| Принципы работы квадрокоптера |
| 14.12.2024 18:51 | ||||||
|
Квадрокоптеры используют третий закон движения Ньютона и сложное взаимодействие компонентов для достижения полета, увлекательный процесс, подробно описанный в разделах ниже. Основные принципы подъемной силы и устойчивости Принцип, позволяющий квадрокоптеру подниматься и перемещаться в воздухе, основан на третьем законе движения Ньютона, который гласит, что для каждого действия есть равная и противоположная реакция. В контексте квадрокоптера действие происходит, когда его пропеллеры вращаются, толкая воздух вниз. Реакция на это действие, согласно закону Ньютона, представляет собой восходящую силу, действующую на квадрокоптер, известную как подъемная сила. Когда величина этой подъемной силы превышает силу тяжести, действующую на квадрокоптер, он начинает подниматься. После того, как он находится в воздухе, достижение состояния зависания включает в себя уравновешивание подъемной силы с гравитационным притяжением, поддержание постоянной высоты без вертикального движения. Более того, крутящий момент играет важную роль при вращении пропеллеров, поскольку каждый вращающийся пропеллер создает крутящий момент, который стремится повернуть корпус квадрокоптера в противоположном направлении. Это может дестабилизировать квадрокоптер, если им не управлять должным образом. Инженеры противодействуют этому эффекту, проектируя два пропеллера квадрокоптера для вращения по часовой стрелке, а два других — против часовой стрелки. Такое расположение нейтрализует противоположные крутящие моменты, стабилизируя квадрокоптер. Принципы бокового движения Когда подъемная сила действует под определенным углом, квадрокоптер может двигаться вбок. Это происходит потому, что подъемная сила частично направлена вверх, а частично в сторону, что приводит к боковому движению, либо влево, либо вправо, вперед или назад. Боковое движение инициируется путем изменения скорости пропеллеров. Увеличение скорости двух пропеллеров с одной стороны квадрокоптера и уменьшение скорости двух пропеллеров с противоположной стороны приводит к неравномерному распределению подъемной силы. Сторона с вращающимися быстрее винтами создает большую подъемную силу, чем другая сторона. В результате квадрокоптер движется в сторону, создающую меньшую подъемную силу. Динамика вращательного движения Крутящий момент, как упоминалось ранее, также может быть использован для облегчения вращательного движения в квадрокоптере. Этот механизм работает аналогично тому, как подъемная сила вызывает боковое движение. Изменяя скорости винтов, квадрокоптер может вращаться вокруг своей вертикальной оси. Чтобы инициировать вращение против часовой стрелки, скорость винтов на одной диагональной оси квадрокоптера увеличивается, в то время как скорость на противоположной диагонали уменьшается. Это создает дисбаланс крутящего момента, который заставляет квадрокоптер вращаться в сторону более медленной стороны. И наоборот, увеличение скорости противоположных винтов при уменьшении скорости начальной пары приводит к вращению по часовой стрелке. Такое динамическое использование дифференциальных скоростей винтов позволяет квадрокоптеру выполнять точные вращательные маневры.
|
