Thực đơn
trang chủChương trình

Tính toán Quadcopter. Làm thế nào để thiết kế máy bay trực thăng của riêng bạn. Bộ điều khiển nguồn và nguồn

Bài viết ngắn này cung cấp thông tin cơ bản về cánh quạt quadcopter (đôi khi được gọi là đạo cụ) và giải thích độ cao, hình dạng và số lượng cánh quạt ảnh hưởng như thế nào đến hiệu suất, lực đẩy và hiệu quả của chúng.

Các khái niệm cơ bản

Các thông số của chi tiết được xác định bởi chiều dài, bước, diện tích, hướng quay, cũng như hình dạng và số lượng lưỡi dao

Chiều dài và cao độ

Các thông số này là những thông số chính. Chiều dài đề cập đến đường kính của đĩa được hình thành khi cánh quạt quay. Cao độ có thể được định nghĩa là khoảng cách mà một cánh quạt có thể di chuyển trong một môi trường rắn nhất định trong một vòng quay hoàn toàn (hãy nhớ cách con vít thông thường nhất lắp vừa khít vào một tấm ván). Tất cả những thứ khác đều bằng nhau, kích thước bước được xác định bởi độ nghiêng (góc tấn công) của các cánh quạt điều khiển từ xa.

Lực đẩy của nhóm động cơ cánh quạt (PMG) được xác định bởi lượng không khí mà cánh quạt của nó có khả năng di chuyển. Rõ ràng là việc tăng chiều dài và/hoặc bước của cánh quạt trong khi duy trì tốc độ quay của chúng có tác động tích cực đến lực đẩy, nhưng thật không may, nó cũng làm tăng lực cản không khí do tăng chuyển động hỗn loạn. Để quay một cánh quạt lớn hơn hoặc một cánh quạt có góc cánh quạt cao hơn, sẽ tiêu tốn nhiều năng lượng hơn, điều này sẽ dẫn đến thời gian bay giảm xuống, tất cả những thứ khác đều như nhau.

Cánh quạt lớn, tần số thấp lý tưởng để chụp ảnh trên không, trong khi cánh quạt nhỏ, tần số cao được sử dụng trên máy bay không người lái đua.

Số lượng và hình dạng lưỡi dao

Tùy chọn cổ điển là có một cánh quạt có hai cánh. Tuy nhiên, những mẫu nhỏ nhất sử dụng cánh quạt có ba, bốn và thậm chí năm cánh. Rõ ràng là cánh quạt nhiều cánh làm giảm mức độ nhiễu loạn bằng cách tạo ra dòng chảy đồng đều hơn. Hơn nữa, các cánh bổ sung giúp tăng tổng diện tích của cánh quạt, điều này có tác dụng hữu ích đối với lực nâng của máy bay bốn cánh. Theo đó, một cánh quạt nhiều cánh có đường kính nhỏ hơn có khả năng tạo ra lực nâng tương tự như một cánh quạt thông thường lớn hơn. Cánh quạt nhiều cánh giúp máy bay phản ứng nhanh hơn, điều này rất quan trọng khi bay trong Chế độ Acro. Nhược điểm chính của vít như vậy là sự phức tạp trong sản xuất và căn chỉnh, cũng như chi phí khá cao.

Chúng tôi khuyên bạn nên chú ý đến sự khác biệt về hình thức của các chi tiết kết thúc. Chúng có ba loại - Bình thường, Bullnose (BN), Bullnose lai (HBN). Cánh quạt thông thường có lưỡi dao được mài nhọn ở hai đầu, tạo ra lực đẩy ít hơn nhưng góp phần tiêu thụ pin hiệu quả. Vít BN có đường kính bằng nhau thì có diện tích và lực đẩy lớn hơn. Trọng lượng tăng thêm ở đầu lưỡi làm tăng mô-men xoắn và cải thiện khả năng phản hồi ngáp của máy bay. Thật không may, những khía cạnh tích cực này lại đi kèm với mức tiêu thụ điện năng cao và thời gian bay giảm. Cánh quạt HBN chiếm vị trí trung gian.

Hướng quay

Máy bay trực thăng sử dụng hai loại động cơ - CW (trục quay theo chiều kim đồng hồ) và CCW (trục quay ngược chiều kim đồng hồ). Cách bố trí lắp đặt động cơ phụ thuộc vào loại máy bay. Một số sơ đồ như vậy được thể hiện trong hình.

Hướng quay của một cánh quạt cụ thể được biểu thị bằng cạnh nhô lên của các cánh quạt của nó.

Chất liệu và chất lượng

Phổ biến nhất là vít nhựa. Chúng được phân biệt bởi độ dẻo, giá thấp, phạm vi rộng và mức độ sẵn có cao. Một mặt, tính linh hoạt của lưỡi dao làm tăng khả năng chống chịu sát thương, mặt khác lại gây ra vấn đề về cân bằng.

Một số công ty sản xuất cánh quạt bằng sợi carbon. Cánh quạt carbon khá đắt tiền nhưng mang lại độ cứng cần thiết và hiệu suất cao mà không tăng thêm trọng lượng đáng kể.

Vị trí trung gian được chiếm bởi các cánh quạt làm bằng nhựa được gia cố bằng sợi carbon. Loại cánh quạt này có độ cứng cao và giá thành tương đối thấp.

Chất lượng của ốc vít ngụ ý độ chính xác trong quá trình sản xuất của chúng. Cánh quạt chất lượng cao được cân bằng tốt và thực tế không gây thêm rung động khi vận hành VMG. Những đạo cụ tốt nhất được sản xuất dưới nhãn hiệu GWS, APC và EMP.

Sự chỉ rõ

Bạn có thể tìm hiểu về các thông số của một cánh quạt cụ thể cho máy bay bốn cánh bằng cách xem mã hóa của nó. Các nhà sản xuất sử dụng hai loại ký hiệu: LLPPxB hoặc LxPxB. Ở đây L biểu thị chiều dài, P là cao độ và B là số lượng lưỡi dao. Đối với cánh quạt cổ điển, thông số B thường không được chỉ định.

Ví dụ: cánh quạt 6045 (hoặc 6x4,5) có hai cánh, dài 6 inch và bước 4,5 inch. Một ví dụ khác là cánh quạt ba cánh 5 inch 5040x3 (hoặc 5x4x3) có khoảng cách 4 inch.

Đôi khi chữ R hoặc C (có thể bị thiếu) được đặt ở cuối ký hiệu, biểu thị hướng quay. Cánh quạt R được lắp trên động cơ CW và cánh quạt C được lắp trên động cơ CCW. Đôi khi, các chữ viết tắt BN hoặc HBN được thêm vào tên gọi (xem ở trên).

Phương pháp cài đặt

Có nhiều cách khác nhau để lắp đặt cánh quạt trên máy bay bốn cánh. Rất thường xuyên, trục động cơ là một chốt kim loại đơn giản không có bất kỳ bộ phận nào để lắp cánh quạt. Trong trường hợp này, các bộ điều hợp đặc biệt được sử dụng - bộ phận bảo vệ đạo cụ và kẹp ống kẹp.

Propsaver (xem ảnh) thuận tiện sử dụng để tiến hành các thí nghiệm khi tạo mô hình tự chế. Nó trông giống như một ống lót, ở bề mặt bên có hai lỗ đối xứng với các vít được lắp vào đó. Thiết bị được lắp đặt trên trục và các vít được siết chặt. Cánh quạt cũng được đặt trên trục và được cố định bằng hai dây nylon hoặc vòng cao su.

Bộ chuyển đổi đáng tin cậy hơn là kẹp ống kẹp. Đó là một kết nối ren với một ống lót hình nón chia đôi. Ống kẹp được đặt trên trục, sau đó lắp ống kẹp, cánh quạt và vòng đệm. Toàn bộ cấu trúc được cố định bằng một đai ốc có hình dạng đặc biệt - một con quay.

Nếu rôto của động cơ không chổi than được đặt bên ngoài (động cơ loại Outrunner), thì trên bề mặt trên của nó thường có một số lỗ ren để lắp đặt các bộ điều hợp và ốc vít khác nhau.


Trong số các nhà sản xuất máy bay trực thăng thành phẩm có động cơ không chổi than, lựa chọn có đai ốc tự siết từ DJI. Đối với những động cơ như vậy, trục kết thúc bằng một ren ngược với chiều quay của rôto.

Cân bằng cánh quạt

Có thể nói rằng hầu hết các cánh quạt, đặc biệt là những cánh quạt giá rẻ, không thể gọi là cân bằng 100%. Những chiếc vít như vậy không chỉ tạo ra tiếng ồn khó chịu mà còn gây thêm rung động khi vận hành VMG. Đặc biệt, vì điều này mà chất lượng quay phim trên không giảm đi (hiệu ứng thạch). Tệ hơn nữa, những rung động liên tục gây hao mòn thêm cho động cơ, vòng bi và bánh răng, làm tăng chi phí bảo dưỡng máy bay.

Như bạn có thể thấy, chúng ta không thể làm gì nếu không có quy trình cân bằng cánh quạt cho máy bay bốn cánh. Đối với điều này, bạn sẽ cần:

  • Đinh ốc;
  • Băng dính hoặc keo siêu dính (có thể thay thế bằng sơn móng tay);
  • Giấy nhám;
  • Bộ cân bằng cánh quạt đặc biệt Du-Bro Tru-Spin - một trong những loại tốt nhất hoặc của Trung Quốc tương tự .

Trước hết, bạn cần đặt chính thiết bị cân bằng sao cho trục của nó nằm ngang.

Lưỡi dao được kiểm tra hư hỏng, lắp đặt trên trục và hơi nghiêng theo hướng này hay hướng khác. Nếu nó không trở về vị trí nằm ngang, bạn cần làm nhẹ (làm sạch bằng giấy nhám) một lưỡi dao nặng hơn hoặc dán một miếng băng dính lên một lưỡi dao nhẹ hơn. Cần phải lặp lại quy trình cho đến khi các lưỡi dao được cân bằng. Băng dính được thay thế thành công bằng một lớp keo siêu dính hoặc sơn bóng.

Trục của máy cân bằng bị lật - bạn cần đảm bảo rằng cánh quạt duy trì thăng bằng ở vị trí này. Lưu ý rằng tất cả các thao tác xóa và dán phải được thực hiện trên bề mặt bên trong (lõm) của lưỡi dao.

Bước tiếp theo là cân bằng trung tâm. Để làm điều này, cánh quạt được lắp đặt theo chiều dọc. Nếu nó lệch sang bên phải, bạn cần dùng keo hoặc vecni làm trọng lượng phía bên trái của trung tâm và ngược lại. Chúng tôi đạt được sự cân bằng, lật cánh quạt và đảm bảo rằng ở vị trí này nó cũng được cân bằng. Thủ tục đã hoàn tất.

máy tính eCalc

Nhiều nhà sáng tạo máy bay không người lái đã quen thuộc với máy tính trực tuyến eCalc, được thiết kế để tính toán các thông số lắp đặt động cơ cánh quạt của máy bay. Trang máy tính dành riêng cho máy bay trực thăng trông giống như thế này.

Thoạt nhìn, mọi thứ đều rõ ràng, nhưng có một số sắc thái có thể ảnh hưởng đến kết quả tính toán.

Trước hết, toàn bộ trọng lượng cất cánh của máy bay trực thăng (có gimbal và máy ảnh, nếu có) được nhập. Nếu Không có Ổ đĩa được chỉ định, thì hãy nhập tổng trọng lượng của khung, cánh quạt, bảng điều khiển, gimbal, máy ảnh và thiết bị bay FPV. Hãy cộng thêm 10 phần trăm vào khối lượng của dây và có được con số mong muốn.

Chúng tôi nhập số lượng cánh quạt, thiết kế của chúng (đơn hoặc đồng trục), độ cao bay tối đa và điều kiện thời tiết mà nó sẽ được thực hiện (nhiệt độ bên ngoài và áp suất khí quyển).

Vậy thì trước hết bạn cần phải biết cách làm cho “nó” cất cánh. Có hai thông số quan trọng ở đây - cánh quạt và động cơ. Cánh quạt cho máy bay bốn cánh có thể rất khác nhau và mỗi cánh đều mang ý nghĩa riêng. Hôm nay tôi sẽ giải thích cho các bạn những khái niệm và nguyên tắc cơ bản để các bạn biết cách chọn cánh quạt cho mô hình của mình. Ngồi xuống làm bánh bao đi, sẽ lâu và sẽ hơi đau một chút. Nhưng bạn sẽ thích nó.

Hãy để tôi đặt trước ngay rằng trong bất kỳ thiết kế nào cũng có khá nhiều NHƯNG. Tất cả những gì tôi sẽ nói tiếp theo là bắt đầu từ kiến ​​thức. Đừng ngại sử dụng cái đầu của bạn và đặt câu hỏi. Không có thông tin nào không thể tìm thấy trên Google hoặc không thể hỏi trên diễn đàn. Điều chính là khả năng sử dụng nó. Đi!

  • “Trong một thế giới lý tưởng” là một khái niệm thuần túy lý thuyết, không tính đến các yếu tố phụ
  • Thông số “length” là chiều dài của cánh quạt. Chính xác hơn, đường kính của vòng tròn được mô tả bởi các lưỡi dao
  • Tham số bước ren có thể được so sánh với bước ren. Đây là khoảng cách mà vít có thể di chuyển trong một vòng quay (tương tự như vít trong gỗ). Góc tấn công của lưỡi kiếm càng lớn thì khoảng cách này càng lớn.
    “Góc tấn công” là góc nghiêng của lưỡi dao so với mặt phẳng ngang
  • “Lực đẩy” là lực do cánh quạt tạo ra. Nó được bù đắp bởi các lực phản ứng khác (sức cản không khí, trọng lực). Từ đó, miễn là lực đẩy lớn hơn lực cản, máy photocopy sẽ tăng tốc theo hướng ngược lại với vectơ lực đẩy.

Cài đặt chính

Số lượng


Số lượng cánh quạt ảnh hưởng đến lực nâng, độ ổn định và khả năng phản hồi của máy bay (trong thế giới lý tưởng). Càng nhiều lưỡi dao thì các thông số này càng tốt. Trên thực tế, cánh quạt nhiều cánh (2+) chỉ được lắp trên máy bay không người lái cỡ nhỏ. Điều này là do chi phí sản xuất cao và khó khăn trong việc cân bằng. Ở kích thước lớn, việc cân bằng 4 cánh rất tốn kém.

Càng nhiều thì UAV càng ổn định. Một lượng nhỏ có tác động tiêu cực đến khả năng kiểm soát.

Các loại lưỡi dao

  1. Bình thường (N) – Chúng có lưỡi dao được mài sắc ở hai đầu. Điều này làm giảm lực kéo nhưng cũng làm giảm mức tiêu thụ pin
  2. Bullnose (BN) – Mũi bò (Tròn). Với cùng đường kính như bình thường, chúng có lực đẩy và diện tích lớn hơn. Do trọng lực, chúng hoạt động ổn định hơn và tăng khả năng phản hồi ngáp của máy bay không người lái. Tăng đáng kể mức tiêu thụ năng lượng của pin.
  3. Hybrid Bullnose (HBN) là một lựa chọn trung gian. Chúng có cả ưu điểm và nhược điểm của những cái trước.

Hướng quay


Đối với động cơ điện có hai chiều quay. CW - trục quay theo chiều kim đồng hồ, CCW - trục quay ngược chiều kim đồng hồ. Các hướng phải luân phiên nhau (vì mỗi cánh quạt tạo ra một phản lực có xu hướng làm quay vật được gắn vào nó theo hướng quay) hoặc được đặt đồng trục trên một chùm (khi đó phản lực của một cánh quạt sẽ bù cho phản lực của cánh quạt thứ hai. Đây là sự sắp xếp phức tạp hơn, ví dụ như được sử dụng trên trực thăng "cá mập đen").

Hướng quay của cánh quạt được biểu thị bằng một cạnh nhô lên. Cô nhìn theo hướng quay.

Vật liệu

Nhựa là lựa chọn phổ biến nhất, nhưng không phải là lựa chọn thành công nhất. Cánh quạt nhựa có giá thấp và phạm vi rất rộng. Chúng có sự khác biệt, nhưng chủ yếu là tính linh hoạt và mềm mại cao. Người ta cho rằng điều này làm tăng khả năng chống chịu hư hỏng cơ học của chúng. Trên thực tế, bất kỳ khiếm khuyết nào của lưỡi dao, dù chỉ là một khiếm khuyết nhỏ, đều có thể gây tử vong. Nó không còn quan trọng nữa dù nó bị nứt hay chỉ bị nhăn. Dù sao thì bạn cũng thay đổi nó.


Sợi carbon – Rất đắt tiền, nhưng rất mát mẻ. Độ cứng và nhẹ tuyệt vời. Dễ dàng cân bằng. Điều này có nghĩa là sẽ có ít cuộc hôn nhân hơn. Không mất hình dạng. Và sự hiện diện của những lưỡi kiếm màu đen luôn tạo cảm giác dễ chịu cho mắt. Bạn nên mua thêm bộ bảo vệ lưỡi bổ sung cho máy bay điều khiển từ xa vì chúng rất dễ bị tách ra.

Composite – nhựa ở bên trong, sợi carbon ở bên ngoài. Nhựa rẻ tiền, độ cứng và khả năng chống mài mòn (gần như) giống như cánh quạt carbon. Cũng không có giá cao lắm.

Cân nặng

Khả năng phản hồi trục ngáp của máy bay không người lái phụ thuộc vào trọng lượng của nó. Tuy nhiên, bạn cần phải cẩn thận với điều này, vì tải trọng lên động cơ quadcopter cũng tăng lên.

độ đàn hồi

Độ đàn hồi của cánh quạt giúp cải thiện khả năng chống quá tải và ứng suất cơ học (không nên nhầm lẫn với độ mềm).

Chất lượng


Theo quy định, càng đắt thì chất lượng càng tốt. Có thể có nhiều tham số ở đây. Cái chính là cân bằng. Một cánh quạt chất lượng cao sẽ không cần phải cân bằng. Một điểm quan trọng khác là chất lượng của vật liệu.

Nhựa có thể đàn hồi và đàn hồi, hoặc có thể mềm và KHÔNG đàn hồi. Bạn cần phải cẩn thận với điều này. Mặc dù có vẻ đơn giản nhưng hiệu suất bay của máy bay trực thăng phụ thuộc trực tiếp vào chất lượng của các cánh quạt.

Sự chỉ rõ

Có hai loại ký hiệu.

  • chiều dài L
  • Bước P
  • B - số lượng lưỡi dao (có thể không chỉ định cho hai lưỡi)

Ví dụ: 5045x3 - dài 5 inch, cao độ 4,5 inch, 3 lưỡi.

Đôi khi bạn phải đoán. Cánh quạt tương tự có thể được chỉ định là 0545×3.

Ví dụ: 5x45x3 - dài 5 inch, cao độ 4,5 inch, 3 lưỡi.

Đôi khi có chữ R hoặc C ở cuối, nó quyết định hướng quay của cánh quạt.

  • R – theo chiều kim đồng hồ
  • C – ngược chiều kim đồng hồ

Đôi khi có ký hiệu cấu hình lưỡi dao ở cuối. (để biết thêm chi tiết, xem “các loại lưỡi dao” ở trên)

  • N – bình thường (nhọn)
  • BN – làm tròn
  • HBN – trung gian

Phương pháp buộc và ốc vít


Propsaver - Một lựa chọn tốt để tiến hành thí nghiệm khi bạn cần thường xuyên tháo và lắp chân vịt. Nó trông giống như một ống lót được gắn vào trục động cơ bằng hai ốc vít. Bản thân cánh quạt được đặt lên trên và được kéo bằng dây cao su vào các vít nhô ra. Nó sẽ không bay xa, nhưng bạn có thể tận hưởng niềm vui.

Việc buộc chặt Collet là một lựa chọn hiệu quả. Một ống kẹp (loại có rãnh) được gắn trên trục, sau đó là ống bọc kẹp, chân vịt và vòng đệm. Giá đỡ đáng tin cậy và lý tưởng để bay.

Outrunner – Đây không phải là giá đỡ, nó là một loại động cơ không chổi than có rôto (bộ phận quay) ở bên ngoài. Trên bề mặt phía trên của chúng thường có một số lỗ ren để gắn bộ chuyển đổi (trong đó có vô số lỗ).

Cân bằng

Khi bạn tiết kiệm chi phí cho cánh quạt, chắc chắn bạn sẽ ngạc nhiên vì nó không cân bằng. Do đó, nó sẽ rung, bạn sẽ thấy hiệu ứng “thạch” trên camera của máy photocopy, các kết nối ren sẽ yếu đi và động cơ sẽ bị mòn rất nhanh. Chúng ta cần phải cân bằng.


Đối với điều này, bạn sẽ cần:

  • Cánh quạt
  • Băng keo/siêu keo (bạn tự chịu rủi ro)
  • Giấy nhám mịn
  • Dụng cụ đặc biệt - cân bằng cánh quạt
  • Mức độ
  1. Bộ cân bằng được cài đặt theo chiều ngang.
  2. Lắp cánh quạt vào trục ở vị trí nằm ngang. Bạn buông tay đi. Một trong những lưỡi dao rơi xuống.
  3. Bạn lấy giấy nhám và loại bỏ một số vật liệu bên trong lưỡi nâng lên (lõm). Đừng lạm dụng nó.
  4. Đưa các lưỡi dao về vị trí nằm ngang. Nếu một trong số chúng rơi xuống, hãy lặp lại điểm trước đó. Nếu không, hãy tiếp tục
  5. Vì bộ cân bằng cũng không có chất lượng tốt nhất nên bạn lật trục xe lại và xem xét lại. Bạn cần nắm bắt thời điểm cánh quạt sẽ cân bằng, bất kể hướng của trục.
  6. Làm tốt.
  7. Nhưng thực sự không phải vậy. Bây giờ là trung tâm. Lắp đặt cánh quạt theo chiều dọc. Nếu cánh quạt nghiêng sang phải, hãy bôi vecni lên mặt trái.
  8. Đạt được sự cân bằng
  9. Bạn thay đổi hướng trục ngang của chân vịt. Nếu mọi thứ vẫn ổn thì bạn đã cân bằng được cánh quạt. Tôi hi vọng bạn không có máy bay trực thăng.
  10. Làm tốt!

Máy tính Ecalc

Một máy tính cực kỳ tiện lợi, được đặt trên trang web chính thức của Ecalc. Trong đó, bạn có thể chỉ định các phụ tùng thay thế mà bạn sẽ sử dụng cho dự án của mình và nó sẽ cung cấp cho bạn một mô hình (rất) gần đúng về hành vi của máy photocopy.


Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn về nó, vì nó chắc chắn sẽ hữu ích cho bạn.

Khái niệm cơ bản

  • Tại đây bạn đặt các tham số chính cho bản dựng của mình.
  • Tổng trọng lượng của mô hình có thể được biểu thị “không có VMG” (nhóm cánh quạt = cánh quạt và động cơ). Khi chọn cánh quạt và động cơ, máy tính sẽ tính đến trọng lượng của chúng
  • Số lượng vít là vít đồng trục, đây là hai vít nằm chồng lên nhau và vít một trục là một vít trên một chùm của máy photocopy. Để đơn giản, ở góc dưới bên phải, máy tính sẽ vẽ cho bạn một cấu hình
  • Kích thước khung - Theo đường chéo, từ đầu này đến đầu kia của dầm
  • Bây giờ bạn có thể quên phần còn lại. Nó đã là tiêu chuẩn rồi. Độ cao, nhiệt độ và áp suất có thể hữu ích cho việc tính toán các đặc tính bay ở các độ cao khác nhau

Ắc quy

  • Từ danh sách, bạn chọn loại pin cần thiết hoặc loại pin tương tự nhất và trạng thái sạc “danh nghĩa”
  • Ở ô “P” bạn ghi số lượng pin mắc song song (nếu cần)

Bộ điều chỉnh

  • Chọn bộ điều khiển tốc độ của bạn từ danh sách
  • Trong phần đính kèm, bạn viết tổng mức tiêu thụ và trọng lượng của tất cả những thứ mà bạn muốn treo trên máy bay không người lái của mình. Máy ảnh, điốt, động cơ servo, súng cỡ nòng nhỏ. Nếu bạn đã chỉ ra trọng lượng của chúng trong trọng lượng chính của mô hình, thì hãy để trường trọng lượng bằng 0

Động cơ

Bạn chọn nhà sản xuất động cơ từ danh sách và kiểm tra các thông số. Nếu thấy ổn thì mọi thứ đều ổn, nếu không thì tiếp tục “Làm mát”

Cánh quạt

  • Chọn loại cánh quạt từ danh sách. Góc xoắn (góc tấn công), đường kính của cánh quạt và bước của nó có thể được tìm thấy trong thông số kỹ thuật
  • Bạn sử dụng tỷ số truyền nếu cánh quạt của bạn được kết nối với động cơ thông qua hộp số

Nếu danh sách không chứa vị trí bắt buộc thì bạn có thể sử dụng dòng Tùy chỉnh và tự nhập mọi thứ.

phát banvinta

Chương trình tính toán các thông số cánh quạt cho máy bay.


Nó có thể hoạt động với ba bộ dữ liệu nguồn.

  1. Công suất động cơ + đường kính trục vít bạn cần
  2. Công suất động cơ + tốc độ quay
  3. Đường kính trục vít + bước

Trong phiên bản đầu tiên

  • Đánh dấu vào ô “tính toán dựa trên đường kính trục vít”
  • Nhập đường kính mong muốn tính bằng cm
  • Nhập công suất động cơ tính bằng mã lực, như đã thấy trong các thông số động cơ (để lấy ngựa từ kW, hãy sử dụng công thức kW*1,36)
  • Nhập tốc độ tối đa mà cánh quạt của bạn sẽ cho phép bạn phát triển
  • Nhập tốc độ trung bình vào trường “Tốc độ tính toán”
  • Bấm vào nút tính toán

Kết quả là bạn sẽ thấy bước chân vịt và tốc độ quay cần thiết.

Trong lựa chọn thứ hai

  • Bỏ chọn tất cả các hộp
  • Nhập công suất động cơ
  • Nhập tốc độ quay của cánh quạt (động cơ, nếu không có hộp số)
  • Nhập tốc độ tối đa và trung bình

Ở đầu ra, bạn nhận được đường kính của vít tính bằng cm và bước vít.

Tùy chọn thứ ba

  • Đánh dấu vào ô "chỉ định thông số vít"
  • Nhập đường kính vít và bước vít
  • Sau khi nhấn vào nút tính toán, chương trình sẽ tính toán các biên dạng của phần chân vịt (hình dạng các cánh quạt) ở các bán kính khác nhau tính từ tâm. Bạn sẽ nhận được kết quả trong cửa sổ xem và ở dạng bảng Date.html trong thư mục chương trình.
  • Sử dụng các nút mũi tên để xem các phần ở các bán kính khác nhau và sử dụng thanh trượt để thay đổi tỷ lệ.

Như bạn có thể thấy, việc lựa chọn và điều chỉnh cánh quạt là một công việc quan trọng và không hề dễ dàng. Tuy nhiên, tôi thực sự khuyên bạn nên dành thời gian để làm điều này. Ngay cả trong một con bò có vẻ vụng về như một chiếc máy bay bốn cánh, vẫn có chỗ dành cho khí động học. Ngoài ra, nó có thể giúp bạn tiết kiệm rất nhiều tiền cho động cơ.

Tất nhiên, tất cả những điều trên đều khá tình huống. Ví dụ: nếu bạn đang lắp ráp một chiếc máy bay không người lái nhỏ hoặc chỉ muốn thử nó, thì bạn có thể sử dụng những cánh quạt không cân bằng và rẻ nhất.

Điều này khó có thể ngăn cản máy bay không người lái của bạn cất cánh và bạn sẽ hiểu ngay điều gì sai và điều gì bạn cần chú ý hơn trong tương lai.

Tôi cũng thực sự khuyên bạn không nên bắt đầu với bố cục đồng trục nếu bạn không quen với thế giới máy bay không người lái. Có rất nhiều sắc thái dựa trên sự hiểu biết sâu sắc hơn về chủ đề này. Tùy chọn lý tưởng để bắt đầu sẽ là bố cục hình vuông, bốn chùm.

Chà, bạn cần hiểu rằng nếu bạn không phải là một kỹ sư giỏi, với bộ chương trình CAD độc quyền phong phú, thì mọi thứ bạn có thể tính toán sẽ không giúp ích được gì nhiều cho bạn.

Tất cả các giải pháp tính toán này đều cho kết quả rất rõ ràng. Vì vậy tôi khuyên bạn nên thử nghiệm nhiều hơn, tuy nhiên bạn cũng không nên bỏ qua sự trợ giúp của phần mềm. Hãy dùng thử, tìm hiểu phần cứng, một ngày nào đó nó sẽ trở nên rất tuyệt vời!

Máy tính cánh quạt trực tuyến eCalc, được biết đến với các truy vấn như: máy tính cánh quạt, máy tính rc, máy tính rc, là một công cụ hiệu quả để tính toán lựa chọn động cơ có cánh quạt cho mô hình máy bay. Máy tính này sẽ cho phép bạn không chỉ tiết kiệm tuổi thọ của động cơ mà còn tăng tuổi thọ sử dụng và tiết kiệm pin nhờ khả năng chọn các thông số tối ưu cho chế độ bay (chế độ tối ưu).

Máy tính chỉ hoạt động trực tuyến và được đặt tại địa chỉ này ECALC.CH. Trang chính (bằng tiếng Anh) cung cấp lựa chọn (của máy tính) theo loại mô hình và lựa chọn ngôn ngữ:

  • propCalc - tính toán cánh quạt máy bay
  • xcopterCalc - máy tính cho máy bay trực thăng
  • fanCalc - máy tính hệ thống cánh quạt
  • heliCalc - máy tính trực thăng

Trong những năm qua, ECALC đã giảm bớt chức năng dành cho người dùng miễn phí, vì vậy bên dưới là ảnh chụp màn hình về cách vượt qua các hạn chế của ECALC.CH, cùng với một liên kết khác: http://rc-calc.com/ru/copter

Dành cho những người hiểu html không cần chữ, phần mô tả dành cho những người mới làm quen với nó. Chúng tôi thấy rằng AX-4008Q không hoạt động.

Chúng tôi nhấn F12 trong trình duyệt (ví dụ: trong Chrome hoặc Firefox) và chúng tôi vào “thanh tra”. Nhấp vào mũi tên (được đánh dấu bằng số 1 trên màn hình), sau đó nhấp vào cửa sổ lựa chọn (của một cái gì đó, ví dụ với động cơ) ở số hai trên màn hình và thấy dòng (dưới số 3) được tô sáng.

Bấm vào dòng này, bên trái có biểu tượng - mở rộng. Chúng tôi thấy công cụ được yêu cầu trong danh sách và thấy rằng có dấu hiệu vô hiệu hóa. Chúng ta làm lại tương tự như các dòng khác mà được.

Ví dụ về dòng đã sửa.

Trong những năm qua, ECALC đã giảm bớt chức năng dành cho người dùng miễn phí, vì vậy đây là một liên kết khác: http://rc-calc.com/ru/copter

Hãy tiếp tục bài học của chúng tôi về chủ đề này máy bay trực thăng🙂

Như tác giả đã lưu ý, lực kéo của động cơ được điều khiển bởi một bộ vi điều khiển đặc biệt để xử lý các chỉ số của cảm biến độ nghiêng và gia tốc. Số lượng cảm biến phụ thuộc vào mức độ tự chủ của hệ thống máy bay điều khiển 4 cánh được lên kế hoạch.

Chúng ta hãy nhìn vào Các thành phần chính của phần quadcopter:

  • Khung là cơ sở của toàn bộ cấu trúc, kết nối tất cả các bộ phận khác. Nó phải bền và đồng thời nhẹ.
  • Động cơ cung cấp lực đẩy cần thiết để nâng máy bay bốn cánh lên không trung.
  • Tốc độ của mỗi động cơ được điều khiển bởi bộ điều khiển riêng biệt
  • Cánh quạt (cánh quạt chính)
  • Nguồn điện – pin hoặc ắc quy
  • Cảm biến gia tốc/độ nghiêng
  • Vi điều khiển - bộ não của thiết bị
  • Thiết bị điều khiển từ xa
  • Trang thiết bị tùy chọn

Khung (còn gọi là chéo)

Khung được thiết kế để kết nối tất cả các thành phần của cấu trúc thành một. Khung phải đủ khóđồng thời có khả năng làm giảm độ rung của rôto.

khung hình quad, như một quy luật, bao gồm hai hoặc ba phần. Chúng không nhất thiết phải được làm từ cùng một vật liệu.

  • Tấm trung tâm nơi gắn các linh kiện điện tử
  • Một thanh ngang gồm 4 dầm đối xứng được gắn vào tấm trung tâm
  • Bốn vỏ động cơ gắn các động cơ vào các đầu của dầm ngang.

Lưu ý của người dịch: cụm từ "hai hoặc ba phần" có thể có nghĩa là, để đơn giản hóa thiết kế, đôi khi không cung cấp một tấm trung tâm để chứa các thiết bị điện tử.

Các vật liệu sau đây phù hợp cho khung:

  • Carbon
  • Nhôm và hợp kim của nó
  • Gỗ, chẳng hạn như ván ép hoặc MDF

Được ưa chuộng sử dụng nhất là sợi carbon, do độ cứng và đặc tính hấp thụ rung động, tuy nhiên, giá thành thường khiến những người đam mê máy bay thông thường không thể tiếp cận được :).

Phổ biến với tạo ra nhiều loại máy bay bốn cánh thưởng thức hồ sơ nhôm rỗng(chủ yếu là hình chữ U). Điều này là do trọng lượng tương đối thấp, độ cứng và giá cả hợp lý. Đồng thời, so với cacbon (sợi carbon), nhôm hấp thụ ít rung động hơn, điều này có thể dẫn đến sai lệch kết quả đọc của cảm biến. Một bức ảnh về cây thánh giá như vậy được đưa ra trong tiêu đề của bài viết.

Các tấm ván làm từ gỗ, chẳng hạn như ván MDF hoặc ván ép, cũng được sử dụng thành công để tạo ra máy bay bốn cánh do đặc tính hấp thụ rung động có thể chấp nhận được của chúng. Tuy nhiên, những vật liệu như vậy không có độ bền cao và dễ bị hư hỏng khi xảy ra thảm họa. Mặc dù thực tế là vật liệu của tấm trung tâm không đóng vai trò quan trọng như vật liệu của dầm ngang, nhưng ván ép thường được sử dụng để sản xuất nó như một vật liệu nhẹ và dễ gia công, hấp thụ rung động tốt.

Để chỉ định chiều dài của mỗi thanh ngang của quadcopter, thuật ngữ "khoảng cách giữa các động cơ" đôi khi được sử dụng, nghĩa là khoảng cách giữa các trục của các cánh quạt đối diện.


Khoảng cách giữa các động cơ

Động cơ không chổi than


Động cơ không chổi than từ bên trong

Giới thiệu ngắn gọn về lý thuyết động cơ điện. Động cơ không chổi than, giống như động cơ DC cổ điển, sử dụng cuộn dây và nam châm để quay trục truyền động. Các cuộn dây trong động cơ không chổi than được đặt ở bên trong vỏ động cơ và do đó, thiết kế của chúng không chứa chổi than được thiết kế để truyền dòng điện đến cuộn dây nằm trên trục.


Và bên ngoài

Nam châm trong động cơ không chổi than nằm trong một xi lanh gắn trên trục động cơ. Do đó, dây nguồn được kết nối trực tiếp với cuộn dây, loại bỏ sự cần thiết của chổi than.


Thiết bị và nguyên lý hoạt động. Hãy chú ý đến vị trí của nam châm.

Ưu điểm của động cơ không chổi than là tốc độ quay cao hơn rất nhiều, cũng như mức tiêu thụ năng lượng thấp hơn ở các chế độ vận hành tương đương với động cơ cổ điển. Ngoài ra, động cơ không chổi than còn loại bỏ tổn thất điện năng do ma sát và tia lửa điện từ chổi than và bộ thu, giúp chúng tiết kiệm năng lượng hơn.

Động cơ không chổi than hiện tại khác nhau chủ yếu ở kích thước và mức tiêu thụ năng lượng tương đối thấp. Khi chọn động cơ cho quadcopter của mình, bạn cần tính đến trọng lượng và kích thước của động cơ, đặc tính của rôto và sự tuân thủ của chúng với mức tiêu thụ tương đối của động cơ, được mô tả bằng thuật ngữ " đánh giá kV".

« Đánh giá kV" cho biết động cơ sẽ tạo ra bao nhiêu vòng quay mỗi phút ở một điện áp nhất định. Số vòng quay mỗi phút được tính bằng công thức đơn giản: RPM=Kv*U (số vòng quay = điện áp nguồn nhân với " Đánh giá kV"). Để đơn giản hóa việc tính toán, tác giả khuyên bạn nên sử dụng máy tính trực tuyến eCalc, công cụ mà ông coi là một công cụ tuyệt vời sẽ giúp tính toán các đặc tính của các bộ phận của quadcopter tùy thuộc vào khả năng tải dự kiến.

QUAN TRỌNG! Đừng quên rằng một chiếc quadcopter cần có hai cặp động cơ có hướng quay ngược nhau.

Cánh quạt (cánh quạt chính)

Có thể bạn đã không nhận thấy trong hình ảnh của máy bay bốn cánh rằng cả bốn cánh quạt của chúng đều không giống nhau. Nếu bạn nhìn kỹ, bạn sẽ nhận thấy rằng các cánh quạt phía trước và phía sau có Phải uốn cong, trong khi trên cánh tay vuông góc của chữ thập, các cánh quạt bị cong ngược lại.

Như tác giả đã chỉ ra trước đó, để ngăn thiết bị quay lên, 2 cánh quạt quay theo một hướng, trong khi hai cánh quạt còn lại quay theo hướng ngược lại. Các cặp cánh quạt quay theo hướng ngược nhau và có hướng uốn ngược nhau tạo ra lực nâng theo một hướng mà không bị lệch. Đây là những gì mang lại cho quadcopter sự ổn định định hướng nổi tiếng của nó.

Cánh quạt được sản xuất công nghiệp dành cho máy bay bốn cánh được sản xuất với các đường kính khác nhau và độ uốn khác nhau (tiếng Anh – bước, sau đây gọi là – bước cánh quạt). Việc lựa chọn chân vịt phụ thuộc vào nhịp của dầm ngang đỡ và quyết định việc lựa chọn động cơ. Dưới đây là một số kích thước tiêu chuẩn của cánh quạt tùy thuộc vào kích thước của quad quad.


Cặp cánh quạt bước phải hoặc trái
  • EPP1045 10 đường kính và bước 4,5 - phổ biến nhất, được sử dụng trong các dự án cỡ trung bình.
  • APC 1047 10 đường kính và bước 4,7 - rất giống với phương án số 1
  • EPP0845 8 đường kính và cao độ 4,5 thường được sử dụng trong các máy bay bốn cánh nhỏ
  • EPP1245 12 đường kính và bước 4,5 – dành cho các thiết bị lớn yêu cầu lực đẩy đáng kể
  • EPP0938 9 đường kính và bước 3,8 dành cho máy bay bốn cánh nhỏ

Khí động học chưa bao giờ là một môn khoa học dễ dàng. Đừng nghĩ rằng lý thuyết về cánh quạt có thể tóm tắt trong vài từ, thậm chí vài giờ. Tuy nhiên, nói chung, chủ đề về cánh quạt chính trong máy bay trực thăng có thể được rút gọn thành hai mối quan hệ sau:

  1. Đường kính và bước cánh quạt lớn hơn xác định lực kéo lớn hơn và khả năng nâng tải lớn hơn. Đồng thời cần có công suất động cơ lớn để quay được cánh quạt như vậy.
  2. sử dụng động cơ tốc độ cao bạn có thể đủ khả năng để sử dụng vít có đường kính nhỏ hơn. Tuy nhiên, nếu tốc độ giảm, lực đẩy của cánh quạt có thể không đủ để giữ phương tiện và hàng hóa ở trên không và thậm chí để chúng tiếp đất tương đối nhẹ nhàng.

Mối quan hệ giữa bước, đường kính và tốc độ chân vịt

Đường kính của vít xác định diện tích của nó, trong khi bước chân vịt - diện tích hiệu dụng của nó, tạo ra lực kéo. Như vậy, với đường kính bằng nhau, cánh quạt có bước lớn sẽ tạo ra lực đẩy lớn hơn và mang lại sức nâng lớn hơn với chi phí điện năng cao hơn.

Việc tăng tốc độ cánh quạt sẽ tăng tốc độ và khả năng cơ động của máy bay, nhưng sẽ đặt ra giới hạn về tải trọng, bất kể công suất tiêu hao khi nâng. Đồng thời, lực đẩy (và theo đó, công suất tiêu hao khi quay cánh quạt) tăng lên khi diện tích hiệu dụng của cánh quạt tăng lên. Điều này có nghĩa là đường kính hoặc bước cánh quạt lớn hơn sẽ tạo ra lực đẩy lớn hơn ở cùng tốc độ quay và nâng tải trọng lớn hơn.

Khi chọn tổ hợp các bộ phận cho nhóm động cơ của chiếc quadcopter của bạn, trước hết, cần phải xác định mục đích tương lai của nó. Ví dụ: nếu bạn cần độ ổn định cao cho các chuyến bay có tải trọng đáng kể chẳng hạn như máy quay video, thì lựa chọn của bạn là động cơ có tốc độ quay thấp hơn nhưng mô-men xoắn đáng kể và cánh quạt có đường kính lớn hơn hoặc có bước chuyển động đáng kể.

Mặc dù thực tế rằng máy bay bốn cánh là một chủ đề cực kỳ thời thượng nhưng việc lựa chọn linh kiện để lắp ráp thiết bị của bạn vẫn không hề dễ dàng. Việc lựa chọn các bộ phận cho một dự án cụ thể là một cuộc tìm kiếm khó khăn để tìm ra sự kết hợp tối ưu giữa trọng lượng, sức mạnh và chức năng. Vì vậy, trước khi lao vào thế giới của vô số cửa hàng trực tuyến và nhà sản xuất Trung Quốc vô danh, chúng ta hãy thực hiện công việc chuẩn bị.

Quadcopter là gì và tại sao nó lại cần thiết?

Multirotor, còn được gọi là máy bay trực thăng hoặc đơn giản là máy bay trực thăng, là các phương tiện bay không người lái được thiết kế để giải trí, chụp ảnh và quay video từ trên không hoặc thử nghiệm các hệ thống tự động.

Máy bay trực thăng thường được phân biệt bằng số lượng động cơ được sử dụng - từ máy bay trực thăng hai động cơ có hai động cơ (như GunShip trong phim Avatar) đến máy bay trực thăng tám cánh có tám động cơ. Trên thực tế, số lượng động cơ chỉ bị giới hạn bởi trí tưởng tượng, ngân sách và khả năng của người điều khiển chuyến bay. Phiên bản cổ điển là một chiếc quadcopter với bốn động cơ nằm trên các dầm giao nhau. Người Pháp Étienne Oehmichen đã cố gắng xây dựng một cấu hình như vậy vào năm 1920, và thậm chí vào năm 1922, ông đã thành công. Về cơ bản, đây là lựa chọn dễ dàng và rẻ nhất để chế tạo một chiếc máy bay có thể dễ dàng nâng những chiếc máy ảnh nhỏ như GoPro lên không trung. Nhưng nếu bạn định cất cánh với thiết bị chụp ảnh và quay phim nghiêm túc, thì bạn nên chọn một chiếc máy bay trực thăng có số lượng động cơ lớn - điều này không chỉ giúp tăng khả năng chịu tải mà còn tăng thêm độ tin cậy nếu một hoặc nhiều động cơ bị hỏng trong suốt chuyến bay .

Lý thuyết bay

Trong lý thuyết bay (khí động lực học), người ta thường phân biệt ba góc (hoặc ba trục quay), chúng xác định hướng và hướng của vectơ chuyển động của máy bay. Nói một cách đơn giản, máy bay “nhìn” ở đâu đó và di chuyển đến đâu đó. Hơn nữa, anh ta có thể không di chuyển theo hướng mà anh ta đang “nhìn”. Ngay cả máy bay đang bay cũng có một loại thành phần “trôi” nào đó khiến chúng đi chệch hướng. Và máy bay trực thăng thường có thể bay ngang.

Ba góc này thường được gọi là góc lăn, góc nghiêng và góc ngáp. Lăn là chuyển động quay của xe quanh trục dọc của nó (trục chạy từ mũi đến đuôi). Cao độ là một chuyển động quay quanh trục ngang của nó (mổ mũi, nhấc đuôi). Yaw là chuyển động quay quanh một trục thẳng đứng, gần giống nhất với chuyển động quay theo nghĩa “mặt đất”.

Các thao tác cơ bản (từ trái sang phải): đi thẳng, lăn/nâng và ngáp

Trong thiết kế máy bay trực thăng cổ điển, rôto chính điều khiển độ lăn và độ cao bằng cách sử dụng tấm chắn lưỡi dao. Vì rôto chính có lực cản không khí khác 0 nên máy bay trực thăng chịu một mô-men xoắn hướng ngược với hướng quay của rôto và để bù lại, máy bay trực thăng có một rôto đuôi. Bằng cách thay đổi hiệu suất của cánh quạt đuôi (vòng quay hoặc bước), một chiếc trực thăng cổ điển sẽ điều khiển hướng di chuyển của nó. Trong trường hợp của chúng tôi, mọi thứ phức tạp hơn. Chúng ta có bốn con vít, hai trong số chúng quay theo chiều kim đồng hồ, hai chiếc ngược chiều kim đồng hồ. Hầu hết các cấu hình đều sử dụng cánh quạt có bước cố định và chỉ có thể được điều khiển bằng tốc độ của chúng. Nếu tất cả chúng đều quay với cùng một tốc độ, chúng sẽ triệt tiêu lẫn nhau: độ lệch, độ lăn và độ cao sẽ bằng không.

Nếu chúng ta tăng RPM của một cánh quạt quay theo chiều kim đồng hồ và giảm RPM của cánh quạt quay theo chiều kim đồng hồ kia, thì chúng ta duy trì tổng mô-men xoắn và độ lệch sẽ vẫn bằng 0, nhưng độ lăn hoặc độ cao (tùy thuộc vào vị trí chúng ta làm "mũi" của anh ta) sẽ thay đổi. Và nếu chúng ta tăng tốc độ trên cả hai cánh quạt quay theo chiều kim đồng hồ và giảm tốc độ trên các cánh quạt quay ngược chiều kim đồng hồ (để duy trì tổng lực nâng), thì sẽ xuất hiện một mômen xoắn làm thay đổi góc ngáp. Rõ ràng là tất cả những điều này sẽ không phải do chính chúng tôi thực hiện mà bởi một máy tính tích hợp sẽ nhận tín hiệu từ cần điều khiển, thêm các hiệu chỉnh từ gia tốc kế và con quay hồi chuyển, cũng như vặn các vít nếu cần. Để thiết kế máy bay trực thăng cần tìm sự cân bằng giữa trọng lượng, thời gian bay, công suất động cơ và các đặc tính khác. Tất cả điều này phụ thuộc vào nhiệm vụ cụ thể. Mọi người đều muốn một chiếc máy bay bốn cánh bay cao hơn, nhanh hơn và lâu hơn nhưng thời gian bay trung bình là từ 10 đến 20 phút tùy thuộc vào dung lượng pin và trọng lượng tổng thể của chuyến bay. Điều đáng nhớ là tất cả các đặc điểm đều có mối liên hệ với nhau và, ví dụ, việc tăng dung lượng pin sẽ dẫn đến tăng trọng lượng và do đó, giảm thời gian bay. Để tìm hiểu xem cấu trúc của bạn sẽ treo trong không khí trong bao lâu và liệu nó có thể cất cánh khỏi mặt đất hay không, có một máy tính trực tuyến tốt ecalc.ch. Nhưng trước khi nhập dữ liệu vào đó, bạn cần đưa ra các yêu cầu cho thiết bị trong tương lai. Bạn sẽ cài đặt máy ảnh hoặc thiết bị khác trên thiết bị phải không? Thiết bị nên nhanh đến mức nào? Bạn cần bay bao xa? Chúng ta hãy xem xét các đặc điểm của các thành phần khác nhau.


PX4 - máy tính tích hợp với hệ thống UNIX đầy đủ

Khung

Điểm chính để quyết định khi chọn khung là bạn sẽ sử dụng khung làm sẵn hay tự làm khung. Với khung làm sẵn, mọi thứ trở nên đơn giản hơn và trong mọi trường hợp, bạn sẽ phải đặt mua rất nhiều bộ phận. Đồng thời, với giá cả ở các cửa hàng Trung Quốc, lựa chọn tự chế có thể đắt hơn. Mặt khác, việc sửa chữa khung xe của bạn sẽ dễ dàng hơn trong trường hợp xảy ra tai nạn. Tất nhiên, bạn có thể thực hiện bất kỳ thiết kế nào, thậm chí là thiết kế điên rồ nhất bằng chính đôi tay của mình. Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn về tùy chọn tự lắp ráp.

Bạn có thể làm khung từ bất kỳ vật liệu có sẵn nào (gỗ, nhôm, nhựa, v.v.). Bạn có thể nghiêm túc hơn một chút và cắt nó trên máy CNC từ sợi carbon dệt, và bạn có thể làm phức tạp nhiệm vụ và tạo ra một cấu trúc gấp.

Lựa chọn dễ dàng nhất cho những người đam mê DIY là đến OBI, Leroy Merlin hoặc chợ xây dựng và mua một ống nhôm vuông 12 × 12 cũng như một tấm nhôm dày 1,5 mm. Để tạo ra một khung từ vật liệu loại "bốn que và ốc vít" như vậy, một mũi khoan hoặc cưa sắt cho kim loại là đủ. Nhưng bạn cần phải chuẩn bị cho thực tế là thiết kế như vậy sẽ không tồn tại được lâu. Tuy nhiên, tất cả các cấu hình này đều được làm bằng vật liệu rất mềm (AD31/AD33), sẽ dễ dàng uốn cong trong các chuyến bay.


Oehmichen No. 2, một chiếc máy bay bốn cánh có người lái của kỹ sư người Pháp Etienne Oehmichen, ra mắt năm 1922

Để làm mẫu cho khung của mình, bạn có thể lấy khung nhà máy đơn giản hóa hoặc tìm bản vẽ làm sẵn trên Internet. Các vật liệu phức tạp hơn (ví dụ: sợi carbon) có thể được thay thế bằng nhôm - nếu nó nặng hơn thì sẽ không nhiều. Trong mọi trường hợp, bạn nên chú ý đến độ dài và tính đối xứng của các tia. Chiều dài của dầm được chọn dựa trên đường kính của các cánh quạt được sử dụng, sao cho sau khi lắp đặt, khoảng cách giữa các vòng tròn của các cánh quạt quay ít nhất là 1–2 cm, và thậm chí nhiều hơn để các vòng tròn này không giao nhau. Các động cơ gắn trên cánh tay phải cách đều tâm khung, nơi đặt “bộ não” và (trong hầu hết các trường hợp) có cùng khoảng cách với nhau, tạo thành một đa giác đều.

Khi thiết kế cần lưu ý rằng tâm của khung phải trùng với trọng tâm nên việc lắp pin ở phía sau giữa các dầm là một ý tưởng không tồi trừ khi nó được bù lại bằng tải trọng phía trước, chẳng hạn như máy ảnh. . Hãy suy nghĩ về những gì thiết bị của bạn sẽ tiếp đất, đối với người mới bắt đầu, bạn có thể khuyên nên sử dụng thứ gì đó mềm mại trên "bụng" hoặc đầu cánh tay, chẳng hạn như cao su xốp dày đặc hoặc bóng tennis. Và cũng có thể bảo vệ pin trong trường hợp hạ cánh không thành công, chẳng hạn như bằng cách lắp pin vào giữa các tấm khung hoặc đặt dưới ván trượt hạ cánh cao.

thông tin

Chuyến bay ở Chế độ xem góc nhìn thứ nhất (FPV) rất thú vị, đặc biệt nếu bạn sử dụng kính video và HeadTracker, chúng sẽ theo dõi chuyển động của đầu bạn trên gimbal máy ảnh FPV, tạo cảm giác như đang ở trong buồng lái.

Động cơ và cánh quạt

Do động cơ quay theo các hướng khác nhau nên cần sử dụng cánh quạt đa chiều: quay thuận (ngược chiều kim đồng hồ) và quay ngược (theo chiều kim đồng hồ). Thông thường cánh quạt hai cánh được sử dụng, chúng dễ dàng cân bằng và tìm thấy ở các cửa hàng hơn, trong khi cánh quạt ba cánh sẽ cho lực đẩy lớn hơn với đường kính cánh quạt nhỏ hơn, nhưng sẽ gây nhiều đau đầu khi cân bằng. Một cánh quạt kém (rẻ và không cân bằng) có thể bị rơi ra khi đang bay hoặc gây ra rung động mạnh truyền đến các cảm biến của bộ điều khiển chuyến bay. Điều này sẽ dẫn đến các vấn đề nghiêm trọng về khả năng ổn định và sẽ gây ra nhiều hiện tượng mờ và “thạch” trong video nếu bạn đang quay nội dung nào đó từ máy bay bốn cánh hoặc bay ở góc nhìn thứ nhất.

Bộ điều khiển tốc độ,
hay còn gọi là ESC

Bất kỳ cánh quạt nào cũng có hai thông số chính: đường kính và bước. Chúng được ký hiệu khác nhau là 10×4,5, 10×45 hoặc đơn giản là 1045. Điều này có nghĩa là cánh quạt có đường kính 10 inch và khoảng cách 4,5 inch. Cánh quạt càng dài và bước càng lớn thì lực đẩy có thể tạo ra càng lớn, nhưng đồng thời tải trọng lên động cơ sẽ tăng và mức tiêu thụ dòng điện sẽ tăng, do đó nó có thể quá nóng và các thiết bị điện tử sẽ hỏng hóc. Vì vậy, các ốc vít được khớp với động cơ. Chà, hoặc một động cơ cho cánh quạt, tùy thuộc vào cách bạn nhìn nhận nó. Thông thường, trên trang web của người bán động cơ, bạn có thể tìm thấy thông tin về cánh quạt và pin được khuyến nghị cho động cơ đã chọn, cũng như các bài kiểm tra lực đẩy và hiệu suất được tạo ra. Ngoài ra còn có các cánh quạt có bước thay đổi, về lý thuyết sẽ tăng khả năng cơ động, nhưng trên thực tế sẽ bổ sung thêm cơ chế phức tạp, có xu hướng hao mòn và gãy, kéo theo đó là việc sửa chữa tốn kém.

Ngoài ra, cánh quạt càng lớn thì quán tính của nó càng lớn. Nếu bạn cần khả năng cơ động, tốt hơn nên chọn cánh quạt có bước lớn hoặc ba cánh. Với cùng kích thước, chúng tạo ra lực đẩy mạnh hơn 1,2–1,5 lần. Rõ ràng là các cánh quạt và tốc độ quay của chúng phải được chọn sao cho có thể tạo ra lực đẩy lớn hơn trọng lượng của bộ máy.

Và cuối cùng là động cơ không chổi than. Động cơ có một tham số chính - kV. Đây là số vòng quay mỗi phút mà động cơ sẽ tạo ra trên mỗi volt điện áp đặt vào. Đây không phải là sức mạnh của động cơ, mà có thể nói là "tỷ số truyền" của nó. kV càng thấp thì tốc độ càng thấp nhưng mô-men xoắn càng cao. Càng nhiều kV ở cùng một công suất thì tốc độ càng cao và mô-men xoắn càng thấp. Khi chọn một động cơ, họ được hướng dẫn bởi thực tế là ở chế độ bình thường, nó sẽ hoạt động ở mức 50% công suất tối đa. Đừng nghĩ rằng kV càng cao thì càng tốt; đối với máy bay trực thăng có pin 3S thông thường, con số được khuyến nghị nằm trong khoảng từ 700 đến 1000 kV.

thông tin

Một vật liệu bền hơn là duralumin (D16T). Nó thực tế không bị uốn cong, khá đàn hồi và được sử dụng trong ngành hàng không. Hồ sơ về nó không được bán tại OBI, nhưng bạn có thể tìm thấy chúng ở chợ Mitinsky trên tầng ba; chúng cũng có ở chợ Stroy TVC.

Bộ điều khiển nguồn và nguồn

Thuyền trưởng gợi ý: công suất động cơ càng lớn thì càng cần nhiều pin. Một cục pin lớn không chỉ liên quan đến dung lượng của nó (đọc: thời gian bay) mà còn liên quan đến dòng điện tối đa mà nó cung cấp. Nhưng pin càng lớn thì trọng lượng của nó càng lớn, điều này buộc chúng ta phải điều chỉnh các ước tính của mình về cánh quạt và động cơ. Ngày nay, mọi người đều sử dụng pin lithium polymer (LiPo). Chúng nhẹ, mạnh mẽ, có dòng phóng điện cao. Điểm trừ duy nhất là chúng không hoạt động tốt ở nhiệt độ dưới 0, nhưng nếu bạn cất chúng trong túi và kết nối chúng ngay trước chuyến bay, thì trong quá trình phóng điện, chúng sẽ tự nóng lên một chút và không có thời gian đông cứng. Tế bào LiPo tạo ra điện áp 3,7 V.

Khi chọn pin, bạn nên chú ý đến ba thông số của nó: dung lượng, tính bằng milliamp-giờ, dòng xả tối đa trong dung lượng pin (C) và số lượng cell (S). Hai tham số đầu tiên có mối liên hệ với nhau và khi nhân chúng lại, bạn sẽ biết được loại pin này có thể cung cấp dòng điện bao nhiêu trong thời gian dài. Ví dụ: động cơ của bạn tiêu thụ 10 A mỗi động cơ và có bốn trong số chúng và pin có thông số 2200 mAh 30/40C, do đó máy photocopy cần 4 10 A = 40 A và pin có thể tạo ra 2,2 A 30 = 66 A hoặc 2,2 A 40 = 88 A trong 5–10 giây, rõ ràng là đủ để cấp nguồn cho thiết bị. Ngoài ra, các hệ số này ảnh hưởng trực tiếp đến trọng lượng của pin. Chú ý! Nếu không có đủ dòng điện thì tốt nhất là pin sẽ phồng lên và hỏng, tệ nhất là nó sẽ bốc cháy hoặc phát nổ; Điều này cũng có thể xảy ra nếu bị đoản mạch, hư hỏng hoặc điều kiện bảo quản và sạc không đúng, vì vậy hãy sử dụng bộ sạc chuyên dụng, bảo quản pin trong túi đặc biệt không cháy và bay kèm theo “tiếng bíp” sẽ cảnh báo phóng điện. Số lượng ô (S) cho biết số lượng ô LiPo trong pin, mỗi ô tạo ra 3,7 V và ví dụ: pin 3S sẽ cung cấp khoảng 11,1 V. Cần chú ý đến thông số này vì tốc độ phụ thuộc vào trên đó là tốc độ động cơ và loại bộ điều chỉnh được sử dụng.

Các phần tử pin được kết hợp nối tiếp hoặc song song. Khi mắc nối tiếp thì điện áp tăng, khi mắc song song thì điện dung tăng. Sơ đồ kết nối của các phần tử trong pin có thể được hiểu bằng các ký hiệu của nó. Ví dụ: 3S1P (hay đơn giản là 3S) là ba phần tử được mắc nối tiếp. Điện áp của pin như vậy sẽ là 11,1 V. 4S2P bao gồm tám phần tử, hai nhóm, được kết nối song song với bốn phần tử nối tiếp.

Tuy nhiên, động cơ không được kết nối trực tiếp với pin mà thông qua cái gọi là bộ điều khiển tốc độ. Bộ điều khiển tốc độ (còn gọi là ESC) kiểm soát tốc độ quay của động cơ, giúp máy bay của bạn cân bằng tại chỗ hoặc bay theo hướng mong muốn. Hầu hết các bộ điều chỉnh đều có bộ điều chỉnh dòng điện 5V tích hợp, từ đó bạn có thể cấp nguồn cho các thiết bị điện tử (đặc biệt là “bộ não”) hoặc bạn có thể sử dụng bộ điều chỉnh dòng điện riêng (UBEC). Bộ điều khiển tốc độ được lựa chọn dựa trên mức tiêu thụ hiện tại của động cơ, cũng như khả năng nhấp nháy. Bộ điều khiển thông thường phản ứng khá chậm với tín hiệu đến và có nhiều cài đặt không cần thiết cho việc xây dựng máy bay trực thăng, vì vậy chúng được cài đặt phần mềm SimonK hoặc BLHeli tùy chỉnh. Người Trung Quốc cũng đã đến giải cứu ở đây và bạn thường có thể tìm thấy bộ điều khiển tốc độ với phần sụn đã được cập nhật. Đừng quên rằng các bộ điều chỉnh như vậy không theo dõi tình trạng của pin và có thể xả pin xuống dưới 3,0 V trên mỗi tế bào, điều này sẽ dẫn đến hư hỏng pin. Nhưng đồng thời, trên ESC thông thường, cần chuyển loại pin được sử dụng từ LiPo sang NiMH hoặc tắt chức năng giảm tốc độ khi xả nguồn điện (theo hướng dẫn), để khi kết thúc chuyến bay động cơ không tắt đột ngột và máy bay không người lái của bạn không bị rơi.

Các động cơ được kết nối với bộ điều khiển tốc độ bằng ba dây, trình tự không quan trọng, nhưng nếu bạn đổi bất kỳ hai trong ba dây nào, động cơ sẽ quay theo hướng ngược lại, điều này rất quan trọng đối với máy bay trực thăng.

Hai dây nguồn từ bộ điều chỉnh phải được kết nối với pin. ĐỪNG nhầm lẫn với CHÍNH SÁCH! Nói chung, để thuận tiện, các bộ điều chỉnh không được kết nối với pin mà với cái gọi là Mô-đun phân phối điện - một mô-đun phân phối năng lượng. Nhìn chung, đây chỉ là một bảng mạch trên đó hàn các dây nguồn của bộ điều chỉnh, các nhánh của chúng được hàn và cáp nguồn đi vào pin được hàn. Tất nhiên, pin không cần hàn mà phải nối qua đầu nối. Bạn không muốn hàn lại pin mỗi khi nó chết.

Máy tính và cảm biến trên máy bay

Sự lựa chọn bộ điều khiển chuyến bay cho máy bay trực thăng là rất lớn - từ KapteinKUK đơn giản và rẻ tiền và một số dự án nguồn mở dành cho bộ điều khiển tương thích với Arduino cho đến DJI Wookong thương mại đắt tiền. Nếu bạn là một hacker thực sự, thì các bộ điều khiển đóng sẽ không khiến bạn quan tâm nhiều, trong khi các dự án mở và thậm chí cả những dự án dựa trên Arduino phổ biến sẽ thu hút nhiều lập trình viên. Khả năng của bất kỳ bộ điều khiển chuyến bay nào đều có thể được đánh giá bằng các cảm biến được sử dụng trong đó:

Con quay hồi chuyển cho phép bạn giữ máy photocopy ở một góc nhất định và được bao gồm trong tất cả các bộ điều khiển; gia tốc kế giúp xác định vị trí của máy bay trực thăng so với mặt đất và căn chỉnh nó song song với đường chân trời (chuyến bay thoải mái); Phong vũ biểu giúp giữ thiết bị ở một độ cao nhất định. Kết quả đọc của cảm biến này bị ảnh hưởng rất nhiều bởi luồng không khí từ cánh quạt, vì vậy bạn nên giấu nó dưới một miếng cao su xốp hoặc miếng bọt biển; La bàn và GPS cùng nhau bổ sung các chức năng như giữ hướng, giữ vị trí, quay lại điểm xuất phát và chỉ định lộ trình (chuyến bay tự động). Bạn nên tiếp cận việc lắp đặt la bàn một cách cẩn thận, vì số đọc của nó bị ảnh hưởng rất nhiều bởi các vật kim loại hoặc dây điện gần đó, đó là lý do tại sao “bộ não” sẽ không thể xác định hướng chuyển động chính xác; máy đo khoảng cách siêu âm hoặc siêu âm được sử dụng để duy trì độ cao chính xác hơn và hạ cánh tự động; cảm biến quang học của chuột được sử dụng để duy trì vị trí ở độ cao thấp; Các cảm biến hiện tại xác định mức pin còn lại và có thể kích hoạt chức năng quay lại để phóng hoặc hạ cánh.

Hiện tại có ba dự án nguồn mở chính: MultiWii, ArduCopter và phiên bản được chuyển thể MegaPirateNG của nó. MultiWii là loại đơn giản nhất trong số đó, yêu cầu Arduino có bộ xử lý 328p, 32u4 hoặc 1280/2560 và ít nhất một cảm biến con quay hồi chuyển để chạy. ArduCopter là một dự án có đủ loại chức năng, từ di chuột đơn giản đến thực hiện các tác vụ định tuyến phức tạp, nhưng nó yêu cầu phần cứng đặc biệt dựa trên hai chip ATmega. MegaPirateNG là một bản sao ArduCopter có thể chạy trên Arduino thông thường với chip 2560 và một bộ cảm biến tối thiểu bao gồm con quay hồi chuyển, gia tốc kế, phong vũ biểu và la bàn. Hỗ trợ tất cả các tính năng giống như bản gốc nhưng luôn bắt kịp sự phát triển.

Chín nâng cao-
kênh điều khiển từ xa

Tình huống với phần cứng cho các dự án mở cũng tương tự như với khung dành cho máy bay trực thăng, nghĩa là bạn có thể mua bộ điều khiển làm sẵn hoặc tự lắp ráp từ đầu hoặc dựa trên Arduino. Trước khi mua, bạn phải luôn chú ý đến các cảm biến được sử dụng trong bo mạch, vì sự phát triển công nghệ không đứng yên và những cảm biến cũ bằng cách nào đó cần phải được bán cho người Trung Quốc, và bên cạnh đó, không phải tất cả các cảm biến đều có thể được hỗ trợ bởi phần sụn mở.

Cuối cùng, điều đáng nói là một máy tính khác - PX4, khác với các bản sao Arduino ở chỗ nó có hệ điều hành thời gian thực giống UNIX, có vỏ, các quy trình và mọi thứ. Nhưng chúng tôi phải cảnh báo bạn rằng PX4 là một nền tảng mới và khá thô sơ. Nó sẽ không bay ngay sau khi lắp ráp.

Việc thiết lập các tham số chuyến bay, như chương trình thiết lập, rất riêng cho từng dự án và lý thuyết về nó có thể cần một bài viết khác, vì vậy tóm lại: hầu hết tất cả phần sụn cho máy bay trực thăng đều dựa trên bộ điều khiển PID và tham số chính cần can thiệp là thành phần tỷ lệ , ký hiệu là P hoặc tỷ lệ P. Nếu trong quá trình cất cánh, máy bay trực thăng của bạn bị co giật từ bên này sang bên kia thì giá trị này sẽ giảm xuống, nhưng nếu nó phản ứng chậm với các tác động bên ngoài thì ngược lại, hãy tăng nó lên; bạn có thể tìm thấy các sắc thái khác trong hướng dẫn và trên trang web của nhà phát triển.

Sự an toàn

Tất cả những người mới bắt đầu, khi nghĩ đến sự an toàn, hãy nhớ đến AR.Drone và lớp bảo vệ cánh quạt của nó. Đây là một lựa chọn tốt và nó hoạt động, nhưng chỉ trên các thiết bị nhỏ và nhẹ và khi trọng lượng của máy bay trực thăng của bạn bắt đầu đạt tới hai kg hoặc đã vượt quá con số này từ lâu, thì chỉ có kết cấu sắt chắc chắn mới có thể cứu bạn, nó sẽ nặng rất nhiều và như bạn thấy, nó sẽ làm giảm đáng kể khả năng tải và khả năng tự chủ của chuyến bay. Vì vậy, tốt hơn hết bạn nên huấn luyện tránh xa những người và tài sản có thể bị hư hại, và khi kỹ năng của bạn được cải thiện, bạn sẽ không cần phải bảo vệ nữa. Nhưng ngay cả khi bạn là một phi công có kinh nghiệm, đừng quên các biện pháp phòng ngừa an toàn và suy nghĩ kỹ về những hậu quả tiêu cực có thể xảy ra với chuyến bay của bạn trong các tình huống khẩn cấp, đặc biệt là khi bay ở những nơi đông người. Đừng quên rằng lỗi của bộ điều khiển hoặc kênh liên lạc có thể dẫn đến việc thiết bị bay ra xa bạn và sau đó thiết bị theo dõi GPS được cài đặt trước trên máy photocopy hoặc một tiếng bíp đơn giản nhưng rất lớn, theo âm thanh của bạn. có thể xác định được vị trí của nó. Thiết lập và kiểm tra trước chức năng an toàn của bộ điều khiển chuyến bay, điều này sẽ giúp bạn hạ cánh hoặc đưa máy bay trở về điểm xuất phát nếu mất tín hiệu từ điều khiển từ xa.

Điều khiển

Một chút về thiết bị vô tuyến. Ngày nay, hầu hết tất cả các máy phát cho các mẫu máy bay đều hoạt động ở tần số 2,4 GHz. Chúng có dải tần khá dài và dải tần này không ồn ào như 900 MHz chẳng hạn. Đối với chuyến bay, bốn kênh thường là đủ: ga, ngáp, cao độ và lăn. Chà, tám kênh chắc chắn là đủ cho việc khác.

thông tin

Để bay bằng máy ảnh, hãy mua gimbal giúp giữ máy ảnh song song với đường chân trời trong khi di chuyển và cũng giúp kiểm soát độ nghiêng của máy ảnh. Hầu hết các bộ điều khiển đều có đầu ra để ổn định gimbals điều khiển bằng servo, cũng như đầu ra cho công tắc điều khiển nút chụp của máy ảnh.

Bộ sản phẩm thường bao gồm chính điều khiển từ xa và bộ thu. Bộ thu chứa các nút điều khiển và các nút bổ sung. Thông thường, thiết bị Mode2 được chọn, khi cần bên trái điều khiển ga và vòng quay, còn cần bên phải điều khiển độ nghiêng của máy bay trực thăng. Tất cả các tay cầm, ngoại trừ ga, đều có lò xo và trở về vị trí ban đầu khi thả ra. Nó cũng đáng chú ý đến số lượng kênh. Máy bay không người lái sẽ yêu cầu bốn kênh điều khiển và một kênh để chuyển đổi chế độ bay và các kênh bổ sung cũng có thể được yêu cầu để điều khiển máy ảnh, cấu hình hoặc cho các chế độ điều khiển chuyến bay đặc biệt. Khi chọn điều khiển từ xa, bạn cũng nên xem xét khả năng thay đổi mô-đun radio để có thể dễ dàng cập nhật trong tương lai.