پرواز در شب کوادروتور

حداکثر سرعت کوادکوپتر خود را محاسبه کنید! چگونه می توانیم کوادکوپتر پر سرعتی داشته باشیم؟

مقدمه

برای همه ما سوال پیش اومده که حداکثر سرعتی که من می توانم با کوادکوپترم پرواز کنم چقدر است؟ یا اینکه چه پارامترهایی بر روی سرعت کوادکوپتر من تاثیر دارند تا من بتوانم سرعت آن را افزایش دهم؟

در این جلسه ما به صورت کاملا ساده و با رسم شکل نحوه محاسبه حداکثر سرعتی که کوادکوپترتان می تواند داشته باشد را محاسبه می کنیم.

محاسبات سرعت کوادکوپتر

برای محاسبه حداکثر سرعت کوادکوپتر باید دو تا فرمول جداگانه برای حداکثر سرعت افقی و حداکثر سرعت عمودی تعریف کنیم. دقت کنید که به دلیل اینکه خوانندگان سایت دچار سردرگمی نشوند ما از بیان محاسبات ریاضی فرمول ها و نیروهای وارده صرف نظر کرده ایم و مطالب را حتی الامکان با شکل و به نحوی بسیار ساده بیان نموده ایم. ابتدا پارامترهایی که در محاسبات استفاده کرده ایم را شرح می دهیم ولی محاسباتشان را بیان نمی کنیم.

مجموع تراست موتورها

یکی از پارامترهای مهمی که در سرعت کوادکوپتر نقش بسزایی عمل می کند تراست ناشی از مجموع 4 موتور می باشد. در فرمول ها ما تراست را با T و نسبت تراست به وزن را با TR نشان می دهیم.

نسبت تراست به وزن کوادکوپتر

محاسبه مساحت کوادکوپتر

یکی دیگر از پارامترهای تاثیرگذار در محاسبه حداکثر سرعت کوادکوپتر محاسبه مساحت کوادکوپتر می باشد. برای مساحت کوادکوپتر کافی است ابتدا مساحت 4 عدد دایره را که در گوشه ها قرار دارند حساب کنیم سپس مساحت یک مربع در وسط داریم و در نهایت هم مساحت 4 میله ای که به بدنه کوادکوپتر وصلند و در قسمت میانی قرار دارند را محاسبه می کنیم و این سه تا را با هم جمع کنیم. دقت کنید در صورتی که شکل قسمت وسطی شما یک مستطیل بود مساحت مستطیل را به جای مربع قرار دهید و در صورتی که دایره ای بود مساحت دایره را به جای مربع قرار دهید. ما در اینجا فقط یک نمونه را ذکر کرده ایم و شکل کوادکوپتر شما ممکن است متفاوت باشد. دقت کنید که میله های رابط در صورتی که دارای سطح مقطع دایره ای شکل بودند باید مساحت تصویر شده را در نظر بگیرید که باز هم یک مستطیل می شود.

حداکثر سرعت کوادکوپتر

تراست افقی سرعت افقی ایجاد میکند و تراست عمودی سرعت عمودی ایجاد میکند

برای محاسبه سرعت عمودی کوادکوپتر از تراست عمودی کوادکوپتر استفاده کرده ایم یعنی اینکه حداکثر سرعتی که کوادکوپتر به صورت کاملا عمودی به سمت بالا می رود و برای محاسبه سرعت افقی کوادکوپتر از تراست افقی استفاده نموده ایم. یعنی اینکه حداکثر سرعتی که کوادکوپتر به صورت کاملا افقی حرکت می کند.

تراست افقی و عمودی کوادکوپتر

محاسبه سرعت افقی و عممودی کوادکوپتر

برای محاسبه سرعت افقی و سرعت عمودی کوادکوپتر از فرمول های زیر استفاده می کنیم. همچنين سرعت كوادكوپتر تحت هر زاويه كه بخواهيم مي توانيم با استفاده از رابطه بردارهاي سرعت در آن جهت خاص را محاسبه كنيم.

سرعت کوادکوپتر

همانطور که در فرمول ها مشاهده می کنید جرم کواد، نسبت تراست به جرم کوادکوپتر و مساحت کوادکوپتر را باید جایگذاری کنید تا بتوانید سرعت های افقی و عمودی را بدست آورید. دقت کنید که برای محاسبه حداکثر سرعت افقی و عمودی کوادکوپتر کافی است تراست حداکثر را قرار دهید. همانطور که می بینید برای آنکه سرعت کوادکوپتر خود را افزایش دهید بهتر است مساحت آن را کاهش دهید و همچنین نسبت تراست به وزن بالایی داشته باشید اینکه مینی کوادکوپتر های سرعت بالایی دارند به دلیل این است که در آنها مساحت بسیار کم است و نسیت تراست به وزن اعداد بالایی همانند 10 می باشد که در یک کوادکوپتر بسیار بالاست. برای اینکه این فرمول ها واضح تر شود مثالی را ذکر می کنیم:

فرض کنید کوادکوپتر داریم که دارای جرم 1 کیلوگرم می باشد و دارای مساحت 0.1 مترمربع می باشد چنانچه نسبت تراست به وزن کوادکوپتر معادل 2 باشد این کوادکوپتر دارای حداکثر سرعت افقی 11.1 متر بر ثانیه و حداکثر سرعت عمودی 20.7 متر بر ثانیه می باشد.

مثل همیشه میتونید ما رو در تلگرام و یا اینستاگرام دنبال کنید:

اگر هم که خیلی عاشق ما هستید ما رو به دوستاتون هم معرفی کنید. ممنون از همکاریتون 😉

6 نظر

  • رامین

    سلام
    ببخسید من میخوام نیروی تراست رو برای یک کواد روتور آماده محاسبه کنم.فرمولی که دارم T=bw^2 هست که b ضریب تراست و w سرعت روتورهام هستن.روشی که برای محاسبه b هست چیه؟فرمولهای آیرودینامیکیش رو دارم که پارامترهای زیادی داره.اگر بتونم این پارامترها رو برای پروانه استخراج کنم و این ضریب رو محاسبه کنم قابل اطمینان هست؟پیاده سازی عملی هم باید داشته باشم و دقیق بودنش برام خیلی مهمه.مسئله مشابهی درمورد گشتاور درگ هم دارم.فرمولهای تئوری رو توی تصویر ضمیمه فرستادم.
    کوادم تقریبا 3 کیلوس و وسایل جانبی داره

    • قاسم قاسمی

      سلام و عرض ادب
      فرمولی که مربوط به تراست ذکر کردید دقیق می باشد و البته همیشه اختلاف هایی در تئوری و عملی وجود دارد و اینگونه نیست که به صورت بسیار دقیق انجام شود. با محاسبه 4 تا نیروی اساسی که به کوادکوپتر وارد می شوند به راحتی می توانید همه پارامترها را محاسبه کنید. آزمایش ها هم به صورت های مختلف انجام می شود. به هر حال هر کجای پایان نامه کوادکوپترتون به مشکل بر خوردید بنده در خدمتم.
      موفق باشید

  • علیرضا اختری

    باسلام و تشکر از مطالب مفیدی که در سایتتون قرار دادید.
    یه سوال داشتم. می خواستم بدونم مرجع این دو تا معادله ای که برای بدست آوردن سرعت عمودی و افقی استفاده کردید کجاست؟

    تشکر

    • قاسم قاسمی

      با سلام و عرض ادب
      در مورد منابع این جلسه:
      1- در مورد مطالب و متن ها و عکس هایی که در این مطلب بیان شده است همگی به صورت کاملا ساده و برای اولین بار در سایت منتشر می کنیم و از تجربیات دوستان است.
      2- در مورد فرمول های ارایه شده ما فقط فرمول نهایی را نوشته ایم که بقیه دوستانی که در رشته مهندسی مکانیک تحصیل نکرده اند دچار سردرگمی نشوند. چون خیلی از بازدید کنندگان از رشته های مهندسی برق و مهندسی کامپیوتر و بقیه رشته ها هستند و با فرمول های مهندسی مکانیک آشنایی ندارند. در صورتی که نیاز به اثبات فرمول از ابتدا دارید باید به کتاب مکانیک سیالات مباحث نیروی Drag مراجعه کنید. به طور خلاصه هم خواستید به صورت زیر است:

  • نوشتن نظر

    نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

    Optionally add an image (JPEG only)