Šajā īsajā rakstā ir sniegta pamatinformācija par kvadrokopteru dzenskrūvēm (dažkārt sauktas par balstiem) un paskaidrots, kā lāpstiņu piķis, forma un skaits ietekmē to veiktspēju, vilci un efektivitāti.

Pamatjēdzieni

Detaļu parametrus nosaka to garums, piķis, laukums, griešanās virziens, kā arī asmeņu forma un skaits

Garums un slīpums

Šie parametri ir galvenie. Garums attiecas uz diska diametru, kas veidojas, kad dzenskrūve griežas. Soļu var definēt kā attālumu, ko dzenskrūve var nobraukt noteiktā cietā vidē vienā pilnā apgriezienā (atcerieties, kā visparastākā skrūve iekļaujas dēlī). Ja visas pārējās lietas ir vienādas, pakāpiena lielumu nosaka kvadrokoptera lāpstiņu slīpums (uzbrukuma leņķis).

Propelleru-motora grupas (PMG) vilces spēku nosaka gaisa daudzums, ko tās dzenskrūves spēj pārvietot. Skaidrs, ka dzenskrūvju garuma un/vai soļa palielināšana, saglabājot to griešanās ātrumu, pozitīvi ietekmē vilci, taču, diemžēl, palielinās arī gaisa pretestība, jo palielinās turbulence. Lai pagrieztu lielāku dzenskrūvi vai dzenskrūvi ar lielāku lāpstiņas leņķi, tiks iztērēts vairāk enerģijas, kas novedīs pie lidojuma laika samazināšanās, ja visas pārējās lietas ir vienādas.

Lieli, zema soļa propelleri ir ideāli piemēroti aerofotografēšanai, savukārt mazie, augsta soļa propelleri tiek izmantoti sacīkšu droniem.

Asmeņu skaits un forma

Klasiskā iespēja ir dzenskrūve ar diviem lāpstiņām. Tomēr mazākajos modeļos tiek izmantoti dzenskrūves ar trim, četriem un pat pieciem lāpstiņām. Ir skaidrs, ka vairāku lāpstiņu dzenskrūve samazina turbulences līmeni, radot vienmērīgāku plūsmu. Turklāt papildu lāpstiņas palielina dzenskrūves kopējo laukumu, kas labvēlīgi ietekmē kvadrokoptera celšanas spēku. No tā izriet, ka vairāku lāpstiņu dzenskrūve ar mazāku diametru spēj radīt tādu pašu pacēlumu kā lielāka parastā dzenskrūve. Vairāku lāpstiņu dzenskrūves padara lidmašīnu atsaucīgāku, kas ir ļoti svarīgi, ielidojot Akro režīms. Galvenais šādu skrūvju trūkums ir ražošanas un izlīdzināšanas sarežģītība, kā arī diezgan augstās izmaksas.

Mēs iesakām pievērst uzmanību beigu detaļu formas atšķirībām. Tie ir trīs veidu - parastā, bulnoze (BN), hibrīdā bulnoze (HBN). Parastajām dzenskrūvēm ir uzasināti lāpstiņas galos, radot mazāku vilci, taču tas veicina efektīvu akumulatora enerģijas patēriņu. BN skrūvēm ar vienādu diametru ir lielāks laukums un vilce. Papildu svars asmeņu galos palielina griezes momentu un uzlabo lidmašīnas spēju reaģēt uz leņķi. Diemžēl šos pozitīvos aspektus pavada liels enerģijas patēriņš un samazināts lidojuma laiks. HBN dzenskrūves ieņem starpstāvokli.

Rotācijas virziens

Multikopteros tiek izmantoti divu veidu motori - CW (ar vārpstas griešanos pulksteņrādītāja virzienā) un CCW (ar vārpstas griešanos pretēji pulksteņrādītāja virzienam). Motoru uzstādīšanas izkārtojums ir atkarīgs no lidmašīnas veida. Vairākas šādas shēmas ir parādītas attēlā.

Konkrēta dzenskrūves griešanās virzienu norāda tā lāpstiņu paceltā mala.

Materiāls un kvalitāte

Populārākās ir plastmasas skrūves. Tie izceļas ar plastiskumu, zemo cenu, plašu klāstu un augstu pieejamības pakāpi. No vienas puses, asmeņu elastība palielina to izturību pret bojājumiem, no otras puses, tas rada problēmas ar balansēšanu.

Daži uzņēmumi ražo oglekļa šķiedras dzenskrūves. Oglekļa dzenskrūves ir diezgan dārgas, taču nodrošina nepieciešamo stingrību un augstu veiktspēju, nepalielinot ievērojamu svaru.

Starpposmu ieņem dzenskrūves, kas izgatavotas no plastmasas, kas pastiprināta ar oglekļa šķiedru. Šāda veida dzenskrūvei ir augsta stingrība un salīdzinoši zemas izmaksas.

Skrūvju kvalitāte norāda uz to izgatavošanas precizitāti. Augstas kvalitātes dzenskrūves ir labi līdzsvarotas un praktiski nerada papildu vibrācijas VMG darbībā. Labākie rekvizīti tiek ražoti ar zīmoliem GWS, APC un EMP.

Specifikācija

Par konkrētā kvadrokoptera propellera parametriem var uzzināt, apskatot tā kodējumu. Ražotāji izmanto divu veidu apzīmējumus: LLPPxB vai LxPxB. Šeit L apzīmē garumu, P ir piķis un B ir lāpstiņu skaits. Klasiskajiem propelleriem parametrs B parasti nav norādīts.

Piemēram, 6045 (vai 6x4,5) dzenskrūvei ir divas lāpstiņas, sešas collas garš un 4,5 collu solis. Vēl viens piemērs ir piecu collu 5040x3 (vai 5x4x3) trīs lāpstiņu dzenskrūve, kuras solis ir 4 collas.

Dažreiz apzīmējuma beigās tiek ievietots burts R vai C (var nebūt), kas norāda griešanās virzienu. R dzenskrūves ir uzstādītas CW dzinējiem, un C dzenskrūves ir uzstādītas CCW dzinējiem. Reizēm apzīmējumam tiek pievienoti saīsinājumi BN vai HBN (skatīt iepriekš).

Uzstādīšanas metodes

Ir dažādi veidi, kā uzstādīt dzenskrūves kvadrokopteram. Ļoti bieži motora vārpsta ir vienkārša metāla tapa, kurai nav nekādu nosacījumu dzenskrūves uzstādīšanai. Šajā gadījumā tiek izmantoti speciāli adapteri - propsavers un spailes.

Rekvizītu taupītājs (skatiet fotoattēlu) ir ērti lietojams eksperimentu veikšanai, veidojot pašdarinātus modeļus. Izskatās pēc bukses, kuras sānu virsmā ir divi simetriski caurumi ar tajos iestrādātām skrūvēm. Ierīce ir uzstādīta uz vārpstas un skrūves ir pievilktas. Arī dzenskrūve tiek novietota uz vārpstas un nostiprināta ar divām neilona saitēm vai gumijas gredzenu.

Uzticamāks adapteris ir spailes skava. Tas ir vītņots savienojums ar sadalītu konusa formas buksi. Uzmava tiek uzlikta uz vārpstas, pēc tam tiek uzstādīta iespīlēšanas uzmava, dzenskrūve un paplāksne. Visa konstrukcija ir fiksēta ar speciālas formas uzgriezni – vērptuvi.

Ja bezsuku motora rotors atrodas ārpusē (Outrunner klases motori), tad uz tā augšējās virsmas parasti ir vairāki vītņoti caurumi dažādu adapteru un stiprinājumu uzstādīšanai.

Gatavo kopteru ar bezsuku motoru ražotājiem ir iespēja ar pašpievelkošajiem uzgriežņiem no DJI. Šādiem dzinējiem vārpsta beidzas ar vītni, kas ir pretēja rotora griešanās virzienam.

Propellera balansēšana

Var droši teikt, ka lielāko daļu dzenskrūvju, īpaši lēto, nevar saukt par 100% sabalansētu. Šādas skrūves ne tikai rada kaitinošu troksni, bet arī ievieš papildu vibrāciju VMG darbībā. Sakarā ar to jo īpaši pasliktinās gaisa filmēšanas kvalitāte (želejas efekts). Vēl ļaunāk, pastāvīgās vibrācijas rada papildu dzinēju, gultņu un zobratu nodilumu, palielinot lidmašīnas uzturēšanas izmaksas.

Kā redzat, mēs nevaram iztikt bez dzenskrūvju balansēšanas procedūras kvadrokopteram. Šim nolūkam jums būs nepieciešams:

• Skrūve;
• Scotch lent vai superglue (var aizstāt ar nagu laku);
• Smilšpapīrs;
• Speciālais dzenskrūves balansētājs Du-Bro Tru-Spin - viens no labākajiem, jeb ķīniešu analogiem .

Pirmkārt, pati balansēšanas ierīce ir jāiestata tā, lai tās ass būtu stingri horizontāla.

Asmens tiek pārbaudīts, vai nav bojājumu, uzstādīts uz ass un nedaudz noliekts vienā vai otrā virzienā. Ja tas neatgriežas horizontālā stāvoklī, ir nepieciešams atvieglot (notīrīt ar smilšpapīru) smagāku asmeni vai uzlīmēt līmlentes gabalu uz vieglāka. Procedūra ir jāatkārto, līdz asmeņi ir līdzsvaroti. Līmlenti veiksmīgi aizstāj ar superlīmes vai lakas traipu.

Balansēšanas mašīnas ass ir apgriezta - jums jāpārliecinās, vai dzenskrūve saglabā līdzsvaru šajā pozīcijā. Ņemiet vērā, ka visi dzēšana un ielīmēšana jāveic uz asmeņu iekšējām (ieliektajām) virsmām.

Nākamais solis ir līdzsvarot rumbu. Lai to izdarītu, dzenskrūve ir uzstādīta vertikāli. Ja tas novirzās uz labo pusi, rumbas kreisā puse ir jānosver ar līmi vai laku un otrādi. Panākam līdzsvaru, apgriežam dzenskrūvi un pārliecināmies, ka arī šajā pozīcijā tas ir līdzsvarots. Procedūra ir pabeigta.

eCalc kalkulators

Daudzi bezpilota lidaparātu radītāji ir pazīstami ar eCalc tiešsaistes kalkulatoru, kas paredzēts gaisa kuģu propellera dzinēja uzstādīšanas parametru aprēķināšanai. Multikopteriem veltītā kalkulatora lapa izskatās apmēram šādi.

No pirmā acu uzmetiena viss ir skaidrs, taču ir vairākas nianses, kas var ietekmēt aprēķinu rezultātus.

Vispirms tiek ievadīts pilns multikoptera pacelšanās svars (ar kardānu un kameru, ja tāda ir). Ja ir norādīts Bez piedziņas, ievadiet rāmja, dzenskrūvju, kontrollera paneļa, kardāna, kameras un FPV lidojuma aprīkojuma kopējo svaru. Pievienosim vadu masai 10 procentus un iegūsim vēlamo skaitli.

Ievadiet rotoru skaitu, to konstrukciju (vienu vai koaksiālo), maksimālo lidojuma augstumu un laikapstākļi apstākļi, kādos tas tiks veikts (ārējā temperatūra un atmosfēras spiediens).

Jebkuras tehnoloģijas lidojuma pamatprincipus apraksta aerodinamika un kvadrokopteri nav izņēmums. Trīs rotācijas asis absolūti nepārprotami nosaka kvadrokoptera orientāciju telpā un tā lidojuma virzienu. Turklāt kustības virziens nekādi nav atkarīgs no paša kvadrokoptera atrašanās vietas gaisā.

Jebkuram gaisa kuģim ir virziena maiņa, ieskaitot pat virsskaņas lidmašīnas. Un, kā zināms, īsti helikopteri var bez problēmām lidot uz sāniem.

Trīs iepriekš uzskaitītās asis vai leņķus parasti pareizi sauc par slīpumu, slīpumu un leņķi. Apskatīsim tos sīkāk.

Slīpums attiecas uz transportlīdzekļa griešanos ap garenvirziena asi, griešanos ap vertikālo asi un apgriešanos ap garenisko asi.

Jebkurš kvadrokopters, tāpat kā jebkurš cits lidaparāts, lidojuma laikā veic stingri noteiktu manevru sarakstu. Šī kustība, pitch/roll un yaw ir tie, kas nosaka kvadrokoptera lidojuma parametrus.

Ja mēs ņemam vērā helikopteru, tad tā galvenais rotors ietekmē slīpumu un sānsveres, un astes rotors kompensē griezes momentu, un slīpums ir atkarīgs no ātruma, ar kādu tas griežas un kādā stāvoklī tas atrodas.

Kvadrokoptera gadījumā viss ir savādāk. Ir pat četras skrūves, no kurām divas griežas pulksteņrādītāja virzienā, bet pārējās divas pretējā virzienā.

Lielākajai daļai kvadrokopteru motori ir uzstādīti ar nemainīgu soli, un to vadība sastāv no ātruma palielināšanas vai samazināšanas.

Attiecīgi, ja visiem kvadrokoptera dzenskrūvēm ir vienāds griešanās ātrums, tad visi parametri tiks kompensēti. Palielinoties viena no kvadrokoptera dzenskrūves griešanās ātrumam, tiek izjaukts līdzsvars. Tādā gadījumā, ja propellera ātrums ar pretējo griešanās virzienu tiek proporcionāli samazināts, tad leņķis paliks nulles šķautne, bet mainīsies slīpums jeb ripums.

Ja vienlaikus palielināsiet ātrumu abiem dzenskrūvēm, kas griežas vienā virzienā, un samaziniet to otrā, pagrieziena leņķis tiks mainīts.

Kvadrokoptera dzinēji un līdz ar to arī tā dzenskrūvju griešanās ātrums tiek vadīti no tālvadības pults, no kuras signāls tiek nosūtīts uz borta dators kvadrokopteri un tiem tiek pievienoti nepieciešamie labojumi no žiroskopa, akselerometra un tā tālāk.

Projektējot un veidojot kvadrokopteru, jāveic visi nepieciešamie aprēķini, lai atrastu optimālo līdzsvaru starp ierīces masu, uz tā uzstādīto dzinēju jaudu un vairākiem citiem faktoriem.

Kvadrokopterā katrs to parametrs un raksturlielums ir cieši saistīti viens ar otru. Tātad, piemēram, ja vēlaties palielināt lidojuma laiku, jums būs jāinstalē lielākas ietilpības akumulators, un līdz ar to svars kļūs lielāks, kas radīs enerģijas patēriņa pieaugumu.

Lai aprēķinātu kvadrokopteru, ir nepieciešama laba inženieru apmācība. Ja jūs labi zināt un saprotat katru no kvadrokoptera parametriem, varat mēģināt aprēķināt tiešsaistes kalkulators, vietnē ecalc.ch.

Varat arī lejupielādēt gatavus aprēķinus no interneta un, pamatojoties uz to datiem, izveidot sava kvadrokoptera modeli.

Neskatoties uz to, ka kvadrokopteri ir ārkārtīgi moderns temats, komponentu izvēle ierīces montāžai joprojām nav tik vienkārša. Detaļu izvēle konkrētam projektam ir sāpīga optimālas svara, jaudas un funkcionalitātes kombinācijas meklēšana. Tāpēc, pirms ienirt neskaitāmo interneta veikalu un bezvārdu Ķīnas ražotāju pasaulē, veiksim sagatavošanās darbus.

Kas ir kvadrokopteris un kāpēc tas ir vajadzīgs?

Multirotori, kas pazīstami arī kā multikopteri vai vienkārši kopteri, ir bezpilota lidaparāti, kas paredzēti izklaidei, fotoattēlu un video uzņemšanai no gaisa vai automatizētu sistēmu testēšanai.

Kopteri parasti izceļas ar izmantoto motoru skaitu – sākot no bikoptera ar diviem motoriem (piemēram, GunShip no filmas Avatar) līdz oktakopteram ar astoņiem. Faktiski motoru skaitu ierobežo tikai jūsu iztēle, budžets un lidojuma kontroliera iespējas. Klasiskā versija ir kvadrokopteris ar četriem motoriem, kas atrodas uz krustojošām sijām. Francūzis Etienne Oehmichen šādu konfigurāciju mēģināja izveidot tālajā 1920. gadā, un 1922. gadā viņam pat izdevās. Būtībā šī ir vienkāršākā un lētākā iespēja izveidot lidmašīnu, kas var viegli pacelt gaisā mazas kameras, piemēram, GoPro. Bet, ja dodaties pacelties ar nopietnu foto un video tehniku, tad jums vajadzētu izvēlēties kopteri ar lielu skaitu motoru - tas ne tikai palielinās kravnesību, bet arī palielinās uzticamību, ja lidojuma laikā sabojāsies viens vai vairāki motori. .

Lidojuma teorija

Lidojuma teorijā (aerodinamikā) ir ierasts izšķirt trīs leņķus (vai trīs rotācijas asis), kas nosaka gaisa kuģa kustības vektora orientāciju un virzienu. Vienkārši sakot, lidmašīna kaut kur “izskatās” un kaut kur pārvietojas. Turklāt viņš nedrīkst pārvietoties tur, kur “skatās”. Pat lidmašīnām, kas atrodas lidojumā, ir sava veida “drift” sastāvdaļa, kas tās novirza no kursa virziena. Un helikopteri parasti var lidot uz sāniem.

Šos trīs leņķus parasti sauc par gājienu, slīpumu un leņķi. Ritīšana ir transportlīdzekļa griešanās ap tā garenisko asi (asi, kas iet no deguna līdz astei). Piķis ir griešanās ap tā šķērsasi (knābā degunu, paceļ asti). Leņķis ir griešanās ap vertikālo asi, kas visvairāk līdzinās rotācijai “zemes” nozīmē.

Pamata manevri (no kreisās puses uz labo): taisni, ripināšana/soli un leņķis

Klasiskajā helikoptera konstrukcijā galvenais rotors kontrolē ripošanu un slīpumu, izmantojot lāpstiņu pagriešanas plāksni. Tā kā galvenajam rotoram ir gaisa pretestība, kas nav nulle, helikopters piedzīvo griezes momentu, kas vērsts rotora griešanās virzienā, un, lai to kompensētu, helikopteram ir astes rotors. Mainot astes rotora veiktspēju (apgriezienus vai slīpumu), klasiskais helikopters kontrolē savu novirzi. Mūsu gadījumā viss ir sarežģītāk. Mums ir četras skrūves, divas no tām griežas pulksteņrādītāja virzienā, divas pretēji. Lielākajā daļā konfigurāciju tiek izmantoti fiksēta soļa dzenskrūves, un tās var kontrolēt tikai ar to ātrumu. Ja tie visi griežas ar vienādu ātrumu, tie izslēgs viens otru: pagrieziens, sānsvere un slīpums būs nulle.

Ja palielināsim viena pulksteņa rādītāja virzienā rotējošā dzenskrūves apgriezienus un samazinām otra pulksteņrādītāja virzienā rotējošā dzenskrūves apgriezienus, tad saglabāsim kopējo griezes momentu un leņķis joprojām būs nulle, bet ripošanās vai slīpums (atkarībā no tā, kur mēs virzīsim viņa "degunu") mainīt. Un, ja mēs palielinām ātrumu abām dzenskrūvēm, kas griežas pulksteņrādītāja virzienā, un samazinām ātrumu uz dzenskrūvēm, kas griežas pretēji pulksteņrādītāja virzienam (lai saglabātu kopējo pacēlumu), tad radīsies griezes moments, kas mainīs leņķa leņķi. Skaidrs, ka to visu darīsim nevis mēs paši, bet gan borta dators, kas saņems signālu no vadības spieķiem, pievienos korekcijas no akselerometra un žiroskopa un pēc vajadzības griezīs skrūves. Lai konstruētu kopteri, ir jāatrod līdzsvars starp svaru, lidojuma laiku, dzinēja jaudu un citām īpašībām. Tas viss ir atkarīgs no konkrētiem uzdevumiem. Ikviens vēlas, lai kvadracikls lidotu augstāk, ātrāk un ilgāk, taču vidējais lidojuma laiks ir no 10 līdz 20 minūtēm atkarībā no akumulatora jaudas un kopējā lidojuma svara. Ir vērts atcerēties, ka visas īpašības ir savstarpēji saistītas un, piemēram, akumulatora jaudas palielināšana izraisīs svara pieaugumu un līdz ar to lidojuma laika samazināšanos. Lai uzzinātu aptuveni, cik ilgi jūsu konstrukcija karāsies gaisā un vai tā vispār spēs pacelties no zemes, ir labs tiešsaistes kalkulators ecalc.ch. Bet pirms tajā ievadāt datus, jums ir jāformulē prasības nākotnes ierīcei. Vai ierīcē uzstādīsit kameru vai citu aprīkojumu? Cik ātrai jābūt ierīcei? Cik tālu jums ir nepieciešams lidot? Apskatīsim dažādu komponentu īpašības.

PX4 - borta dators ar pilnu UNIX sistēmu

Rāmis

Galvenais, kas ir jāizlemj, izvēloties rāmi, ir tas, vai izmantosit gatavu rāmi vai to darīsit pats. Ar gatavu rāmi viss ir vienkāršāk, un jebkurā gadījumā jums būs jāpasūta daudz detaļu. Tajā pašā laikā, ņemot vērā cenas Ķīnas veikalos, mājās gatavotā iespēja var būt dārgāka. No otras puses, avārijas gadījumā būs vieglāk salabot savu rāmi. Protams, ar savām rokām var izveidot jebkuru dizainu, pat trakāko. Sīkāk apskatīsim pašmontāžas iespēju.

Jūs varat izgatavot rāmi no visiem pieejamajiem materiāliem (koka, alumīnija, plastmasas utt.). Jūs varat kļūt nedaudz nopietnāks un sagriezt to ar CNC mašīnu no austas oglekļa šķiedras, un jūs varat sarežģīt uzdevumu un izveidot salokāmu struktūru.

Vienkāršākais risinājums DIY entuziastiem ir doties uz OBI, Leroy Merlin vai būvniecības tirgu un iegādāties 12 × 12 kvadrātveida alumīnija cauruli, kā arī 1,5 mm biezu alumīnija loksni. Lai izgatavotu rāmi no šādiem “četru stieņu un stiprinājumu” tipa materiāliem, pietiek ar urbi vai metāla zāģi. Bet jums ir jābūt gatavam tam, ka šāds dizains nebūs ilgs. Tomēr visi šie profili ir izgatavoti no ļoti mīksta materiāla (AD31/AD33), kas lidojuma laikā viegli izlocīsies.

Oehmichen Nr. 2, franču inženiera Etjēna Ohmihena pilotēts kvadrokopters, kas palaists 1922.

Kā rāmja paraugu varat ņemt vienkāršotu rūpnīcas rāmi vai atrast gatavu zīmējumu internetā. Sarežģītākus materiālus (piemēram, oglekļa šķiedru) var aizstāt ar alumīniju - ja tas izrādīsies smagāks, tas nebūs daudz. Jebkurā gadījumā jums vajadzētu pievērst uzmanību staru garumam un simetrijai. Siju garums tiek izvēlēts, pamatojoties uz izmantoto dzenskrūvju diametru, lai pēc to uzstādīšanas attālums starp rotējošo dzenskrūvju apļiem būtu vismaz 1–2 cm, un vēl jo vairāk šiem apļiem nevajadzētu krustoties. Motoriem, kas uzstādīti uz rokām, jābūt vienādā attālumā no rāmja centra, kur atradīsies “smadzenes”, un (vairumā gadījumu) jābūt vienādā attālumā viens no otra, veidojot vienādmalu daudzstūri.

Projektējot ir vērts ņemt vērā, ka rāmja centram jāsakrīt ar smaguma centru, tāpēc akumulatora uzstādīšana aizmugurē starp sijām ir slikta ideja, ja vien to nekompensē slodze priekšpusē, piemēram, kamera. . Padomājiet par to, uz kā piezemēsies jūsu ierīce, iesācējiem varat ieteikt lietot kaut ko mīkstu uz "vēdera" vai roku galiem, piemēram, blīvu putu gumiju vai tenisa bumbiņas. Un arī pasargā akumulatoru neveiksmīgas nosēšanās gadījumā, piemēram, uzstādot to starp rāmja plāksnēm vai novietojot zem augstām nosēšanās slēpēm.

info

Flight in First Person View (FPV) ir ļoti aizraujošs, īpaši, ja izmantojat video brilles un HeadTracker, kas sekos jūsu galvas kustībām uz FPV kameras kardāna, radot sajūtu, ka atrodaties kabīnē.

Motori un propelleri

Sakarā ar motoru rotāciju dažādos virzienos, ir nepieciešams izmantot daudzvirzienu dzenskrūves: griešanās uz priekšu (pretēji pulksteņrādītāja virzienam) un atpakaļgaita (pulksteņrādītāja virzienā). Parasti tiek izmantoti divu lāpstiņu dzenskrūves, tās ir vieglāk balansējamas un atrodamas veikalos, savukārt trīs lāpstiņas dos lielāku vilci ar mazāku dzenskrūves diametru, bet balansējot sagādās daudz galvassāpes. Slikts (lēts un nesabalansēts) propelleris lidojuma laikā var sabrukt vai izraisīt spēcīgas vibrācijas, kas tiek pārraidītas uz lidojuma kontroliera sensoriem. Tas radīs nopietnas problēmas ar stabilizāciju un radīs daudz izplūšanas un “želejas” videoklipā, ja filmējat kaut ko no kvadrakoptera vai lidojat pirmās personas skatījumā.

Ātruma regulators,
aka ESC

Jebkuram propelleram ir divi galvenie parametri: diametrs un piķis. Tie ir dažādi apzīmēti kā 10 × 4,5, 10 × 45 vai vienkārši 1045. Tas nozīmē, ka dzenskrūves diametrs ir 10 collas un solis ir 4,5 collas. Jo garāks ir dzenskrūve un lielāks solis, jo lielāku vilci tas var radīt, bet tajā pašā laikā palielināsies slodze uz motoru un palielināsies strāvas patēriņš, kā rezultātā tas var pārkarst un elektronika sabojāsies. Tāpēc skrūves ir saskaņotas ar motoru. Nu vai dzenskrūves motors, atkarībā no tā, kā uz to skatās. Parasti motoru pārdevēju mājaslapās var atrast informāciju par ieteicamajiem dzenskrūves un akumulatoriem izvēlētajam motoram, kā arī ģenerētās vilces un efektivitātes testus. Ir arī dzenskrūves ar maināmu soli, kas teorētiski palielinās manevrētspēju, bet reāli pievienos sarežģītu mehāniku, kas mēdz nolietoties un salūzt, kam sekos dārgs remonts.

Turklāt, jo lielāks ir propelleris, jo lielāka ir tā inerce. Ja nepieciešama manevrētspēja, labāk izvēlēties dzenskrūves ar lielu soli vai trim lāpstiņām. Ar vienādu izmēru tie rada 1,2–1,5 reizes lielāku vilci. Ir skaidrs, ka dzenskrūves un to griešanās ātrums ir jāizvēlas tā, lai tie varētu radīt vilci, kas ir lielāka par aparāta svaru.

Un visbeidzot, bezsuku motori. Motoriem ir galvenais parametrs - kV. Šis ir apgriezienu skaits minūtē, ko motors veiks uz vienu pieliktā sprieguma voltu. Tā nav dzinēja jauda, ​​tā ir tā, tā sakot, “pārnesuma attiecība”. Jo mazāks kV, jo mazāks ātrums, bet lielāks griezes moments. Jo vairāk kV ar tādu pašu jaudu, jo lielāks ātrums un mazāks griezes moments. Izvēloties motoru, viņi vadās no tā, ka normālā režīmā tas darbosies ar 50% no maksimālās jaudas. Nedomājiet, ka jo augstāks kV, jo labāk kopteriem ar tipisku 3S akumulatoru ieteicamais skaitlis ir robežās no 700 līdz 1000 kV.

info

Izturīgāks materiāls ir duralumīnijs (D16T). Tas praktiski neliecas, ir diezgan atsperīgs, tiek izmantots aviācijā. Profili no tā netiek pārdoti OBI, bet jūs varat tos noķert Mitinsky tirgū trešajā stāvā, tie bija arī Stroy TVC tirgū.

Strāvas un jaudas kontrolieri

Kapteinis iesaka: jo lielāka dzinēja jauda, ​​jo vairāk akumulatora viņam to vajag. Liels akumulators ir ne tikai par tā ietilpību (lasi: lidojuma laiku), bet arī par maksimālo strāvu, ko tas nodrošina. Bet jo lielāks ir akumulators, jo lielāks ir tā svars, kas liek mums pielāgot savas aplēses attiecībā uz propelleriem un motoriem. Mūsdienās visi izmanto litija polimēru (LiPo) baterijas. Tie ir viegli, ietilpīgi, ar lielu izlādes strāvu. Vienīgais negatīvais ir tas, ka tie nedarbojas labi zem nulles temperatūrā, bet, ja tos turat kabatā un pievienojat tieši pirms lidojuma, tad izlādes laikā tie paši nedaudz uzsilst un nav laika sasalt. LiPo šūnas rada 3,7 V spriegumu.

Izvēloties akumulatoru, jāpievērš uzmanība trim tā parametriem: jauda, ​​mērīta miliampērstundās, maksimālā izlādes strāva akumulatora ietilpībā (C) un šūnu skaits (S). Pirmie divi parametri ir savstarpēji saistīti, un, tos reizinot, jūs uzzināsit, cik lielu strāvas stiprumu šis akumulators var nodrošināt ilgu laiku. Piemēram, jūsu motori patērē katrs 10 A, un tie ir četri, un akumulatora parametri ir 2200 mAh 30/40 C, tāpēc kopterim ir nepieciešams 4 10 A = 40 A, un akumulators var ražot 2,2 A 30 = 66 A. vai 2,2 A 40 = 88 A 5–10 sekundes, kas noteikti būs pietiekami, lai ierīci darbinātu. Arī šie koeficienti tieši ietekmē akumulatora svaru. Uzmanību! Ja nav pietiekami daudz strāvas, labākajā gadījumā akumulators uzpūsies un neizdosies, un sliktākajā gadījumā tas aizdegsies vai eksplodēs; tas var notikt arī tad, kad īssavienojums, bojājumi vai nepareizi uzglabāšanas un uzlādes apstākļi, tāpēc izmantojiet specializētus uzlādes ierīce, akumulatorus glabā speciālos nedegošos maisos un lido ar “pīkstienu”, kas brīdinās par izlādi. Elementu skaits (S) norāda LiPo elementu skaitu akumulatorā, katra šūna saražo 3,7 V, un, piemēram, 3S akumulators piegādās aptuveni 11,1 V. Šim parametram ir vērts pievērst uzmanību, jo ātrums ir atkarīgs uz tā dzinēja apgriezienu skaits un izmantoto regulatoru veids.

Akumulatora elementi ir apvienoti virknē vai paralēli. Savienojot virknē, spriegums palielinās, paralēli pieslēdzot, kapacitāte palielinās. Akumulatorā esošo elementu savienojuma shēmu var saprast pēc tā marķējuma. Piemēram, 3S1P (vai vienkārši 3S) ir trīs virknē savienoti elementi. Šāda akumulatora spriegums būs 11,1 V. 4S2P ir astoņi elementi, divas grupas, kas savienotas paralēli ar četriem seriālajiem elementiem.

Tomēr motori nav savienoti ar akumulatoru tieši, bet gan caur tā sauktajiem ātruma regulatoriem. Ātruma regulatori (pazīstami arī kā ESC) kontrolē motoru griešanās ātrumu, liekot jūsu kopterim līdzsvarot vai lidot vēlamajā virzienā. Lielākajai daļai regulatoru ir iebūvēts 5 V strāvas regulators, no kura var darbināt elektroniku (īpaši “smadzenes”), vai arī varat izmantot atsevišķu strāvas regulatoru (UBEC). Ātruma regulatori tiek izvēlēti, pamatojoties uz motora pašreizējo patēriņu, kā arī mirgošanas iespēju. Tradicionālie kontrolieri ir diezgan lēni reaģējot uz ienākošo signālu, un tiem ir daudz nevajadzīgu iestatījumu kopteru konstrukcijai, tāpēc tiem tiek izmantota pielāgota SimonK vai BLHeli programmaparatūra. Arī šeit palīgā nākuši ķīnieši, un bieži vien var atrast ātruma regulatorus ar jau atjauninātu programmaparatūru. Neaizmirstiet, ka šādi regulatori neuzrauga akumulatora stāvokli un var to izlādēt zem 3,0 V uz vienu elementu, kas novedīs pie tā bojājumiem. Bet tajā pašā laikā parastajiem ESC ir vērts pārslēgt izmantotā akumulatora veidu no LiPo uz NiMH vai atspējot ātruma samazināšanu, kad strāvas avots ir izlādējies (saskaņā ar instrukcijām), lai lidojuma beigās motors pēkšņi neizslēdzas un jūsu drons nekrīt.

Motori ir savienoti ar ātruma regulatoru ar trim vadiem, secībai nav nozīmes, bet, ja jūs samainīsit kādus divus no trim vadiem, motors griezīsies pretējā virzienā, kas ir ļoti svarīgi kopteriem.

Diviem strāvas vadiem, kas nāk no regulatora, jābūt savienotiem ar akumulatoru. NEJAUNOJIET POLARITĀTI! Kopumā ērtībai regulatori ir savienoti nevis ar pašu akumulatoru, bet gan ar tā saukto Power Distribution Module - enerģijas sadales moduli. Tas kopumā ir tikai dēlis, uz kura ir pielodēti regulatoru strāvas vadi, pielodēti tiem paredzētie atzari un pielodēts barošanas kabelis, kas iet uz akumulatoru. Protams, akumulators nav jālodē, bet jāpievieno caur savienotāju. Jūs nevēlaties atkārtoti lodēt akumulatoru katru reizi, kad tas nomirst.

Borta dators un sensori

Lidojuma kontrolieru izvēle kopteriem ir ļoti liela – no vienkārša un lēta KapteinKUK un vairākiem atvērtā koda projektiem ar Arduino saderīgiem kontrolieriem līdz dārgajam komerciālajam DJI Wookong. Ja esat īsts hakeris, slēgtajiem kontrolieriem nevajadzētu jūs īpaši interesēt, savukārt atvērtie projekti un pat tie, kuru pamatā ir populārais Arduino, piesaistīs daudzus programmētājus. Jebkura lidojuma kontroliera iespējas var spriest pēc tajā izmantotajiem sensoriem:

Žiroskops ļauj turēt kopteri noteiktā leņķī un ir iekļauts visos kontrolleros; akselerometrs palīdz noteikt koptera pozīciju attiecībā pret zemi un izlīdzina to paralēli horizontam (ērts lidojums); Barometrs ļauj noturēt ierīci noteiktā augstumā. Šī sensora rādījumus lielā mērā ietekmē gaisa plūsmas no dzenskrūves, tāpēc jums tas jāpaslēpj zem putuplasta gumijas vai sūkļa gabala; Kompass un GPS kopā pievieno tādas funkcijas kā kursa noturēšana, pozīcijas turēšana, atgriešanās sākuma punktā un maršruta piešķiršana (autonoms lidojums). Uzmanīgi jāpieiet pie kompasa uzstādīšanas, jo tā rādījumus spēcīgi ietekmē tuvumā esošie metāla priekšmeti vai strāvas vadi, tāpēc “smadzenes” nespēs noteikt pareizo kustības virzienu; precīzākai augstuma saglabāšanai un autonomai nolaišanai tiek izmantots sonārs vai ultraskaņas tālmērs; peles optiskais sensors tiek izmantots, lai saglabātu pozīciju zemā augstumā; Pašreizējie sensori nosaka atlikušo akumulatora uzlādi un var aktivizēt atgriešanās palaišanas vai nosēšanās funkcijas.

Pašlaik ir trīs galvenie atvērtā pirmkoda projekti: MultiWii, ArduCopter un tā portētā versija MegaPirateNG. MultiWii ir vienkāršākais no tiem, un tā darbībai ir nepieciešams Arduino ar 328p, 32u4 vai 1280/2560 procesoru un vismaz vienu žiroskopa sensoru. ArduCopter ir projekts, kas ir aprīkots ar visdažādākajām funkcionalitātēm, sākot no vienkāršas pārvietošanas līdz sarežģītu maršruta uzdevumu veikšanai, taču tam ir nepieciešama īpaša aparatūra, kuras pamatā ir divas ATmega mikroshēmas. MegaPirateNG ir ArduCopter klons, kas var darboties parastajā Arduino ar 2560 mikroshēmu un minimālu sensoru komplektu, tostarp žiroskopu, akselerometru, barometru un kompasu. Atbalsta visas tās pašas funkcijas kā oriģināls, taču vienmēr panāk attīstību.

uzlabotas deviņas —
kanālu tālvadības pults

Situācija ar aparatūru atvērtiem projektiem ir līdzīga, kā ar kopteru rāmjiem, tas ir, jūs varat iegādāties gatavu kontrolieri vai salikt to pats no nulles vai pamatojoties uz Arduino. Pirms iegādes vienmēr jāpievērš uzmanība dēlī izmantotajiem sensoriem, jo ​​tehnoloģiju attīstība nestāv uz vietas, un vecie kaut kā jāpārdod ķīniešiem, un turklāt ne visus sensorus var atbalstīt ar atvērtu programmaparatūru.

Visbeidzot, ir vērts pieminēt vēl vienu datoru - PX4, kas atšķiras no Arduino kloniem ar to, ka tajā ir UNIX līdzīga reāllaika operētājsistēma, ar apvalku, procesiem un visu. Bet mums ir jābrīdina, ka PX4 ir jauna un diezgan neapstrādāta platforma. Tas nelidos uzreiz pēc montāžas.

Lidojuma parametru iestatīšana, tāpat kā iestatīšanas programma, katram projektam ir ļoti individuāla, un teorija par to varētu aizņemt citu rakstu, tāpēc īsumā: gandrīz visas multikopteru programmaparatūras pamatā ir PID kontrolieris, un galvenais parametrs, kas prasa iejaukšanos, ir proporcionālā sastāvdaļa , kas apzīmēta kā P vai likmeP. Ja pacelšanās laikā jūsu kopteris raustās no vienas puses uz otru, tad šī vērtība ir jāsamazina, bet, ja tas lēni reaģē uz ārējām ietekmēm, tad, gluži pretēji, palieliniet to, jūs varat atrast citas nianses instrukcijās un izstrādātāju vietnēs.

Drošība

Visi iesācēji, domājot par drošību, atcerieties AR.Drone un tā dzenskrūves aizsardzību. Tas ir labs risinājums, un tas darbojas, taču tikai mazās un vieglās ierīcēs, un, kad jūsu koptera svars sāk tuvoties diviem kilogramiem vai jau sen pārsniedz šo skaitli, jūs var glābt tikai spēcīga dzelzs konstrukcija, kas svērs. daudz un, kā jūs redzat, tas ievērojami samazinās kravnesību un lidojuma autonomiju. Tāpēc labāk vispirms trenēties prom no cilvēkiem un īpašuma, kas var tikt sabojāts, un, pilnveidojoties prasmēm, aizsardzība vairs nebūs vajadzīga. Bet pat tad, ja esat pieredzējis pilots, neaizmirstiet par drošības pasākumiem un pārdomājiet iespējamās lidojuma negatīvās sekas ārkārtas situācijās, īpaši lidojot pārpildītās vietās. Neaizmirstiet, ka kontroliera vai sakaru kanāla kļūme var novest pie tā, ka ierīce var aizlidot tālu no jums, un pēc tam kopterī ir iepriekš uzstādīts GPS izsekotājs vai vienkāršs, bet ļoti skaļš pīkstiens, pēc kura skaņas jūs varat. var noteikt tā atrašanās vietu. Iestatiet un iepriekš pārbaudiet lidojuma kontroliera atteices funkciju, kas palīdzēs jums nosēsties vai atgriezt kopteri sākuma punktā, ja pazūd signāls no tālvadības pults.

Kontrole

Mazliet par radiotehniku. Mūsdienās gandrīz visi lidojošo modeļu raidītāji darbojas 2,4 GHz frekvencē. Tie ir diezgan liela diapazona, un šis frekvenču diapazons nav tik trokšņains kā, piemēram, 900 MHz. Lidojumam parasti pietiek ar četriem kanāliem: droseļvārsts, slīpums, slīpums un ripināšana. Nu, ar astoņiem kanāliem noteikti pietiek kaut kam citam.

info

Lai lidotu ar kameru, iegādājieties kardānu, kas manevru laikā noturēs kameru paralēli horizontam un arī palīdzēs kontrolēt kameras slīpumu. Lielākajai daļai kontrolieru ir izejas, lai stabilizētu servo piedziņas kardānus, kā arī izeja kameras slēdža pogas vadības slēdzim.

Komplekts parasti sastāv no pašas tālvadības pults un uztvērēja. Uztvērējs satur vadības pogas un papildu pogas. Parasti tiek izvēlēts Mode2 aprīkojums, kad kreisais spieķis kontrolē gāzi un rotāciju, bet labā spieķis kontrolē koptera slīpumu. Visi rokturi, izņemot gāzi, ir noslogoti ar atsperi un atgriežas sākotnējā stāvoklī, kad tie tiek atlaisti. Ir vērts pievērst uzmanību arī kanālu skaitam. Dronam būs nepieciešami četri vadības kanāli un viens kanāls lidojuma režīmu pārslēgšanai, un papildu kanāli var būt nepieciešami arī kameras vadībai, konfigurēšanai vai īpašiem lidojuma vadības režīmiem. Izvēloties tālvadības pulti, jāņem vērā arī iespēja nomainīt radio moduli, lai to turpmāk varētu viegli atjaunināt.

Noderīgi padomi propelleru grupas izvēlē.

Jūs pat nevarat iedomāties (ja neesat apmeklējis lidmodelēšanas klubu), cik daudz matemātisku un aerodinamisku aprēķinu ir jāveic dizaineriem projektējot gaisa kuģa propelleru-dzinēju grupu.

Tajā pašā laikā jūs jau praksē esat iepazinies ar grūtībām izvēlēties pareizo kombināciju "motors - galvenais rotors" par saņemšanu labākās lidojuma īpašības.

Manai un tavai laimei šīs zināšanas nemaz nepieder valsts noslēpumam (vismaz MAZĀS būvniecības laikā kvadrokopteri), un daudzi entuziasti izpūš vaigus un izpleš savu pieredze, izmantojot internetu un drukātās publikācijas.

Kā rokasgrāmatas sadaļa par sava kvadrokoptera izveidi (un, un pat šeit un šeit, autors nolēma dalīties informācijā ar iesācējiem par to, kā izvēlēties preces veikalā dzenskrūves grupas elementi par kvadrokopteru. Taču, viņaprāt, šī prasme noderēs arī līdzīga veida veidotājiem lidmašīna ar atšķirīgu rotoru skaitu.

Dzinēja izvēle

Izvēloties dzinēju, vienmēr ir ieteicams vispirms to izpētīt. īpašības, kas rakstīts uz etiķetes nodrošina pārdevējs un ražotājs. Autore iesaka pirms iegādes noteikti izpētīt visas jums tīkamā produkta īpašības. Piemēram, viņš sniedz saiti uz vietni Hobbyking.com vai drīzāk uz to, kas tajā tiek piedāvāts pārdošanai. bezsuku motors modeļiem.

Apskatīsim norādītās īpašības:

Svars - 10 grami

Maksimālais strāvas patēriņš – 5,5 ampēri

Pretestība – 0 mH

Maksimālais spriegums - 7 volti

Jauda (vatos) – 210 vati (tā nav kļūda! Norādīts pārdevēja vietnē!)

Vārpstas diametrs – 2 mm

Garums - 22 mm

Diametrs - 18

Kopējais garums – 30 mm

Produkta specifikācija:

Svars: 10 grami (ar stiprinājumu un vadiem)

Patēriņš bez slodzes: 0,4 ampēri

Vilces spēks: 130 grami pie 5000 apgr./min

Rotācijas ātrums bez slodzes: 15000 apgr./min. pie 7,4 voltiem

Maksimālais patēriņš: 5,5 ampēri

Vārpstas diametrs: 2mm

Motora diametrs: 18 mm

Garums: 30 mm (ieskaitot vārpstas garumu un montāžas izmērus)

Izvēloties dzinēju, vispirms ir jāizlemj lidojuma svars savu kvadrokopteru, kā arī vilce nepieciešams, lai viņš paceltos no zemes.

Galvenais nosacījums ir tāds, ka vilces spēkam jābūt divreiz lielākam par konstrukcijas maksimālo lidojuma svaru.

Nepietiekama saķere dzinēji novedīs pie slikta vadāmība vai piemineklis kvadrokopteram lidmašīnas nespēja pacelties. Tajā pašā laikā pārāk liela vilce novedīs pie pārmērīgas asa kvadrokoptera reakcija par vadības ierīcēm un lidojuma nestabilitāti.

Nepieciešamo vilces spēku var novērtēt, izmantojot šādu formulu: Nepieciešamā vilce = (konstrukcijas kopējā masa* 2)/4.

Sniegsim piemēru. Ja jūsu kvadrokopteram ir lidojuma svars(vai pacelšanās - izmantojot iekšdedzes dzinēju vai būvējot bumbvedēju) ir aptuveni 1 kilograms, tad aprēķinot, izmantojot iepriekš minēto koeficientu, mēs iegūstam nepieciešamo vilci pie 2 kilogramiem. Tas nozīmē, ka katram dzinējam ir jābūt aptuveni 500 gramiem vilces. Protams, aprēķinos ir jāņem vērā viss struktūras svars, jo īpaši dzinēju un propelleru masas. Ja sapņojat par aerofotografēšanu vai video filmēšanu, neaizmirstiet pievienot kameras svaru un tās barošanas avotus.

Lai gan lidojuma svara izvēle ir jūsu ziņā, vislabāk to samazināt līdz minimumam. Maksimālais samazinājums lidojuma svars ir viens no svarīgākajiem lidaparātu ražošanas principi, jo jebkura papildu svars samazinās manevrētspēja, lidojuma laiks un kravnesība.

Rotoru izvēles iezīmes

Kā atceraties, kvadrokopteri gaisā notur divi rotoru pāri, kas griežas pretējos virzienos. Rotoru galvenie raksturlielumi ir solis un diametrs, kuru palielināšana palielina kvadrokopteru motoru enerģijas patēriņu.

Turklāt, solis definē attālums, kas tiek pārvarēts vienas revolūcijas laikā skrūve. Īsumā runājot, vairāk propellera solis pieņem mazāks ātrums tā rotāciju, bet palielina lidmašīnas ātrumu, kas, diemžēl, palielina enerģijas patēriņu.

Skrūves diametra un soļa attiecībai jābūt līdzsvarotai. Mazāks dzenskrūves solis radīs lielāku griezes momentu un samazinās motoru enerģijas patēriņu. Ja plānojat izmantot savu kvadrokopteri aerobātika, jums vienkārši vajag dzenskrūves ar lielu griezes momentu. Tie nodrošinās lielāku ātrumu un mazāku slodzi uz enerģijas avotu. Turklāt zemāka soļa propelleri palielina lidojuma stabilitāti.

Propellers pārvieto lielāko ar lielākiem soļiem gaisa tilpums, kas var izraisīt turbulence un ved uz vibrācijas. Ja tas notiek, vienkārši izvēlieties zemāka soļa rotorus.

Attiecībā uz galvenā rotora diametru tā efektivitāte ir tieši saistīta ar saskares zonu ar gaisu. Tādējādi pat neliels dzenskrūves diametra pieaugums noved pie tā efektivitātes palielināšanās. Piemērs ir lielais peldēšanas ātrums peldētājiem ar lielām rokām un kājām, kuri tomēr tērē vairāk spēka.

Propellera rotācija ar mazāku diametru ir vieglāk paātrināt vai apstāties (ietekmē inerce). Mazāka diametra dzenskrūve arī nozīmē, ka motori patērē mazāk enerģijas. Tieši tāpēc, būvējot sešu vai astoņu kopterus, galvenokārt tiek izmantoti rotori ar dzenskrūvēm, kuru diametrs ir mazāks nekā salīdzināma izmēra kvadrokopteros.

Priekš lielie kvadrokopteri Ar lielu kravnesību ieteicams izmantot liela diametra rotorus un dzinēju ar palielinātu griezes momentu, lai uzlabotu lidojuma stabilitāti.

Motors un propelleris: izvēles mokas

• Novērojumi un pētījumi. Sāciet skatīties videoklipus YouTube. Tā rezultātā jūs ne tikai līst pār citu kvadrokopteriem iepazīstieties ar konstrukcijām, bet arī apskatiet, kādus motorus un galvenos rotorus izmanto jūs Kolēģi Autors hobijs. Svarīgi izmantot savā darbā kāda cita pieredze, jo par to jau ir samaksājušas nepiederošas personas.
• Iedziļināties procesa fizika Un eksperimentiem. Ja esi gudrinieks ar matemātisko prātu un lieku naudu, nevarēji atrast savā darbā patiešām nepieciešamo informāciju par dzenskrūves grupu, vari atvērt pētniecības programmu ar dažādām motora-propelleru kombinācijām. Tomēr atcerieties, ka pētījumi neatmaksājas uzreiz, tāpēc esiet gatavi tērēt laiku un naudu.

Beigās izveidoja un ievietoja internetā

Laba diena, dārgais lasītāj. Šodien mēs runāsim par to, kas pacels jūsu lidmašīnu jaunos augstumos... vai vismaz dažos. Mēs runāsim par elektromotoriem. Es jums pastāstīšu par to, kā izvēlēties dzinēju jūsu sapņu kvadrokopteram, un daudzām citām niansēm, kas saistītas ar šo tēmu. Aiziet!

Pirmais, ar ko jūs saskarsities, izvēloties, būs šie divi termini. Tie ir divi dažādi dzinēju varianti. Galvenā atšķirība ir tinuma atrašanās vieta.

Spontāna izglītības programma:
Stators ir stacionāra (statiska) motora daļa.
Rotors ir rotējošā daļa.

Kolekcionārs

Ir otu savācēja bloks. Komutators ir kontaktu (tinumu) komplekts, kas atrodas uz rotora, un suka ir bīdāms kontakts, kas atrodas uz statora. Tieši šīs birstes klātbūtne samazina kolektora motora resursus, jo rada berzi. Dzinējs sāk griezties, kad tam tiek pievadīta jauda līdzstrāva, un griešanās virziens ir atkarīgs no tā polaritātes. Tie vienmērīgi paātrina un palēninās.

Priekšrocības

• Mazs svars un izmērs
• Lēts
• Viegli remontējams

Trūkumi

• Zema efektivitāte
• Zems rotācijas ātrums
• Pārkarst
• Ātrs nodilums

Bez suku (bezsuku tips)

Tas sastāv no rotora ar pastāvīgajiem magnētiem un statora ar tinumiem. Rotācijas virziena maiņa tiek veikta, mainot polaritāti (jāmaina divi no trim vadiem). Paātrinājums un palēninājums notiek ļoti ātri (ar rāvienu). Viņiem ir atšķirīgs stabu skaits. Jo vairāk to, jo lēnāk, bet ar lielāku piepūli rotors griežas.

Priekšrocības

• Augsts rotācijas ātrums
• Nodilumizturība
• Aizsardzība pret ārējām ietekmēm

Trūkumi

• Cena
• Komplekss remonts

Šeit ir kāda nianse. Bezsuku motora dizains var atšķirties.

• Skrējiens — standarta. Rotors ar pastāvīgajiem magnētiem griežas statorā ar tinumiem.
• Outrunner – nestandarta. Šeit rotors ir korpuss, kas griežas ap statoru ar tinumiem.

Dzinēja īpašības

Elektrības patēriņš)

Mērīts vatos. Jo vairāk jaudas, jo ātrāk akumulators izlādēsies. Šeit ir vienkārši

Svars

Jo lielāks svars, jo jaudīgāks un lēnāks (parasti). Ir svarīgi atcerēties, ka, aprēķinot svaru, kas tam jāpaceļ, ir jāņem vērā paša dzinēja svars.

Energoefektivitāte (efektivitāte)

Sarežģīta koncepcija, kas ir atkarīga arī no akumulatora, kontrollera, propellera un pat vadiem. Es šeit neiedziļināšos; jo augstāk, jo labāk. Dzinējs ar 70% efektivitāti tērē 70% no patērētās enerģijas lidojumā un 30% apkurei vidi un Visuma karstuma nāve tuvojas. Bezsukām norma ir 90%, bet matētai - 70%.

Apkures temperatūra ekspluatācijā

Kā jūs jau saprotat, tas ir tieši atkarīgs no efektivitātes. Jo vairāk tas uzsilst, jo vairāk enerģijas tas tērē.

Līdzsvarošana un vibrācijas līmenis

Būtībā tā ir darba kvalitāte. Ir tāda lieta kā atļauja. Tās ir robežas, kurās novirze no ideāla netiek uzskatīta par problēmu. Jo augstāka ir ražošanas precizitāte, jo koaksiālāka būs sistēma un mazāka būs vibrācija. Reizēm labāk neņemt lētāko.

Vibrācija dzinējā paātrina tā nodilumu, citu detaļu nodilumu, atlaiž skrūves un rada troksni. Nepatīkama parādība.

Vilce

Vilces spēks ir pazīstams arī kā celšanas spēks. Tas ir svars, ko dzinējs (ieskaitot sevi) var pacelt. Bet tas nenozīmē, ka divus kilogramus smagam kvadrokopterim ir nepieciešami četri motori. Jums ir nepieciešama vilces rezerve, jāņem vērā traucējumi un banāla dzinēju nepilnība.

Formula būs apmēram šāda.

Viena motora vilce = (koptera svars * 2) / dzinēju skaits
Rezultātā kvadrokopteram, kas sver 1 kg, ir nepieciešami 4 motori ar 500 gramu vilci.

KV

Tas ir diezgan sarežģīts parametrs - apgriezieni uz voltu bez slodzes. Tas ir, ja mums ir 1000 kv motors, tad, pieslēdzot to strāvas avotam ar spriegumu 12 volti, tas radīs 12 000 apgriezienus minūtē (KV*U). Tomēr tas viss ir ārkārtīgi teorētiski.

Praksē ir slodze un gaisa pretestība, ko tā rada. No tā izriet, ka ātrums būs mazāks vai tā nebūs vispār, jo griezes moments ir atkarīgs no griezes momenta. Jo augstāks ir CV parametrs, jo mazāku spēku attīsta elektromotors.

Lai saprastu procesu (aptuvens piemērs).

Tā kā elektromotors darbojas elektromagnētu polaritātes maiņas dēļ ar noteiktu frekvenci, kv faktiski raksturo frekvenci, ar kādu mainās to magnētu polaritāte, kuriem tiek piesaistīts pastāvīgais magnēts. Vienkāršības labad mēs pieņemam, ka pastāvīgais magnēts atrodas uz rotora. Ja viss notiek pēc plāna, tad rotors pārvietojas no viena mainīga magnēta uz otru, pēc tam mainās polaritāte, un tas virzās tālāk.

Ja pārāk bieži maināt polaritāti vai palielināt slodzi, tad rotoram vienkārši nebūs laika paātrināties un pārvarēt nepieciešamo ceļu, un tas sāks vilkt atpakaļ vai arī tas vispār nepārvietosies. Tas ir līdzīgi automašīnas riteņa slīdēšanai uz ledus. Jo lielāks ir automašīnas griešanās ātrums un svars, jo vairāk tā slīdēs un attīstīs mazāku spēku.

Rezultātā neviens nezina, cik daudz vajag, jo parametru nevar viegli noteikt. Jūs varat vienkārši paļauties uz šādiem skaitļiem. Vieglam sacīkšu kopteram ar maziem dzenskrūves KV ir 2100–2500, un smagajām, vairāku kilogramu lidmašīnām ir jāņem kaut kas aptuveni 200–900 KV.

Kā izvēlēties pareizo

Ir vairāki pamatparametri, pamatojoties uz kuriem jums būs jāizvēlas. Par tiem zemāk. Vispirms iesaku doties uz Ecalc kalkulatora vietni un iepazīties ar kalkulatoru. Tas ļaus jums gan izvēlēties aptuveno koptera konfigurāciju, gan aprēķināt gatavā komplekta lidojuma raksturlielumus. Motoru aprēķins jāsāk ar to.

Kopējais svars un nepieciešamā vilce

Tas ir plānošanas punkts un, iespējams, vissvarīgākās īpašības. Jums skaidri jāsaprot, cik daudz kvadrokoptera svērs. Kopējā svarā ietilpst viss, ieskaitot dzenskrūves, vadus un kravnesību. Pamatojoties uz vilces spēka aprēķināšanas formulu, lai sasniegtu labas lidojuma īpašības, jūsu koptera dzinējiem ir jāpaceļ tā svars, kas reizināts ar divi.

Rāmja un propellera izmērs

Rāmja izmērs un konfigurācija nosaka, cik motoru jums ir jāuzstāda un cik lielu diagonālo dzenskrūvi varat izmantot. Tagad es neiedziļināšos konfigurācijas detaļās un nerunāšu par to, kā izvēlēties pareizo rāmi. Atgādināšu, ka šī ir kritiska vienība, un tajā tiks atbalstīts viss, arī smagie, vibrējošie dzinēji.

Atcerieties trīs vienkāršus noteikumus.

1. Šeit ir svarīgi nepalaist garām izmēru. Propellers nedrīkst pārklāties. Problēmas rada arī apjukums ar izmēriem. Laipni lūdzam collu pasaulē
2. Ļoti svarīga ir rāmja stingrība un svars. Ja iespējams, ņemiet to ar drošības rezervi. Kompozītmateriāli lieliski izceļas (karbona rāmis ir galvenais sapnis)
3. Plastmasas diegi vai nu vispār nav uzskatāmi par pavedieniem, vai arī tie ir vienreizlietojami. Meklējiet vai nu metāla ieliktņus, vai arī padomājiet, kā vēl nostiprināt skrūves

Asmeņu izmērs nosaka, kā drons uzvedas gaisā. Lielāka diagonāle dos lielāku pacelšanas spēks un stabilitāte, uz manevrēšanas spēju rēķina, un otrādi. Šeit jums jāsāk no sava mērķa. Jāņem vērā arī tas, ka dzenskrūve rada slodzi uz dzinēju. Parasti ieteicamais izmērs tiks norādīts specifikācijā.

Uzturs

Varat arī apskatīt specifikācijas. Parastas bankas nominālais spriegums ir 3,7 V. Ar virknes savienojumu tiek summēts spriegums, un ar paralēlu savienojumu tiek summēta kapacitāte (aka lidojuma laiks). Tas nozīmē, ka, ja redzat ieteicamo 2-3S Li-po akumulatoru (7,4-11,1 V), jums būs nepieciešami divi vai trīs sērijveidā savienoti litija polimēru akumulatori un atbilstošā barošanas plate. Šajā diapazonā viss darbosies (protams, jo mazāk, jo vājāk). Paralēli var pievienot tikai identiskus blokus, bet tik daudz, cik vēlaties.

Motoru marķējumi kvadrokopteriem

Standarta tiešām nav. Katrs uz saviem produktiem liek to, ko vēlas. Par laimi, ir vispārpieņemti standarti, kurus ievēro lielākā daļa cilvēku.

Pirmais burts atspoguļo darba kvalitāti.

• “V” sērija ir īpaši izstrādāta prasīgiem multikopteriem, kas izgatavoti no labākajiem materiāliem ar visaugstāko montāžas precizitāti. Parasti tie ir sacīkšu elektromotori, kas griežas daudz ātrāk nekā parastie.
• “X” sērija vidējas klases lidmašīnu un daudzkopteru modeļiem. Laba efektivitāte, kvalitāte un montāža par pieņemamu cenu
• “A” sērija - budžeta risinājums, kas būs nedaudz sliktāks par iepriekšējiem, taču joprojām darbosies labi. Nebaidies no viņas

Pirmie četri cipari ir magnētiskās ķēdes parametri. Pirmie divi ir diametrs, otrie divi ir komplekta biezums. Tiešām tie nav ļoti vajadzīgi. Neuztraucieties. Tie ir jāzina galvenokārt, lai saprastu nākamo parametru.

Spontāna izglītības programma: magnētiskais kodols ir motora vai transformatora daļa, uz kuras ir uztīts tinums. Tas sastāv no plāksnēm.

Pagriezienu skaits

Vada biezums ir atkarīgs no apgriezienu skaita ar vienādiem magnētiskās ķēdes parametriem. Tajā pašā magnētiskajā ķēdē var uztīt 13 vai 15 apgriezienus (piemēram). Jo vairāk pagriezienu, jo mazāks ir stieples šķērsgriezuma diametrs un augstāks iekšējā pretestība. Tādējādi ar vienādu barošanas spriegumu, ar lielāku apgriezienu skaitu, strāva un ātrums būs mazāks. To apstiprina KV parametrs. Bezsuku motoram ar 15 apgriezieniem tas būs zemāks nekā tam pašam motoram ar 13 apgriezieniem.

Pēdējais burts ir trīsfāzu savienojuma veids - zvaigzne vai trīsstūris (attiecīgi Y/* vai T/Δ). Atkal es to neuzlādēšu ar elektroniku, un kvadrokopteru gadījumā savienojums nav tik svarīgs.

• Motors, kas savienots ar zvaigzni, paātrinās maigāk un vienmērīgāk, bet nespēs attīstīt maksimālo deklarēto jaudu
• Savienojums caur trīsstūri nodrošinās straujāku ātruma pieaugumu un pilnu deklarēto jaudu, taču tam būs nepieciešama daudz lielāka starta strāva

Ņemsim šādu marķējumu A2212/15T analīzei.

22 – magnētiskā ķēde ar diametru 22 mm
12 — komplekta biezums 12mm
15-15 apgriezieni
A – plaša patēriņa preces budžeta ierīcēm
T – (dažkārt aizstāts ar Δ) trīsstūra (trijstūra) tinums

Motora īpašības

CW un CCW

Šie ir griešanās virzieni, kuriem motors ir paredzēts. CW – pulksteņrādītāja virzienā, CCW – pretēji pulksteņrādītāja virzienam. Faktiski rotācijas virzienu vienmēr var mainīt bez zaudējumiem. Šis parametrs drīzāk attiecas uz stiprinājumu. Rotējot nepareizā virzienā, motors var kļūt vaļīgs montāžas īpašību dēļ, vai arī, ja dzenskrūve ir piestiprināta pie vītņota savienojuma, tas atskrūvēsies.

Magnēta tips

Dzinēju jauda un to efektivitāte lielā mērā ir atkarīga no spēka pastāvīgie magnēti rotors. Jūs varat ņemt tikai neodīma magnētus. Tas galvenokārt attiecas uz pirkumiem no Ķīnas, kur tie var ieslīdēt šķietami strādājošā, bet vājā vienībā.

Starp citu, ir svarīgi, ka neodīms ir ārkārtīgi trausls materiāls, kas labi neiztur triecienu. Nevajadzētu to nomest, jo var parādīties mikroplaisas, kas novedīs pie jaudas zuduma.

Doba vārpsta

Īpaša iezīme ir dobā motora vārpsta. Ja iespējams, tad ir vērts ņemt šo. Tas nekādā ziņā nav zemāks par cieto vārpstu, jo centrālā daļa nav noslogota, taču tas nedaudz ietaupa svaru.

Šķērstapas un bloķēšanas paplāksnes E klipi, C klipi

Motoru un dzenskrūvju radītās vibrācijas var izraisīt skrūvju atslābināšanos vai atslābšanu. Tā ir nopietna problēma, jo konstrukcijai vienmēr jābūt stingrai. Problēma tiek atrisināta, izmantojot šķelttapas vai bloķēšanas paplāksnes.

Šķērstapa nav labākais risinājums. Lai kaut kas nenokrīt. Viņi nevarēs pievilkt skrūves.

Atsperu paplāksne - būtībā šī ir maza atspere, kas paplašina skrūvi vītnē, tādējādi apgrūtinot atskrūvēšanu. Šī ir lieliska iespēja jebkuru detaļu piestiprināšanai pie rāmja, taču ir jēga to izmantot tikai tad, ja zem paplāksnes ir cieta virsma (mīksta plastmasa neskaitās)

Apakšējā līnija

Droni ir diezgan sarežģīts un precīzs mehānisms, kas prasa rūpīgu pieeju sastāvdaļu atlasei. Es ceru, ka pēc šī raksta izlasīšanas jūs sapratīsit nedaudz vairāk par dzinējspēks jūsu lidmašīna.

Un kā vienmēr banāls, bet ļoti svarīgs atvadīšanās vārds – padomā, pirms rīkojies. Pat daudz naudas iztērēšana labākajai iekārtai negarantē, ka tā darbosies labi. Sāciet no tā, kas jums nepieciešams. Lasīt, mācīties, analizēt.