c3c
О некоторых преимуществах соосной схемы
31.12.2014 в 22:40 (3351 Показов)
Использование соосного расположения винтов мультикоптера позволяет заметно уменьшить его габарит. При этом, например, соосный октокоптер (самая популярная соосная схема: 8 моторов, 4 луча) сопоставим с несоосным октокоптером (8 моторов, 8 лучей), хотя эффективность нижних винтов несколько снижается. Обнаруживаются, однако, и еще некоторые преимущества соосной схемы, которые для простоты изложения рассмотрим на примере соосного и несоосного октокоптера:
1) 4 коротких луча лучше 8 длинных. При одинаковых размерах пропеллеров у соосного октокоптера лучей вдвое меньше и они короче. Кроме уменьшения габаритов аппарата это облегчает его. Изгибающий момент от силы тяги мотора(ов) пропорционален длине луча, поэтому напряжения, возникающие в основании луча, которые определяют его прочность, оказываются меньше, за счет чего луч может быть облегчен.
2) 4 нагруженных луча лучше 8 малонагруженных. При заданной длине вес луча определяется площадью его поперечного сечения. С увеличением размеров поперечного сечения его площадь растет пропорционально квадрату размера, а прочность на изгиб - пропорционально кубу. То есть, при увеличении сечения луча в связи с ростом нагрузки на него, вес возрастает меньше, чем прочность. Этот значит, что при одинаковом запасе прочности один луч с вдвое большей нагрузкой на него будет легче, чем два луча даже той же длины с вдвое меньшей нагрузкой.
3) Два мотора на луче разгружают его лучше, чем один. Луч нагружен силой тяги пропеллеров, которая направлена вверх. Но вес моторов, расположенных на концах луча, направлен вниз и разгружает луч (вспомним про топливные баки, которые размещают в крыле самолета для разгрузки крыла). Вес двух моторов (и пропеллеров) способствует разгрузке луча соосного аппарата.
4) Реактивный момент моторов соосного аппарата не нагружает луч. Соосные винты вращаются в противоположные стороны. И если момент, создаваемый соосными моторами, одинаков, то реактивный момент на луч не передается. Как показывают расчеты, реактивный момент, нагружающий луч несоосного аппарата, составляет около 15% изгибающего момента, обусловленного силой тяги. Это значит, что сечение и вес луча по условию прочности в случае соосного аппарата могут быть несколько меньше.
Перечисленные обстоятельства, следующие из анализа нагрузки на луч и прочности луча, позволяют уменьшить вес рамы соосного мультикоптера.
Комментарии модерируются
Посмотреть профиль
Пометить как прочтённый
