Изчисление на квадрокоптер онлайн. Как да проектирате свой собствен квадрокоптер

Въпреки факта, че квадрокоптерите са изключително модерна тема, изборът на компоненти за сглобяване на вашето устройство все още не е толкова лесен. Изборът на части за конкретен проект е болезнено търсене на оптималната комбинация от тегло, мощност и функционалност. Ето защо, преди да се потопите в света на безброй онлайн магазини и безименни китайски производители, нека направим подготвителната работа.

Какво е квадрокоптер и защо е необходим?

Мултироторите, известни още като мултикоптери или просто коптери, са безпилотни летателни апарати, предназначени за забавление, правене на снимки и видео от въздуха или тестване на автоматизирани системи.

Хеликоптерите обикновено се отличават по броя на използваните двигатели - вариращи от бикоптер с два двигателя (като GunShip от филма Avatar) до октакоптер с осем. Всъщност броят на двигателите е ограничен само от вашето въображение, бюджет и възможностите на контролера на полета. Класическата версия е квадрокоптер с четири двигателя, разположени на пресичащи се греди. Французинът Étienne Oehmichen се опитва да изгради такава конфигурация още през 1920 г., а през 1922 г. дори успява. По същество това е най-лесният и най-евтиният вариант за създаване на самолет, който лесно може да вдигне малки камери като GoPro във въздуха. Но ако ще излитате със сериозно фото и видео оборудване, тогава трябва да изберете хеликоптер с голям брой двигатели - това не само ще увеличи капацитета на натоварване, но и ще добави надеждност, ако един или повече мотори се повредят по време на полета .

Теория на полета

В теорията на полета (аеродинамиката) е обичайно да се разграничават три ъгъла (или три оси на въртене), които определят ориентацията и посоката на вектора на движение на самолета. Просто казано, самолетът „гледа“ нанякъде и се движи нанякъде. Освен това той може да не се движи накъдето „гледа“. Дори самолетите по време на полет имат някакъв вид компонент на „дрейф“, който ги отклонява от посоката на курса им. А хеликоптерите по принцип могат да летят настрани.

Тези три ъгъла обикновено се наричат ​​накланяне, наклон и отклонение. Накланянето е въртенето на превозното средство около неговата надлъжна ос (оста, която минава от носа до опашката). Наклонът е въртене около напречната му ос (кълве носа, повдига опашката). Yaw е въртене около вертикална ос, най-подобно на въртене в смисъла на „земята“.

Основни маневри (отляво надясно): направо, търкаляне/наклон и отклонение

В класическия дизайн на хеликоптера, главният ротор контролира накланянето и наклона с помощта на наклонена плоча на перката. Тъй като основният ротор има ненулево съпротивление на въздуха, хеликоптерът изпитва въртящ момент, насочен в посока, обратна на въртенето на ротора, и за да го компенсира, хеликоптерът има опашен ротор. Чрез промяна на производителността на опашния ротор (обороти или стъпка), класическият хеликоптер контролира отклонението си. В нашия случай всичко е по-сложно. Имаме четири винта, два от които се въртят по часовниковата стрелка, два обратно на часовниковата стрелка. Повечето конфигурации използват витла с фиксирана стъпка и могат да се контролират само от тяхната скорост. Ако всички те се въртят с еднаква скорост, те ще се компенсират взаимно: отклонението, накланянето и наклонът ще бъдат нула.

Ако увеличим оборотите на едното витло, въртящо се по посока на часовниковата стрелка, и намалим оборотите на другото, въртящо се по посока на часовниковата стрелка витло, тогава поддържаме общия въртящ момент и отклонението все още ще бъде нула, но накланянето или накланянето (в зависимост от това къде правим „носа“ му) ще промяна. И ако увеличим скоростта на двата витла, въртящи се по посока на часовниковата стрелка, и намалим скоростта на витлата, въртящи се обратно на часовниковата стрелка (за да поддържаме общото повдигане), тогава ще възникне въртящ момент, който ще промени ъгъла на отклонение. Ясно е, че всичко това няма да бъде направено от нас самите, а от бордови компютър, който ще получава сигнал от контролните пръчки, ще добавя корекции от акселерометъра и жироскопа и ще завърта винтовете според нуждите. За да се проектира хеликоптер, е необходимо да се намери баланс между тегло, време на полет, мощност на двигателя и други характеристики. Всичко това зависи от конкретни задачи. Всеки иска четворка да лети по-високо, по-бързо и по-дълго, но средното време на полет е между 10 и 20 минути в зависимост от капацитета на батерията и общото тегло на полета. Струва си да се помни, че всички характеристики са взаимосвързани и например увеличаването на капацитета на батерията ще доведе до увеличаване на теглото и в резултат на това намаляване на времето за полет. За да разберете приблизително колко дълго вашата конструкция ще виси във въздуха и дали дори ще може да се отлепи от земята, има добър онлайн калкулатор ecalc.ch. Но преди да въведете данни в него, трябва да формулирате изискванията за бъдещото устройство. Ще инсталирате ли камера или друго оборудване на устройството? Колко бързо трябва да бъде устройството? Колко далеч трябва да летите? Нека да разгледаме характеристиките на различните компоненти.

Рамка

Основното, което трябва да решите при избора на рамка е дали ще използвате готова рамка или ще я направите сами. С готова рамка всичко е по-просто и във всеки случай ще трябва да поръчате много части. В същото време, като се вземат предвид цените в китайски магазини, домашният вариант може да е по-скъп. От друга страна, ще бъде по-лесно да ремонтирате собствената си рамка в случай на авария. Е, разбира се, можете да направите всеки дизайн, дори и най-лудия, със собствените си ръце. Нека разгледаме по-подробно опцията за самосглобяване.

Можете да направите рамка от всякакви налични материали (дърво, алуминий, пластмаса и т.н.). Можете да станете малко по-сериозни и да го изрежете на CNC машина от тъкани въглеродни влакна и можете да усложните задачата и да направите сгъваема конструкция.

Най-лесният вариант за ентусиастите „направи си сам“ е да отидат в OBI, Leroy Merlin или на строителния пазар и да купят квадратна алуминиева тръба 12 × 12, както и алуминиев лист с дебелина 1,5 mm. За да направите рамка от такива материали тип „четири пръчки и крепежни елементи“, е достатъчна бормашина или ножовка за метал. Но трябва да сте подготвени за факта, че такъв дизайн няма да продължи дълго. Все пак всички тези профили са направени от много мек материал (AD31/AD33), който лесно ще се огъва по време на полети.

Като проба за вашата рамка можете да вземете опростена фабрична рамка или да намерите готов чертеж в интернет. По-сложните материали (например въглеродни влакна) могат да бъдат заменени с алуминий - ако се окаже по-тежък, няма да е много. Във всеки случай трябва да обърнете внимание на дължината и симетрията на лъчите. Дължината на гредите се избира въз основа на диаметъра на използваните витла, така че след монтажа им разстоянието между кръговете на въртящите се витла да е най-малко 1–2 cm и още повече, че тези кръгове не трябва да се пресичат. Моторите, монтирани на рамената, трябва да са на еднакво разстояние от центъра на рамката, където ще бъде разположен „мозъкът“, и (в повечето случаи) да са на същото разстояние един от друг, образувайки равностранен многоъгълник.

При проектирането си струва да се има предвид, че центърът на рамката трябва да съвпада с центъра на тежестта, така че инсталирането на батерия отзад между гредите е лоша идея, освен ако не се компенсира от натоварване отпред, като например камера . Помислете върху какво ще кацне вашето устройство; за начинаещи можете да посъветвате да използвате нещо меко върху „корема“ или краищата на ръцете, например плътна гума от пяна или топки за тенис. И също така защитете батерията в случай на неуспешно кацане, например като я инсталирате между плочите на рамката или я поставите под ски за високо кацане.

инфо

Полетът в изглед от първо лице (FPV) е много вълнуващ, особено ако използвате видео очила и HeadTracker, които ще следват движенията на главата ви върху кардана на FPV камерата, създавайки усещането, че сте в пилотската кабина.

Двигатели и витла

Поради въртенето на двигателите в различни посоки е необходимо да се използват многопосочни витла: въртене напред (обратно на часовниковата стрелка) и въртене назад (по посока на часовниковата стрелка). Обикновено се използват двулопатни витла, те се балансират по-лесно и се намират по магазините, докато трилопатните ще дадат повече тяга с по-малък диаметър на витлото, но ще създават много главоболия при балансиране. Лошото (евтино и небалансирано) витло може да се разпадне по време на полет или да причини силни вибрации, които се предават на сензорите на контролера на полета. Това ще доведе до сериозни проблеми със стабилизацията и ще причини много замъгляване и „желе“ във видеото, ако снимате нещо от квадрокоптер или летите в изглед от първо лице.

Всяко витло има два основни параметъра: диаметър и стъпка. Те се обозначават различно като 10×4,5, 10×45 или просто 1045. Това означава, че витлото има диаметър 10 инча и стъпка 4,5 инча. Колкото по-дълго е витлото и колкото по-голяма е стъпката, толкова по-голяма тяга може да създаде, но в същото време натоварването на двигателя ще се увеличи и консумацията на ток ще се увеличи, в резултат на което може да прегрее и електрониката да се повреди. Следователно винтовете са съобразени с двигателя. Е, или двигател за витла, в зависимост от това как го гледате. Обикновено на уебсайтовете на продавачите на мотори можете да намерите информация за препоръчани витла и батерии за избрания двигател, както и тестове на генерираната тяга и ефективност. Има и витла с променлива стъпка, което на теория ще увеличи маневреността, но реално ще добави сложна механика, която е склонна да се износва и чупи, последвано от скъпи ремонти.

Също така, колкото по-голямо е витлото, толкова по-голяма е неговата инерция. Ако имате нужда от маневреност, по-добре е да изберете витла с голяма стъпка или три лопатки. При еднакви размери те създават 1,2–1,5 пъти повече тяга. Ясно е, че витлата и скоростта им на въртене трябва да бъдат подбрани така, че да създават тяга, по-голяма от теглото на апарата.

И накрая, безчеткови двигатели. Двигателите имат ключов параметър - kV. Това е броят обороти в минута, които моторът ще направи за волт приложено напрежение. Това не е мощността на двигателя, а неговото, така да се каже, „предавателно отношение“. Колкото по-ниско е kV, толкова по-ниска е скоростта, но толкова по-голям е въртящият момент. Колкото повече kV при същата мощност, толкова по-висока е скоростта и по-нисък въртящ момент. При избора на двигател те се ръководят от факта, че нормален режимтой ще работи на 50% от максималната мощност. Не мислете, че колкото по-високо е kV, толкова по-добре за коптери с типична 3S батерия препоръчителното число е в диапазона от 700 до 1000 kV.

инфо

По-издръжлив материал е дуралуминий (D16T). Практически не се огъва, доста е пружиниращ и се използва в авиацията. Профилите от него не се продават в OBI, но можете да ги хванете на пазара Mitinsky на третия етаж; те също бяха на пазара Stroy TVC.

Мощност и контролери за мощност

Капитанът предлага: колкото по-голяма е мощността на двигателя, толкова повече батерия му трябва. Голямата батерия не зависи само от нейния капацитет (да се чете: време на полет), но и от максималния ток, който доставя. Но колкото по-голяма е батерията, толкова по-голямо е нейното тегло, което ни принуждава да коригираме нашите оценки по отношение на витлата и двигателите. В наши дни всеки използва литиево-полимерни (LiPo) батерии. Те са леки, обемни, с висок разряден ток. Единственият минус е, че те не работят добре при минусови температури, но ако ги държите в джоба си и ги свържете непосредствено преди полета, тогава по време на разреждането те се затоплят леко и нямат време да замръзнат. LiPo клетките произвеждат напрежение от 3,7 V.

Когато избирате батерия, трябва да обърнете внимание на три нейни параметъра: капацитет, измерен в милиамперчаса, максимален ток на разреждане в капацитета на батерията (C) и броя на клетките (S). Първите два параметъра са взаимосвързани и когато ги умножите, ще разберете колко ток може да доставя тази батерия за дълго време. Например вашите двигатели консумират по 10 A всеки и има четири от тях, а батерията е с параметри 2200 mAh 30/40C, така че хеликоптерът изисква 4 10 A = 40 A, а батерията може да произведе 2,2 A 30 = 66 A или 2,2 A 40 = 88 A за 5–10 секунди, което очевидно ще бъде достатъчно за захранване на устройството. Освен това тези коефициенти пряко влияят върху теглото на батерията. внимание! Ако няма достатъчно ток, тогава в най-добрия случай батерията ще се надуе и ще се провали, а в най-лошия ще се запали или ще експлодира; това може да се случи и когато късо съединение, повреда или неправилни условия на съхранение и зареждане, затова използвайте специализирани зарядни устройства, съхранявайте батериите в специални незапалими торбички и летете със звуков сигнал, който ще ви предупреди за разреждане. Броят на клетките (S) показва броя на LiPo клетките в батерията, всяка клетка произвежда 3,7 V, а например 3S батерия ще достави приблизително 11,1 V. Струва си да се обърне внимание на този параметър, тъй като скоростта зависи върху него оборотите на двигателя и вида на използваните регулатори.

Елементите на батерията се комбинират последователно или паралелно. При последователно свързване напрежението се увеличава, при паралелно свързване капацитетът се увеличава. Схемата на свързване на елементите в батерията може да се разбере от нейните маркировки. Например 3S1P (или просто 3S) е три елемента, свързани последователно. Напрежението на такава батерия ще бъде 11,1 V. 4S2P е осем елемента, две групи, свързани паралелно с четири последователни елемента.

Моторите обаче не са свързани директно с батерията, а чрез така наречените регулатори на скоростта. Контролерите за скорост (известни също като ESC) контролират скоростта на въртене на двигателите, карайки вашия хеликоптер да балансира на място или да лети в желаната посока. Повечето регулатори имат вграден 5V регулатор на ток, от който можете да захранвате електрониката (особено „мозъка“) или можете да използвате отделен регулатор на ток (UBEC). Регулаторите на скоростта се избират въз основа на текущата консумация на двигателя, както и възможността за мигане. Конвенционалните контролери са доста бавни по отношение на реакцията на входящия сигнал и имат много ненужни настройки за изграждане на коптер, така че те се флашват с персонализиран фърмуер SimonK или BLHeli. Китайците също идват на помощ и тук често можете да намерите контролери на скоростта с вече актуализиран фърмуер. Не забравяйте, че такива регулатори не следят състоянието на батерията и могат да я разредят под 3,0 V на клетка, което ще доведе до нейната повреда. Но в същото време при конвенционалните ESC си струва да превключите вида на използваната батерия от LiPo на NiMH или да деактивирате намаляването на скоростта, когато източникът на захранване е разреден (според инструкциите), така че в края на полета моторът не се изключва внезапно и вашият дрон не пада.

Моторите са свързани към регулатора на скоростта с три проводника, последователността няма значение, но ако размените два от трите проводника, моторът ще се върти в обратна посока, което е много важно за хеликоптерите.

Двата захранващи проводника, идващи от регулатора, трябва да бъдат свързани към батерията. НЕ БЪРКАЙТЕ ПОЛЯРИТЕТА! Като цяло, за удобство, регулаторите са свързани не към самата батерия, а към така наречения Power Distribution Module - модул за разпределение на енергия. Това като цяло е само платка, на която са запоени захранващите проводници на регулаторите, разклоненията за тях са запоени и захранващият кабел, който отива към батерията, е запоен. Разбира се, батерията не трябва да се запоява, а трябва да се свърже през конектор. Не искате да запоявате отново батерията всеки път, когато умре.

Бордови компютър и датчици

Изборът на контролери за полети за хеликоптери е много голям - от простия и евтин KapteinKUK и няколко проекта с отворен код за Arduino-съвместими контролери до скъпия търговски DJI Wookong. Ако сте истински хакер, тогава затворените контролери не трябва да ви интересуват много, докато отворените проекти и дори тези, базирани на популярния Arduino, ще привлекат много програмисти. Възможностите на всеки полетен контролер могат да се съдят по сензорите, използвани в него:

Жироскопът ви позволява да държите коптера под определен ъгъл и е включен във всички контролери; акселерометърът помага за определяне на позицията на хеликоптера спрямо земята и го подравнява успоредно на хоризонта (комфортен полет); Барометърът позволява поддържането на устройството на определена надморска височина. Показанията на този сензор са силно повлияни от въздушните потоци от витлата, така че трябва да го скриете под парче гума от пяна или гъба; Компасът и GPS заедно добавят функции като задържане на посоката, задържане на позиция, връщане към началната точка и назначаване на маршрут (автономен полет). Трябва да подходите внимателно към инсталирането на компаса, тъй като неговите показания са силно повлияни от близки метални предмети или захранващи проводници, поради което „мозъците“ няма да могат да определят правилната посока на движение; сонар или ултразвуков далекомер се използва за по-точно задържане на височина и автономно кацане; оптичният сензор от мишката се използва за поддържане на позиция на ниска надморска височина; Текущите сензори определят оставащия заряд на батерията и могат да активират функциите за връщане към изстрелване или кацане.

В момента има три основни проекта с отворен код: MultiWii, ArduCopter и неговата пренесена версия MegaPirateNG. MultiWii е най-простият от тях, изискващ Arduino с 328p, 32u4 или 1280/2560 процесор и поне един сензор за жироскоп за работа. ArduCopter е проект, пълен с всякакви функционалности от просто зависване до изпълнение на сложни задачи по маршрута, но изисква специален хардуер, базиран на два ATmega чипа. MegaPirateNG е клонинг на ArduCopter, който може да работи на обикновен Arduino с чип 2560 и минимален набор от сензори, включително жироскоп, акселерометър, барометър и компас. Поддържа всички същите функции като оригинала, но винаги наваксва в разработката.

Ситуацията с хардуера за проекти с отворен код е подобна, както с рамки за коптери, тоест можете да закупите готов контролер или да го сглобите сами от нулата или на базата на Arduino. Преди да купите, винаги трябва да обръщате внимание на сензорите, използвани в платката, тъй като развитието на технологиите не стои неподвижно и старите по някакъв начин трябва да бъдат продадени на китайците, а освен това не всички сензори могат да се поддържат от отворен фърмуер.

И накрая, друг компютър, който си струва да се спомене, е PX4, който се различава от клонингите на Arduino по това, че има подобен на UNIX операционна системав реално време, с обвивка, процеси и всички въпроси. Но трябва да ви предупредим, че PX4 е нова и доста груба платформа. Няма да лети веднага след сглобяването.

Настройката на параметрите на полета, както и програмата за настройка, е много индивидуална за всеки проект и теорията за нея може да отнеме друга статия, така че накратко: почти всички фърмуери за мултикоптери са базирани на PID контролер и основният параметър, който изисква намеса е пропорционалният компонент, означен като P или rateP. Ако по време на излитане вашият хеликоптер потрепва от една страна на друга, тогава тази стойност трябва да бъде намалена, но ако реагира бавно на външни влияния, тогава, напротив, увеличете я; можете да намерите други нюанси в инструкциите и на уебсайтовете на разработчиците.

Безопасност

Всички начинаещи, когато мислят за безопасност, помнете AR.Drone и неговата защита на витлото. Това е добър вариант и работи, но само на малки и леки устройства и когато теглото на вашия хеликоптер започне да се доближава до два килограма или отдавна надхвърли тази цифра, тогава само здрава желязна конструкция може да ви спаси, която ще тежи много и, както виждате, това значително ще намали товароносимостта и автономността на полета. Ето защо е по-добре първо да тренирате далеч от хора и имущество, които могат да бъдат повредени, и с подобряването на уменията ви защитата вече няма да е необходима. Но дори и да сте опитен пилот, не забравяйте за предпазните мерки и помислете за възможните негативни последици от полета си в извънредни ситуации, особено когато летите на многолюдни места. Не забравяйте, че повреда на контролера или комуникационния канал може да доведе до летене на устройството далеч от вас, а след това GPS тракер, инсталиран предварително на хеликоптера, или обикновен, но много силен звуков сигнал, чрез звука на който вие може да определи местоположението му. Настройте и проверете предварително функцията за безопасност при отказ на вашия полетен контролер, която ще ви помогне да кацнете или да върнете хеликоптера в началната точка, ако сигналът от дистанционното управление е изгубен.

контрол

Малко за радио оборудване. Днес почти всички предаватели за летящи модели работят на честота 2,4 GHz. Те са доста далекобойни и този честотен диапазон не е толкова шумен, колкото например 900 MHz. За полет обикновено са достатъчни четири канала: дросел, отклонение, тангаж и накланяне. Е, осем канала определено са достатъчни за нещо друго.

инфо

За да летите с камера, вземете кардан, който ще държи камерата успоредно на хоризонта по време на маневри и също така ще ви помогне да контролирате наклона на камерата. Повечето контролери имат изходи за стабилизиране на серво задвижвани кардани, както и изход за превключвател за управление на бутона на затвора на камерата.

Комплектът обикновено се състои от самото дистанционно управление и приемника. Приемникът съдържа контролни бутони и допълнителни бутони. Обикновено се избира оборудване Mode2, когато левият стик контролира дросела и въртенето, а десният стик контролира наклона на коптера. Всички дръжки, с изключение на газта, са пружинирани и се връщат в първоначалното си положение, когато бъдат освободени. Също така си струва да обърнете внимание на броя на каналите. Дронът ще изисква четири канала за управление и един канал за превключване на режимите на полет, а може да са необходими и допълнителни канали за управление на камерата, за конфигурация или за специални режими на контролера на полета. Когато избирате дистанционно управление, трябва да имате предвид и възможността за смяна на радиомодула, така че да може лесно да се актуализира в бъдеще.

Тази кратка статия предоставя основна информация за витлата на квадрокоптера (понякога наричани опори) и обяснява как стъпката, формата и броят на лопатките влияят на тяхната производителност, тяга и ефективност.

Основни понятия

Параметрите на детайлите се определят от тяхната дължина, стъпка, площ, посока на въртене, както и формата и броя на лопатките

Дължина и стъпка

Тези параметри са основните. Дължината се отнася до диаметъра на диска, образуван при въртене на перката. Стъпката може да се определи като разстоянието, което едно витло може да измине в определена твърда среда за един пълен оборот (спомнете си как най-обикновен винт се вписва в дъска). При равни други условия размерът на стъпката се определя от наклона (ъгъла на атака) на лопатките на квадрокоптера.

Тягата на група витло-мотор (PMG) се определя от обема въздух, който нейните витла могат да движат. Ясно е, че увеличаването на дължината и/или стъпката на витлата при запазване на тяхната скорост на въртене има положителен ефект върху тягата, но, за съжаление, също така увеличава съпротивлението на въздуха поради нарастващата турбулентност. За да завъртите по-голямо витло или витло с по-голям ъгъл на лопатките, ще се изразходва повече енергия, което ще доведе до намаляване на времето за полет при равни други условия.

Големите витла с нисък наклон са идеални за въздушна фотография, докато малките витла с висок наклон се използват при състезателни дронове.

Брой и форма на остриетата

Класическият вариант е витлото да е с две лопатки. Най-малките модели обаче използват витла с три, четири и дори пет лопатки. Ясно е, че витлото с много лопатки намалява нивото на турбулентност, като създава по-равномерен поток. Освен това допълнителните остриета увеличават общата площ на витлото, което има благоприятен ефект върху подемната сила на квадрокоптера. От това следва, че витло с много лопатки с по-малък диаметър е в състояние да произведе същото повдигане като по-голямо конвенционално витло. Многолопатните витла правят самолета по-отзивчив, което е много важно при летене Акро режим. Основният недостатък на такива винтове е сложността на производството и подравняването, както и доста високата цена.

Съветваме ви да обърнете внимание на разликата във формата на крайните детайли. Предлагат се в три вида - Normal, Bullnose (BN), Hybrid Bullnose (HBN). Нормалните винтове имат заострени остриета в краищата, създавайки по-малка тяга, но допринасяйки за ефективната консумация на батерията. Винтовете BN с еднакъв диаметър имат по-голяма площ и тяга. Допълнителното тегло при върховете на лопатките увеличава въртящия момент и подобрява отзивчивостта на самолета при завъртане. За съжаление, тези положителни аспекти са придружени от висока консумация на енергия и намалено време на полет. Витлата HBN заемат междинна позиция.

Посока на въртене

Мултикоптерите използват два типа двигатели - CW (с въртене на вала по посока на часовниковата стрелка) и CCW (с въртене на вала обратно на часовниковата стрелка). Разположението на монтажа на двигателите зависи от типа на самолета. Няколко такива схеми са показани на фигурата.

Посоката на въртене на дадено витло се показва от повдигнатия ръб на неговите перки.

Материал и качество

Най-популярни са пластмасовите винтове. Отличават се със своята пластичност, ниска цена, широк асортимент и висока степен на достъпност. От една страна, гъвкавостта на остриетата повишава тяхната устойчивост на повреди, от друга страна, създава проблеми с балансирането.

Някои компании произвеждат витла от въглеродни влакна. Карбоновите витла са доста скъпи, но осигуряват необходимата твърдост и висока производителност, без да добавят значително тегло.

Междинна позиция заемат витла, изработени от пластмаса, подсилена с въглеродни влакна. Този тип витло има висока твърдост и относително ниска цена.

Качеството на винтовете предполага прецизност на изработката им. Висококачествените витла са добре балансирани и практически не въвеждат допълнителни вибрации в работата на VMG. Най-добрите реквизити се произвеждат под марките GWS, APC и EMP.

Спецификация

Можете да разберете за параметрите на конкретно витло за квадрокоптер, като разгледате кодирането му. Производителите използват два вида обозначения: LLPPxB или LxPxB. Тук L означава дължината, P е стъпката, а B е броят на лопатките. За класическите витла параметър B обикновено не се посочва.

Например, витло 6045 (или 6x4.5) има две перки с дължина 6 инча и стъпка 4,5 инча. Друг пример е пет-инчов 5040x3 (или 5x4x3) витло с три перки, което има стъпка от 4 инча.

Понякога буквата R или C (може да липсва) се поставя в края на обозначението, което показва посоката на въртене. Витлата R се монтират на двигатели CW, а витлата C се монтират на двигатели CCW. Понякога към обозначението се добавят съкращенията BN или HBN (виж по-горе).

Методи за инсталиране

Има различни начини за инсталиране на витла на квадрокоптер. Много често валът на двигателя е обикновен метален щифт, който няма никакви разпоредби за монтиране на перката. В този случай се използват специални адаптери - пропсейвъри и цангови скоби.

Пропсейвърът (вижте снимката) е удобен за използване за провеждане на експерименти при създаване на домашни модели. Прилича на втулка, в страничната повърхност на която има два симетрични отвора с монтирани в тях винтове. Устройството се монтира на вала и винтовете се затягат. Витлото също се поставя върху вала и се закрепва с две найлонови връзки или гумен пръстен.

По-надежден адаптер е цанга. Представлява резбова връзка с разделена конусовидна втулка. Цангата се поставя върху вала, след което се монтират затягащата втулка, перката и шайбата. Цялата конструкция е закрепена със специално оформена гайка - спинер.

Ако роторът на безчетков двигател е разположен отвън (мотори от клас Outrunner), тогава на горната му повърхност обикновено има няколко резбови отвора за инсталиране на различни адаптери и крепежни елементи.

Сред производителите на готови хеликоптери с безчеткови двигатели, опцията със самозатягащи се гайки от DJI. При такива двигатели валът завършва с резба, противоположна на посоката на въртене на ротора.

Балансиране на витлото

Безопасно е да се каже, че повечето витла, особено евтините, не могат да се нарекат 100% балансирани. Такива винтове не само издават досаден шум, но и внасят допълнителни вибрации в работата на VMG. Поради това, по-специално, качеството на въздушното заснемане намалява (ефект на желе). Още по-лошо, постоянните вибрации причиняват допълнително износване на двигателите, лагерите и зъбните колела, което увеличава разходите за поддръжка на самолета.

Както можете да видите, не можем да направим без процедурата за балансиране на витлата за квадрокоптер. За това ще ви трябва:

• винт;
• Скоч или суперлепило (може да се замени с лак за нокти);
• шкурка;
• Специален балансьор на витло Du-Bro Tru-Spin - един от най-добрите или китайски аналози .

На първо място, трябва да настроите самото устройство за балансиране, така че неговата ос да е строго хоризонтална.

Острието се проверява за повреда, монтира се на оста и леко се накланя в една или друга посока. Ако не се върне в хоризонтално положение, трябва да олекотите (почистите с шкурка) по-тежко острие или да залепите парче тиксо върху по-леко. Необходимо е да повторите процедурата, докато остриетата се балансират. Залепващата лента успешно се заменя с капка суперлепило или лак.

Оста на машината за балансиране е обърната - трябва да се уверите, че витлото поддържа баланс в това положение. Обърнете внимание, че всички изтривания и поставяния трябва да се извършват върху вътрешните (вдлъбнати) повърхности на остриетата.

Следващата стъпка е да балансирате главината. За да направите това, перката е инсталирана вертикално. Ако се отклонява надясно, трябва да утежните лявата страна на главината с лепило или лак и обратно. Постигаме баланс, обръщаме перката и се уверяваме, че в това положение тя също е балансирана. Процедурата е завършена.

eCalc калкулатор

Много създатели на безпилотни летателни апарати са запознати с онлайн калкулатора eCalc, предназначен за изчисляване на параметрите на инсталацията на витлов двигател на самолети. Страницата на калкулатора, посветена на мултикоптерите, изглежда по следния начин.

На пръв поглед всичко е ясно, но има няколко нюанса, които могат да повлияят на резултатите от изчислението.

Първо се въвежда пълното излетно тегло на мултикоптера (с кардан и камера, ако има такава). Ако е указано Без задвижване, тогава въведете общото тегло на рамката, витлата, контролната платка, кардана, камерата и FPV полетното оборудване. Нека добавим 10 процента към масата на жиците и да получим желаната цифра.

Въвеждаме броя на роторите, техния дизайн (единичен или коаксиален), максималната височина на полета и метеорологичните условия, при които ще се извършва (външна температура и атмосферно налягане).

Днес в тази статия ще научите фундаментални знания за въртящите се витла за квадрокоптер (които също се наричат ​​подпори). Какви показатели влияят на тяхната производителност и ефективност. Каква форма и колко лопатки трябва да има едно витло, за да не намалява тягата?

Какво трябва да знаете: основни дефиниции и понятия

Витлата за квадрокоптери се разделят по следните критерии:

• каква е тяхната дължина;
• каква е тяхната стъпка;
• каква е площта на витлата;
• каква е посоката на въртене;
• каква форма имат?
• и колко перки има на всяко витло;

Дължина и стъпка на витлото

Дължината и стъпката са основните параметри, които определят сцеплението. Докато витлото се върти, лопатките образуват диск. Диаметърът на този диск е дължината. Стъпката се разбира като разстоянието, което един винт може да измине при едно завъртане, в някаква плътна среда (ако си спомните винт и как се завинтва в дъска, тогава всичко става ясно). Размерът на стъпката на лопатките на квадрокоптера зависи от наклона на самите лопатки и ъгъла, под който са разположени (ъгъл на атака).

Тягата се счита за силна, когато групата на витловия двигател (VMG) се движи голям обемвъздух. Чрез увеличаване на дължината, стъпката или някой от тези параметри, при които скоростта на въртене остава непроменена, тягата на витлата се увеличава. В същото време се образува турбуленция поради повишено съпротивление на въздуха. И в резултат на това големият радиус на витлото и ъгълът на наклон на лопатките ще изискват големи количества енергия, поради което времето за полет ще бъде намалено.

Големите витла с малка стъпка са идеални за въздушна фотография, докато малките витла с голяма стъпка са подходящи за състезателни дронове, където скоростта на полета е важна.

Брой и форма на лопатките на витлото

Стандартният вариант се счита за витло с две лопатки. Повечето малки квадрокоптери имат витла с повече от две перки. Това позволява по-равномерно разпределение на въздушния поток и в резултат на това намалява нивото на турбуленция. Освен това, поради допълнителните остриета, силата на повдигане се увеличава. По този начин витло с малък диаметър с три (или повече) лопатки може да осигури подемната сила на стандартно витло с по-голям диаметър с две лопатки. Отзивчивостта на квадрокоптера зависи и от броя на лопатките на перката и колкото повече лопатки има, толкова по-отзивчив е дронът по време на полет. Цената на такива многолопатни витла е по-скъпа от стандартните и има трудности при производството и подравняването на тези витла. Такива винтове трябва да бъдат закупени от производители или оторизирани търговци.

Разгледайте по-отблизо разликите във формите на краищата на остриетата. Те са разделени на три категории:

• Нормално;
• Bullnose (BN);
• Hybrid Bullnose (HBN);

Нормалните витла ви позволяват да спестите консумацията на батерия поради по-малка тяга и имат благоприятен ефект върху продължителността на полета, без да причиняват допълнителна загуба на енергия. Нормалните винтове имат заострени върхове. Еднакъв диаметър на винтовете BN с техните голяма площсъздава повече сцепление. Това предимство е придружено от недостатък - намаляване на времето за полет поради високата консумация на енергия. Наличните тежести на върховете на подпорите помагат за увеличаване на въртящия момент и увеличаване на скоростта на реакция на квадрокоптера по оста на отклонение. Що се отнася до HBN писците, те попадат между Normal и Bullnose.

Посока на въртене

Двигателите, които са разделени на два вида, отговарят за посоката на въртене на лопатките:

• CW – върти витлото по часовниковата стрелка;
• CCW – върти витлото обратно на часовниковата стрелка;

Принципът на инсталиране на такива двигатели зависи от дизайна на квадрокоптера. Диаграмите са показани по-ясно на фигурата.

По ръба на острието можете да определите в каква посока се върти.

Пластмаса и карбон: къде е качеството и ефективността?

Пластмасовите витла са по-популярни. Техните отличителни черти са:

• пластмаса;
• ниска цена;
• голям избор от асортимент;
• достъпност;

Също така си струва да се отбележи, че по-гъвкавите остриета имат повишена устойчивост на деформация при удряне на препятствие, но в същото време има грешки при балансиране.

На пазара се предлагат и карбонови остриета. Въглеродните винтове са скъпи, но имат редица положителни критерии:

• сила;
• ефективност;
• лекота;

На пазара има и хибридни витла, изработени от пластмаса и въглеродни влакна. Второто обикновено подобрява първото. Пропелерите от този тип са евтини на цена и не са по-ниски по качество и твърдост от чисто въглеродните.

Качеството на реквизита се отнася до това колко добре са направени. Правилното производство на витлата осигурява добър баланс по време на полет и не създава допълнителни вибрации на VMG. Марките, които произвеждат най-добрите витла за квадрокоптери и други самолети са GWS. Препоръчват и APC, който се произвежда от американци и EMP, който има голям асортимент от продукти, не само аксесоари.

Спецификация и характеристики

За да разберете параметрите на конкретно витло, трябва да погледнете кодирането. Производителите посочват дължината, стъпката и броя на остриетата в този формат:

LLPPxB или LxPxB – където L е дължината на лопатката, P е стъпката (посочена в инчове) и B е броят на лопатките.

Като използваме пример, ще анализираме два различни нотационни формата:

И така, първата опора, обозначена с 6045 (6 на 4,5), показва, че витлото има две перки (според стандарта), 6 инча дължина и 4,5 инча стъпка.
Второто вече показва броя на ножовете 5040 на 3 (5 на 4 и 3), където 3 в края е точно броят на ножовете. И съответно 5 и 4 инча, дължина и стъпка.

В някои случаи са посочени обозначения за посоката на въртене. Те се обозначават с латински букви - R и C. Така витлата с маркировка (C) се поставят на CCW двигатели, а тези с (R) се поставят на двигатели с CW. Някои други производители посочват съкращенията от какво са направени: BN, което означава със заострени върхове и тежести, или HBN - хибрид на пластмаса и карбон (говорихме за тях по-горе).

Методи за инсталиране

Яжте различни начинимонтиране на винтове на квадрокоптер. Често валът на електродвигателя не е нищо повече от метален щифт. Без никакви помощни елементи за монтиране на винта. За такива случаи се използват цангови скоби и пропсейвъри - това са специални адаптери.

Когато създавате свои собствени модели квадрокоптери, е удобно да използвате пропсейвъри (вижте снимката). В страничната част на повърхността има по един отвор от всяка страна, направен симетрично. Този дизайн е монтиран на вала и затегнат с винтове. След това перката трябва да се постави на вала и да се закрепи с найлонови връзки; има и възможност за закрепване с гумени пръстени.

Затягащата скоба е по-надеждна от пропсейвъра. Конструкцията му е изградена от конусовидна втулка с резбова връзка. Първо на вала се монтира цанга, след това идва затягаща втулка с витло и шайба. Целият адаптер е закрепен със специално оформена въртяща се гайка.

При двигателите от клас Outrunner, където роторът на безчетковия двигател е разположен отвън, има няколко отвора в горната част на конструкцията за монтаж различни видовеадаптери и крепежни елементи.

DJI, когато произвежда своите квадрокоптери с безчеткови двигатели, инсталира самозатягащи се гайки. Резби на валовете на този тип двигатели, чиито ротори се въртят в обратна посока.

Балансиране на витла с помощта на налични инструменти

Закупените евтини витла може да не са 100% балансирани, освен ако не са маркови пропелери на едро. Такива витла влияят негативно на работата на VMG, което причинява допълнителни вибрации и в резултат на това се появява „ефект на желе“ при заснемане на видео. В допълнение към качеството на видеозаписа, двигателите също страдат. Постоянните вибрации имат отрицателно въздействие върху двигателите, лагерите и зъбните колела, като по този начин увеличават разходите за поддръжка на квадрокоптера.

В този случай ще е необходима процедура за балансиране на детайлите за квадрокоптера. За да го завършите ще ви трябва:

• винт;
• скоч;
• суперлепило (ако нямате лента);
• шкурка;
• балансьор за витла (в този пример се разглежда Du-Bro Tru-Spin или можете да използвате китайски аналози, както във видеото);

За да започнете балансирането, поставете устройството върху равна повърхност с хоризонтална ос.

Преди балансиране остриетата трябва да се проверят за повреди, след това да се монтират на оста и леко да се наклонят в желаната посока. След това разглеждаме хоризонталното положение на витлото, дали е успяло да се върне след отклонение. Ако не, тогава трябва да олекотите по-тежкото острие (с шкурка). Можете да залепите лента върху по-леко острие или да нанесете върху него лак за нокти, ако имате под ръка. Ако няма нито едното, нито другото, използвайте суперлепило.

Когато завъртате машината за балансиране, трябва да се уверите, че витлото поддържа баланс в това положение. Подчертаваме, че всички процедури за утежняване и олекотяване на остриетата трябва да се извършват отвътре (вдлъбнато).

След това извършваме процедурата за балансиране на главината. Преместваме витлото вертикално и виждаме дали има отклонения в една посока, тогава трябва да претеглите противоположната. Можете да го утежните с помощта на лак или суперлепило. Постигаме баланс, променяме позицията - обръщаме го и се уверяваме, че балансът е постигнат от другата страна. Това завършва балансирането на лопатките на витлото.

eCalc калкулатор

За да изчислите параметрите на витлото, когато създавате свои собствени модели на безпилотни летателни апарати, има много удобна услуга - eCalc. Много хора, които сглобяват квадрокоптери със собствените си ръце, знаят за това онлайн калкулатор. Разделът, който предоставя параметри за изчисление за квадрокоптери, е както следва.

В началото може да изглежда, че всичко е ясно. Но трябва да сте наясно с някои точки, които значително влияят върху резултатите от извършените изчисления.

Първоначално трябва да посочите излетното тегло на хеликоптера. Ако има кардани и камери, те също трябва да бъдат включени в този параметър. Ако услугата показва Without Drive (което означава „без устройство“), тогава трябва да посочите общото тегло на рамката и теглото на други компоненти, като например:

• витла;
• дъски;
• контролер;
• окачване;
• камера;
• оборудване за FPV полети.

Също така е необходимо да добавите +10% към масата, която ще заемат проводниците. Резултатът е желаната цифра за общото излетно тегло на квадрокоптера.

Посочваме общия брой ротори, според какъв модел са разположени - единични или коаксиални. Посочваме горната граница - височина на полета, метеорологични условия по време на полета - температура на въздуха и атмосферно налягане).

Падащият списък ви подканва да изберете батерия. Ако нямате необходимата батерия, изберете тази, която е най-близка по сила на тока и капацитет. След това системата сама ще завърши попълването на полетата. Посочваме теглото и структурата на батерията. Ако трябва да инсталирате допълнителни батерии, посочете техния брой в текстовото поле P. А в полето Тегло е посочено общото им тегло.

В това поле в падащия списък посочваме типа ESC, т.нар. max. ток на тези регулатори.

Посочваме производителя на двигателя. Оценката му се появява в прозореца. Индикаторите KV показват необходимата проба.

Сега посочваме параметрите на витлата - тип, диаметър и стъпка. Ако е възможно, използвайте винт с най-големия разрешен диаметър за рамката. Посочете предавателното отношение, ако задвижването има зъбна предавка. Броят на зъбите на водещото зъбно колело към задвижваното зъбно колело.

Ако системата не предоставя необходимите параметри, можете да го посочите в текстовото поле Custom. И там посочете необходимите параметри за изчисление в калкулатора. Имайте предвид, че параметрите на батерията са посочени в една клетка.

След попълване на всички полета се извършват изчисления. На изхода ще получите необходимите данни. Те са изобразени под формата на графики, списъци и циферблати.

RashVinta е програма, която изчислява параметрите на витлото не само за квадрокоптери, но и за други самолети.

С RashVinta можете да правите изчисления с изходни данни, като например:
Мощност на двигателя и диаметър на витлото;
Мощност на двигателя и скорост на витлото;
Диаметър и стъпка на винта.

В първия случай поставете отметка само в параметъра „изчисляване по диаметър на винта“. Посочваме информация за размера на витлото, мощността на двигателя, скоростта на полета - максимална и средна. Щракнете върху „Изчисли“ и вижте параметрите на стъпката и честотата на въртене на витлото.

Във втория случай всички белези се премахват. След това, както в първия случай, посочваме първоначалната мощност на двигателя и също така не забравяйте за скоростта на ротора и скоростта на самолета, подобно на първия случай. Кликнете върху „Изчисли“ и вижте всички необходими данни за диаметъра на винта и неговата стъпка.

В третия случай изчисленията се правят на професионално ниво. Поставете отметка в квадратчето „посочете параметрите на винта“. Въвеждаме параметрите на диаметъра и стъпката на винта в необходимите полета. Щракнете върху „Изчисли“ и вижте данните за профила на лопатката на витлото, изображението му се появява в прозореца. Можете да промените мащаба, за да го изучавате. Всички заключения за изчисление се записват под формата на таблици във формата date.html, предоставен в модула на програмата.

Програмата ви позволява да видите профила на острието под ъгъл на наклон. За да направите това, поставете отметка в квадратчето „Профил с ъгъл“. И можете също да видите точките, които са били използвани за изчислението - поставете отметка в квадратчето „покажи изчислените точки“. На принтер това профилно изображение може да бъде отпечатано на хартия в проекция 1:1.

Заключение за сложността на процедурата

Както вече забелязахте, работата по избора и настройката на детайлите е доста трудна задача за начинаещ. Но се надявам, че тази статия ще бъде полезна за любителите на квадрокоптери и други безпилотни летателни апарати, за да извършат правилно процедурата за балансиране на витла и инсталирането им на квадрокоптер с домашен дизайн. И също така се отървете от грешки в работата на VMG на серийни модели мултикоптери.

Добър ден, скъпи читателю. Днес ще говорим за това какво ще издигне вашия самолет до нови висоти... или поне някои. Ще говорим за електрически двигатели. Ще ви кажа как да изберете двигател за квадрокоптера на вашите мечти и много други нюанси, свързани с тази тема. да тръгваме!

Първото нещо, което ще срещнете при избора си, ще бъдат тези два термина. Това са две различни реализации на двигателя. Основната разлика е местоположението на намотката.

Спонтанна образователна програма:
Статорът е неподвижната (статична) част на двигателя.
Роторът е въртящата се част.

Колекционер

Има четкосъбирателен блок. Комутаторът е набор от контакти (намотки), разположени на ротора, а четката е плъзгащ се контакт, разположен на статора. Именно наличието на тази четка намалява ресурса на колекторния двигател, защото създава триене. Двигателят започва да се върти, когато към него се подаде мощност DC, а посоката на въртене зависи от неговия поляритет. Плавно ускорявайте и забавяйте.

Предимства

• Малко тегло и размер
• Ниска цена
• Лесен за ремонт

недостатъци

• Ниска ефективност
• Ниска скорост на въртене
• Прегряване
• Бързо износване

Безчетков (безчетков тип)

Състои се от ротор с постоянни магнити и статор с намотки. Промяната на посоката на въртене се извършва чрез промяна на полярността (трябва да смените два от трите проводника). Ускоряването и забавянето се случват много бързо (с рязко движение). Имат различен брой полюси. Колкото повече от тях, толкова по-бавно, но с по-голямо усилие се върти роторът.

Предимства

• Висока скорост на въртене
• Устойчивост на износване
• Защита от външни влияния

недостатъци

• Цена
• Комплексен ремонт

Тук има един нюанс. Дизайнът на безчетковия двигател може да варира.

• Inrunner - Стандартен. Ротор с постоянни магнити се върти в статор с намотки.
• Outrunner – Нестандартен. Тук роторът е корпус, който се върти около статор с намотки.

Характеристики на двигателя

Мощност (консумация)

Измерва се във ватове. Колкото повече мощност, толкова по-бързо ще се изтощи батерията. Тук е просто

Тегло

Колкото по-голяма е тежестта, толкова по-мощен и по-бавен (обикновено). Важно е да запомните, че теглото на самия двигател трябва да се вземе предвид при изчисляването на теглото, което трябва да повдигне.

Енергийна ефективност (КПД)

Сложна концепция, която също зависи от батерията, контролера, витлото и дори кабелите. Няма да навлизам в подробности тук; колкото по-високо, толкова по-добре. Двигател с ефективност от 70% изразходва 70% от енергията, изразходвана за полет, и 30% за отопление на околната среда и приближаване на топлинната смърт на Вселената. За безчеткови нормата е 90%, а за четкани 70%.

Температура на нагряване при работа

Както вече разбирате, това пряко зависи от ефективността. Колкото повече се нагрява, толкова повече енергия губи.

Балансиране и ниво на вибрации

По същество това е качеството на изработката. Има такова нещо като разрешение. Това са границите, в които отклонението от идеала не се счита за проблем. Колкото по-висока е точността на производство, толкова по-коаксиална ще бъде системата и толкова по-малко ще има вибрации. Понякога е по-добре да не вземете най-евтиното.

Вибрацията в двигателя ускорява неговото износване, износването на други части, разхлабва винтовете и създава шум. Неприятно явление.

Сцепление

Тягата е известна още като повдигаща сила. Това е теглото, което двигателят (включително самият той) може да повдигне. Но това не означава, че двукилограмовият квадрокоптер изисква четири двигателя. Имате нужда от резерв на сцепление, трябва да вземете предвид смущенията и баналното несъвършенство на двигателите.

Формулата ще бъде нещо подобно.

Тяга на един двигател = (тегло на хеликоптер * 2) / брой двигатели
В резултат на това за квадрокоптер с тегло 1 кг се нуждаете от 4 двигателя с тяга от 500 грама.

КВ

Това е доста сложен параметър - обороти на волт без товар. Тоест, ако имаме двигател 1000 kv, то когато го свържем към източник на ток с напрежение 12 волта, той ще произведе 12 000 оборота в минута (KV*U). Всичко това обаче е изключително теоретично.

На практика има натоварване и въздушното съпротивление, което създава. От това следва, че скоростта ще бъде по-ниска или изобщо няма да има, тъй като въртящият момент зависи от въртящия момент. Колкото по-висок е CV параметърът, толкова по-малко сила развива електрическият мотор.

За да разберете процеса (груб пример).

Тъй като електрическият мотор работи поради промяната на полярността на електромагнитите с определена честота, kv всъщност характеризира честотата, с която се променя полярността на магнитите, към които се привлича постоянният магнит. За простота приемаме, че постоянният магнит е на ротора. Ако всичко върви по план, тогава роторът се движи от един променлив магнит към друг, след което полярността се променя и той продължава.

Ако промените полярността твърде често или увеличите натоварването, тогава роторът просто няма да има време да ускори и преодолее необходимия път и ще започне да се дърпа назад или изобщо няма да се движи. Подобно е на колело на кола, което се хлъзга върху лед. Колкото по-висока е скоростта на въртене и теглото на колата, толкова повече тя ще се плъзга и развива по-малка сила.

В резултат на това никой не знае колко е необходимо, тъй като параметърът не може да бъде лесно определен. Можете просто да разчитате на следните числа. Лек състезателен хеликоптер с малки витла има KV от 2100-2500, а за тежки, многокилограмови самолети трябва да вземете нещо в района на 200-900 KV.

Как да изберем правилния

Има няколко основни параметъра, въз основа на които ще трябва да изберете. За тях по-долу. Преди всичко ви съветвам да отидете на уебсайта на калкулатора Ecalc и да се запознаете с калкулатора. Това ще ви позволи както да изберете приблизителната конфигурация на хеликоптера, така и да изчислите характеристиките на полета на готовия монтаж. Изчисляването на двигателите трябва да започне с това.

Общо тегло и необходимо сцепление

Това е точка на планиране и е възможно най-важните характеристики. Трябва ясно да разберете колко ще тежи квадрокоптерът. Общото тегло включва всичко, включително витла, кабели и полезен товар. Въз основа на формулата за изчисляване на тягата, за постигане на добри летателни характеристики, двигателите на вашия хеликоптер трябва да повдигат теглото му, умножено по две.

Размер на рамката и витлото

Размерът и конфигурацията на рамката определят колко двигателя трябва да инсталирате и колко голям диагонал на витлото можете да използвате. Сега няма да навлизам в подробности за конфигурацията и да говоря за това как да избера правилната рамка. Позволете ми само да ви напомня, че това е критична единица и всичко ще се поддържа от нея, включително тежки, вибриращи двигатели.

Запомнете три прости правила.

1. Тук е важно да не пропуснете размера. Витлата не трябва да се припокриват. Объркването с размерите също създава проблеми. Добре дошли в света на инчовете
2. Твърдостта и теглото на рамката са много важни. Ако е възможно, вземете го с резерв на безопасност. Композитните материали ви показват много добре (карбонова рамка е най-добрата мечта)
3. Нишките в пластмаса или изобщо не могат да се считат за конци, или са за еднократна употреба. Потърсете или метални вложки, или помислете как иначе да закрепите болтовете

Размерът на лопатките определя как се държи дронът във въздуха. Големият диагонал ще даде по-голяма подемна сила и стабилност, за сметка на маневреността, и обратното. Тук трябва да започнете от целта си. Трябва също така да вземете предвид, че витлото създава натоварване на двигателя. Обикновено препоръчителният размер ще бъде посочен в спецификацията.

Хранене

Можете също така да разгледате спецификациите. Обикновената банка има номинално напрежение 3,7V. При серийна връзкаНапрежението се сумира, а когато е паралелно, капацитетът се сумира (известен още като време на полет). Това означава, че ако видите препоръчителна 2-3S Li-po батерия (7.4-11.1V), тогава ще ви трябват две или три литиево-полимерни батерии, свързани последователно, и съответната захранваща платка. В този диапазон всичко ще работи (разбира се, колкото по-малко, толкова по-слабо). Можете да добавяте само еднакви блокове паралелно, но колкото желаете.

Маркировки на мотори за квадрокоптери

Наистина няма стандарт. Всеки слага каквото си иска върху продуктите. За щастие има общоприети стандарти, които повечето хора следват.

Първата буква отразява качеството на изработката.

• Серия “V” специално за отговорни мултикоптери, изработени от най-добрите материалис най-висока точност на сглобяване. Обикновено това са състезателни електрически двигатели, които се въртят много по-бързо от конвенционалните.
• Серия “X” за модели самолети от среден клас и мултикоптери. Добра ефективност, качество и сглобка на сносна цена
• Серия “A” - Бюджетно решение, което ще бъде малко по-лошо от предишните, но все пак ще работи добре. Не се страхувайте от нея

Първите четири цифри са параметрите на магнитната верига. Първите две са диаметъра, вторите две са дебелината на комплекта. Всъщност нямате голяма нужда от тях. Не се занимавай. Трябва да ги знаете най-вече, за да разберете следващия параметър.

Спонтанна образователна програма: Магнитопроводът е частта от двигателя или трансформатора, на която е навита намотката. Състои се от плочи.

Брой завои

Дебелината на проводника зависи от броя на завоите, при еднакви параметри на магнитната верига. На една и съща магнитна верига могат да се навият 13 или 15 навивки (например). Колкото повече завои, толкова по-малък е диаметърът на напречното сечение на жицата и толкова по-високо е вътрешното съпротивление. Следователно, при същото захранващо напрежение, с по-голям брой навивки, токът и скоростта ще бъдат по-ниски. Това се потвърждава от параметъра KV. За безчетков двигател с 15 оборота, той ще бъде по-нисък, отколкото за същия двигател с 13 оборота.

Последната буква е вида на трифазното свързване - звезда или триъгълник (съответно Y/* или T/Δ). Отново няма да го натоварвам с електроника, а в случай на квадрокоптери връзката не е толкова важна.

• Мотор, свързан чрез звезда, ще ускорява по-меко и гладко, но няма да може да развие максималната обявена мощност
• Свързването чрез триъгълник ще даде по-рязко увеличение на скоростта и пълната декларирана мощност, но ще изисква много по-висок стартов ток

Да вземем следната маркировка A2212/15T за анализ.

22 – магнитопровод с диаметър 22 mm
12 — установена дебелина 12мм
15-15 завъртания
A – Потребителски стоки за бюджетни устройства
T – (понякога заменено с Δ) делта (триъгълна) намотка

Характеристики на двигателя

CW и CCW

Това са посоките на въртене, за които е проектиран моторът. CW – по часовниковата стрелка, CCW – обратно на часовниковата стрелка. Всъщност посоката на въртене винаги може да се промени без загуба. Този параметър по-скоро се отнася до монтажа. Когато се върти в грешна посока, моторът може да се разхлаби поради монтажните характеристики или ако перката е фиксирана на резбова връзка, ще се развие.

Тип магнит

Мощността на двигателите и тяхната ефективност до голяма степен зависят от силата на постоянните магнити на ротора. Можете да вземете само неодимови магнити. Това се отнася главно за покупки от Китай, където могат да вкарат привидно работещ, но слаб агрегат.

Между другото, важно е, че неодимът е изключително крехък материал, който не издържа добре на удар. Не трябва да го изпускате, тъй като могат да се появят микропукнатини, което ще доведе до загуба на мощност.

Кух вал

Особеност е кухият вал на двигателя. Ако е възможно, струва си да вземете този. Той изобщо не е по-нисък по здравина от плътния вал, тъй като централната част не е натоварена, но спестява малко тегло.

Шплинти и заключващи шайби E-щипки, C-щипки

Вибрациите, генерирани от двигатели и витла, могат да доведат до разхлабване или разхлабване на винтовете. това сериозен проблем, защото конструкцията винаги трябва да е твърда. Проблемът се решава с помощта на шпленти или заключващи шайби.

Шплинтът не е най-добрият вариант. Само да не падне нещо. Няма да могат да затегнат винтовете.

Пружинна шайба - По същество това е малка пружина, която разширява болта в резбата, като по този начин затруднява развиването му. това страхотен вариантза закрепване на всякакви компоненти към рамката, но има смисъл да се използва само ако има твърда повърхност под шайбата (меката пластмаса не се брои)

Долен ред

Дроновете са доста сложен и прецизен механизъм, който изисква внимателен подход към подбора на компоненти. Надявам се, че след като прочетете тази статия, ще разберете малко повече за движещата сила на вашия самолет.

И както винаги, една банална, но много важна прощална дума - помислете, преди да действате. Дори харченето на много пари за най-доброто оборудване не гарантира, че то ще работи добре. Започнете от това, от което имате нужда. Четете, учете, анализирайте.