Multirotor trubci jsou nyní běžné a pokročilé natolik, že kdokoli může létat, ale většina lidí zřejmě nechápou, jak zůstat ve vzduchu. Pochopení základní drone letu fyziku může udělat do lepšího pilota drone. Je to jednoduché!
Jak vrtulník Fly
Budeme začít s něčím úplně jiným: vrtulníky. Mohlo by se zdát podivné oklikou, ale věděl něco o tom, jak vrtulníky létat bude porozumění drone letu mnohem jednodušší.
Typický vrtulník má hlavní rotor a rotor ocasu. Jiné návrhy existují, ale všichni pracují ke kontrole stejné síly. To je A. velmi základní vysvětlení toho, jak vrtulníky létat, ale přivlastnit si k našemu cíli, pokud jde o porozumění drone letu.
Vrtulník má hlavní rotor, který generuje tah ve směru dolů, zvedání plavidlo do vzduchu. Problém je v tom, že jako závity rotoru v jednom směru, to působí silou na vrtulníku tělo (díky Newton!), A tudíž i rotor i vrtulník tělo bude točit právě v opačných směrech.
To samozřejmě není skvělý způsob, jak létat, což je důvod, proč mají helikoptéry ocasní rotor. Tento rotor vyhlásí vodorovného tahu k vyrovnání momentu z hlavního rotoru.
Existuje tailless vrtulníky s jinými anti-točivého momentu systémy, jako je ruský Kamov Ka-52 , Který používá dva hlavní rotory spřádacích v opačných směrech, které jsou známé jako koaxiální uspořádání.
Jste pravděpodobně také seznámeni s americkou armádou CH-47 Chinook , Který má dvě masivní protiběžné hlavní rotory, které neutralizují si navzájem moment a zároveň poskytuje masivní nosnost.
Co to má co do činění s vaší Kvadrokoptéra? Všechno!
Multirotor Drones a Torque Problem
Pokud se podíváme na rozložení činí základní Kvadrokoptéra to, zjistíte, že čtyři rotory jsou uspořádány v X vzorem. Dvě rekvizity otáčet ve směru hodinových ručiček a další dva ve směru proti směru hodinových ručiček. Specificky tedy přední rekvizity rotaci v opačných směrech vzájemně k sobě, a totéž platí zadních stojek. Jako takové, podpěr, které jsou naproti sobě diagonálně rotace ve stejném směru.
Konečným výsledkem tohoto uspořádání je to, že pokud jsou všechny rekvizity se točí stejnou rychlostí, trubec by měl zůstat dokonale stále s jeho nos pevně na svém místě.
Používání točivý moment a tah na Manévr
Pokud si nepřejete, aby hučení nos pevně v jedné poloze, můžete použít tento princip kroutícího momentu-rušit k manévru. Pokud jste záměrně zpomalil některé motory a zrychlil ostatní, nerovnováha by způsobit, že celá loď otočit.
Stejně tak, pokud se zrychlil dvě zadní motory, zadní část drone by zvednout naklápění celou loď kupředu. To platí pro dvojici rotorů, takže můžete naklopit plavidlo v jakémkoli směru kardinál.
Tam jsou problémy s tímto přístupem! Například, pokud jste pomalý rotor dolů, budete také snížit její tah a druhý rotor má urychlit kompenzovat to. Pokud tomu tak není, je celkový tah by snížilo a drone by ztrácet výšku. Nicméně, pokud se zvýší tah rotoru způsobuje trubec naklonit více, což způsobuje nežádoucí pohyb.
Jediný důvod, Kvadrokoptéra nebo jiný multirotor řemeslo umí létat Je to díky komplexní real-time řešení problémů provádět hardwaru, který dohlíží na něj. Jinými slovy, když řeknete drone pohybovat v určitém směru v 3D prostoru, Palubní systémy řízení letu vymyslet, co přesně rychlost každého motoru by měl točit rotory k jeho dosažení.
Z pohledu pilota, řídicí vstupy jsou stejné jako u každého letadla. Za prvé, máme vybočit, kde trubec obraty kolem svislé osy. Za druhé, máme hřiště, kde trubec nos stoupání nahoru nebo dolů, takže je letět dopředu nebo dozadu. Konečně máme role, kde se robot pohybuje ze strany na stranu. Samozřejmě, máte kontrolu nad množstvím tahu, která mění výšku drone.
Všechny pohyby drone jsou kombinace těchto pohybů. Například, létání diagonálně je směs a naklápění na kontroly. Palubní řadič letu dělá všechnu komplikovanou práci přijít na to, jak přeložit příkaz k, například. rozteč nos dolů do konkrétních otáček motoru.
Kolektivní vs. pevnou roztečí rotorů
Je tu ještě jedna Posledním důležitým aspektem toho, jak multirotor trubci létat, a že má co do činění se samotnými rotory. Téměř všechny drones, které si můžete koupit použití dnes „pevné rozteč“ rotory. To znamená, že úhel, ve kterém je list rotoru plátky do ovzduší se nikdy nemění.
Vraťme se zpět k vrtulníku na okamžik, hlavní rotor je typicky „kolektivu“ designu. Zde je komplexní soubor vazeb může měnit úhel, pod kterým se rotory útok.
V případě, že rozteč je nula (listy rotoru jsou ploché), potom je generován žádný tah, bez ohledu na to, jak rychle se rotor otáčí. Jako pozitivní hřišti (házení tah směrem dolů) se zvyšuje, vrtulník začne zvedat. A co je nejdůležitější, že rotory mohou být přesunuty do záporný Pozice sprch. Zde, je rotor tlačení směrem nahoru, takže plavidlo může klesat rychleji než pouhé gravitace.
Negativní rozteč znamená, že teoreticky může vrtulník letět vzhůru nohama Ale většina plných vrtulníků jsou příliš velké a těžké to udělat prakticky. Stupeň modelu vrtulníků nemají takové omezení. To vedlo ke vzestupu "3D" RC vrtulníku letu a Mind-ohýbání výkonností kvalifikovaných pilotů .
S pevným rotorem hřiště, jediným způsobem, jak zvýšit thust, je zvýšení rychlosti rotoru, na rozdíl od vrtulníku, kde rychlost rotoru může zůstat konstantní, zatímco hřiště se liší. To znamená, že dron musí neustále urychlit nebo zpomalit své rotory, nemůže létat v žádném postoji v rámci 3D prostoru, a nemůže sestoupit rychleji než volný pád.
Proč nemáme kolektivní hřiště? Tam byly pokusy, jako je například Stingray 500 3D Quadcopter, Ale složitost a náklady na takový design jej omezují na specializované aplikace.
Snadné létat, nelétá snadno
Multirotorové drony jako DJI Mini 2. jsou Podaví inženýrské a výpočetní techniky . Mohou létat jen kvůli konvergenci různých věd a technologií, vše, co můžete získat několik úžasných klipů na dovolenou. Teď, příště si vezmete svůj drone ven pro točení budete mít nový respekt k tomu, co může malý chlap.
