تصور کنید یک هواپیمای بدون سرنشین به آرامی در آسمان گسترده پرواز می کند و مناظر خیره کننده ای را ضبط می کند. ثبات و توان حرکتی آن تا حد زیادی به یک جزء ظاهراً بی اهمیت - پروپلر - بستگی دارد.به عنوان عنصر اصلی پرواز بدون سرنشین، پروپلرها به طور مستقیم بر عملکرد، عمر باتری و ایمنی تاثیر می گذارند. اما چگونه یک پروپلر مناسب را انتخاب کنیم؟ تفاوت بین مواد چیست؟و چه روش های نگهداری باید دنبال شوداین مقاله هر جنبه ای از پروپلرهای هواپیماهای بدون سرنشین را بررسی می کند تا به شما در درک این جزء حیاتی کمک کند.

پروپلرها: پایه پرواز هواپیماهای بدون سرنشین

وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین (UAVs) ، که معمولاً به عنوان هواپیماهای بدون سرنشین شناخته می شوند، رشد انفجاری در هر دو برنامه تفریحی و تجاری را تجربه کرده اند.پروپلرها به عنوان اجزای کلیدی استفاده می شوندطراحی و تولید آنها به طور مستقیم بر ویژگی های پرواز و ایمنی تأثیر می گذارد.

برای هواپیماهای بدون سرنشین دوربین مصرفی، طراحی پروپلر بر ظرفیت بار مفید، دقت شناور و ثبات در شرایط بادی تاثیر می گذارد. برای هواپیماهای بدون سرنشین مسابقه و سایر UAV های با سرعت بالا،پاسخگویی پروپلر و کارایی شتاب ضربه، سرعت بالا و چابکی کلی.

ویژگی ها و کاربردهای اندازه های مختلف پروپلر

پروپلرهای هواپیماهای بدون سرنشین به طور قابل توجهی از نظر اندازه متفاوت هستند و قطر تیغه در اینچ اندازه گیری می شود. اندازه های رایج برای هواپیماهای بدون سرنشین سرگرمی عبارتند از:

• میکرو (کمتر از 3 اینچ):ایده آل برای کوادکوپترهای "بازیک" به اندازه کف دست و هواپیماهای بدون سرنشین دوربین نانو طراحی شده برای فضاهای داخلی محدود. بسیار سبک وزن با ساخت پلاستیکی ایمن. نمونه هایی از آنها عبارتند از 1.پروپلرهای 2 اینچی که معمولاً در هواپیماهای بدون سرنشین سری TinyWhoop برای یادگیری تکنیک های مسابقه FPV یافت می شوند.
• کوچک (3-5 اینچ):این اندازه یک تعادل مطلوب بین حرکتی، کارایی و ثبات را ایجاد می کند.اکثر کادکوپترهای مسابقه ای کوچک از پروپلرهای 3-5 اینچی استفاده می کنند که برای شتاب سریع و سرعت چرخش شدید در هنگام پوشیدن عینک FPV سفارشی شده اند.
• متوسط (6-8 اينچ):قدرت بلند کردن قابل توجهی را برای هواپیماهای بدون سرنشین عکاسی هوایی متوسط با دوربین های بدون آینه و ثبات کننده های 3 محوری فراهم می کند.امکان پرواز پایدار پایدار و ضبط ویدئویی صاف در شرایط باد معتدل.
• بزرگ (10+ اینچ):طراحی شده برای هواپیماهای بدون سرنشین سینما حرفه ای که دوربین های حرفه ای DSLR یا دوربین های سینما را بر روی قرارگاه های استقرار یافته بالا می برند.قدرت بلند و چرخش مورد نیاز تقاضای ارتفاع 10+ اینچ مجموعه پروپلر.

در مورد تعداد تیغه ها ، اکثر هواپیماهای بدون سرنشین مصرف کننده از پیکربندی های 2 تیغه یا 3 تیغه استفاده می کنند. پروپلرهای دو تیغه سرعت چرخش بیشتری را برای کنترل پاسخگو ایجاد می کنند اما ممکن است باعث ارتعاش بیشتری شوند.پروپلرهای سه تیغه آهسته تر چرخش می کنند، اما ثبات بیشتری را تحت بار دارند، اگرچه به سرعت کمتری به ورودی های کنترل پاسخ می دهند.

مواد پروپلر: تعادل عملکرد و دوام

• مواد پلیمر کامپوزیت پلاستیکی:اکثر دوربین های بدون سرنشین و چهارچرخه های مسابقه ای از پروپلرهای ساخته شده از شیشه یا پلی کربنات تقویت شده با فیبر کربن، نایلان یا پلاستیک ABS استفاده می کنند.کامپوزیت های پلیمری پیشرفته انعطاف پذیری را با انعطاف پذیری در حالی که وزن کم را حفظ می کنند، متعادل می کنند.
• فیبر کربن:بهترين نسبت قدرت به وزن از تمام مواد هليکوپتر هواپیماهای بدون سرنشین را ارائه می دهد.پروپلرهای فیبر کربن خالص تحمل سختی را برای از بین بردن ناهنجاری تعادل و اختلالات پرتاب در هنگام چرخش با سرعت بالا بیش از 1 دارند.500 دور در دقیقه
• چوب:یک ماده خاص مورد علاقه طرفداران ساخت Ornithopters سفارشی به طور عمده برای اهداف زیبایی شناختی، نزدیک شدن به پرواز طبیعی پرنده.انتخاب چوب بالسا از چوب های سخت سبک با منابع پایدار تا کامپوزیت های لایه دار اختصاصی است.
• مواد ترکیبی هیبریدی:بسیاری از سیستم عامل های پروپلر اختصاصی برای برنامه های کاربردی هواپیماهای بدون سرنشین تجاری ترکیب فیبر کربن و فیبر شیشه ای در رویکردهای لاستیک ساندویچ نازک برای دستیابی به ترکیبی ایده آل از قدرت، انعطاف پذیری،و خصوصیات خنک کننده لرزش.

ارتفاع و قطر: کلید های افزایش نسل

ارتفاع و قطر دو مشخصات تعیین کننده ای هستند که تعیین می کنند یک پروپلر چرخان چقدر می تواند تولید کند.این متغیرها باید به درستی متعادل باشند تا ظرفیت بلند کردن کافی برای حرکت پرواز در حال حرکت و حرکت به جلو تولید کنند..

ارتفاعبه فاصله تئوریکی "بسیار بزرگ" اشاره دارد که یک پروپلر در طول یک چرخش کامل اگر از طریق یک محیط جامد حرکت می کند به جلو حرکت می کند، در اینچ اندازه گیری می شود.زاویه های ارتفاع بالاتری باعث می شود که تیغه های پروپلر در سرعت های کمتر در دقیقه ارتفاع عمودی بیشتری داشته باشند.

قطراندازه گیری اندازه از انتها به انتها در اینچ یا میلی متر است. مساحت بزرگتر سطح پروپلر در معرض جریان هوا به معنای سطوح فشار بالاتر است، اگرچه زمان واکنش شتاب و توقف ممکن است تحت تاثیر قرار گیرد.

نگهداری روزانه: افزایش عمر پروپلر

برای به حداکثر رساندن طول عمر پروپلر بین تعویض های اجتناب ناپذیر تصادف، بهترین شیوه های نگهداری را دنبال کنید:

• به طور منظم تیغه ها را برای نشانه های آسیب مانند تراشه ها، ترک ها و خم ها که می تواند باعث مشکلات تعادل شود، بررسی کنید
• در طول حمل و نقل به دقت با هواپیماهای بدون سرنشین برخورد کنید تا از برخورد و جمع شدن تصادفی پروپلر جلوگیری شود.
• هنگام دست زدن به مجموعه های پروپلر احتیاط کنید حتی لبه های پلاستیکی غیر چرخان می توانند به طرز شگفت انگیزی تیز باشند
• هیچ وقت در هنگام نصب پروپلر به موتور، مغز ها را بیش از حد محکم نکنید.
• اطمینان حاصل کنید که محافظ های محور پروپلر بدون اصطکاک در امتداد میله های موتور فلزی بدون اصطکاک چرخش می کنند
• همیشه اجازه دهید پروپلرها به طور کامل قبل از تلاش برای برداشتن متوقف شود
• کاهش گردآوری گرد و غبار از طریق تمیز کردن منظم با قوطی های هوای فشرده
• اجازه دهید پروپلرهای مرطوب قبل از پرواز کاملا خشک شوند

با استفاده از دقت و نگهداری مناسب در کیسه های پلاستیکی برچسب دار وقتی که در حال استفاده نیستید، می توانید انتظار داشته باشید که ده ها جلسه پرواز قبل از نیاز به تعویض داشته باشید.

نتیجه گیری

پروپلرها قهرمانان نامشخص پرواز بدون سرنشین هستند، که نیروی هواپیمایی لازم برای غلبه بر گرانش و نگه داشتن UAV ها در هوا را تولید می کنند. عوامل طراحی مانند اندازه، شکل، مواد،و تمام تاثیرات عملکرد هواپیماهای بدون سرنشین از طول پرواز تا سرعت بالا. چه در حال جمع آوری یک بدون سرنشین مسابقه سفارشی و یا خرید یک آماده به پرواز عکاسی quadcopter، مطمئن شوید که شما پیکربندی پروپلر مناسب ترین برای نیازهای ماموریت خود را انتخاب کنید.پروپلرهای نامناسب منجر به هدر دادن قدرت باتری و چرخش ناقل موتور ناکارآمد می شودبا بازرسی و نگهداری منظم، پروپلرها می توانند عملکرد پرواز قابل اعتماد را مدت ها قبل از نیاز به تعویض ارائه دهند.

پرسش های مکرر

1پروپلر هواپیماهای بدون سرنشین چیه؟
پروپلر یک قطعه مهم درون است که فشار و کنترل مورد نیاز برای پرواز را فراهم می کند.این تیغه های چرخاننده با ایجاد تفاوت فشار هوا در بالا و پایین و کنترل جهت حرکت و سرعت از طریق الگوهای چرخش خود را ایجاد می کنند.

2پروپلرهای هواپیماهای بدون سرنشین چطور می چرخند؟
پروپلرهای هواپیماهای بدون سرنشین با استفاده از موتورهای الکتریکی که آنها را با سرعت بالا می چرخاند، برای تولید کشش و فشار می چرخند.جهت چرخش توسط کنترل کننده پرواز هواپیما توسط تنظیم سرعت موتور کنترل می شودبرخی از هواپیماهای بدون سرنشین دارای چندین مجموعه پروپلر هستند که در جهت های مخالف چرخش می کنند تا اثرات تورک را خنثی کنند.

3چند تا پروپلر به يه هواپيما نياز داره؟
هواپیماهای بدون سرنشین استاندارد معمولاً از چهار پروپلر برای کنترل و ثبات پرواز کارآمد استفاده می کنند.مدل های پیشرفته ای که نیاز به عملکرد بیشتر یا عملکردهای تخصصی دارند ممکن است شش یا هشت پروپلر را در طراحی خود گنجانند.