un DJI Phantom 3. Zimin.V.G. [CC BY-SA 4.0] Si usted es un observador del mundo de los drones, o múltiples, es posible que tenga una idea fija de lo que uno de estos aviones se parece en su mente. Habrá una vaina central, incluidas las baterías y la aviónica, con un conjunto de brazos que irradiando de ella, cada uno de los cuales tendrá un motor y una hélice en su extremo. Prácticamente está imaginando un diseño de cuatro rotor, como la increíblemente popular serie DJI Phantom of Craft.
Por supuesto, los diseños de cuatro rotor son solo una de las diferentes configuraciones posibles de un multirrotor. Por lo general, verá octocópteros, pero en algunos casos lo hemos trajido, lo que realmente puso el “Multi” en “Multirotor”. Si la computadora puede controlar físicamente un número incluso de motores, dentro de la razón, puede ser volado.
Sin embargo, hay un tipo de multirrotor que no ves muy a menudo, el trirotor. Tres hélices en un drone es una vista rara, y es algo que encontramos inesperados porque es una configuración que puede tener algunos beneficios inesperados. Pensar por qué, vale la pena echar un vistazo a algunas de las cualidades de un vuelo de una máquina de tres rotor.
Un helicóptero chinook en servicio. UNC – CFC – USFK [CC por 2.0]. Si piensas por un momento sobre un pequeño helicóptero común, tendrá un rotor de cola. El rotor de la cola está ahí para ofrecer una fuerza lateral para contrarrestar la tendencia natural para que el fuselaje gire en la reacción a la rotación del rotor principal. Con un helicóptero de doble rotor, como el conocido avión militar de chinook, el rotor de la cola es superfluo porque la tendencia a girar impartida por el rotor frontal se contrarresta con una fuerza igual pero opuesta del rotor trasero contra-giratorio. Si toma las fuerzas de contrafuerte en un chinook como análogo a aquellos en un multirrotor, entonces entenderá que el número igual de hélices contra rotación canceló cualquier tendencia a que gire la embarcación, y permita que la embarcación sea volada.
Ahora imagine la misma interacción de fuerzas en un trirrotor, y apreciará instantáneamente que tiene un número impar de hélices, y por lo tanto tendrá un exceso de fuerza rotacional que no se contrarresta con otro motor. Un diseño fácil de tres rotor, por esa razón, naturalmente, girará en vuelo, y sea próximo a inútil como un avión sin algunos implica que contrarrestan esa rotación. En los diseños de trirotores voladores más simples, uno de los rotores se monta simplemente en un ángulo para obtener un poco de la fuerza de lado de forma justa de manera análoga al rotor de la cola en un pequeño helicóptero. Esto tiene el efecto deseado de crear un dispositivo con volantes, pero no proporciona ventajas, y algunas desventajas, sobre un diseño de cuatro rotor.
El diseño de un trirrotor, que muestra el eje servo de YAW en verde. TOGLEFITZ [CC BY-NC-SA] donde se encuentra la artesanía de tres rotor, aunque es cuando, en lugar de montarse en un ángulo fijo, se monta una hélice en un ángulo variable. Cuando la fuerza contrarrestando la rotación está bajo control de la variable, esta capacidad para la hélice trasera para que la guiñada le da a la artesanía algunas de las cualidades, un avión de ala fija gana ganancias de su cola. El resultado es que la artesanía de tri-rotor puede entregar un vuelo mucho más estable y mucho más ágil que sus primos multi-rotor, a expensas de un servo adicional con sus circuitos de control y software. Los beneficios adicionales del diseño son que con menos motores de accionamiento pueden ser mucho más eficientes en energía, y con una brecha más grande entre los rotores, puede tener hélices más grandes y ofrecer una vista mucho más sin obstrucciones para una cámara.
Así que dadas estas ventajas, ¿por qué rara vez vemos un trirrotor? Probablemente hay varios elementos detrás de la proliferación de cuadrotores como la configuración más común. La primera es simplemente la inercia del mercado: la moda, si lo desea. La mayoría de los clientes ahora esperan un cuadrotor, por lo que los productores hacen las máquinas que desean. Luego está el costo de ajustar el servo de YAW. Es un mecanismo ligeramente complejo que probablemente requiera algunas partes de precisión, por lo que si usted es una fábrica en China, lo que hace que los millones de ellos tenga un diseño que le ahorre unos centavos. Si el motor adicional en un cuadrotor es menos costoso que un servo y enlace, entonces harás cuadrotadores. Y finalmente, hay un ángulo de fiabilidad. Si crasas un cuadrotor, como indudablemente lo harás, todos sus brazos son igualmente fuertes. El servo de YAW es un punto débil caro en un trirrotor, por lo que en caso de un accidente, es una buena posibilidad de que sea el primero en irse.
Sin embargo, no se pierde por el trirotor. Si te apetece tener uno, entonces puedes construir uno mismo siguiendo esta instructección. Sin embargo, sugeríamos que se conviertan en competente en volar un cuadrotor primero, por lo que, de lo contrario, la tienda que vendía los servos, le va a gustar mucho.
Gracias [Jared] para el impulso de esta pieza.
Imagen de encabezado: TOGLEFITZ [CC BY-NC-SA]