صناعة طائرة لاسلكية

الأدوات اللازمة لصناعة طائرة لاسلكية

يرى الكثير أن صناعة الطائرات اللاسلكية هواية ممتعة، ولكنها معقدة بعض الشيء، إذ يتعين على الشخص النظر في العديد من العوامل، كحجم الطائرة، وسرعتها المرغوبة، وطريق توجيهها، والمسافة التي ستقطعها،[١] كما ينبغي توفير جميع المواد والأدوات اللازمة لصناعة الطائرة اللاسلكية، ويُنصح بتوفير المعدات الآتية:[٢]

1. محركان إلكترونيان (بالإنجليزية: Electric Motors) يوفر الواحد منهما قوة دفع بقيمة 860 غ تقريبًا، وبوزن نحو 80 غ للواحد.
2. بطارية (بالإنجليزية: Battery) ذات قوة دفع مناسبة، على سبيل المثال، توفر بطارية بسعة 2200 ميلي أمبير وقت طيران يصل إلى 8.8 دقيقة.
3. جهاز استقبال لاسلكي ملائم (بالإنجليزية: Receiver) ويُنصح بتجربة جهاز ذو 8 مستقبلات للحصول على أكبر عدد من المقابس.
4. أجهزة استقبال آلية مؤازرة (بالإنجليزية: Servos) عدد 8، ولا سيما تلك التي تسحب تيارًا قويًا، وهنا يُنصح توفيرها بسعة 400 ميلي أمبير.
5. وحدتي تحكم سرعة إلكترونية (بالإنجليزية: Electronic Speed Control)‏، والتي تعمل على سحب التيار اللازم من البطارية إلى المحركات.

المهارات اللازمة لصناعة طائرة لاسلكية

يتعين على الشخص أن يمتلك بعض المهارات الأساسية اللازمة لصناعة طائرة لاسلكية، بعضها تقني والآخر شخصي، وفيما يأتي بعض تلك المهارات:[٣]

تستغرق صناعة طائرة لاسلكية وقتًا طويلًا، وهنا يتعين على الشخص وضع جدول زمني والالتزام به.

إن عملية بناء طائرة لاسلكية أمر لا يتم بين ليلة وضحاها، لذا يجب التحلي بقدر كبير من الصبر.

يتعين على الشخص أن يكون مثابرًا فيما يفعله وملتزمًا بذلك.

• تنظيم مساحة العمل

هنا يجب على الشخص أن يكون مسيطرًا ومتمكنًا من استغلال الأدوات اللازمة ضمن مساحة العمل المُخطط لها، علاوة على القدرة على الحفاظ على الأدوات ومساحة العمل نظيفة وذات تهوية.

• الإلمام بمواضيع التحكم عن بعد

هنا يُنصح الشخص بالاشتراك في المجموعات التعليمية التي تُعطي دروسًا في هذا المجال.

الإلمام بمهارة التخطيط لرسم هيكل الطائرة المُراد صنعها.

• امتلاك مهارات اللحام الأساسية

وهي مهارة تقنية يُمكن تعلمها عن طريق مشاهدة مقاطع فيديو، واستعراض الدروس الإرشادية عبر الإنترنت، وهنا يجب على الشخص أن يكون دقيقًا حرصًا على سلامته الشخصية.

خطوات صناعة طائرة لاسلكية

فيما يأتي الخطوات والتعليمات الأساسية التي يُنصح باتباعها لصناعة طائرة لاسلكية ذات محرك مزدوج وجناحين بطول 190.5 سنتيمترًا:[٤]

تحديد هدف الطائرة

يجب تحديد الغرض المرجو من صناعة الطائرة، فقد تختلف الأدوات والمعدات اللازمة وفقًا للغرض الذي تُصنع الطيارة لأجله، فقد يرغب البعض بصناعتها لمجرد الاستمتاع فقط، والبعض الآخر يُرفق بها كاميرا لأغراض التصوير الجوي، ويجدر الإشارة هنا أنه وفقًا للمعدات المذكورة سابقًا، فالغرض من صناعة الطائرة هنا هو الاستمتاع.[٤]

تقدير وزن الطائرة

بعد اختيار الأجهزة الإلكترونية وتوفيرها، بإمكان الشخص حساب وزنها وذلك عن طريق ضرب وزن الواحد منها بعددها ومن ثم جمع جميع تلك الأوزان، مع إضافة احتمالية زيادة هذا الوزن بسبب هيكل الطائرة، أي قد يتراوح الوزن الإجمالي بين 2-4 أضعاف وزن جميع الأجهزة الإلكترونية المُستخدمة.[٤]

تحديد مكعب حمل الجناح

وفقًا للأجهزة المذكورة السابقة، يُقدّر الوزن الإجمالي للطائرة مضافًا إليه وزن هيكلها بنحو 2000 غرام، وبعد تقدير وزن الطائرة، بإمكان الشخص تحديد طريقة التعامل معها، وذلك عن طريق حساب مساحة الأجنحة باستخدام الموقع الإلكتروني الآتي: (اضغط هنا).[٤]

يجب جمع وزن النموذج، ومن ثم حساب مساحة الأجنحة عن طريق الموقع وتجريب أكثر من قيمة للمساحات إلى حين التوصل إلى أقل حمل مكعب قد تتعرض الأجنحة له، فكلما انخفض الحمل كان ذلك أفضل، وهنا يُنصح ببدء صناعة الطائرات الشراعية، والتي تُعد الأفضل إذا كان الغرض من صناعة الطائرة هو الاستمتاع.[٤]

ففي حال الرغبة بصناعة طائرة لاسلكية من الفئة الشراعية، ووفقًا للأدوات المذكورة، فإن المساحة الأفضل للأجنحة هي 5,800 سم².[٤]

تحديد طول الجناح

بعد تحديد مساحة الأجنحة، يُصبح بالإمكان حساب طول الجناح وعرضه الممتد من مقدمته إلى مؤخرته، وهنا يُفترض أن عرض الجناح يبلغ نحو 30.5 سم، وبتقسيم المساحة الكلية على هذا العرض، فإن طول الجناح هنا هو 190.5 سم، كما ويجب حساب نسبة عرض الجناح إلى طوله، وهنا يبلغ ناتج قسمة القيمتين 0.16 تقريبًا.[٤]

من المهم حساب نسبة عرض الجناح إلى طوله لتحديد الغرض من صناعة الطائرة، فكلما كانت أقل فإنها تكون ملائمة للنماذج الهوائية الأخف، وفي هذه الحالة فإن نسبة 0.16 هي نسبة ملائمة لصناعة الطائرات اللاسلكية.[٤]

تصميم جسم الطائرة والذيل

بعد تحديد أبعاد جناحي الطائرة، يُصبح بالإمكان تصميم جسم الطائرة وذيلها، ففي حالة الذيل، يُنصح في هذه الحالة أن تكون مساحته 35% من مساحة الجناح، أي 2,030 سم²، وأن تكون مساحة مثبته الأفقي (الجزء المسؤول عن توازن الذيل) 25% من مساحة الجناح، أي 1450 سم².[٤]

بعد تحديد مساحة المثبت الأفقي، يُصبح بالإمكان تحديد أبعاده، وهنا يجب أن يكون طوله 66 سم، وعرضه 22 سم، وأما فيما يتعلق بالمثبت الرأسي للذيل، فيُنصح أن تكون مساحته نحو نصف مساحة المثبت الأفقي، أي 725 سم².[٤]

بالنسبة لجسم الطائرة، يُمكن اختيار الطول المرغوب به والذي يمنح الطائرة مركز ثقل صحيح، ولكن يُستحسن اختيار الطول الذي يجعل جسم الطائرة يبدو جيدًا، وهنا يُنصح بأن يكون طول الطائرة نحو 132 سم وعرضها وارتفاعها نحو 18 سم.[٤]

تحديد طريقة نقل الطائرة

قد يُواجه البعض الكثير من المصاعب في نقل الطائرات الكبيرة، وبالتالي فإن بناء طائرة صغيرة الحجم هو الحل الأمثل للمبتدئين الذين يرغبون بتعلم صناعة الطائرات اللاسلكية، وبالتالي يُنصح باختيار حجم الطائرة بما يتناسب وحجم وسيلة نقلها، أما في حال كانت كبيرة الحجم، فيتعين على الشخص تفكيكها أثناء النقل وإعادة تركيبها.[٤]

لتسهيل عملية نقل الطائرة، يُنصح بأن يكون الجناح قابلًا للتفكيك وإعادة التركيب، ويُفضل استخدام الأربطة المطاطية لتثبيت الأجنحة بجسم الطائرة أثناء عملية النقل في حال لم تكُن قابلة للتفكيك، ولا يقتصر الأمر على الأجنحة فقط، بل ويجب الحرص على المثبت الأفقي كذلك.[٤]

بدء مرحلة بناء الطائرة

بعد انتهاء عملية التخطيط، يأتي دور عملية التنفيذ، فبعد رسم مخطط الطائرة وهيكلها على الورق، يُنصح بنقل هذه التصاميم وطباعتها على لوح مصنوع من مادة الفوم (بالإنجليزية: Foam Board)، وذلك نظرًا لسهولة التعامل مع هذه الألواح، ومن ثم رسم كل جزء من الطائرة على لوح منفرد، لأن اللوح الواحد لا يكفي لرسم جميع هيكل الطائرة.[٤]

بناء جسم الطائرة

تبدأ مرحلة بناء هيكل الطائرة، ولصنع الذيل يُرسم على اللوح مثلثين وشبهي منحرف، ومن ثم تُقص هذه الأجزاء وتُلصق معًا بالغراء الساخن، ثم يجري الانتقال لصنع الجزء الأوسط من الطائرة وذلك عن طريق صناعة صندوق بأبعاد 18 × 76 × 30 سم، وبالإمكان صنعه من أكثر من طبقة لضمان ثبات الهيكل وحفاظه على شكله.[٤]

بعد ذلك، تُصنع مقدمة الطائرة وتُلصق الأجزاء الثلاثة معًا، ذيل الطائرة وجسمها ومقدمتها.[٤]

تركيب الإلكترونيات والموازن الرأسي

بعد صنع هيكل الطائرة، تبدأ عملية إلحاق المعدات الإلكترونية سابقة الذكر، فيجري تركيب البطارية ووحدتي تحكم السرعة على الجزء الخارجي من الهيكل، وذلك بهدف تعريضهما للهواء اللازم لعملية التبريد أثناء طيران الطائرة، ومن ثم إضافة بقية الأجهزة داخل هيكل الطائرة.[٤]

يُلصق جهاز الاستقبال اللاسلكي داخل مجسم الطائرة بغراء ساخن، ويجري تثبيت البطارية باستخدام لاصق الفيلكرو، ومن ثم إلصاق المثبت الرأسي وتثبيت المحركات عليه باللاصق، ووصل أسلاك المحركات أسفل مجسم الطائرة.[٤]

تركيب الموازن الأفقي

يُقطع المثبت الأفقي المرسوم على اللوح بواسطة سكين حاد، ويكون مستطيل الشكل وفي منتصف مسافة القطع، يجري عمل قطع على شكل مثلث بزاوية 45 درجة على جانبي المثبت من أجل صنع المفصل الذي سيسمح بحرية حركة الطائرة، وينطبق الأمر كذلك على دفة الطائرة وجناحيها.[٤]

تُصنع قطعة من اللوح مربعة الشكل لتُستخدم كمثبت إضافي، وتُلصق مباشرة على المثبت.[٤]

صناعة قاعدة لتركيب المحرك

يجب أن تكون قاعدة المحرك قوية كي لا تنكسر أثناء طيران الطائرة، وذلك باتباع الخطوات الآتية:[٤]

1. لصق قطعتين من الإسفنج العازل المصنوع من مادة الفوم، وتُقطع بطريقة تلائم جسم الطائرة وتلامس الجزء السفلي وجوانب جسم الطائرة معًا.
2. لصق المادة العازلة بجوانب جسم الطائرة وأسفله باستخدام غراء قوي كالغراء الساخن.
3. لصق مجموعتين من العصي الخشبية معًا، مع الحرص أن يكون التباعد بينها هو نفس التباعد بين فتحات المسامير الموجودة على المحرك، ومن ثم لصقها باللوح باستخدام غراء قوي.
4. تثبيت المحرك على العصي الخشبية بعد أن يجف الغراء، وبذلك ستكون قاعدة المحرك قوية.

بناء الجناح

قد تكون هذه الخطوة هي الأصعب، ويُنصح باتباع الخطوات الآتية لصناعة الجناح:[٤]

1. لصق ألواح الفوم معًا بطريقة يكون طول الجناحين متناسقًا وبالأبعاد التي خُطط لها.
2. زيادة أبعاد الجناح على اللوح وذلك بسبب الحاجة إلى أن يجري طي الجناح، ويُنصح هنا بأن يكون عرض اللوح 61 سم، كما ويجب التحكم في عملية رفرفة الجناح، وبالتالي زيادة قياس الجزء العلوي من الجناح بمقدار 30.5 سم والجزء السفلي منه بمقدار 23 سم.
3. استخدام قضبان خشبية في تثبيت الجناح، لضمان قوته وثباته، ولصقها باللوح بالغراء الساخن.
4. لصق الماكينات الثمانية بالجناح بطريقة تكون الأسلاك داخل الجناح، ووصلها بجهاز الاستقبال اللاسلكي.
5. وضع الكثير من الصمغ على لوح الفوم، ثم طي الجناح بسرعة وتثبيته بشكل مسطح إلى أن يجف الغراء، والتأكد من أن الجناح غير ملتوٍ لأن ذلك قد يسبب مشاكل أثناء الطيران، ومن ثم لصق الحافة الخلفية لأسفل الجناح بأعلى الجناح.

تحديد موقع الجناح وتركيب الوتد اللاصق

يجب تركيب الجناح في مكان مناسب ومركز ثقل الطائرة، ومن ثم وضع البطاريات في مكان محايد، بطريقة يُمكن تحريكها بضع سنتيمترات للأمام أو للخلف، ومن ثم الضغط بالأصابع على جسم الطائرة لتحديد توازنها، ووضع علامة فور تحديد نقطة التوازن، والتي غالبًا ما تكون على بعد 30% من وتر الجناح.[٤]

تأتي عملية تركيب أوتاد الطائرة، وذلك باستخدام عمل فتحة أولية في نقطة التوازن وتركيب أوتاد الجناح باستخدام المسامير، مع الحرص على تركها بارزة بعض الشيء لتثبيت الجناح بها بواسطة الأربطة المطاطية.[٤]

إلصاق قرون التحكم وأعمدة الدفع

يجب اتباع الخطوات الآتية لإلصاق قرون التحكم وأعمدة الدفع:[٤]

1. صنع قرون التحكم بأبعاد مساوية لنصف أبعاد بطاقة الائتمان.
2. رسم خط مستقيم يمتد من ذراع ماكينة المؤازرة إلى سطح لوحة التحكم، ومن ثم عمل شق في سطح لوحة التحكم لتمكين تحريك قرن التحكم خلاله، وذلك من خلال أن يكون الجزء المسطح من القرن في الجزء السفلي من سطح التحكم.
3. لصق قرن التحكم.
4. ثني قطعة من أعمدة الدفع على شكل حرف Z في أحد طرفيه، ووضعها داخل ذراع ماكينة المؤازرة بمحاذاة قرن التحكم، ومن ثم ثني ذراع العمود بواسطة كماشة عند النقطة التي تمر بها من خلال فتحة قرن التحكم، وصنع منحنى على شكل Z آخر في هذه النهاية.
5. قطع سلك عمود الدفع الإضافي، وفك ذراع الماكينة المؤازرة، ودفع ذراع العمود من خلال ذراع ماكينة المؤازرة وقرن التحكم.

تركيب معدات الهبوط

في حال رغب المصمم بوجود معدات هبوط في الطائرة، يوصى بتركيب عجلتين في المقدمة وعجلة ذيل صغيرة على غرار الدراجة ثلاثية العجلات.[٤]

اختبار انزلاق الطائرة

بعد ضبط كل شيء، يجب التأكد من أن جميع أسطح التحكم محايدة، ومن ثم حمل الطائرة والركض بها لمدة ثانيتين ومن ثم إفلاتها وتركها تنساب وحدها، وملاحظة إذا كانت مقدمتها تتهاوى للأسفل قليلًا، أي أن توازنها جيد، فإذا هبطت للأسفل فإن مقدمتها ثقيلة الوزن، وإذا هبط جزئها السفلي فإن ذلك يعني أن ذيلها ثقيل ويجب إعادة موازنته.[٤]

اختبار التوجيه والتحكم

في حال كان توازن الطائرة جيدًا، فذلك يعني أنها مستعدة للطيران، وهنا يجب تشغيل جهاز الإرسال اللاسلكي ووصله بالبطارية، والبدء بالتحكم بالطائرة وفقًا لنوع الجهاز.[٤]

رحلة الطيران الأولى

بعد التحقق من توازن الطائرة وتوجيهها، يبدأ اختبار نطاق التحكم اللاسلكي بها، وذلك باختبار جهاز الإرسال وقوته ومدى تحكمه، عن طريق جعل الطائرة تطير في شكل دائري وزيادة قطر مسافة الطيران إلى حين تلاشي نطاق التحكم بها، ويعتمد قوة التحكم بقوة الجهاز اللاسلكي ونوعه.[٤]

يجب التأكد من أن البطارية مشحونة بالكامل، ومن ثم بداية عملية الطيران مع الأخذ بعين الاعتبار أن الطائرة ستكون غير متوازنة والاستعداد لإجراء عمليات التصليح.[٤]

تقليم الطائرة لتحسين طيرانها

عند طيران الطائرة، سيلاحظ المصمم في حال عدم توازنها أوجه عدم الثبات، ففي حال كانت الطائرة تميل للهبوط فإن ذلك يعني أن مقدمتها ثقيلة، وهنا يُنصح بتحريك البطاريات إلى الخلفية لتغيير مركز الجاذبية والحفاظ على توازن الطائرة، والعكس صحيح في حال كان الذيل ثقيلًا، وتستمر عملية التقليم والموازنة إلى أن تتوازن الطائرة.[٤]

المراجع

1. ↑ remzak (1/1/2020), “A Guide to RC Basics and Where to Start (Building Your First RC Plane)”, instructables, Retrieved 15/12/2021. Edited.
2. ↑ APlane (1/1/2021), “Design & Build Your Own Electric RC Airplane”, Instructables, Retrieved 15/12/2021. Edited.
3. ↑ Joseph Flynt (29/6/2019), “How to Build RC Planes from Scratch”, 3D insider, Retrieved 15/12/2021. Edited.
4. ^ أ ب ت ث ج ح خ د ذ ر ز س ش ص ض ط ظ ع غ ف ق ك ل م ن ه و ي أأ أب أت APlane (1/1/2021), “Design & Build Your Own Electric RC Airplane”, instructables, Retrieved 15/12/2021. Edited.