Широко відомо, що у вертольотів один несучий гвинт, в той час як Мультикоптер - це незвичайні літальні апарати, з 2 або більше гвинтами. У цій статті ми розглянемо основні типи коптеров, опишемо їх плюси і мінуси.
Загальна інформація
У Мультикоптер найчастіше використовуються гвинти з постійним кроком, так що управління літальним апаратом відбувається за рахунок зміни швидкості обертання моторів. Радіокеровані Мультикоптер стають все більш і більш популярними для аерозйомки і вивчення землі. Не так давно з'явилося напрямок - гонки на коптерах (або на Дронь або Drone Racing) - коптери використовуються як для змагань з фрістайлу, так і в гонгах.
Видів Мультикоптер дуже багато. В основному вони відрізняються числом використовуваних моторів, наприклад коптер з трьома моторами називається трікоптер, а конфігурація може позначатися як Y3.
Число моторів і їх розташування впливають на характеристики польоту. Наприклад, чим більше моторів, тим більше підйомна сила, тобто ви зможете перенести більш важкий вантаж. Більше число моторів також означає більшу надійність, в разі відмови одного з них. Недолік - зниження енергоефективності та збільшення вартості (через купівлю моторів і супутніх комплектуючих).
Бікоптери - коптери з 2 моторами
Бікоптери - можливо найдешевша конфігурація серед всіх видів, тому як потрібно всього 2 мотора і 2 серви, але це найскладніша платформа в плані стабілізації польоту. Підйомна сила мінімальна, тому що всього 2 мотора.
Бікоптери не надто популярні, і інформації про них не багато.
Трікоптери - коптери з 3 моторами
У трікоптеров мотори розташовуються в формі літери Y, промені розташовані під кутом 120 градусів відносно один одного. Іноді вони бувають у формі літери «Т». Два гвинта на передньому промені обертаються в різних напрямках, щоб компенсувати момент обертання один одного. Задній мотор може відхилятися в сторону за допомогою серви, це дає можливість змінювати курс.
Досить популярна і дешева конфігурація, тому що потрібно всього 3 мотора, незважаючи на те що, додатково потрібно серва (але вона зазвичай дешевше бесколлекторного мотора). Взагалі кажучи, трікоптер менш стабільний, ніж коптери з іншою кількістю моторів, і не так надійний, через те, що серв легко зламати при аваріях. Хоббісти складніше його збирати через поворотного механізму.
Трікоптери краще за всіх справляються за курсом. Коли квадрокоптера або гексакоптеру потрібно розвернутися, вони сповільнюють половину моторів, і розганяють іншу половину. Якщо коптер вже летить на повній швидкості (газ 100%), то йому доведеться знизити швидкість щоб розвернутися. Трікоптери використовують серви для розвороту, так що вони менше втрачають тяги в цьому випадку.
Моторів все ще мало, так що і піднімають вони не багато.
Квадрокоптера - 4 мотора
У квадрокоптера 4 мотора на симетричній рамі. Для конфігурації X4 промені знаходяться під кутом 90 градусів. Два мотора обертаються за годинниковою стрілкою (CW), два - проти годинникової стрілки (CCW), це потрібно для компенсації обертання. Квадрокоптера - найбільш популярна конфігурація серед усіх коптеров.
Є 2 основні конфігурації квадриков: «Х» та «+». Варіант «Х» більш популярний, тому що гвинти не потрапляють в кадр (у разі FPV польотів і аерофотозйомки). Деякі вважають за краще «+», тому що цей варіант інтуїтивно зрозуміліше і більше схожий на літак. Крім того, легше визначити орієнтацію апарату.
Є ще одна конфігурація це «H», вона дозволяє розмістити камеру на рамі змістивши її вперед, щоб гвинти не потрапляли в кадр. Суперечки про те, що краще «X» або «H», напевно, ніколи не закінчаться.
Y4 - теж 4 мотора
Виглядає як трікоптер, але без хвостовій сервомашинки. Два звичайних гвинта спереду, і два співвісно розташованих мотора ззаду, на одному промені. Механічно простіше ніж трікоптер, тому що немає поворотного механізму.
Важать приблизно як трікоптери, але можуть піднімати трохи більше. Крім того, вони більш надійні ніж трікоптери, тому що немає сервомашинки.
VTail і ATail - 4 мотора
VTail і ATail - по суті це квадрокоптера, у яких передні мотори розташовані на звичайних променях, а задні 2 мотора розташовані поруч один з одним під деяким кутом. Ще можна сказати, що це суміш трікоптера і квадрокоптера і Y4.
Не дуже популярний конфиг, тому що підйомна сила менше (через взаємного впливу хвостових моторів). Однак вони виглядають офігенно і з візуальним визначенням орієнтації апарата немає проблем.
Пентакоптер - 5 моторів
Інформації про них майже немає, мало хто їх збирає.
Єдине достоїнство - між передніми променями можна зробити кут побільше, щоб промені і гвинти не потрапляли в кадр. Ось приклад складання пентакоптера (англ.)
Гексакоптер - 6 моторів
У гексакоптеров 6 моторів, кут між променями 60 градусів, три мотора CW і 3 мотора CCW.
Дуже схожі на квадрокоптера, але дають більшу підйомну силу, через більшого числа моторів. Крім того, вони більш надійні через надмірне числа моторів: якщо один мотор відмовить, коптер все ще залишається досить стабільним щоб здійснити м'яку посадку. Недолік - великий розмір і висока ціна.
Y6 гексакоптер - 6 моторів
У Y6 є 6 моторів на рамі у вигляді літери Y. По суті це трікоптер, у якого на кожному промені розташоване по 2 мотора, один над іншим. Замість серви для повороту використовуються мотори CW і CCW на кожному промені.
Ці коптери можуть бути досить компактними (як трікоптери), але з вантажопідйомністю як у гексакоптеров. Однак Y6 менш ефективний конфиг через співвісного розташування моторів.
Октокоптер - 8 моторів
У октокоптеров 8 моторів в двох групах, 4 CW і 4 CCW.
Октокоптери схожі на квадрокоптера і гексакоптери. Це типу проапгрейженной версії гексакоптеров: більше вантажопідйомність, більше надійність.
Однак більше число моторів означає збільшення споживаного струму, а значить доведеться тягати більше акумуляторів. Це теж досить затратно.
Вони дуже популярні для аерозйомки, для підйому важких професійних камер.
X8 - теж 8 моторів
У цього конфіга 8 моторів розташовані на 4 променях парами (CW і CCW). Характеристики схожі на X6.
Як вибрати правильну конфігурацію?
Залежить від того що ви хочете з коптером робити. Для гонок або фрістайлу, не помилитеся якщо виберете квадрокоптер або трікоптер. Навіть якщо і впадете, то міняти потрібно всього кілька гвинтів (а падати будете частина, особливо якщо ви літаєте швидко або в безпосередній близькості від перешкод). Для аерофотозйомки ви можете вибрати квадрокоптер, якщо плануєте знімати чимось типу GoPro. Але якщо плануєте важкі підвіси або хочете більш стабільною платформи, то краще розглянути гексакоптери або навіть октокоптери.
Співвісний розташування моторів
У конфігах Y6, X8, Y4 мотори розташовані співвісно. У такого розташування є і плюси, і мінуси.
Переваги співвісного розташування моторів
- Якщо у вас більше 5 моторів, то з'являється надмірність - якщо один мотор відмовить, то літальний апарат все ще буде стабільний і зможе безпечно сісти
- компактність
- Можливість зробити складну раму, для більшої мобільності
недоліки
- Втрата 10-20% ефективності. По суті нижній мотор тягне вже розігнаний повітря, від цього втрачається його ефективність
- Гвинти легше чіпляють перешкоди
- Складно прибрати гвинти з кадру, тому що мотори розташовані під променями
- Складно підібрати відповідні шасі