underside of one half than you can
  291. of the other.) And what does an increased angle of attack do? It
  292. increases the Cl and the lift generated by that half! So we now have the
  293. right wing generating more lift and the left less; the result is a roll
  294. to the left. With polyhedral we get the same effect, only to a larger
  295. extent.
  296.  
  297. The Stall:
  298.  
  299. If you try to fly slower and slower by pulling back on the stick (i.e.
  300. applying up-elevator) you will reach a point where the plane "falls out
  301. of the sky" or the stall. What happens is that an airfoil will only
  302. "work" up to a certain angle of attack. When that angle is exceeded, the
  303. airflow above the airfoil breaks up and the result is an increase in drag
  304. and a drastic decrease in lift, so that the wings can no longer support
  305. the plane. The only remedy is to reduce the A-of-A i.e. to push the nose
  306. down. This may be a little difficult to do when you see your plane
  307. falling---the natural tendency is to pull back on the stick, to "hold the
  308. plane up."
  309.  
  310. A development of the stall is the spin. Volumes can be written about it,
  311. and have been; go to the library and check any book on introductory
  312. aerodynamics.
  313.  
  314. If you want to know more about Aerodynamics as it applies to Model
  315. Aircraft (the small Reynolds' number regime, as it is sometimes called)
  316. check "Model Aircraft Aerodynamics" by Martin Simons.
  317.  
  318. -- 
  319. --
  320.   Shamim Mohamed / {uunet,noao,cmcl2..}!arizona!shamim / shamim@cs.arizona.edu
  321.   "Take this cross and garlic; here's a Mezuzah if he's Jewish; a page of the
  322.     Koran if he's a Muslim; and if he's a Zen Buddhist, you're on your own."
  323.    Member of the League for Programming Freedom - write to lpf@uunet.uu.net
  324.