Багатомоторний дрони Зараз звичайні та досить просунуті, щоб хтось міг літати їх, але більшість людей, мабуть, не розуміють, як вони залишаються в повітрі. Розуміння основної фізики польоту не може зробити вас у кращому пілоті. Це просто!
Як літають вертольоти
Ми почнемо з чимось зовсім іншим: вертольоти. Це може здатися дивним об'їздом, але трохи знаючи про те, як літає вертольоти, зроблять розуміння бездоганного польоту набагато простіше.
Типовий вертоліт має основний ротор і хвостовий ротор. Інші конструкції існують, але всі вони працюють, щоб контролювати ті ж сили. Це дуже Основне пояснення того, як літають вертольоти, але доцільно до нашої мети, коли справа доходить до розуміння польоту дрона.
Вертоліт має головний ротор, який генерує тягу в напрямку вниз, піднімаючи ремесло в повітря. Проблема полягає в тому, що як ротор обертається в одному напрямку, він має силу на корпусі вертольота (спасибі Ньютона!) І, отже, обидва ротора, так і корпус вертольота будуть обертатися, просто в протилежних напрямках.
Це, очевидно, не відмінний спосіб літати, тому вертольоти мають хвостові ротори. Цей ротор випускає горизонтальну тягу, щоб протидіяти крутному моменту від основного ротора.
Є ліхтарні вертольоти з іншими системами анти-крутного моменту, такі як російська Камов К.А-52 , який використовує два основних роторів, що обертаються в протилежних напрямках, відомі як коаксіальна домовленість.
Ви, мабуть, також знайомі з армією США CH-47 Chinook , що має два масивних контр-обертових основних роторів, які нейтралізують один одного, а також забезпечуючи масивну ліфту.
Що це має зробити з вашим Quadcopter? Все!
Багаторотові дрони та проблема крутного моменту
Якщо ми розглянемо основний макет Quadcopter, ви помітите, що чотири ротори розташовані в шаблоні X. Два реквізит перетворюються в напрямку за годинниковою стрілкою, а два інших у напрямку проти годинникової стрілки. Зокрема, передні реквізиції спина в протилежних напрямках один до одного, і те ж саме стосується задніх реквізитів. Оскільки такі, реквізити, що відбуваються один від одного по діагоналі обертаються в одному напрямку.
Кінцевий результат цієї композиції полягає в тому, що якщо всі реквізиції обертаються з тією ж швидкістю, то дрон повинен залишатися абсолютно ще з його носом, закріпленим на місці.
Використання крутного моменту і тяги до маневру
Якщо ви не хочете, щоб нос дрона закріплений в одній позиції, ви можете використовувати цей принцип скасування крутного моменту до маневру. Якщо ви цілеспрямовано сповільнили деякі двигуни і вискочили інших, дисбаланс призведе до повороту всього ремесла.
Аналогічно, якщо ви вирушили два задні двигуни, спина дрона підніметься нахилом всього ремесла вперед. Це стосується пари роторів, тому ви можете нахилити ремесло в будь-якому кардинальному напрямку.
Є проблеми з цим підходом! Наприклад, якщо ви сповільнюєте ротор, ви також зменшуєте свою тягу, а інший ротор повинен прискорити, щоб компенсувати його. Якщо ні, то повна тяга зменшиться, а дрона втратить висоту. Однак, якщо ви збільшите тягу ротора, це викликає дрон, щоб нахилити, що викликає небажане рух.
Єдиною причиною quadcopter або іншим багаторотовним ремеслом може літати завдяки складному вирішенню проблем у реальному часі, що виконується апаратним забезпеченням, який контролює його. Іншими словами, коли ви розповідаєте дроні, щоб рухатися в конкретному напрямку в 3D-просторі, системи керування бортовими польотами працюють саме те, яка швидкість кожен двигун повинен обертатися роторами, щоб досягти цього.
З точки зору пілота, входи управління є такими ж, як і для будь-якого повітряного судна. По-перше, у нас є нишпорення, де безпілотний повертається навколо своєї вертикальної осі. По-друге, у нас є поле, де Смоли ніс безпілотник вгору або вниз, що робить його летіти вперед або назад. Нарешті, у нас є рулон, де безпілотник рухається з боку в бік. Звичайно, у вас є контроль над кількістю тяги, який змінює висоту гулу.
Всі рухи безпілотного літального апарату є комбінацією цих рухів. Наприклад, політ по діагоналі є сумішшю тангажу і крену на контролі. Вбудований контролер польоту робить всю складну роботу з'ясувати, як перевести команду, наприклад. крок ніс вниз на певні швидкості двигуна.
Колективні проти фіксованого кроку роторів
Там один останній важливий аспект, як Мультикоптер безпілотники літають, і що потрібно робити з самими роторами. Майже всі безпілотні літаки, які можна купити сьогодні використання «фіксований крок» ротори. Це означає, що кут, під яким лопаті ротора скибочки в повітря ніколи не змінюється.
Повертаючись до вертольотів на даний момент, основний ротор зазвичай являє собою «колективний крок» дизайн. Тут, складний комплекс зв'язків може змінити кут, під яким атакувати ротори.
Якщо крок дорівнює нулю (лопаті ротора виконані плоскими), то немає тяги не генерується, незалежно від того, наскільки швидко обертається ротор. В якості позитивного кроку (кидати тягу вниз) збільшуються, вертоліт починає підніматися. Найголовніше, що ротори можуть бути переміщені в негативний становище основного тону. Тут, ротор тягнеться вгору, так що судно може спуститися швидше, ніж просто сили тяжіння.
Негативний означає крок, який, теоретично, вертоліт може літати догори ногами Але більшість повномасштабних вертольотів занадто великі і важкі, щоб зробити це практично. Масштабні моделі вертольотів не мають такого обмеження. Це призвело до зростання польоту вертольота "3D" і Діяльність з вигнання кваліфікованих льотчиків .
З ротором фіксованого поля, єдиним способом збільшення тяги полягає в збільшенні швидкості ротора, на відміну від вертольота, де швидкість ротора може залишатися постійною, тоді як крок залежить. Це означає, що дрон повинен постійно прискорити або уповільнити свої ротори, не може літати в будь-якому ставленні до 3-х простору, і не може спускатися швидше, ніж вільне падіння.
Чому б у нас немає колгонових дронів? Були спроби, такі як Stingray 500 3D Quadcopter, Але складність та вартість такого дизайну обмежують його спеціалістам.
Легко літати, не летить легко
Мультироторні дрони, як Dji mini 2 є Marvels of Engineering та комп'ютерних технологій . Вони можуть літати лише через конвергенцію різних наук та технологій, все, так що ви можете отримати кілька дивовижних кліпів у відпустку. Тепер, наступного разу, коли ви будете дроти для спина, ви будете мати нову повагу до того, що може зробити маленький хлопець.
