Как поворачиваются дроны? Легкое для понимания руководство

Благодаря легкости, с которой мы можем управлять дронами, основы полета дронов стали восприниматься как должное. Именно благодаря технологии контроллера, двигателей и пропеллеров дрона они могут воспользоваться преимуществами законов физики и достичь как полета, так и движения. Изучив основы, пилоты дронов могут быть лучше экипированы, чтобы максимально раскрыть потенциал своих дронов.

Один из основных маневров, которым должен научиться пилот дронов, — это поворот. Как дрон выполняет этот конкретный ход? Чтобы ответить на этот вопрос, нам придется вернуться к основам.

Что делают винты?

В квадрокоптерах , и полет, и движение обеспечиваются винтами. Во время вращения уникальная форма пропеллеров позволяет им «прорезать» воздух и перенаправлять его вниз для создания подъемной силы. Пропеллеры могут вращаться быстрее, создавая большую подъемную силу и набирая высоту.

Форма и размер гребных винтов влияют на то, сколько подъемной силы они создают за один оборот. Пропеллеры большего размера должны преодолевать большее сопротивление воздуха, но также могут создавать большую подъемную силу, что делает их подходящими для более крупных дронов и тех, которые предназначены для поддержки тяжелых грузов. Меньшие гребные винты требуют меньше мощности, но и создают меньшую подъемную силу.

Точно так же гребные винты с большим углом наклона испытывают большее сопротивление воздуха, потребляя больше мощности от двигателей для создания большей подъемной силы. . Помимо чистой подъемной мощности, при выборе между разными пропеллерами необходимо учитывать эффективность пропеллеров.

Движение за счет разных скоростей вращения

Винты дрона также несут ответственность для создания толчка или создания силы, которая позволяет им двигаться вперед, слева направо и вращаться. Целенаправленно создавая «дисбаланс» между скоростями вращения различных пропеллеров, дрон может иметь смещение в определенном направлении. Например, замедление пропеллеров на передней стороне и ускорение пропеллеров на задней стороне подталкивает дрон к полету вперед.

Поворот дрона (или любого другого летательного аппарата) — это то, что известно как «рыскание». Одна из ключевых концепций для понимания того, как дрон «рыскает», — это тот факт, что его пропеллеры вращаются в разных направлениях. В квадрокоптере два гребных винта вращаются по часовой стрелке, а два других — против часовой стрелки. Основная цель этой конструкции — удерживать дрон от неконтролируемого вращения, поскольку каждая пара гребных винтов противодействует вращательному движению противоположной пары.

Когда все четыре гребных винта вращаются с одинаковой скоростью, момент количества движения тела дрона становится равным нулю, так как они эффективно компенсируют друг друга. Однако, если установить скорость вращения гребных винтов по часовой стрелке выше, чем у гребных винтов против часовой стрелки, этот момент количества движения вскоре станет равным нулю.. В этом конкретном стечении обстоятельств дрон будет вращаться против часовой стрелки или против вращения доминирующих пропеллеров.

Одна вещь, на которую следует обратить внимание при рыскании вашего дрона, заключается в том, что он все еще должен поддерживать стабильное зависание. Это означает, что общая подъемная сила гребных винтов должна оставаться постоянной, даже когда одна пара ускоряется, а другая замедляется. Если этот баланс не поддерживается, дрон может без необходимости терять или набирать высоту.

Почему пропеллеры вращаются в разных направлениях?

Когда какой-либо из двигателей дрона оказывает вращательное усилие на пропеллеры, заставляя их вращаться, Третий закон движения (или Закон Ньютона) гласит, что он также будет оказывать вращающую силу равной величины и противоположного направления по отношению к дрону. Если у дрона вращается только один пропеллер, то остальная часть дрона также будет вращаться. По этой причине вертолетам нужен отдельный винт на хвостовой части — для противодействия вращательной силе, создаваемой двигателями на корпусе самолета.

К счастью для дронов, у них есть преимущество в том, что у них есть несколько роторы. Эти роторы предназначены для вращения в разных направлениях и с одинаковой скоростью. Это позволяет им противодействовать вращательным силам друг друга, действующим на корпус дрона, тем самым сохраняя его стабильность.

Чтобы обеспечить безупречное выполнение сбалансированных скоростей вращения, все винтовые двигатели координируются через электронную систему дрона. Регулятор скорости (ESC). Выступая в качестве центра движения дрона, ESC принимает команды пилота через пульт дистанционного управления и преобразует их в команды для отправки на винтовые двигатели. Он отвечает за регулирование скорости вращения пропеллеров, гарантируя, что дрон не выйдет из-под контроля и движется в направлении, заданном пилотом дрона.

Советы по обеспечению плавного полета дрона.

Как пилоту дрона, вам действительно нечего больше делать для обеспечения плавного полета дрона, кроме как убедиться, что все датчики, системы управления и оборудование вашего дрона работают должным образом. Чтобы убедиться, что ваш дрон выполняет повороты и все другие маневры без заминки, вы можете проверить следующее:

1. Убедитесь, что гребные винты установлены правильно

Обладая знаниями о том, как гребные винты должны вращаться с правильным направлением и скоростью, мы также знаем, насколько важно, чтобы правильные гребные винты были установлены на правильные гребные винты. . Каждый гребной винт имеет угол наклона, предназначенный для вращения в определенном направлении.

К счастью, это будет сразу очевидно, если ваш винт установлен неправильно. Ваш дрон, вероятно, вообще перестанет летать или выйдет из-под контроля. Дождаться этого момента — плохая идея, поэтому лучше каждый раз перепроверять винты.

2. Откалибруйте датчики IMU вашего дрона

Блок инерциальных измерений (IMU) вашего дрона — это совокупная система, состоящая из акселерометра, гироскопа, барометра и GPS, которая позволяет дрону обнаруживать движение в любом направлении. Если вашему дрону необходимо удерживать устойчивое парение, IMUE обнаруживает любое постороннее движение и передает команду на ESC, чтобы пропеллеры выполнили необходимую настройку и исправили положение дрона.

В качестве центрального «Мозговой» системы дрона, важно правильно откалибровать IMU. Большинство дронов поставляются с рекомендуемой процедурой калибровки. Если вы замечаете, что ваш дрон дрейфует, не отвечает на ваши команды или теряет высоту без причины, возможно, пришло время выполнить калибровку IMU.

3. Не летайте агрессивно, чтобы избежать сваливания

Сваливание — это явление, при котором плавный воздушный поток, обеспечивающий подъемную силу дрона, прерывается, что приводит к внезапной потере подъемной силы. Когда это происходит с квадрокоптером, он может быстро упасть с неба, как будто потерял мощность. В отличие от дронов с неподвижным крылом, у квадрокоптеров почти нет шансов оправиться от сваливания.

Сваливание может произойти в дронах, когда они движутся в любом направлении и превышают критический угол. Этот критический угол также уменьшается с увеличением коэффициента нагрузки дрона. Если вы управляете дроном со сменной системой полезной нагрузки, важно предотвратить перегрузку, чтобы в конечном итоге вы не помешали вашему дрону маневрировать под углом ниже критического.

Заключительные мысли.

Понимание физики полета дронов — важный навык для всех пилотов дронов. Подчеркивая важность каждого компонента дрона, мы можем лучше понять, насколько важно поддерживать их в идеальном состоянии и выполнять все рекомендуемые регулярные работы по техническому обслуживанию.

Выполнение поворотов — одно из них. из самых основных маневров, которые должен освоить пилот дрона, но он основан на тех же фундаментальных принципах, которые позволяют дрону летать в любом направлении. Тем не менее, то, как дрон рыскает, является прекрасным примером уровня точности и координации, встроенного во все аппаратное, программное обеспечение и электронику дрона.

Оцените статью
futurei.ru
Добавить комментарий