Летательный пост №7 Пропеллеры!⁠⁠

Сегодня будет пост о пропеллерах и всем, что с ними связано.

Стоит отметить небольшую особенность, выделяющую этот пост из серии остальных: добрая половина (та что ближе к концу) будет полезна как для конструирующих свой дрон, так и для купивших готовое решение от сколь угодно хорошей фирмы.

Краткое оглавление: сначала поговорим о пропеллерах, потом о способах их крепежа к мотору, а под конец - о допиливаниях получившейся конструкции.

Итак, у коптера по сути есть два типа расходников, менять которые придется куда чаще остальных: рассмотренные ранее батарейки и, та-да-да-дам, пропеллеры. Первые портятся от времени, вторые от не слишком удачных маневров. Хотя у меня вот 0 сломанных пропеллеров и 3 сломанные ноги, так что не торопитесь заказывать сразу ящик.

Рассмотрим пример:

Основными параметрами, которые вы будете рассматривать при выборе пропеллеров, будут его размер и угол атаки. Выражается это все обычно одной конструкцией из 4х цифр. В нашем примере вожделенные цифры - 1045. Первые две - диаметр пропеллера в дюймах, наш - десяти-дюймовый. Тут оговорка, 6045 - это шестидюймовый, а не шестидесяти. Где как - догадывайтесь сами =) Особо экстравагантные магазины порой дают информацию в метрической системе (см), проверяйте в табличке с характеристиками. Вторые две цифры - шаг пропеллера, который нагляднее представлять себе углом атаки лопастей. 45 означает, что в идеальном мире за один полный оборот в твердой среде этот пропеллер уедет на 4,5 дюйма вперед. Тут опять приходится гадать: надо ставить посередке запятую, или нет. Поэтому постепенно производители / продавцы все-таки переходят на более удобные разбитые обозначения, типа 10х4,5 или там 6х5.

В теории этих цифр должно хватать для вычисления тяги такого пропеллера на определенных оборотах. Когда мы говорили о мотор-пропеллерных парах в предыдущих постах, то в тех табличках фигурировали именно эти значения. Разумеется, в реальности все несколько иначе. Каждая модель будет показывать отличающиеся результаты. Поэтому при строгих расчетах используется упомянутый в посте про моторы стенд. Где крепится мотор, на мотор пропеллер, все это раскручивается до желаемой тяги. Далее смотрят на ток, обороты, прочую ерунду. По итогу можно довольно точно оценить время полета от конкретной батареи и подобрать оптимальное сочетание мотор-пропеллер для ожидаемого режима полета. В любительских целях можно брать “на глазок”, по рекомендациям производителя мотора, отзывам на ютубе и так далее. Обычно что-то типа 1045 для 450-коптеров и 5050 для 250-коптеров.

Следующим существенным различием будет направление вращение пропеллера. CW - по часовой стрелке, CCW - против часовой стрелки. На мультироторе винты у нас крутятся в разные стороны, компенсируя суммарный момент вращения. Если речь о пропеллерах для коптеров, то они обычно идут парами (см картинку из заголовка). Не перепутайте куда какой крепить! При неправильном направлении вращения далеко не улетите.

На квадрокоптере вам надо 2 пропеллера CW и два CCW, все четыре тянут вверх, хотя вертятся в разные стороны.

Тут же будет уместно отметить, что существуют “толкательные” пропеллеры. Такие будут при правильных установке и направлении вращения не тянуть мотор, а толкать. Они используются в коптерах с “перевернутыми” моторами. Это либо квадрики, где все моторы перевернуты (такие конфигурации более эффективны, но и сильнее подвержены повреждениям при посадке и менее стабильны, если не вносить изменения в раму), либо соосные конфигурации, типа Y6, X8 и т.д.

Если пропеллер физически можно установить на мотор двумя способами (нормальным и вверх-ногами), то обычный превращается в толкательный переворачиванием и сменой направления вращения мотора.

Еще пропеллеры отличаются формой. Это более сложный вопрос, его вот так просто в два числа не запихнешь. Другое дело, что для небольших пропеллеров (и темболее для мультироторов) почувствовать разницу не всегда удастся. Обычно выделяют e (electric) и sf (slow flight). Каждый имеет свой диапазон rpm, в котором он показывает наилучшие результаты. Тут тяжело что-то советовать. Slow Flight обычно шире и несколько мягче, что делает их более прочными в случаях падений, но это очень индивидуально от модели к модели, читайте отзывы.

А еще, еще пропеллеры иногда делают из углепластика. Карбоновые пропеллеры (как и карбоновые рамы) более легкие, прочные и стабильные. Недостатков два: цена и повышенная травматичность. Если обычный при ударе по пальцу оставит синяк, то карбоновый может и прорубить до кости (хотел вставить фото с пальцем, но там реально жесть, поэтому просто пропеллер).

Карбоновые - всегда черные, а вот пластиковые могут иметь любой цвет. Это удобно, если (для примера) вперед коптера поставить зеленые, а назад красные. Тогда одного взгляда хватит, чтобы оценить направление носа. Бывают даже такие, которые светятся в темноте!

Если речь о сравнительно маленьких пропеллерах (типа там 5 дюймов), то есть вариации с тремя лопастями. Как можно догадаться, тяги такие дают шибко больше в сравнении с двух-лопастными аналогичного диаметра. Минусом - от них 100% больше вибрации, не всем нравится.

У больших пропеллеров свои заморочки - они бывают складными! Я хз что там с минусами, но в плюсах очевидно - уменьшение размеров при транспортировке. Весьма существенное, надо отметить. Порой может сыграть решающую роль.

Теперь о том, как купленный пропеллер прикрутить к мотору. По умолчанию из мотора торчит кусок оси и все. Для крепления пропеллера существуют специальные адаптеры (как правило идут в комплекте к мотору, или сразу на него установлены). Они выполняют две задачи: прицепиться к мотору и прицепить к себе пропеллер.

Первая задача решается тремя путями:

1) Вкрутить болт поперек оси, который упрется в плоскую площадку на ней (ну или просто в нее). Пожалуй самый отсосный вариант, не рекомендуется.

2) Цанга. Весьма распространенный вариант, куда лучше предыдущего, ибо крепление выходит более сбалансированным и надежным.

3) На болтах в мотор! Как по мне - идиллия. Только не забудьте посадить на тайтлок. Минус: сломается - замена дороже аналогов выйдет.

Со вторым все интереснее. Во-первых в любом случае пропеллер надо будет нацепить на какую-нибудь торчащую цилиндрическую ось. Диаметр оси должен совпадать с диаметром дырки в пропеллере. При выборе пропеллера этот параметр тоже будет ключевым. В большинстве случаев с пропеллером в комплекте идет набор втулок, позволяющих изменить диаметр этого отверстия в меньшую сторону (тут внимание, такие пропеллеры вверх-ногами установить невозможно!).

Далее вы вот нацепили пропеллер, теперь надо его закрепить, чтобы не вращался относительно оси.

1) Если вы продумали все заранее, то может у вас и адаптер и винт поддерживают T-Style крепление. Ну или не поддерживает, не велика беда.

2) Со времен самолетов в наследство к моторам пришли prop-saver’ы. Личная оценка - избегайте. Неудобно, геморно, бессмысленно. Вроде должно спасать пропеллеры при авариях, но я такого еще ни разу не видел, только народ потом голову ломал, чем бы заменить эту резиночку.

3) Прижать к едрене матери сверху гайкой (см фото к пункту 3 из предыдущего списка). Опять-таки имхо лучший вариант. Нюанс: производители, которые просекли фишку с мультироторами делают адаптеры как для CW винтов, так и для CCW. Различаются они направлением резьбы для этой самой гайки. Таким образом можно избежать самопроизвольного откручивания в полете. Нестандартные гайки - в комплекте. Совсем шик - гайки уже встроены в винт, его можно просто пальцем прикрутить и все, но такое могут себе позволить не все производители. Более древние модификации, которые разрабатывались еще для самолетов, имеют одно направление резьбы на всех четырех моторах. Поэтому для квадрика 2 гайки из 4х будут в процессе полета потихоньку откручиваться. Тут надо делать две вещи: подтягивать перед каждым полетом и выкинуть к ебени матери гайки, что идут в комплекте. Последние необходимо сразу же заменить на аналогичные, но с нейлоновой вкладкой от раскручивания, такие продаются в любом крепмаркете и похожих магазинах. Незнание последнего пункта привело к поломке 2х ног у моего коптера на первом полете. Винт улетел в одну сторону, коптер кувыркнулся в другую.

Хех, к слову, это был чуть ли не единственный раз в моей жизни, когда меня спасла моя лень. Мне было впадлу прикручивать стойку gps болтами и я посадил ее на двусторонний скотч. В итоге просто отклеился скотч, а не треснула рама.

Ах да, для складных пропеллеров существуют специальные адаптеры, типа таких вот:

Теперь про последнюю часть. Каким бы фирменным не был бы пропеллер, сколько бы он не стоил, его надо отбалансировать. Да да, даже хваленые DJI перед установкой на последний фантом надо балансировать. Ни одна фирма не может контролировать уровень качества с достаточной степенью. Правильная балансировка увеличит продолжительность жизни моторов, снизит вибрации и шум.

Вот вам неплохое видео о том, как это надо делать, ниже я дам краткий конспект:

Для проведения процедуры вам понадобится специальный стенд для пропеллера. В идеале он должен быть выше, чем половина диаметра вашего пропеллера, но сойдет и маленький за 2$ из Китая, на магнитах.

В чем суть проблемы… У пропеллера может быть 2 типа недостатков. Первый - это когда одна лопасть тяжелее другой. Второй - это когда у центральной части “верхняя” часть тяжелее “нижней”.

Начинаем диагностику с первой проблемы. Закрепляем пропеллер и приводим его в горизонтальное положение. Смотрим в какую сторону он отклонится. Не трогая ось, крутим на 180 градусов. Проверяем. Если перекос всегда в сторону одной лопасти - она тяжелее.

Для выравнивания надо либо не слишком грубой шкуркой пройтись по более тяжелой лопасти. Шкурить ближе к задней части. А вот сверху, или снизу - мнения расходятся. Много таким образом не ошкуришь, так что на более легкую лопасть можно налепить кусочек скотча. Вариант так себе, но иногда выхода нет.

Таким образом постепенно клеим/точим, пока хотя бы в одном из горизонтальных положений (с разницей в 180 градусов) не настанет равновесие. Мы выровняли вес лопастей.

Займемся ступицей. Если одна часть ступицы тяжелее, будет наблюдаться следующий эффект: в первом положении винта на рисунке выше винт будет в равновесии, а во втором положении - переворачиваться. Тогда на более легкую сторону ступицы надо нанести капельку гелевого клея и дождаться высыхания.

Подобные процедуры способны неожиданно сильно улучшить качество съемки, снизить шум и вообще.

Ну вот теперь вы можете с уверенностью выбрать, заказать, отбалансировать и закрепить пропеллеры, мои поздравления =)