Корзина

Блог

Просмотр записей блога с тегом 'пропеллер'. Записи отсортированы от самых свежих к старым.
2013-07-02 02:41:49; автор: Сергей
Как я писал ранее, у меня есть балансир для пропеллеров. В этом посте я настроил было его - вы можете видеть на видео, как я отбалансировал сами ограничительные конические резинки, между которыми предполагается зажимать пропеллер для его надежной фиксации на оси балансировки.

Однако, как показывает практика, эти резиновые конусы вообще правильнее просто выкинуть. Дело в том, что их по факту невозможно отбалансировать - они легко деформируются пальцами при их сдавливании с боков, а от этого сразу же меняется их центр тяжести, в итоге такие резинки дают погрешности на балансируемый воздушный винт. Казалось бы, эти конусы предназначены для того, чтобы на относительно тонкой оси балансира можно было надежно закрепить пропеллер с любым радиусом посадочного отверстия. Но - как я сказал выше. они просто портят весь процесс, внося искажения в систему балансировки.

Поэтому я отказался от этих фиксаторов. Вместо них я просто намотал на ось балансира обычной изоленты. Поскольку у меня мои пропеллеры имеют нестандартное посадочное отверстие (снизу оно шире, чем сверху), я намотал изоленту разной высоты - излишки просто срезал ножом. Вот так выглядит это утолщение оси из изоленты, в сравнении с резиновым фиксатором (который уже изрядно покромсан по краям в безрезультатных попытках его отбалансировать):
балансир пропеллеров и его ось

Теперь, надевая пропеллер на это утолщение из изоленты, он надежно фиксируется там, а сама изолента не вносит никаких искажений в центр тяжести системы.

Теперь расскажу об правильном способе балансировки трехлопастных пропеллеров, поскольку это сложнее, чем в случае стандартных двухлопастных.
Для двухлопастных пропеллеров все просто: какая лопасть перевешивает и опускается вниз, та тяжелее и ее немного надо подточить напильником. С трехлопастными пропеллерами все сложнее.

Подготовительный этап: на балансире нужно так настроить постоянный магнит, чтобы один из концов оси был в воздухе, а второй касался постоянного магнита самым кончиком. Это будет конфигурация с минимально возможным трением в оси балансира, поэтому точность балансировки будет на высоте.

Правильная балансировка трехлопастного пропеллера - это когда на двух из трех лопастях наклеены грузики (я использую кусочки изоленты потому, что их легко отклеивать, уменьшать их вес и передвигать их вдоль радиуса лопасти - для изменения центра тяжести). Вот как выглядит отбалансированный пропеллер с помощью кусочков изоленты:

отбалансированный изолентой пропеллер

Если у вас грузики оказываются наклеенными на все три лопасти, значит вы что-то сделали не так. Можно доказать, что для трехлопастного пропеллера, чтобы передвинуть его центр тяжести в центр его оси вращения, достаточно грузиков на двух лопастях.

Сбитый центр тяжести такого пропеллера может быть где угодно вокруг центра оси его вращения - т.е. в направлении любого из 360 градусов круга. Чем дальше при этом центр тяжести от центра оси вращения, тем агрессивнее (быстрее) пропеллер поворачивается на балансире. Поэтому нам нужно выяснить сначала, в каком из "полушарий" пропеллера находится центр тяжести.
Расположив пропеллер на балансире, мы его отпускаем и узнаем, какая из лопастей тяжелее других. Она опустится вниз. Это будет та лопасть, на которой не будет никаких грузиков. Назовем ее "лопасть №1". В редком случае вы можете наблюдать картину, когда пропеллер занимает положение, когда одна лопасть направлена вертикально вверх, а две другие расположены так: ^ . Это означает, что вам грузик нужно клеить только на одну лопасть, верхнюю.
Далее, определив две лопасти, которые требуют наклейки изоленты, поступаем так:
1) поворачиваем пропеллер на 60 градусов - так, чтобы самая тяжелая лопасть (лопасть №1) была слева, лопасть 2 была вертикально вверх, а лопасть 3 - справа. Наша задача - сделать так, чтобы пропеллер зафиксировался в таком положении. Для этого клеим кусочек изоленты на край лопасти №3. Если лопасть перевешивает, либо отрезаем немного изоленты, либо передвигаем этот кусочек изоленты чуть ближе к центру пропеллера.
2) Теперь у нас лопасти 1 и 3 имеют одинаковую массу, т.к. пропеллер фиксируется в положении, когда лопасть №2 вверху. Далее надо повернуть пропеллер первой лопастью вверх, чтобы начать подбирать вес грузика для лопасти №2 (которая на данный момент у нас самая легкая). Наша задача будет опять сделать так, чтобы лопасти 2 и 3 были в равновесии.
3) Когда мы достигнем равновесия лопастей 2 и 3, то пропеллер будет полностью отбалансированным и сможет занимать на оси балансира любое положение.
2013-01-22 04:43:59; автор: Сергей
Решив собирать всё-таки неразборный коптер, окончательно скрутил болты, которые фиксируют лучи на раме. Моторы я навесил еще вчера. Сегодня еще прикрутил пропеллеры, скорее для красоты. Действительно, октокоптер смотрится очень красиво и необычно - весь черный, симметричный и элегантный. Повешу его на стену, украшать интерьер :)
Решил узнать вес - только рама, пропеллеры, моторы и регуляторы оборотов, которые даже еще не закреплены, а просто лежат сверху:


В итоге получилось целых 3543 грамма! Прибавить сюда 2 кг аккумуляторов и еще грамм 500 бортовой электроники, и получится суммарный полетный вес около 6 кг!.
2012-09-29 17:52:49; автор: Сергей, комментарии (2)
Наконец-то! Благодарю Почту России :) Наконец-то ко мне пришла по почте ключевая посылка, в которой были воздушные винты и необходимый для бортового питания толстый, 10AWG силовой кабель. Был конечно соблазн купить на радиорынке обычные провода, чтобы не дожидаться посылки, но я этот соблазн преодолел. Решил, что правильные провода с изоляцией, выдерживающей 200 градусов Цельсия, правильнее, чем неизвестно какие провода с радиорынка.

В числе прочего приехал и балансир, основанный на принципе магнетизма. В нем ось, на которую надевается винт, для уменьшения трения висит в магнитных полях от сильных редкоземельных магнитов.

Вот так выглядит балансир с винтом. Винт такой огромный винт, оказывается! Это 3-лопастной винт Master Airscrew 13х8 дюйма. Для сравнения в кадре помещена батарейка AA.

Балансир для пропеллеров и 3-лопастной винт

Для того, чтобы балансир работал правильно, его самого нужно отбалансировать. Входящие в комплект резиновые конусообразные ограничители (2 шт), между которыми закрепляется пропеллер, сами требуют балансировки, каждый индивидуально. Вначале они у меня при вращении на оси всегда останавливались одной стороной вниз - она была самая тяжелая. Приходилось срезать ножом часть резины с нижней стороны резины. Потом то же самое делал для второго ограничителя, и теперь они идеально отбалансированы - фиксируются на оси в любом положении, а значит, не будут вносить погрешность в балансировку пропеллера:

Теперь можно приступать собственно к сборке октокоптера. Основные проблемы, которые хочется решить при сборке:
- возможность легкого отсоединения лучей от центра коптера. Нужны будут коннекторы
- возможность легкого отсоединения батарей
- использование интегрального ключа BTS555 для замыкания цепи. Целых пять таких ключей мне пришли с ебэя.
2012-08-02 19:36:54; автор: Сергей
Существуют различные виды воздушных винтов, которые можно использовать, с разным успехом, при постройке своего квадрокоптера.
Я исхожу из таких соображений при выборе пропеллера на свой тяжелый октокоптер:
  1. Диаметр пропеллера. Я выбираю максимально большой диаметр с учетом непересечения пропеллеров друг с другом, поскольку, при прочих равных, это обеспечивает большую подъемную силу. Однако, более крупные пропеллеры требуют большей мощности от мотора на свою раскрутку. Нужно убедиться, что мотор может развивать нужную мощность. Также, большие и тяжелые пропеллеры обладают большей инерцией, поэтому они не смогут мгновенно ускоряться, что отразится на маневренности БПЛА. Однако, нам не нужна маневренность - делать акробатические трюки и мертвые петли в воздухе мы не планируем; наоборот, нужен как можно более плавный полет. Так что это устраивает.
  2. Шаг пропеллера (prop pitch). Указывается второй цифрой, после знака "х", в марке пропеллера; также может указываться просто как 3 и 4-я цифры марки - например, 1260 это пропеллеры с шагом 6,0 дюймов. Физически - это величина столба воздуха, который пропеллер передвигает вниз за один свой оборот. Чем больше шаг, тем выше подъемная сила. Естественно, до разумных пределов: например, пропы 14х7 имеют большую подъемную силу, чем 14х5. Кстати, для идеального случая, шаг пропеллера, умноженный на число оборотов в секунду дает скорость воздушного потока от винта.
  3. Количество лопастей. Классически - две лопасти. Однако пропеллеры с тремя лопастями имеют большую подъемную силу - примерно эквивалентную на 1 дюйм большему диаметру И на 1 дюйм большему шагу для двухлопастного пропеллера. Именно этот факт подтверждают рассчеты на калькуляторе для мультикоптеров. В моем проекте тяжелого октокоптера для аэрофотосъемки я использую трехлопастные пропеллеры 14х7, поскольку двухлопастные 15х8 просто не уберутся на мою метровую раму - об этом я писал ранее в посте про расчет размера октокоптера.
  4. Пропеллерная константа, так называемый Prop Const - сильно влияет на подъемную силу и на требуемую для раскрутки пропеллера мощность мотора, поскольку физически эта константа означает величину потерь на воздушном сопротивлении при вращении пропеллера: чем тоньше материал, из которого сделан проп, тем меньше эта константа, и тем меньше развиваемая на моторе мощность для раскрутки такого пропеллера.
  5. Схема расположения винтов. Соосная схема мультикоптера, так называемая X8 - когда у октокоптера всего 4 луча в раме, и на каждом луче по два мотора - направленных вверх и вниз - такая схема имеет на 30% меньшую подъемную силу, поскольку два соосных мотора своими турбулентными потоками сильно влияют друг на друга и уменьшают подъемную силу. Поэтому я строю не соосную, а т.н. Flat - классическую схему с 8 лучами.
  6. Направление вращения винтов - классическое - против часовой стрелки 4 винта, по часовой стрелке другие 4 винта. Есть вариант сделать октокоптер на одних CCW винтах, при этом потребуется сильнее наклонять некоторые моторы в сторону, для уравновешивания реактивной силы несущего винта, но в этом случае будут потери в подъемной силе. Второй вариант - это наклоном винтов обеспечить лучшую управляемость по yaw - но это тоже вызовет потери в подъемной силе, так что целесообразность этого будет выявляться на практике.
  7. Качество изготовления пропеллеров тоже важно. На практике это означает, что обязательно нужно балансировать пропеллеры, чтобы минимизировать вибрацию, которая разрушает механические части (постепенно), а также сводит с ума гироскопы, ухудшая полетные свойства мультикоптера.

2012-07-31 00:53:19; автор: Сергей
Сегодня я испытал в поле свой квадрокоптер. Воочию убедился, насколько важно крепко закреплять пропеллеры на валу двигателя. Изначально мне казалось, что слететь они не должны, поскольку я с таким трудом надел пропеллеры на вал. Однако, реальность все расставила на свои места. Вот видео:

Теперь-то я знаю, что пропы крепить нужно обязательно. Решил делать это вот так - используя проволоку диаметром 1 мм. Не знаю пока, насколько такой вариант крепления добавит разбалансировки, и будут ли при вращении пропеллера наблюдаться биения мотора. Посмотрим, я это дополнительно проверю.
крепление пропеллера
Вторым вариантом было нарезать резьбу прямо на мотор, чтобы зафиксировать проп двумя гайками М3, но этого пока делать не стал, хотя с точки зрения центровки массы этот вариант наверно лучший.