Multirotor Drone. Sekarang biasa dan cukup maju sehingga siapa pun dapat menerbangkannya, namun kebanyakan orang mungkin tidak mengerti bagaimana mereka tetap di udara. Memahami fisika penerbangan drone dasar dapat membuat Anda menjadi pilot drone yang lebih baik. Itu mudah!
Bagaimana helikopter terbang
Kami akan mulai dengan sesuatu yang sama sekali berbeda: helikopter. Ini mungkin tampak seperti jalan memutar yang aneh, tetapi mengetahui sedikit tentang bagaimana helikopter terbang akan membuat pemahaman pesawat drone jauh lebih mudah.
Helikopter khas memiliki rotor utama dan rotor ekor. Desain lain memang ada, tetapi mereka semua bekerja untuk mengendalikan kekuatan yang sama. Ini adalah sebuah sangat Penjelasan dasar tentang bagaimana helikopter terbang, tetapi sesuai dengan tujuan kami ketika datang untuk memahami penerbangan drone.
Helikopter memiliki rotor utama yang menghasilkan dorong ke arah bawah, mengangkat kerajinan ke udara. Masalahnya adalah bahwa saat rotor berubah dalam satu arah, itu mengerahkan kekuatan pada badan helikopter (terima kasih Newton!) Dan karena itu tubuh rotor dan helikopter akan berputar, tepat di arah yang berlawanan.
Ini jelas bukan cara yang bagus untuk terbang, itulah sebabnya helikopter memiliki rotor ekor. Rotor ini mengeluarkan dorongan horizontal untuk menangkal torsi dari rotor utama.
Ada helikopter tailless dengan sistem anti-torsi lainnya, seperti Rusia Kamov Ka-52 , yang menggunakan dua rotor utama berputar di arah yang berlawanan, yang dikenal sebagai pengaturan koaksial.
Anda mungkin juga akrab dengan Angkatan Darat AS Ch-47 Chinook , yang memiliki dua rotor utama counter-rotating besar yang menetralisir torsi masing-masing sementara juga menyediakan kapasitas angkat besar-besaran.
Apa hubungannya dengan quadcopter Anda? Semuanya!
Drone multirotor dan masalah torsi
Jika kita melihat tata letak quadcopter dasar, Anda akan melihat bahwa empat rotor disusun dalam pola x. Dua alat peraga mengubah arah searah jarum jam dan dua lainnya dengan arah berlawanan arah jarum jam. Secara khusus, alat peraga depan berputar ke arah yang berlawanan satu sama lain dan hal yang sama berlaku untuk alat peraga belakang. Dengan demikian, alat peraga yang saling berhadapan berputar secara diagonal ke arah yang sama.
Hasil akhir dari pengaturan ini adalah bahwa jika semua alat peraga berputar pada kecepatan yang sama, drone harus tetap sempurna dengan hidung tetap di tempatnya.
Menggunakan torsi dan dorong untuk bermanuver
Jika Anda tidak ingin menyimpan hidung drone tetap dalam satu posisi, Anda dapat menggunakan prinsip pembatalan torsi ini untuk bermanuver. Jika Anda sengaja memperlambat beberapa motor dan mempercepat orang lain, ketidakseimbangan akan menyebabkan seluruh kerajinan berubah.
Demikian juga, jika Anda mempercepat dua motor belakang, bagian belakang drone akan mengangkat memiringkan seluruh kerajinan ke depan. Ini benar untuk sepasang rotor, sehingga Anda dapat memiringkan kerajinan ke arah kardinal apa pun.
Ada masalah dengan pendekatan ini! Misalnya, jika Anda memperlambat rotor, Anda juga mengurangi dorongannya dan rotor lain harus mempercepat untuk mengkompensasinya. Jika tidak, dorong total akan berkurang dan drone akan kehilangan ketinggian. Namun, jika Anda meningkatkan dorongan rotor itu menyebabkan drone memiringkan lebih, yang menyebabkan gerakan yang tidak diinginkan.
Satu-satunya alasan quadcopter atau kerajinan multirotor lainnya dapat terbang adalah berkat pemecahan masalah real-time yang kompleks yang dilakukan oleh perangkat keras yang mengendalikannya. Dengan kata lain, ketika Anda memberi tahu drone untuk bergerak ke arah tertentu dalam ruang 3D, sistem kontrol penerbangan onboard bekerja dengan tepat apa kecepatan setiap motor harus memutarnya untuk mencapainya.
Dari perspektif pilot, input kontrol sama dengan untuk pesawat apa pun. Pertama, kami memiliki yaw, di mana drone berubah menjadi sumbu vertikal. Kedua, kami memiliki pitch, di mana hidung drone naik atau turun, membuatnya terbang maju atau mundur. Akhirnya, kami memiliki gulungan, di mana drone bergerak ke sisi ke sisi. Tentu saja, Anda juga memiliki kendali atas jumlah dorongan, yang mengubah ketinggian drone.
Semua gerakan drone adalah kombinasi dari gerakan ini. Misalnya, terbang secara diagonal adalah campuran pitch dan gulung pada kontrol. Pengontrol penerbangan onboard melakukan semua pekerjaan rumit mencari tahu cara menerjemahkan perintah ke, misalnya. pitch hidung menjadi kecepatan motor tertentu.
Kolektif vs Rotor Pitch Tetap
Ada satu aspek penting terakhir dari bagaimana drone multirotor terbang, dan itu ada hubungannya dengan rotor itu sendiri. Hampir semua drone yang dapat Anda beli hari ini menggunakan rotor "pitch tetap". Ini berarti bahwa sudut di mana irisan pisau rotor ke udara tidak pernah berubah.
Kembali ke helikopter sejenak, rotor utama biasanya merupakan desain "pitch kolektif". Di sini, serangkaian keterkaitan yang kompleks dapat mengubah sudut di mana serangan rotor.
Jika nol adalah nol (bilah rotor datar) maka tidak ada dorong yang dihasilkan, tidak peduli seberapa cepat rotor berputar. Sebagai nada positif (melempar dorong ke bawah) meningkat, helikopter mulai terangkat. Yang paling penting, rotor dapat dipindahkan ke a negatif Posisi pitch. Di sini, rotor itu menyodorkan ke atas, sehingga kerajinan dapat turun lebih cepat daripada tarikan gravitasi belaka.
Nada negatif berarti bahwa, secara teoritis, helikopter bisa Terbang terbalik Tetapi sebagian besar helikopter skala penuh terlalu besar dan berat untuk melakukan ini secara praktis. Helikopter model skala tidak memiliki batasan seperti itu. Ini telah mengarah pada kenaikan penerbangan helikopter RC "3D" dan Pertunjukan Bending-Bending oleh Pilot Terampil .
Dengan rotor pitch tetap, satu-satunya cara untuk meningkatkan dorongan adalah untuk meningkatkan kecepatan rotor, tidak seperti helikopter di mana kecepatan rotor dapat tetap konstan saat pitch bervariasi. Ini berarti bahwa drone harus terus mempercepat atau memperlambat rotornya, tidak dapat terbang dalam berbagai sikap dalam ruang 3D, dan tidak dapat turun lebih cepat daripada terjun bebas dari.
Mengapa kita tidak memiliki drone pitch kolektif? Ada upaya seperti Stingray 500 quadcopter 3D, Tetapi kompleksitas dan biaya desain tersebut membatasi itu ke aplikasi spesialis.
Mudah terbang, tidak mudah terbang
Drone multirotor seperti DJI Mini 2. adalah Keajaiban Teknik Teknik dan Komputer . Mereka hanya dapat terbang karena konvergensi berbagai ilmu dan teknologi, semua sehingga Anda bisa mendapatkan beberapa klip yang luar biasa saat berlibur. Sekarang, lain kali Anda mengeluarkan drone untuk putaran, Anda akan menghormati hal baru untuk apa yang bisa dilakukan pria kecil itu.
