Каталог

Что нужно знать о пропеллерах для мультикоптера: терминология, материалы, балансировка

/upload/uf/eb6/obzor_stati.png

На первый взгляд, кажется, что «пропеллер – он и в Африке пропеллер», и какие там могут быть «особенности»? Сломался – поставим новый и взлетим! В общих чертах – да, но правильный выбор и знания – гарантия того, что с новыми винтами дрон все-таки взлетит и не сразу рухнет на землю.

Основные понятия

Современный беспилотник – это мультироторная платформа, в основе которой лежит рама с тремя и более несущими винтами (квадрокоптеры, гексакоптеры, октокоптеры). 

Для поднятия в воздух такой сложной конструкции требуется масса деталей и координация действий всех составляющих.

В зависимости от его функциональных особенностей, дрону могут потребоваться разные винты. Замена этих запчастей может потребоваться после неудавшегося полета или посадки. 

Но некоторые пилоты сознательно идут на замену, пытаясь таким образом изменить характеристики аппарата. 


Диаметр и шаг

Длина винта определяет величину диаметра диска, который образуется при его вращении. Чем больше этот «диск», тем выше подъемная сила дрона. Но большой диаметр требует мощного электромотора, в противном случае неизбежны перегревы.

Шаг (prop pitch) зависит от угла наклона лопастей винта и фактически означает расстояние, пройденное винтом по прямой оси за один оборот. В случае с дроном, величина шага показывает, сколько воздуха пропеллер поднимет за один проворот, то есть характеризует подъемную силу беспилотника.


Таким образом, с уменьшением диаметра и увеличением шага можно снизить сопротивление воздуха и поднять скорость подъема дрона, то есть повлиять на маневренность аппарата (что важно, например, для гоночных квадрокоптеров).

В другом случае, если увеличить длину и уменьшить шаг пропеллера, мы снизим динамические характеристики беспилотника, но повысим его грузоподъемность при одновременном повышении плавности и стабильности полета (качество, важное при аэрофотосъемках).

Выбирая пропеллер, изучите инструкцию к двигателю, на который он будет устанавливаться. Там, как правило, прописаны размеры винтов, допустимые для установки. Наиболее часто используются размеры 10 х 4,5 (10 х 4,7) и 12 х 4,5 (12 х 4,7) . Первая цифра – это диаметр винта (в дюймах), а вторая – шаг винта.

Количество лопастей

Традиционно, квадрокоптеры оснащены винтами с двумя лопастями. Но некоторые модели имеют по три, четыре или даже пять лопастей на своих пропеллерах.

За счет создания более равномерного потока воздуха, мультилопастной винт понижает турбулентность и увеличивает подъемную силу. Это качество позволяет дронам с маленьким диаметром пропеллера демонстрировать подъемную силу и стабильность полета, как у более крупных моделей с классическим двухлопастным винтом. 


Дроны с мультилопастными пропеллерами характеризуются отзывчивостью и высокой маневренностью, что важно при выполнении трюков высшего пилотажа.

Главный недостаток многолопастных винтов – сложность балансировки, что сказывается на трудностях изготовления и, следовательно, на конечной стоимости детали.

Направление вращения

Традиционно, мультикоптеры оснащены двумя типами двигателей:

  • с вращением по часовой стрелке (CW) и

  • с вращением вала против часовой стрелки (CCW).

Половина двигателей (и винтов)  дрона вращается по часовой стрелке, половина – против.

Для наглядности: куда приподнята кромка лопасти, в ту сторону и вращается пропеллер.

Варианты установки электромотора зависят от типа беспилотника. Основные схемы показаны на рисунке:



Материал

Обычные пластиковые винты – самые популярные и доступные по цене. Они гибки и устойчивы к повреждениям; производители не устают радовать ассортиментом таких запчастей. Основной недочет пластиковых пропеллеров – проблемы с точной балансировкой. Вибрации, вызванные дисбалансом, нарушают работу гироскопов, что отрицательно сказывается на качестве снятого материала (если дрон несет на борту камеру).

Второй тип материала, используемого при изготовлении пропеллеров для квадрокоптеров – углеродное волокно (карбон). Карбоновые винты прочные и достаточно жесткие (легко балансируются), при этом имеют малый вес, то есть являются достаточно эффективными для применения в случае с крупными радиоуправляемыми моделями для профессиональной аэрофотосъемки. Останавливает их массовое применение только одно – высокая цена.

Пластик, усиленный углеродным волокном (ABS-пластик) являет собой что-то среднее между первым и вторым вариантом. Этот тип пропеллеров отличается достаточной прочностью и жесткостью, а цену таких деталей можно назвать демократичной.

Балансировка

Качество винтов для мультикоптера определяется точностью их изготовления. С высококлассными пропеллерами не требуется дополнительная балансировка, а вибрации в работе винтомоторной группы практически отсутствуют.

Большинство бюджетных запчастей трудно назвать сбалансированными на 100%. Их отличает высокий шум работы мотора, вибрации и нестабильность полета.

Если коптер предназначен для видеосъемки – обязательно присутствие «эффекта желе» на картинке, качество съемки низкое, а изнашиваемость беспилотника (двигатели, подшипники, шестерни) – высокая, что в конечном итоге сказывается на дороговизне техобслуживания аппарата.

Для точной балансировки понадобится специальное приспособление – балансир и немного терпения.

Принцип работы прибора простой. Ось, на которую надевается пропеллер,установлена строго горизонтально и вращается с минимальным трением. Сбалансированный винт должен «замирать» в любом положении. В противном случае, более тяжелая сторона опускается вниз и ее тонкий торец нужно «корректировать» наждачной бумагой (стирать, избегая появления заусениц).

Не отбалансированные винты – причина вибрации аппарата, что негативно влияет на стабильность полета. 


Как видим, не все так просто в «царстве дронов», но при правильном подходе в выборе новых пропеллеров, вы получите наилучший результат, если собираете беспилотник собственными руками или устраняете огрехи серийного производства в моделях RTF-комплектации.


Статьи в тему:

Как выбрать квадрокоптер для начинающего: подсказки и советы из практики

Селфи-дрон: что это, в чем преимущества и какой выбрать

Для чего в квадрокоптере барометр или Как работает режим удержания высоты

Квадрокоптер с функцией «follow me»: дрон, который всегда рядом

«Headless mode»: что это такое, с чем его едят и нужен ли этот полетный режим в квадрокоптере

Можно ли запускать квадрокоптер зимой или Что делать если «очень хочется»

Как запустить квадрокоптер. Только для начинающих пилотов: включение, калибровка, триммирование

Получить бонус

Персональный бонус
за регистрацию

получить