Tõsta drooni propeller valguse vastu ja see näib lihtne: rumm ja kaks laba. Aga iga laba on hoolikalt vormitud väike tiib ja kui sa sellest aru saad, hakkavad paljud asjad droonide juures äkki loogilised tunduma.
Pöörlev tiib
Lõika propelleri laba pooleks ja vaata lõikepinda. Näed sama kuju nagu lennuki tiival: paks ja ümar eesmine serv (esiserv) ja õhuke tagumine serv (tagaserv). Laba on ka veidi kaldu. Pöörledes lõikab see esiservaga õhku ja surub õhu alla. Igale mõjule on võrdne ja vastassuunaline vastumõju, nii et kui propeller surub õhku alla, surub õhk propellerit (ja drooni) üles. Seda tõuget nimetatakse tõukejõuks.
paks · ümar · kõrgem
õhuke
Laba on veidi kaldu, nii et pöörledes surub see õhku alla.
Õhk alla → droon läheb üles. Igale mõjule on võrdne ja vastassuunaline vastumõju.
Samm: kruvi õhus
Propellerit võib ette kujutada nagu kruvi, mis läheb puusse. Samm on see, kui kaugele propeller ühe täispöördega edasi liiguks, kui õhk oleks tahke. Väikese sammuga propelleril on labad lauges nurgas: sujuv, kerge juhtida ja säästab akut. Suure sammuga propeller haarab igal pöördel rohkem õhku: rohkem kiirust ja jõudu, aga ka rohkem voolu akust.
Miks laba on keerdus
Ühe pöördega läbib laba ots palju pikema ringi kui rummu lähedal olev osa. See tähendab, et ots liigub läbi õhu palju kiiremini. Kui kogu laba oleks sama nurga all, teeks ots peaaegu kogu töö. Seepärast on propellerid keerdus: rummu juures järsud, otsas peaaegu lamedad. Nii surub iga laba osa õhku ühtlaselt. See seletab ka, miks isegi väike täke otsas paneb kogu drooni värisema: ots on see koht, kus laba liigub kõige kiiremini.
Kaks suunda
Pöörlev propeller ei suru ainult õhku alla. See keerab ka drooni vastassuunas. Üksainus propeller paneks drooni keerlema nagu vurri. Seepärast on kvadrokopteril kaks päripäeva ja kaks vastupäeva pöörlevat propellerit, diagonaalis. Nende keeramised tasakaalustavad üksteist ja droon püsib suunatud sinna, kuhu sa tahad. Pööramiseks (yaw ehk pööre paigal) kiirendab lennukontroller üht paari ja aeglustab teist ning droon pöörab kiirema paari suunale vastupidi.
Seepärast ongi propellereid kahte sorti. Meie B200 droonijalka droonidel on need märgitud A3 ja B3.
Mis suunas paarid pöörlevad, on valiku küsimus. Props in puhul liiguvad eesmised labad sisse, drooni keskosa poole: see on Betaflighti vaikeseade ja nii lendab ka meie B200. Props out puhul liiguvad eesmised labad väljapoole. Paljud võistlejad eelistavad props out'i: muru, muda ja kõik, mida propellerid puudutavad, näiteks värava serv, lükatakse kaamerast eemale, mitte kaamera peale. Mõlemad töötavad: lennukontroller peab lihtsalt teadma, kumba sa kasutad.
Esiserv käib ees
See reegel loeb iga kord, kui propellerit vahetad: propeller pöörleb alati esiserva suunas. Pealt vaadates näevad A- ja B-propellerid peaaegu ühesugused välja. Vaata küljelt ja näed vahet: esiserv on laba kõrgem ja ümaram serv. Kui propeller on vale mootori peal või tagurpidi, surub see õhku valele poole ja droon pöörab stardis ümber või ei tõuse üldse.
Kaks, kolm või neli laba?
Lisa labasid ja sama suurusega propeller haarab rohkem õhku. Aga iga lisalaba lendab eelmise laba jäetud keerises, nii et see teeb kulutatud energia kohta veidi vähem tööd.
- Kaks laba on kõige säästlikum: pikimad lennud ning kerge ja veidi vaba tunne. Neid leiad pikamaadroonidelt, tiny whoopidelt ja meie B200-lt.
- Kolm laba haaravad tugevamini ja hoiavad drooni kurvides ja propwashis kindlalt paigal. Need on ralli ja freestyle'i standard.
- Neli laba saavad väikesest propellerist kõige rohkem tõukejõudu ja töötavad sujuvalt, aga joovad akut. Neid näeb tihti cinewhoopidel ja kaitserõngaga raamidel.
Rusikareegel: kui propellerit suuremaks teha ei saa, lisa labasid. Kui saab, on vähem ja suuremad labad peaaegu alati säästlikumad.
Pikamaadroonid, whoopid, meie B200.
Ralli ja freestyle’i standard.
Cinewhoopid ja rõngasraamid.
Suurused ja tüübid
Propellerite nimed on numbrid. 5143×3 on 5,1 tolli läbimõõduga, 4,3-tollise sammuga ja kolme labaga. Suurused ulatuvad tiny whoopide 31–40 mm propelleritest 2–3-tolliste mikrode ja cinewhoopide kaudu 5-tolliste ralli- ja freestyle-propelleriteni ning 7-tolliste ja suuremate pikamaapropelleriteni.
Väikesed propellerid surutakse lihtsalt siledale mootorivõllile ja neid hoiab paigal hõõrdumine, nagu B200-l. Seepärast tuleb propeller, mis loksub, välja vahetada. Suuremad propellerid kinnitatakse mutri või kruvidega. Pehmest polükarbonaadist propellerid painduvad kukkudes ja jäävad terveks; jäigemad klaaskiuga propellerid on täpsema tundega, aga murduvad kergemini.
Ja siis on veel niinimetatud vaiksed propellerid. Toroidpropelleril läheb iga laba aasana üle järgmiseks, nii et puudub terav ots, kust tuleb kõige valjem vingumine. Need kõlavad pehmemalt ja vähem kõrvulõikavalt, aga praegu on need tavalistest propelleritest raskemad ja vähem säästlikud. Pargis lendamiseks tore; võistlemiseks (veel) mitte.
läbimõõt
samm
laba
Propeller on pöörlev tiib. Esiserv käib ees.
Loe
- NASA Glenn, aeronautika algajate juhend: propelleri tõukejõud
www1.grc.nasa.gov - NASA: kvadrokopterite taga olev teadus (õpilase lugemik, PDF)
nasa.gov - Smithsonian: kuidas propellerid tõukejõudu annavad?
howthingsfly.si.edu - GetFPV: mootorite ja propellerite pöörlemissuund
getfpv.com - Oscar Liang: FPV propellerid
oscarliang.com - Oscar Liang: toroidpropellerid, FPV-droonide vaiksem tulevik?
oscarliang.com
Vaata
Videod on leitud otsinguga. Vaatame need veel üle.
- How Does an Airplane Propeller Work?
youtube.com - Understand Airplane Propellers
youtube.com - How do Quadcopters Fly?
youtube.com - How yaw works? Drone yaw control
youtube.com - Inverted Prop Rotation (Quad Theory)
youtube.com
Treenerile: 10 minuti plaan
| Aeg | Slaid | Mida rääkida |
|---|---|---|
| 0:00 | Tiitel | Tõsta B200 propeller üles. „Mida see tegelikult teeb?“ Lase mõnel vastata. |
| 1:00 | Joon. 1 | Propelleri laba on väike tiib. Lõika see pooleks ja näed sama kuju nagu lennuki tiival: paks ümar esiosa (esiserv), õhuke tagaosa (tagaserv). Laba on veidi kaldu, nii et liikudes surub see õhku alla. Õhk alla → droon üles (Newtoni kolmas seadus). |
| 3:00 | Joon. 2 | Samm = kui kaugele propeller ühe pöördega edasi liiguks, nagu kruvi puusse. Väike samm: sujuv ja pehme. Suur samm: rohkem haaret ja kiirust, rohkem voolu. |
| 4:30 | Joon. 3 | Ots läbib palju suurema ringi kui juurikas, nii et see liigub palju kiiremini. Seepärast on laba keerdus: rummu juures järsk, otsas lame, et kogu laba suruks ühtlaselt. Täke otsas → vibratsioon. |
| 6:00 | Joon. 4 | Iga propeller keerab drooni ka teistpidi. Neli propellerit samas suunas = droon keerleb nagu vurr. Seega: kaks päripäeva, kaks vastupäeva, tasakaalustavad üksteist. Yaw jaoks kiirenda üht paari. Seepärast on meil A- ja B-propellerid. |
| 7:30 | Joon. 5 | Propeller pöörleb alati esiserva suunas. Valetpidi = õhk läheb valele poole → droon pöörab stardis ümber või ei tõuse. Meie B200-l: A3 = päripäeva, B3 = vastupäeva; droon nii, et saba-LED on sinu poole. |
| 8:00 | Joon. 6 | Rohkem labasid = sama suuruse juures rohkem haaret, aga iga laba lendab eelmise keerises → vähem säästlik. 2 laba: pikimad lennud, vabam tunne (B200, pikamaadroonid, whoopid). 3: kindel, ralli standard. 4: väikesest propellerist kõige rohkem tõukejõudu, ahne (cinewhoopid). |
| 9:00 | Joon. 7 (kiirelt) | Kuidas lugeda 5143×3. Suurused 31 mm whoopi propelleritest 7" pikamaadroonideni. Hõõrdeliide või mutter. Pehme või jäik. „Vaiksed“ toroidpropellerid: pehmem kõla, raskemad, vähem säästlikud. |
| 9:40 | Peamine mõte | „Propeller on pöörlev tiib. Esiserv käib ees.“ Kontrolli iga kord, kui propellerit vahetad. |
Demo: Jaga välja mõned vanad propellerid. Igaüks tõstab ühe üles, leiab esiserva (kõrgem ja ümaram serv) ja näitab näpuga, kummale poole see pöörleb. Siis pane need paaridesse: A3 B3 kõrvale ja võrdle. Soovi korral: hoia paberilehte laual oleva kvadrokopteri pöörleva propelleri all (propellerid peal, droon kinni seotud, ainult täiskasvanu) ja tunne, kuidas õhk läheb alla.