Quais são as implicações físicas / aerodinâmicas de projetar um protetor de propulsão para multirotores?

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Quais são as implicações físicas / aerodinâmicas de projetar um protetor de propulsão para multirotores?

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Um número de drones atualmente, como o mostrado na figura abaixo, protegeu totalmente o sistema guarda de hélice multi-rotor . Estas são carcaças leves e aerodinâmicas que mantêm essas lâminas giratórias longe dos dedos das pessoas, das árvores, etc.

Então, quais são as implicações físicas / aerodinâmicas de projetar um protetor de propulsão para um drone multirotor cujas especificações são as seguintes:

All Up Weight com bateria: 1050 g

Peso do quadro vazio (sem componentes eletrônicos, motores ou bateria): 400g
Tempo de voo com 3s 2200 mah lipo: 8 minutos
Tamanho do propulsor: 10 "
Estrutura Plástica Esquelética

Fonte: Copters de Vôo Seguro

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por CSinha 15.01.2016 / 09:51

3 respostas

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Em geral, ter uma cobertura (um duto na verdade) sobre a hélice reduz as perdas da ponta; no entanto, em um UAV, esse efeito é muito pequeno (e requer folgas apertadas) para ter algum efeito prático. Além disso, se os dutos não forem projetados adequadamente, o fluxo que entra nas hélices pode ser afetado, reduzindo o desempenho.

A principal desvantagem é o peso - o manto e a estrutura de suporte afetarão negativamente o desempenho (também, há um aumento do arrasto) e geralmente não é recomendado. Para um UAV com resistência de meros minutos, os efeitos podem ser substanciais.

A principal vantagem é a segurança - as hélices estão seguras de bater no chão e ficar danificadas; Então, se você está razoavelmente confiante em suas habilidades de vôo, é melhor ir sem uma mortalha, ao invés de um.

Outra coisa é que a adição de mortalhas de reposição para os UAVs tem que ser avaliada cuidadosamente - o peso pode alterar as propriedades de vôo consideravelmente (por exemplo, a taxa de descida), então é preciso ter cuidado.

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Lembre-se da contribuição do arrasto dos arames de sustentação de um biplano? Agora este quadcopter não tem uma, mas duas telas no caminho de fluxo das hélices. Cada fio da malha atuará como um pequeno fio de apoio e reduzirá consideravelmente a eficiência da hélice.

Em comparação, o sudário tem relativamente pouco impacto. As folgas da ponta são muito grandes e o tamanho da cobertura é muito pequeno para melhorar a eficiência da hélice de forma mensurável, o arrasto no vôo para frente deve ser gerenciável e a pior contribuição das mortalhas é provavelmente sua massa adicionada. Mas tudo empalidece em comparação com essas duas camadas de malha!

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Aerodinamicamente, pode-se dizer que os protetores criam algum tipo de Fenestron (como alguns rotores de cauda em helicópteros), o que reduzirá as perdas de ponta da hélice.

Por outro lado, eles aumentarão o arrasto no vôo para frente, reduzindo a velocidade horizontal do topo do UAV. Se você der uma olhada no Aibotix X6, você verá um protetor de propulsão de uma peça projetado aerodinamicamente para reduzir o arrasto no vôo para frente. No caso particular da sua imagem, a teia negra também diminui a área de fluxo de ar para a hélice, certamente reduzindo sua eficiência.

Outro suporte para a desvantagem é o peso que eles acrescentam. Mesmo que possam ser feitos de material leve, eles precisam ter alguma resistência para resistir a qualquer impacto.

Para resumir, com um suporte como esses, você deve perder a velocidade máxima e cerca de 2 minutos de tempo de vôo.

Uma última dica: se você quiser pilotar seu UAV perto de árvores, florestas ou linhas de força, tenha cuidado com os guardas porque você pode acabar com seu UAV pendurado em um galho de árvore a 10m de altura ... (aconteceu comigo) : /)