Корзина

Блог

Вы читаете блог проекта RC Drone, запись №61.
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.