Multirotor. Drones. sunt acum obișnuite și destul de avansate încât oricine poate zbura, dar majoritatea oamenilor probabil nu înțeleg cum rămân în aer. Înțelegerea fizicii de zbor de bază Drone vă poate face într-un pilot mai bun de drone. E simplu!
Cum zboară elicopterele
Vom începe cu ceva complet diferit: elicoptere. Ar putea părea ca o ocolire ciudată, dar știind puțin despre modul în care zbura elicoptere va face să înțeleagă zborul de drone mult mai ușor.
Un elicopter tipic are un rotor principal și un rotor de coadă. Alte modele există, dar toți lucrează pentru a controla aceleași forțe. Acesta este un foarte Explicația de bază a modului în care zboară elicopterele, dar sunt potrivite scopului nostru atunci când vine vorba de înțelegerea zborului Dron.
Elicopterul are un rotor principal care generează împingere într-o direcție în jos, ridicând ambarcațiunile în aer. Problema este că, pe măsură ce rotorul se transformă într-o direcție, acesta exercită o forță asupra corpului elicopterului (mulțumită lui Newton!) Și, prin urmare, corpul rotorului și elicopterului se vor roti, doar în direcții opuse.
Acest lucru nu este evident o modalitate excelentă de a zbura, motiv pentru care elicopterele au rotoare de coadă. Acest rotor scoate o forță orizontală pentru a contracara cuplul de la rotorul principal.
Există elicoptere fără echipaj cu alte sisteme anti-cuplu, cum ar fi limba rusă Kamov Ka-52 , care utilizează două rotoare principale care se rotesc în direcții opuse, cunoscute sub numele de aranjament coaxial.
Probabil că sunteți, de asemenea, familiarizați cu armata americană Ch-47 Chinook , care are două rotoare principale masive contra-rotative care neutralizează cuplul celuilalt, oferind, de asemenea, o capacitate masivă de ridicare.
Ce are de-a face cu cvadcopterul tău? Tot!
Dronii multirotori și problema cuplului
Dacă ne uităm la aspectul Quadcopterului de bază, veți observa că cele patru rotoare sunt aranjate într-un model X. Două recuzită se rotesc în sensul acelor de ceasornic și celelalte două într-o direcție în sens invers acelor de ceasornic. În mod specific, recuzita frontală se rotesc în direcții opuse unul altuia și același lucru este valabil și pentru recuzita din spate. Ca atare, recuzită care se află peste ceilalți rotiți în diagonală în aceeași direcție.
Rezultatul final al acestui aranjament este că, dacă toate recuzele se rotesc la aceeași viteză, drona ar trebui să rămână perfect încă cu nasul fixat în poziție.
Folosind cuplul și împingerea la manevră
Dacă nu doriți să păstrați nasul Drone fixat într-o singură poziție, puteți utiliza acest principiu de anulare a cuplului la manevră. Dacă ați încetinit în mod intenționat unele motoare și ați dăruit pe alții, dezechilibrul ar provoca întoarcerea întregii ambarcațiuni.
De asemenea, dacă ați dăruit cele două motoare spate, partea din spate a drone ar ridica înclinarea întregii ambarcațiuni înainte. Acest lucru este valabil pentru o pereche de rotoare, astfel încât să puteți înclina ambarcațiunea în orice direcție cardinală.
Există probleme cu această abordare! De exemplu, dacă încetiniți un rotor în jos, vă reduceți și împingeți și un alt rotor trebuie să accelereze pentru a compensa acest lucru. Dacă nu, aruncarea totală ar scădea, iar dronul ar pierde altitudinea. Cu toate acestea, dacă creșteți împingerea unui rotor, determină ca drona să se înclină mai mult, ceea ce provoacă o mișcare nedorită.
Singurul motiv pentru care un cvadcopter sau altă ambarcațiune multirotor poate zbura este datorită rezolvării complexe a problemelor în timp real efectuate de hardware-ul care îl controlează. Cu alte cuvinte, atunci când spuneți drone să vă deplasați într-o direcție particulară în spațiul 3D, sistemele de control de zbor de la bord funcționează exact la ce viteză fiecare motor ar trebui să rotească rotoarele pentru ao realiza.
Din perspectiva pilotului, intrările de control sunt aceleași ca și pentru orice aeronavă. În primul rând, am răsturnat, unde drona se transformă în jurul axei sale verticale. În al doilea rând, avem pitch, unde nasul drone se ridică în sus sau în jos, făcându-l să zboare înainte sau înapoi. În cele din urmă, ne-am rostogolit, unde dronul se mișcă în partea laterală. Desigur, aveți și controlul asupra cantității de împingere, care schimbă altitudinea drone.
Toate mișcările drone sunt o combinație a acestor mișcări. De exemplu, zborul în diagonală este un amestec de pitch și rulați pe comenzi. Controlerul de zbor de la bord face toate lucrările complicate de a imagina cum să traducă, de exemplu, o comandă la comandă. Puneți nasul în jos în viteze specifice motorului.
Colectiv vs. rotoarele cu pitch fix
Există un ultim aspect important al modului în care zboară mai multirotor, și asta are de a face cu rotorii înșiși. Aproape toți dronii pe care îi puteți cumpăra astăzi utilizează rotoare "Pitch fix". Aceasta înseamnă că unghiul la care se varsă lama rotorului în aer nu se schimbă niciodată.
Revenind la elicoptere pentru o clipă, rotorul principal este de obicei un design "colectiv". Aici, un set complex de legături poate modifica unghiul la care rotatorul atacă.
Dacă pitchul este zero (lamele rotorului sunt plate), atunci nu este generat nici o împingere, indiferent cât de repede se rotește rotorul. Ca pitch pozitiv (aruncare în jos) este crescut, elicopterul începe să se ridice. Cel mai important, rotoarele pot fi mutate într-o negativ Poziția pitch. Aici, rotorul este împins în sus, așa că ambarcațiunea poate coborî mai repede decât simpla tragere a gravitației.
Pitch negativ înseamnă că, teoretic, elicopterul poate zburați cu susul în jos Dar cele mai multe elicoptere pe scară largă sunt prea mari și grele pentru a face acest lucru practic. Elicopterele modelului de scară nu au o astfel de limitare. Acest lucru a dus la creșterea zborului de elicopter "3D" RC și Performanțele de îndoire a minții de către piloți calificați .
Cu un rotor cu pitch fix, singura modalitate de a crește împingerea este creșterea vitezei rotorului, spre deosebire de un elicopter în care viteza rotorului poate rămâne constantă în timp ce Pitch variază. Aceasta înseamnă că drone trebuie să accelereze în mod constant sau să-și încetinească rotoarele, nu pot zbura în nici o atitudine în spațiul 3D și nu poate coborî mai repede decât căderea liberă.
De ce nu avem drone colective-pasi? Au existat încercări cum ar fi Standray 500 3D Quadcopter, Dar complexitatea și costul unei astfel de design limitează-l la aplicațiile specializate.
Ușor de zbura, nu zboară cu ușurință
Multirotoare de drone ca Dji Mini 2. sunt Marvelii de inginerie și tehnologie de calculator . Ei pot doar să zboare din cauza unei convergențe a diferitelor științe și tehnologii, toate, astfel încât să puteți obține câteva clipuri minunate în vacanță. Acum, data viitoare când vă luați drone-ul pentru o rotire, veți avea un nou respect pentru ceea ce poate face micul tip.
