Multirotor. drony są teraz powszechne i wystarczająco zaawansowane, że każdy może je latać, ale większość ludzi prawdopodobnie nie rozumie, jak pozostają w powietrzu. Zrozumienie podstawowej fizyki lotu Drone może spowodować lepszy pilot drona. To proste!
Jak latają helikoptery
Zaczniemy z czymś zupełnie innym: helikoptery. Może wydawać się dziwnym objazdem, ale wiedząc trochę o tym, jak mucha helikopterów sprawi, że zrozumienie lotu Drone'a znacznie łatwiejszy.
Typowy helikopter ma główny wirnik i wirnik ogonowy. Istnieją inne projekty, ale wszystkie działają, aby kontrolować te same siły. To jest bardzo Podstawowe wyjaśnienie, jak latają helikopterów, ale odpowiedni do naszego celu, jeśli chodzi o zrozumienie lotu Drone.
Helikopter ma główny wirnik, który generuje pchnięcie w kierunku w dół, podnosząc jednostkę do powietrza. Problem polega na tym, że gdy wirnik obraca się w jednym kierunku, wywiera siłę na ciało śmigłowca (dzięki Newton!), Dlatego zarówno korpus wirnika, jak i helikoptera obróciłby się, tylko w przeciwnych kierunkach.
To oczywiście nie jest to świetny sposób na latanie, dlatego helikoptery mają wirniki ogonowe. Wirnik ten wywiera nacisk poziomy, aby przeciwdziałać momentowi z głównego wirnika.
Istnieją helikoptery tailless z innymi systemami antykorowymi, takimi jak rosyjski KAMOV KA-52 , który używa dwóch głównych wirników wirujących w przeciwnych kierunkach, znany jako aranżacja koncentryczna.
Prawdopodobnie znasz również armię USA Ch-47 Chinook , Który ma dwa masywne główne wirniki główne, które neutralizują wzajemnie moment obrotowy, przy jednoczesnym zapewnieniu ogromnej wydajności podnoszenia.
Co ma to zrobić ze swoim quadcopterem? Wszystko!
Multirotor Drones i problem momentu obrotowego
Jeśli spojrzymy na podstawowy układ Quadcoptera, zauważysz, że cztery wirniki są ułożone w wzorze x. Dwa rekwizyty obraca się w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara, a pozostałe dwa w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. W szczególności przednie rekwizyty obracają się w przeciwnych kierunkach do siebie, a to samo dotyczy tylnych rekwizytów. Jako takie, rekwizyty, które są naprzeciwko siebie po przekątnej wirują w tym samym kierunku.
Efektem końcowym tego układu jest to, że jeśli wszystkie rekwizyty obracają się z tej samej prędkości, dron powinien pozostać idealnie nadal z nosem ustalonym na miejscu.
Używanie momentu obrotowego i pchnięcia do manewru
Jeśli nie chcesz utrzymywać nosa drona naprawy w jednej pozycji, możesz użyć tej zasady redukcji momentu obrotowego do manewru. Jeśli celowo zwolniłeś niektóre silniki i przyspiesz innym, nierównowaga spowodowałaby obrócenie całego rzemiosła.
Podobnie, jeśli spnąłeś dwa tylne silniki, tył brzęczenia nie podniosłoby przechylania całego rzemiosła do przodu. Jest to prawdą dla pary wirników, dzięki czemu można przechylić rzemiosło w dowolnym kierunku kardynalnym.
Istnieją problemy z tym podejściem! Na przykład, jeśli zwolniysz wirnik, zmniejszasz również jego pchnięcie, a inny wirnik musi przyspieszyć, aby go skompensować. Jeśli nie, całkowity ciąg zmniejszyłby się, a dron straciłoby wysokość. Jednakże, jeśli zwiększysz pchnięcie wirnika, powoduje, że dron nachyla więcej, co powoduje niepożądany ruch.
Jedynym powodem, dla którego Quadcopter lub inny Craft Multirotor może latać, to dzięki złożone rozwiązywanie problemów w czasie rzeczywistym przeprowadzony przez sprzęt, który go kontroluje. Innymi słowy, gdy mówisz dronem, aby poruszać się w określonym kierunku w przestrzeni 3D, systemy sterowania płytami pokładowymi działa dokładnie, jaka prędkość każdego silnika powinna obracać wirniki, aby go osiągnąć.
Z perspektywy pilota wejścia sterujące są takie same jak w przypadku jakichkolwiek samolotów. Po pierwsze, mamy odchylenie, gdzie dron obraca się wokół swojej osi pionowej. Po drugie, mamy boisko, gdzie nos drone uderza w górę lub w dół, czyniąc go do przodu lub do tyłu. Wreszcie, mamy rolkę, gdzie drone porusza się do boku. Oczywiście masz również kontrolę nad ilością ciągu, który zmienia wysokość drona.
Wszystkie ruchy drona są kombinacją tych ruchów. Na przykład, latanie po przekątnej jest mieszaniną skoku i rolki na elementach sterujących. Składnik pokładowy wykonuje wszystkie skomplikowane prace określające, jak na przykład przetłumaczyć polecenie na przykład. rozbić nos na określone prędkości silnika.
COLFECTETY VS. Naprawiono wirniki wysokości
Jest jeden ostatni ważny aspekt, jak mucha multirotor Drono i to ma wspólnego z samymi wirnikami. Prawie wszystkie drony, które można kupić, użyj wirników "Naprawione". Oznacza to, że kąt, w którym kręce ostrza wirnika w powietrze, nigdy się nie zmienia.
Wracając do helikopterów na chwilę, główny wirnik jest zazwyczaj projekt "zbiorowy". Tutaj złożony zestaw wiązań może zmienić kąt, w którym atak wirnika.
Jeśli boisko jest zero (łopatki wirnika są płaskie), nie jest generowany, bez względu na to, jak szybko wirnik jest wirnik. Jako pozytywna wysokość (rzucanie pchnięcie w dół), helikopter zaczyna podnosić. Co najważniejsze, wirniki można przenieść do negatywny pozycja boiska. Tutaj wirnik pchnie w górę, więc rzemiosło może zstąkać szybciej niż zwykły ciągnięcie ciężkości.
Ujemny boisko oznacza, że teoretycznie helikopter może latać do góry nogami Ale większość pełnowymiarowych śmigłowców jest zbyt duża i ciężka, aby to zrobić praktycznie. Helikoptery modelu skali nie mają takiego ograniczenia. Ma to doprowadzić do wzrostu lotu "3D" RC Helicoptera i Występy zginania przez wykwalifikowanych pilotów .
Z wirnikiem stacjonarnym, jedynym sposobem zwiększenia pchnięcia jest zwiększenie prędkości wirnika, w przeciwieństwie do helikoptera, w którym prędkość wirnika może pozostać stała, podczas gdy pitch zmienia się. Oznacza to, że dron musi stale przyspieszyć lub spowolnić jego wirniki, nie może latać w żadnej postawie w przestrzeni 3D, i nie może zstąkać szybciej niż swobodnie.
Dlaczego nie mamy dronów zbiorowych? Były próby, takie jak Stingray 500 3D Quadcopter, Ale złożoność i koszt takiego projektu ograniczają go do specjalistycznych aplikacji.
Łatwy do latania, nie leci łatwo
Multirotor Drony jak DJI MINI 2. są Kamienie technologii inżynierskiej i komputerowej . Mogą latać tylko z powodu konwergencji różnych nauk i technologii, więc można uzyskać kilka niesamowitych klipów na wakacje. Teraz następnym razem, gdy zabierzesz dron na spin, będziesz miał nowy szacunek dla tego, co może zrobić mały facet.
