Multirotor. máy bay không người lái [số 8] Bây giờ là phổ biến và đủ tiến bộ để bất cứ ai cũng có thể bay chúng, nhưng hầu hết mọi người có thể không hiểu làm thế nào họ ở trong không khí. Hiểu về vật lý máy bay không người lái cơ bản có thể biến bạn thành một phi công Drone tốt hơn. Thật đơn giản!
Làm thế nào máy bay trực thăng bay
Chúng ta sẽ bắt đầu với một cái gì đó hoàn toàn khác nhau: máy bay trực thăng. Có vẻ như một đường vòng lạ, nhưng biết một chút về cách máy bay trực thăng bay sẽ làm cho việc tìm kiếm chuyến bay không người lái dễ dàng hơn nhiều.
Một máy bay trực thăng điển hình có một cánh quạt chính và rôto đuôi. Các thiết kế khác tồn tại, nhưng tất cả đều hoạt động để kiểm soát các lực lượng tương tự. Đây là một hết sức Giải thích cơ bản về cách máy bay trực thăng bay, nhưng phù hợp với mục tiêu của chúng tôi khi hiểu chuyến bay Drone.
Máy bay trực thăng có một cánh quạt chính tạo ra lực đẩy theo hướng xuống, nhấc nghề lên không trung. Vấn đề là khi rôto quay theo một hướng, nó tạo ra một lực trên cơ thể trực thăng (cảm ơn Newton!) Và do đó, cả hai cơ thể rôto và máy bay trực thăng sẽ quay, chỉ theo hướng ngược lại.
Đây rõ ràng không phải là một cách tuyệt vời để bay, đó là lý do tại sao máy bay trực thăng có cánh quạt đuôi. Rôto này đưa ra lực đẩy ngang để chống lại mô-men xoắn từ cánh quạt chính.
Có những máy bay trực thăng Tailless với các hệ thống chống mô-men xoắn khác, chẳng hạn như Nga KAMOV KA-52 [số 8] , sử dụng hai cánh quạt chính quay theo hướng ngược lại, được gọi là một sự sắp xếp đồng trục.
Có lẽ bạn cũng quen thuộc với Quân đội Hoa Kỳ CH-47 Chinook [số 8] , có hai cánh quạt chính quay trở lại vô hiệu hóa mô-men xoắn của nhau trong khi cũng cung cấp công suất nâng lớn.
Điều này có liên quan gì đến quad quad của bạn? Mọi điều!
Máy bay không người lái Multirotor và vấn đề mô-men xoắn
Nếu chúng ta nhìn vào bố cục cơ bản của Quadcopter, bạn sẽ nhận thấy rằng bốn cánh quạt được sắp xếp theo mẫu X. Hai đạo cụ quay theo hướng theo chiều kim đồng hồ và hai đạo cụ khác theo một hướng ngược chiều kim đồng hồ. Cụ thể, các đạo cụ phía trước quay theo hướng ngược lại với nhau và điều tương tự cũng đúng với các đạo cụ phía sau. Như vậy, các đạo cụ đối diện với nhau quay theo đường chéo theo cùng một hướng.
Kết quả cuối cùng của sự sắp xếp này là nếu tất cả các đạo cụ đang quay ở cùng tốc độ, máy bay không người lái phải ở lại hoàn toàn với mũi cố định tại chỗ.
Sử dụng mô-men xoắn và lực đẩy để điều động
Nếu bạn không muốn giữ mũi của Drone ở một vị trí, bạn có thể sử dụng nguyên lý hủy mô-men xoắn này để điều động. Nếu bạn cố tình làm chậm một số động cơ và tăng tốc người khác, sự mất cân bằng sẽ khiến toàn bộ nghề rẽ.
Tương tự như vậy, nếu bạn tăng tốc hai động cơ phía sau, mặt sau của máy bay không người lái sẽ nâng lên ve toàn bộ craft về phía trước. Điều này đúng với một cặp rôto, vì vậy bạn có thể nghiêng nghề thủ công trong bất kỳ hướng chính nào.
Có những vấn đề với cách tiếp cận này! Ví dụ: nếu bạn làm chậm rôto, bạn cũng giảm lực đẩy và một cánh quạt khác phải tăng tốc để bù cho nó. Nếu không, tổng lực đẩy sẽ giảm và máy bay không người lái sẽ mất độ cao. Tuy nhiên, nếu bạn tăng lực đẩy của một cánh quạt, nó khiến máy bay không người lái nghiêng nhiều hơn, gây ra chuyển động không mong muốn.
Lý do duy nhất là một quadcopter hoặc Multirotor Craft khác có thể bay là nhờ vào việc giải quyết vấn đề thời gian thực phức tạp được thực hiện bởi phần cứng điều khiển nó. Nói cách khác, khi bạn nói với máy bay không người lái di chuyển theo một hướng cụ thể trong không gian 3D, các hệ thống điều khiển chuyến bay trên bo mạch hoạt động chính xác tốc độ nào mỗi động cơ sẽ quay vòng quay để đạt được nó.
Từ quan điểm của phi công, các đầu vào kiểm soát cũng giống như đối với bất kỳ máy bay nào. Đầu tiên, chúng ta có YAW, nơi máy bay không người lái xoay quanh trục dọc của nó. Thứ hai, chúng ta có sân, nơi mũi của Drone lên hoặc xuống, khiến nó bay về phía trước hoặc lùi lại. Cuối cùng, chúng tôi có cuộn, nơi máy bay không người lái di chuyển sang một bên. Tất nhiên, bạn cũng có quyền kiểm soát số lượng lực đẩy, thay đổi độ cao của máy bay không người lái.
Tất cả các chuyển động của máy bay không người lái là sự kết hợp của các chuyển động này. Ví dụ, bay theo đường chéo là một hỗn hợp của cao độ và cuộn trên các điều khiển. Bộ điều khiển chuyến bay trên tàu thực hiện tất cả các công việc phức tạp để tìm ra cách dịch lệnh, ví dụ. ném mũi xuống tốc độ động cơ cụ thể.
Tập thể vs cánh quạt cố định
Có một khía cạnh quan trọng cuối cùng của cách máy bay không người lái Multirotor bay, và điều đó phải làm với các cánh quạt. Hầu như tất cả các máy bay không người lái mà bạn có thể mua ngày nay sử dụng cánh quạt "cố định". Điều này có nghĩa là góc mà các cánh quạt rôto cắt vào không khí không bao giờ thay đổi.
Quay trở lại trực thăng trong giây lát, rôto chính thường là một thiết kế sân tập thể của người Viking. Ở đây, một bộ liên kết phức tạp có thể thay đổi góc mà các cánh quạt tấn công.
Nếu cao độ bằng 0 (lưỡi rô cánh rôtor phẳng) thì không có lực đẩy nào được tạo ra, cho dù rôto nhanh như thế nào. Vì sân tích cực (ném lực đẩy xuống dưới) được tăng lên, máy bay trực thăng bắt đầu nâng. Quan trọng nhất, các cánh quạt có thể được di chuyển thành một phủ định vị trí sân. Ở đây, rôto đang đẩy lên trên, do đó, nghề thủ công có thể xuống nhanh hơn lực hấp dẫn đơn thuần.
Sân tiêu cực có nghĩa là, về mặt lý thuyết, máy bay trực thăng có thể bay lộn ngược [số 8]Nhưng hầu hết các máy bay trực thăng quy mô đầy đủ quá lớn và nặng nề để làm điều này thực tế. Máy bay trực thăng mô hình quy mô không có giới hạn như vậy. Điều này đã dẫn đến sự gia tăng của chuyến bay trực thăng RC 3D 3D và Buổi biểu diễn uốn cong bởi các phi công lành nghề [số 8] .
Với một cánh quạt cao độ cố định, cách duy nhất để tăng lực đẩy là tăng tốc độ rôto, không giống như một máy bay trực thăng nơi tốc độ rôto có thể không đổi trong khi cao độ thay đổi. Điều này có nghĩa là máy bay không người lái phải liên tục tăng tốc hoặc làm chậm các cánh quạt của nó, không thể bay ở bất kỳ thái độ nào trong không gian 3D và không thể xuống nhanh hơn mức rơi tự do.
Tại sao chúng ta không có máy bay không người lái tập thể? Đã có những nỗ lực như Stingray 500 3D Quadcopter, [số 8] Nhưng sự phức tạp và chi phí của một thiết kế như vậy giới hạn nó cho các ứng dụng chuyên gia.
Dễ bay, không dễ dàng
Máy bay không người lái Multirotor như DJI MINI 2. [số 8] là Marvels kỹ thuật và công nghệ máy tính [số 8] . Họ chỉ có thể bay vì sự hội tụ của các khoa học và công nghệ khác nhau, tất cả để bạn có thể nhận được một vài clip tuyệt vời trong kỳ nghỉ. Bây giờ, lần sau bạn đưa người lái của mình ra ngoài để quay phim, bạn sẽ có một sự tôn trọng mới đối với những gì mà chàng trai nhỏ có thể làm.
