Kaip skrenda kvadrokopteris: trauka, sukimo momentas ir posvyris
Kvadrokopteris neturi vairų – jis valdomas keičiant keturių variklių sūkius. Kai visa trauka lygi svoriui, dronas kabo; skirtinga trauka pakreipia droną ir jis juda į šoną, o priešingomis kryptimis besisukančių propelerių sukimo momento disbalansas pasuka droną apie vertikalią ašį.
Kodėl tai svarbu
Kai suprantate fiziką, valdymas nustoja būti magija. Iškart aišku, kodėl pakreiptas dronas krenta žemyn, kodėl posūkis vietoje (yaw) yra „silpniausias“ judesys ir kodėl vėjas stumia droną. Tai padeda išvengti daugumos pradedančiųjų klaidų.
Mokykis
Quad X: keturi varikliai, dvi poros
Dažniausia rėmo konfigūracija – Quad X: keturi varikliai išdėstyti raidės X kampuose. Propeleriai sukasi poromis: įstrižainės propeleriai sukasi ta pačia kryptimi, viena pora – pagal laikrodžio rodyklę (CW), kita – prieš (CCW).
Kodėl ne visi į tą pačią pusę? Kiekvienas besisukantis propeleris stumia orą ir sukelia reakcijos sukimo momentą – jis bando pasukti drono korpusą priešinga kryptimi. Jei visi suktųsi viena kryptimi, dronas suktųsi kaip vilkelis. Kai dvi poros sukasi priešingai, jų momentai kabant vienas kitą panaikina.
Daugiau pažengusiems
Tikslus išdėstymas priklauso nuo gamintojo ir nustatymų. Pvz., Betaflight leidžia rinktis „props in“ arba „props out“ kryptį – tai keičia, kurie propeleriai sukasi CW, bet principas „įstrižainė = viena kryptis“ išlieka. Propeleriai yra gaminami kairiniai ir dešininiai; uždėjus netinkamą, dronas nepakils arba apsivers vos pakilęs.
Kabojimas ir aukštis: trauka prieš svorį
Kai bendra keturių propelerių trauka lygi drono svoriui, dronas kabo. Daugiau traukos – kyla, mažiau – leidžiasi. Tai valdo throttle (dujos): jis vienodai keičia visų keturių variklių sūkius.
Daugiau pažengusiems
Trauka auga maždaug su sūkių kvadratu, todėl nedidelis sūkių pokytis duoda pastebimą traukos pokytį. Santykis tarp maksimalios traukos ir drono svorio (angl. thrust-to-weight) lemia, kiek „rezervo“ turi dronas: kameros dronams pakanka kelių kartų, lenktyniniai FPV dronai turi daug didesnį santykį.
Pitch ir roll: skirtinga trauka pakreipia droną
Kvadrokopteris juda horizontaliai tik pasvirdamas. Kad skristų pirmyn (pitch), galiniai varikliai sukasi greičiau už priekinius – nosis nusileidžia, trauka pakrypsta į priekį, ir dronas įsibėgėja. Su roll analogiškai: norint į dešinę, kairieji varikliai sukasi greičiau už dešiniuosius.
Svarbi pasekmė: pasvirus dalis traukos stumia į šoną, todėl vertikaliai lieka mažiau. Jei nepridėsite throttle (arba to neatliks GPS dronas), pasviręs dronas pradės leistis.
Yaw: sukimo momento balansas
Pasisukti vietoje (yaw) dronas gali tik išderindamas sukimo momentus. Norėdamas pasisukti pagal laikrodžio rodyklę (žiūrint iš viršaus), skrydžio valdiklis padidina CCW propelerių sūkius ir sumažina CW. CCW propelerių reakcijos momentas suka korpusą CW, todėl dronas pasisuka. Bendra trauka išlieka beveik ta pati, tad aukštis nesikeičia.
Kadangi sukimo momentas mažas, palyginti su trauka, yaw yra lėčiausias ir „minkščiausias“ judesys. Tai normalu.
Kas visa tai skaičiuoja
Pilotas nevaldo kiekvieno variklio atskirai. Jūsų lazdelių komandas gauna skrydžio valdiklis (FC), jutikliais (giroskopu, akselerometru) šimtus kartų per sekundę matuoja drono padėtį ir per ESC reguliuoja kiekvieno variklio sūkius. Todėl tas pats lazdelės judesys skirtinguose režimuose duoda skirtingą rezultatą – apie tai pamokoje „Skrydžio režimai“.
- Manyti, kad dronas turi vairus kaip lėktuvas → visas valdymas vyksta keičiant variklių sūkius.
- Uždėti propelerius ne ta kryptimi → tikrinkite žymes ir gamintojo schemą prieš kiekvieną montavimą.
- Stebėtis, kad pasviręs dronas krenta → pakreipę pridėkite šiek tiek throttle.
3D animacija
Pamatyk 3D
Didinkite ir mažinkite traukos rodyklių ilgį, kol dronas kabos vietoje. Tada perjunkite į roll, pitch ir yaw ir stebėkite, kurie varikliai sukasi greičiau. Kaip skrenda kvadrokopteris
Praktikuok simuliatoriuje
Pirmas skrydis · įskaita ≥ 50
Pakilkite iki maždaug 2 m, stebėkite, kaip pakreiptas dronas pradeda judėti ir leistis, tada nusileiskite.
Patarimas: Pakreipę droną šiek tiek pridėkite throttle – taip išlaikysite aukštį.
Patikrink save
Pritaikyk
Kitą kartą žiūrėdami į droną, suraskite, kurie propeleriai yra CW, o kurie CCW (dažnai jie pažymėti spalva ar ženklu). Tada pereikite prie drono dalių – sužinosite, kas yra FC ir ESC.