Що таке пропелер і як він створює підйомну силу
Пропелер – це лопать, яка крутиться. Він бере обертання двигуна і перетворює його на тягу. Працює він так само, як крило літака. Лопать має особливу форму, і через це повітря зверху тисне слабше, ніж знизу. Саме ця різниця і піднімає апарат вгору. Коли двигун крутить пропелер, лопаті наче загрібають повітря і відкидають його вниз. Відповідно до третього закону Ньютона, у відповідь на потік повітря вниз виникає підйомна сила (тяга), що підіймає апарат у повітря. Чим швидше крутиться пропелер і чим краща форма у лопаті, тим більше він піднімає і тим менше енергії витрачає.
Основні параметри: що означають цифри на маркуванні
Коли вибираєш пропелер для дрона, треба розуміти, що означають цифри на ньому. Вони можуть виглядати так: 5045, 6030, 9450 або 10×4.5.
Перша цифра показує діаметр пропелера в дюймах – це відстань від кінця однієї лопаті до кінця протилежної. Друга цифра – це крок пропелера. Це нібито відстань, яку гвинт пройде за один повний оберт.
Припустимо, на пропелері написано 10×4.5. Це означає, що його діаметр 10 дюймів, а крок – 4.5 дюйма. Якщо ж цифри йдуть разом, наприклад, 5045, то перші дві (50) – це діаметр 5 дюймів, а наступні (45) – крок 4.5 дюйма.
Якщо пропелер більший у діаметрі, він краще тягне на низьких обертах. Тому такі ставлять на важкі дрони або ті, яким потрібна стабільність і довгий політ. А от більший крок дає більшу швидкість і швидше реагує на керування. Але для цього потрібен сильніший мотор, і акумулятор сяде швидше.
Тому важливо вибирати лопаті не просто за розміром, а так, щоб вони підходили до мотора, регулятора швидкості, батареї та загальної ваги дрона. Якщо пропелер неправильний, дрон літатиме менше, мотор може перегрітися, або ним буде важко керувати.
Види пропелерів: класифікація за конструкцією та матеріалом
На ринку є багато пропелерів. Розібратися в них допоможе, якщо знати основні категорії.
За кількістю лопатей
Найчастіше зустрічаються пропелери з двома лопатями. Їх легко робити, вони добре вивчені і працюють ефективно для більшості речей. Трилопатеві пропелери для квадрокоптера дають більше тяги при такому ж розмірі, але через них дрон сильніше гальмує і більше шумить. Чотирилопатеві пропелери бачимо рідше. Їх ставлять там, де потрібна максимальна тяга на маленькій площі, наприклад, на гоночних дронах з вузькими кріпленнями для моторів.
За матеріалом
- Пластикові (наприклад, з нейлону чи ABS) — це найдешевші і найпоширеніші пропелери для тих, хто тільки починає літати, або для любителів. При ударі вони гнуться, а це зменшує шанс пошкодити мотори. Але з часом вони можуть змінювати форму через тепло і вібрації.
- Карбонові (тобто з вуглецевого волокна) — тверді, легкі і точні. Пропелери з карбону майже не вібрують, і тому відео, яке знімає квадрокоптер, виходить стабільнішим. Але якщо вони вдаряться, то ламаються, а не гнуться. Через це уламки можуть пошкодити мотор.
- Склопластикові — це щось середнє між пластиком і карбоном. Вони міцніші за звичайний нейлон, але при цьому дешевші за карбон.
- Дерев'яні пропелери — це класика для великих авіамоделей. Вони дуже добре гасять вібрації, але їх не можна мочити, і вони важчі за карбонові.
За кутом нахилу та напрямком крутіння
Пропелери для квадрокоптера завжди продаються парами: два крутяться за годинниковою стрілкою (це CW), а два — проти (це CCW). Це роблять, щоб дрон не крутився сам. Якби всі чотири пропелери крутилися в один бік, то корпус дрона почав би обертатися в протилежний.
Як вибрати пропелери для дрона: практичні поради
Обравши правильний пропелер, ви зможете контролювати тривалість польоту, ефективність та загальну керованість пристрою. Нижче наведено фактори, які слід враховувати під час вибору цього матеріалу.
Сумісність з двигунами. Кожен із двигунів сумісний із певним діапазоном пропелерів, рекомендованим виробником у специфікаціях. Якщо рекомендований пропелер не відповідає вимогам, це може призвести до перегріву або зменшення тяги.
Призначення. Довгі пропелери з коротким кроком забезпечують довшу витривалість польоту навіть при менших швидкостях дрона з камерою. Короткі пропелери з великим кроком необхідні для швидкого відгуку двигуна, необхідної для перегонів та акробатики.
Баланс. Незбалансовані пропелери створюватимуть вібрацію через планер, камеру та гіроскопи на контролері польоту. Рекомендується перевірити баланс нових пропелерів або використовувати вироби, які були збалансовані на заводі, перед їх встановленням.
Запас міцності: Вам знадобиться багато комплектів запасних лопатей для використання під час тренувальних польотів або зйомок у місті, оскільки вони легко зношуються або ламаються. Якщо ви тільки вчитеся літати, вам доведеться робити це ще частіше.
Обслуговування та заміна
Пропелери – це одноразові вироби; їх необхідно регулярно міняти, навіть якщо пропелер виглядає в хорошому стані. Будь-які удари спричиняють невеликі мікропошкодження, як і матеріали, які з часом просто зношуються або втомлюються. Це призводить до зниження ефективності та безпеки роботи пристрою загалом з часом.
При монтажі важливо правильно зафіксувати гайку: надто слабо — пропелер злетить під час польоту, надто міцно — можна пошкодити вал двигуна. Більшість сучасних квадрокоптерів використовують систему само-затяжки, де гайки CW і CCW мають протилежне різьблення, тому самостійно затягуються під час обертання.
Підсумок
Пропелери — це набагато більше, ніж просто «вертушки» на моторах. Правильно підібрані лопаті для дрона перетворюють потенціал двигунів на реальні льотні характеристики: плавний підйом, стабільний зависання, точне маневрування. Розуміння того, як працюють і чим відрізняються різні види пропелерів, допомагає осмислено підходити до вибору та обслуговування свого апарата — незалежно від того, чи це компактний квадрокоптер для селфі, чи потужна платформа для аерофотознімання.
