Почему дроны имеют четыре винта (а на вертолетах три)

В последние несколько лет такие бренды, как DJI, сделали беспилотниками популярными. Если вы посмотрите внимательно, вы заметите, что у большинства из них есть четыре реквизита, в то время как на вертолетах меньше, хотя их цель такая же. Количество и размер пропеллеров варьируются, потому что стандартный квадрокоптер и вертолет предназначены для летания для совершенно разных целей. Четырехвоптер используются для сбора видео профессионалами, а в области услуг используются для доставки небольших пакетов, медицинского оборудования и сельскохозяйственной деятельности. Короче говоря, беспилотники могут перемещаться по всем осям и легко могут быть легкими через узкие пространства, не требуя слишком большого количества технических навыков.

Вертолеты — совершенно другая вещь. Чтобы носить пассажиров или нести огромные нагрузки любого рода, вертолетам нуждается в огромной пропеллерной системе, которая может генерировать достаточно вертикальную тягу и позволить движению вперед со скоростью, намного превышающими скорости среднего квадрокоптера. Чтобы достичь этого, требуются гораздо большие лопасти ротора, что оставляет немного места для размещения большего количества роторов на шасси.

Один вертолеты ротора являются наиболее распространенными. Тем не менее, на протяжении многих лет были разработаны нишевые конфигурации с различными роторами. Boeing CH-47 Chinook представляет собой двухпоротный вертолет, расположенный один над другим, Kamov Ka-27 имеет коаксиальную структуру, в которой два ротора установлены на одной и той же вертикальной оси, в то время как вертолеты с наклонными роторами, такие как Bell Boeing V-22, используются с различным поступок.

Ключевая роль парных роторов в беспилотниках

Как упоминалось выше, беспилотники предназначены для совершенно другого типа работы по сравнению с вертолетами. В отличие от вертолетов, дроны поднимаются и движутся в определенном направлении с помощью набора идентичных роторов. Для взлета плавники вращаются до тех пор, пока они не создают достаточную силу восходящей силы для нейтрализации силы тяжести, и любое дополнительное увеличение мощности подъема помогает беспилотнику подняться выше. Чтобы двигаться вперед, скорость пропеллеров изменяется, что приводит к наклону беспилотника в одну сторону. Страна, которая остается поднятой, определяет направление движения вперед. «В результате квадрокоптер движется в направлении страны, где создается меньшая подъемная сила«НАСА объясняет. Работа в тандеме между двумя роторами позволяет им вращаться, в отличие от военных беспилотников.

Умный инженерный подход, используемый здесь, состоит в том, чтобы пара роторов вращалось по часовой стрелке, а другая пара вернулась, чтобы сбалансировать крутящий момент. Кроме того, лезвия в каждой паре роторов спроектированы по -разному, так что их чистый эффект генерирует тягу, независимо от направления вращения. Этот механизм с парами ротора — это то, что обеспечивает квадроциклетую высокую степень точности и маневренность в движении, а также стабильность в воздухе.

Однако они не без недостатков.

«Четырехвоптеры неэффективны из -за их многочисленных винтов и вихрей, которые генерируют пики лопастей, в дополнение к их ограниченному размеру», — отмечает Цзингпинг Ван, основатель и генеральный директор Ziyan BUT.

Он добавляет, что квадрокоптеры нельзя сравнить с аэродинамической эффективностью одного вертолета ротора.

Ротари подход к вертолетам

Когда мы говорим о вертолетах, мы должны помнить, что они большие и громоздкие. Поэтому, чтобы подняться, они должны генерировать гораздо большую вертикальную тягу, которая требует больших роторов. Но нОграничения OHDI по форме и размеру, предпочтительным вариантом является один роторS В контексте вертолетов, когда мы говорим о пропеллерах, мы подразумеваем лезвия, потому что они обычно имеют большой ротор наверху и маленький, монтированный вертикально сзади, чтобы нейтрализовать крутящий момент.

Большие лезвия имеют решающее значение, Потому что они ускоряют больший объем воздуха, чтобы создать подъемную силу, и в то же время делают это в нижнем потоке. Теперь давайте обсудим количество пропеллеров или лезвий. Большинство вертолетов с одним основным ротором обычно имеют три лезвия, хотя их число может варьироваться от двух до пяти. Даже при вертолетах с тандемными или коаксиальными роторами количество пропеллеров обычно триС

Это число не случайно. По словам антилионов -вертолетов, он «Результат тщательного балансировки между различными структурными соображениями, включая распределение повышения, эффективности, маневренности, веса и цены«Большее количество лезвий имеет свои собственные преимущества, такие как более длительный срок службы, лучший воздушный поток, меньшее сопротивление и меньше вибраций. Однако большее количество лезвий также означает большее потребление энергии, более сложную систему, что приводит к более высокой затратам и более низкой маневренности. Три лезвия предлагают лучшее из двух.