Устройство квадрокоптера. Часть 2. Рама

Устройство квадрокоптера. Часть 2. Рама

И так, рама. Хотя рама далеко не самый дорогой компонент нашего летательного аппарата, но именно она определяет его внешний вид и многие летные характеристики.

Я бы выделил такие основные параметры рамы:

  • конфигурация
  • размер
  • вес
  • материал

Эти параметры в целом и определяют как будет выглядеть аппарат, сколько он сможет поднимать полезной нагрузки, а также, какие будут его характеристики в полете.

Рассмотрим их подробно.

Конфигурация. Чтобы долго не объяснять о чем это, возьмем картинку с сайта coptercraft.com (надеюсь, они не обидятся).

Multi-Rotor Configurations

Как мы видим, квадрокоптером можно смело назвать конфигурации I4 и X4. Разница между ними в том, что считать передом квадрокоптера. В одном случае — это один двигатель, а в другом — сразу два. Но это еще не все. Возникает вопрос, а какая из них лучше? Как мне кажется, обе должны летать одинаково, т.к. ориентация важна лишь человеку, который управляет аппаратом. Самому квадрокоптеру все-равно, где у него перед. Он может летать в любую сторону. Но я специально поискал объяснение и нашел, по-моему, очень хорошее. Конфигурация X4 позволяет камере (если она есть) не видеть винты. А вот конфигурацию I4 любят спортсмены. В этом исполнении проще ориентироваться, где у квадрокоптера перед.

О том, за счет чего квадрокоптер поворачивается, наклоняется вперед и в стороны, а также взлетает и падает, мы поговорим позже.

И так, с конфигурацией рамы мы определились. Из предыдущего поста можно сделать вывод, что строить мы будем X4 квадрокоптер. Учитывая перспективу установки на него камеры.

Следующим важным параметром рамы является ее размер. Квадрокоптеры бывают самых различных размеров. От миниатюрных, помещающихся на ладони, до гигантских, способных взлететь с человеком на борту. Нам же нужен такой вариант, который смог бы уверенно летать, и при этом мог бы без особых усилий нести дополнительное оборудование, как, например, камера, телеметрия и т.д.

Не будем сильно вдаваться в теорию и расчеты, а будем опираться на опыт других «конструкторов». Как показывает изучение материалов с просторов интернета, для создания достаточной подъемной силы нужны винты определенного размера, что создаст определенную нагрузку на двигатели. Естественно, большие винты нельзя установить на маленькую раму. Отсюда делаем вывод, что размер рамы продиктован, в основном, размером пропеллеров, и уже потом, ее весом и местом для крепления оборудования. Для наших задач подходит рама с размахом лучей около 500мм. Рамы меньшего размера стоит выбирать для легких коптеров, на которые не планируется установка тяжелого оборудования. Кроме того, на больший коптер можно установить больше батарей и повысить время полета. Хотя это спорный вопрос. Будем разбираться с этим позже.

Мы плавно подошли к весу. Собственно, вес рамы зависит от ее размеров и материала изготовления. Про размеры мы уже выяснили, теперь затронем выбор материала рамы. Самые распространённые материалы такие:

  • Углеродное волокно
  • Алюминий
  • Дерево (МДФ, фанера)

Лучше всего использовать углеродное волокно (Carbon Fiber). Оно легкое, относительно прочное и отлично гасит вибрации.

Алюминий тоже не тяжелый, очень крепкий, но с вибрациями плохо.

Соответственно, дерево лучше алюминия в деле гашения вибраций, но имеет очень плохую жесткость и прочность. Это самый дешевый вариант.

В общем-то, есть из чего выбрать и даже сделать самому можно.

Есть еще один критерий, который влияет больше на цену чем на вес рамы. Это различные приспособления для подвеса дополнительного оборудования. Хотя, можно обойтись и без них, но, если вы все же планируете устанавливать, например, камеру с гасителями вибрации, то лучше купить раму с соответствующими креплениями.

Итак, как мы видим, у нас есть из чего выбрать. Соответственно, и цены могут колебаться от $7 на простые деревянные модели

HobbyKing Mini Quadcopter Frame V1 - 539mm

до почти $535 вот за такую раму

Tarot X8 Heavy Lift Octocopter Frame TL8X000

Но средние модели стоят $20-30

RotorBits QuadCopter Kit With Modular Assembly System (KIT)

Что выбрать? Тут у каждого свои предпочтения, симпатии, и наконец, бюджет.

Все картинки взяты с сайта HobbyKing (HK)

 

В следующий раз поговорим о моторах.

Автор:Nevler