Multirotor δόνηση είναι πλέον κοινός τόπος και προηγμένες αρκεί το γεγονός ότι ο καθένας μπορεί να πετάξει, αλλά οι περισσότεροι άνθρωποι ίσως δεν καταλαβαίνουν πώς μένουν στον αέρα. Κατανόηση βασική φυσική πτήση μη επανδρωμένου αεροσκάφους μπορείτε να κάνετε σε ένα καλύτερο πιλότο drone. Είναι απλό!
Πώς Ελικόπτερα Fly
Θα ξεκινήσω με κάτι εντελώς διαφορετικό: ελικόπτερα. Μπορεί να φαίνεται σαν ένα παράξενο παράκαμψη, αλλά γνωρίζοντας λίγο για το πώς ελικόπτερα πετούν θα κάνει την κατανόηση πτήση μη επανδρωμένου αεροσκάφους πολύ πιο εύκολο.
Ένα τυπικό ελικόπτερο έχει ένα κύριο στροφείο και ένα ουραίο στροφείο. Άλλα σχέδια υπάρχουν, αλλά όλες οι εργασίες για τον έλεγχο των ίδιων δυνάμεων. Αυτό είναι ένα πολύ βασική εξήγηση για το πώς πετούν ελικόπτερα, αλλά κατάλληλα στο στόχο μας, όταν πρόκειται για την κατανόηση πτήση μη επανδρωμένου αεροσκάφους.
Το ελικόπτερο έχει ένα κύριο στροφείο που παράγει ώση σε μία διεύθυνση προς τα κάτω, η άρση της βιοτεχνίας στον αέρα. Το πρόβλημα είναι ότι οι στροφές του δρομέα προς μία κατεύθυνση, ασκεί μια δύναμη στο σώμα του ελικοπτέρου (χάρη Newton!) Και ως εκ τούτου, τόσο ο ρότορας και το σώμα του ελικοπτέρου θα γυρίσετε, ακριβώς σε αντίθετες κατευθύνσεις.
Αυτό προφανώς δεν είναι ένας πολύ καλός τρόπος για να πετάξει, η οποία είναι ο λόγος για τα ελικόπτερα έχουν ρότορες ουρά. Αυτός ο ρότορας βάζει έξω οριζόντια ώθηση για την εξουδετέρωση της ροπής από το κύριο στροφείο.
Υπάρχουν ουρά ελικόπτερα με άλλα συστήματα αντι-ροπής, όπως η ρωσική Kamov Ka-52 , Η οποία χρησιμοποιεί δύο κύρια στροφεία γυρίζοντας σε αντίθετες κατευθύνσεις, που είναι γνωστή ως μια ομοαξονική διάταξη.
Είστε πιθανώς επίσης εξοικειωμένοι με τον αμερικανικό στρατό CH-47 Chinook , Το οποίο έχει δύο μαζικές κύρια ρότορες που περιστρέφονται αντίθετα που εξουδετερώνουν αλλήλων ροπή ενώ παρέχει επίσης τεράστια χωρητικότητα ανελκυστήρα.
Τι σχέση έχει αυτό να κάνει με quadcopter σας; Τα παντα!
Multirotor κηφήνες και η ροπή Πρόβλημα
Αν κοιτάξουμε τη διάταξη του βασικού quadcopter του, θα παρατηρήσετε ότι οι τέσσερις ρότορες είναι διατεταγμένα σε ένα μοτίβο Χ. Δύο στηρίγματα στροφή δεξιόστροφα και τα άλλα δύο σε μία κατεύθυνση προς τα αριστερά. Συγκεκριμένα, το μέτωπο στηρίγματα περιστροφή σε αντίθετες κατευθύνσεις μεταξύ τους και το ίδιο ισχύει και για τα πίσω στηρίγματα. Ως εκ τούτου, στηρίγματα που βρίσκονται απέναντι ο ένας από τον άλλο γύρισμα διαγώνια προς την ίδια κατεύθυνση.
Το τελικό αποτέλεσμα αυτής της ρύθμισης είναι ότι αν όλοι οι στηρίγματα περιστρέφονται με την ίδια ταχύτητα, η μη επανδρωμένου αεροσκάφους πρέπει να μείνει εντελώς ακίνητος με τη μύτη σταθερά στη θέση του.
Χρησιμοποιώντας ροπής και ώθηση στην Ελιγμός
Αν δεν θέλετε να κρατήσετε τη μύτη του μη επανδρωμένου αεροσκάφους που καθορίζεται από τη θέση, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αυτή την αρχή ροπή ακύρωσης για ελιγμούς. Εάν σκόπιμα επιβραδύνθηκε μερικές κινητήρες και επιτάχυνε τους άλλους, η ανισορροπία θα προκαλέσει ολόκληρο το σκάφος να γυρίσει.
Ομοίως, αν επιτάχυνε τις δύο πίσω κινητήρες, το πίσω μέρος του μη επανδρωμένου αεροσκάφους θα σηκώσει την κλίση του όλο το σκάφος προς τα εμπρός. Αυτό ισχύει για ένα ζευγάρι των δρομέων, ώστε να μπορείτε να γείρετε το σκάφος προς κάθε κατεύθυνση του ορίζοντα.
Υπάρχουν προβλήματα με αυτήν την προσέγγιση! Για παράδειγμα, αν έχετε αργή ένα κάτω ρότορα, μπορείτε επίσης να μειώσει ώθηση και ένα άλλο ρότορα πρέπει να επιταχυνθεί για να αντισταθμίσει αυτό. Αν όχι, η συνολική ώση θα μειωθεί και ο κηφήνας θα χάσει το υψόμετρο. Ωστόσο, αν αυξήσετε την ώθηση του ρότορα προκαλεί το drone να γέρνει περισσότερο, πράγμα που προκαλεί την ανεπιθύμητη κίνηση.
Ο μόνος λόγος που ένα quadcopter ή άλλα multirotor σκάφη να πετούν χάρη στο σύμπλεγμα πραγματικό χρόνο επίλυση των προβλημάτων που εκτελούνται από το υλικό ότι οι έλεγχοι είναι. Με άλλα λόγια, όταν σας πω την κηφήνας να κινηθούν προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση σε 3D χώρο, τα επί του σκάφους συστήματα ελέγχου πτήσης λειτουργούν ακριβώς τι επιταχύνει κάθε κινητήρα θα πρέπει να γυρίσουν οι δρομείς για να το επιτύχει.
Από την οπτική γωνία του πιλότου, οι εισόδους ελέγχου είναι οι ίδιες με αυτές για οποιοδήποτε αεροσκάφος. Πρώτον, έχουμε yaw, όπου το drone γυρίζει γύρω από τον κατακόρυφο άξονα του. Δεύτερον, έχουμε βήμα, όπου η μύτη του Drone ανοίγει πάνω ή κάτω, καθιστώντας το πετούν προς τα εμπρός ή προς τα πίσω. Τέλος, έχουμε ρολό, όπου το Drone μετακινείται από την πλευρά προς τα πλάγια. Φυσικά, έχετε επίσης τον έλεγχο της ποσότητας ώθησης, το οποίο αλλάζει το υψόμετρο του drone.
Όλες οι κινήσεις του Drone είναι ένας συνδυασμός αυτών των κινήσεων. Για παράδειγμα, η πετώντας διαγώνια είναι ένα μίγμα βήματος και ρολού στα χειριστήρια. Ο ελεγκτής πτήσης επί του σκάφους κάνει όλο το περίπλοκο έργο του να υπολογίσει πώς να μεταφράσει μια εντολή σε, για παράδειγμα. Βάλτε τη μύτη κάτω σε συγκεκριμένες ταχύτητες κινητήρα.
Συλλογικό έναντι σταθεροποιητικών ρότορες
Υπάρχει μια τελευταία σημαντική πτυχή του πώς πετούν τα Multirorotor Drones, και αυτό έχει να κάνει με τους ίδιους τους δρομείς. Σχεδόν όλα τα drones που μπορείτε να αγοράσετε σήμερα χρησιμοποιήστε τους "σταθερούς βήματος" rotors. Αυτό σημαίνει ότι η γωνία στην οποία οι φέτες λεπίδας ρότορα στον αέρα δεν αλλάζουν ποτέ.
Επιστρέφοντας σε ελικόπτερα για μια στιγμή, ο κύριος δρομέας είναι συνήθως ένα "συλλογικό πίσσα". Εδώ, ένα σύνθετο σύνολο δεσμών μπορεί να αλλάξει τη γωνία στην οποία επιτίθεται η επίθεση των ρότορες.
Εάν το βήμα είναι μηδέν (οι λεπίδες του ρότορα είναι επίπεδες) τότε δεν δημιουργείται ώθηση, ανεξάρτητα από το πόσο γρήγορα ο δρομέας περιστρέφεται. Ως θετικός βήχος (αυξάνεται η ώθηση προς τα κάτω), το ελικόπτερο αρχίζει να ανυψώνεται. Το πιο σημαντικό, οι ρότορες μπορούν να μετακινηθούν σε ένα αρνητικός θέση βήματος. Εδώ, ο ρότορας σπρώχνει προς τα πάνω, οπότε το σκάφος μπορεί να κατέβει ταχύτερα από την απλή έλξη της βαρύτητας.
Το αρνητικό βήμα σημαίνει ότι, θεωρητικά, το ελικόπτερο μπορεί πετούν ανάποδα Αλλά τα περισσότερα ελικόπτερα πλήρους κλίμακας είναι πολύ μεγάλα και βαριά για να το κάνουν πρακτικά. Τα ελικόπτερα μοντέλου κλίμακας δεν έχουν τέτοιο περιορισμό. Αυτό έχει οδηγήσει στην άνοδο του "3D" RC Helicopter πτήση και Παρασκευάσματα με γνώμονα από εξειδικευμένους πιλότους .
Με ένα ρότορα σταθερού βήματος, ο μόνος τρόπος για να αυξηθεί η ώθηση είναι η αύξηση της ταχύτητας του ρότορα, σε αντίθεση με ένα ελικόπτερο όπου η ταχύτητα του ρότορα μπορεί να παραμείνει σταθερή ενώ το βήμα ποικίλλει. Αυτό σημαίνει ότι το drone πρέπει να επιταχύνει συνεχώς ή να επιβραδύνει τους δρομείς του, δεν μπορεί να πετάξει σε οποιαδήποτε στάση μέσα σε 3D χώρο και δεν μπορεί να κατέβει ταχύτερα από την ελεύθερη πτώση.
Γιατί δεν έχουμε συρματα drones; Έχουν υπάρξει προσπάθειες όπως το Stingray 500 3D Quadcopter, Αλλά η πολυπλοκότητα και το κόστος ενός τέτοιου σχεδίου ορίου σε εξειδικευμένες εφαρμογές.
Εύκολο να πετάξει, δεν πετάει εύκολα
Multirotor drones όπως το Dji mini 2 είναι Θαύματα μηχανικής και τεχνολογίας υπολογιστών . Μπορούν να πετούν μόνο εξαιτίας της σύγκλισης διαφόρων επιστημών και τεχνολογιών, όλα ώστε να μπορείτε να πάρετε μερικά φοβερά κλιπ σε διακοπές. Τώρα, την επόμενη φορά που θα πάρετε το drone σας για ένα γύρισμα που θα έχετε ένα νέο σεβασμό για το τι μπορεί να κάνει ο μικρός τύπος.
