Dlaczego quadkoptery nie są jeszcze pilotowane przez ludzkich pilotów?
Czy nie byłyby one bardziej stabilne i łatwiejsze do kontrolowania niż helikoptery?
Dlaczego quadkoptery nie są jeszcze pilotowane przez ludzkich pilotów?
Czy nie byłyby one bardziej stabilne i łatwiejsze do kontrolowania niż helikoptery?
Czy nie byłyby bardziej stabilne i łatwiejsze do kontrolowania niż helikoptery?
Nie, nie.
Quadcopters nie mają żadnych specjalna nieodłączna stabilność. Kiedy zwiększysz moc jednego z wirników do pochylenia, zwiększający się skok nie wpłynie na różnicę mocy, a tym samym na moment pochylający.
Zaletą quadkopterów jest to, że wirniki mogą mieć stały skok, gdy są pojedyncze (lub podwójny) śmigłowiec wymaga złożonego mechanizmu sterowania. Chociaż jest to ogromna zaleta w przypadku urządzeń małej skali, w których każdy wirnik może być napędzany własnym prostym silnikiem elektrycznym, złożoność dodatkowych silników lub długich wałów napędowych przeważałaby nad zaletami prostszych wirników w pojazdach pełnowymiarowych.
A dlaczego pełnowymiarowe helikoptery nie mogą używać silników elektrycznych takich jak te małe? Powodem jest to, że kiedy skalujesz płat w górę, siła nośna, którą wytwarza, zwiększa się wraz z jego powierzchnią , która rośnie wraz z drugą potęgą rozmiaru, ale jego waga rośnie wraz z objętością , która rośnie wraz z trzecią potęgą rozmiaru. Dlatego modele mają znacznie większą nośność i mogą sobie pozwolić na proste, ale stosunkowo ciężkie akumulatory, podczas gdy pełnowymiarowe samoloty wymagają układów napędowych o większej gęstości mocy.
Jest też czynnik bezpieczeństwa. W przypadku awarii zasilania helikoptery mogą nadal ześlizgiwać się na ziemię i nadal lądować pionowo przy użyciu autorotacji. Ponieważ jednak prędkości obrotowej wirnika nie da się zmienić bez zasilania, sterowanie helikopterem podczas takiego manewru wymaga zmiennego skoku wirnika. A więc jest główna zaleta quadcopterów.
Wykonano (w pewnym sensie):
Firma, która to zrobiła, pracuje nad bardziej użyteczną wersją.
Należy zauważyć, że zwiększanie skali jest niezwykle trudne w lotnictwie. Modele samolotów mają osiągi, o których ludzie w pełnej skali mogą tylko pomarzyć.
Quadcoptery nie są wydajną konstrukcją - jeden duży rotor jest dużo bardziej wydajny niż cztery mniejsze rotory. Powodem, dla którego quadcoptery stały się popularne, jest to, że są prostsze mechanicznie, bezpieczniejsze (ze względu na mniejsze wirniki) i znacznie łatwiejsze do kontrolowania przez oprogramowanie.
To powiedziawszy, ostatnie postępy w uczeniu maszynowym sprawiły, że helikoptery mogą być kontrolowane przez oprogramowanie. Spodziewałbym się z tego powodu odrodzenia się dronów w stylu helikopterów.
Wreszcie, nie jestem inżynierem aeronautyki, ale podejrzewam, że połączenie cech quadkoptera i helikoptera jest znaczące. Wyobraź sobie jeden duży wirnik o stałym skoku napędzany silnikiem elektrycznym. Kilka małych dodatkowych wirników napędzanych silnikiem elektrycznym może zapewnić wymaganą kontrolę pochylenia, odchylenia i przechylenia. Energia elektryczna byłaby wytwarzana przez wydajny silnik gazowy obracający się z niemal stałą prędkością. Małe baterie mogą zapewnić wystarczającą ilość energii rezerwowej do lądowania. Ten projekt byłby wyjątkowo niezawodny ze względu na większą niezawodność i prostotę silników i wirników o stałym skoku.
Postęp będzie następował powoli, ponieważ koszty i niebezpieczeństwa związane z pojazdami przewożącymi ludzi są tak wysokie.
Zaawansowana taktyka też w pewnym sensie to zrobiła!
film z pierwszego lotu Black Knight Transformer został wydany na Youtube.
Cztery śmigłowce były właściwie pierwszymi helikopterami ...
Raúl Pateras Pescara, Buenos Aires, Argentyna, 1916
Etienne Oehmichen , Paryż, Francja, 1921 r.
Skalowanie projektu quadkoptera spowodowałoby, że byłyby bardzo duże. Posiadanie tylko jednego (lub nawet dwóch) wirników pozwala helikopterowi być mniejszym, a nawet składać wirniki i pozostać dość kompaktowym. Ponieważ z definicji helikoptery mają dostać się do trudniejszych miejsc lądowania, zwiększenie powierzchni postojowej jest generalnie niepożądane.
Ponadto system zasilania byłby skomplikowany. Quadcoptery RC wykorzystują silnik elektryczny na każdym wirniku do niezależnego sterowania. Większa wersja prawdopodobnie wykorzystywałaby turbiny, jak większość helikopterów, i wymagałyby albo 4 turbin, albo sposobu na przełożenie mniejszej liczby turbin na 4 wirniki. To tylko zwiększa złożoność systemu.
Chinook to przykład helikoptera, który wykorzystuje dwa wirniki, ale dodatkowa złożoność sprawia, że jest niepożądany, chyba że potrzebna jest dodatkowa siła podnoszenia.
Istnieją trzy wyzwania związane z wytworzeniem konkurencyjnego na rynku pełnowymiarowego kwadrokoptera.
1) Efektywność energetyczna
Kwadrokopter nie jest konstrukcją energooszczędną. Śmigłowce zwiększają swój zasięg, używając stosunkowo słabych silników, które potrzebują dużo czasu na podkręcenie przepustnicy i starają się utrzymywać ją na stosunkowo stałych obrotach podczas zmiany skoku łopatek, aby sterować helikopterem. Chociaż można to wykorzystać do sterowania pochyleniem i przechyleniem, kwadrokopter kontroluje odchylenie, zmieniając prędkość obrotową silników, co moim zdaniem byłoby trudne i nieefektywne w przypadku śmigłowca na pełną skalę bez jakiegoś rodzaju CVT do regulacji prędkości obrotowej łopaty bez zmiany prędkości obrotowej silnika.
2) Integralność konstrukcji i masa
Helikoptery z wirnikiem ogonowym mają zasadniczo kadłub i wysięgnik ogonowy. Bom ogonowy nie musi być nawet tak mocny, ponieważ obciążenie bomu jest raczej małe w porównaniu z obciążeniem głównego wirnika ciągnącego się do ramy kadłuba. W przypadku śmigłowców współosiowych prawdopodobnie wystarczy kadłub, a nie ma tylnego wysięgnika, i prawdopodobnie mają one mniejsze siły działające na całą konstrukcję w normalnych warunkach pracy niż konwencjonalne helikoptery. Quadrocoptery mają cztery główne wirniki. To prawda, że każdy z wirników ma około 1/4 mocy wirnika głównego konwencjonalnego helikoptera, ale wysięgniki nadal musiałyby wytrzymać ponad 1/2 mocy konwencjonalnego wirnika głównego - pomyśl o skrajny przypadek: masz pełne odchylenie - oznacza to, że dwa wirniki po przekątnej względem siebie są wyłączone lub obracają się w przeciwnym kierunku, powodując utratę siły nośnej lub nawet dół, którą muszą kompensować pozostałe dwa wirniki wytwarzając dwukrotnie większy ciąg / siłę nośną. Jest to dość powszechne zjawisko wśród miniaturowych samolotów R / C i helikopterów, które są całkowicie obezwładnione i znacznie bardziej wytrzymałe niż ich pełnowymiarowe odpowiedniki.
3) Koszt produkcji
Warto wspomnieć, że większy wirnik jest łatwiejszy i tańszy w produkcji niż trzy dodatkowe silniki / silniki. Myślę (mogę się mylić) jedynym powodem, dla którego helikoptery wojskowe mają dwa silniki zamiast jednego dużego, jest nadmiarowość. Jeśli jeden zostanie postrzelony, nadal masz drugi, którego możesz użyć, aby utykać z powrotem do bazy lub przyjaznego miejsca. Więc kiedy patrzysz na potężne cztery zbyt mocne silniki (patrz punkt 1) w porównaniu z 1-2 słabszymi silnikami, wyobrażam sobie, że patrzysz na coś, co kosztuje więcej.
To są powody dlaczego quadrocopter nie został powiększony i stał się komercyjnie dostępny przez dużego producenta. Jestem pewien, że każdy producent stara się być pierwszy na tym rynku, ale nie sądzę, by QUADROcoptery kiedykolwiek były pilotowane przez ludzi. Jeśli jednak mówisz o wykonaniu MULTIkoptera (więcej niż 4 wirniki), istnieje kilka prototypów DIY i myślę, że mają one potencjał.
4) Rozwiązanie propozycji dotyczących systemów hybrydowych :
Obecnie konwencjonalne helikoptery napędzają 1-2 turbiny. Obracają się w optymalnych zakresach obrotów, a pilot wykorzystuje kolektyw do zmiany skoku łopatek wirnika do sterowania lotem. System hybrydowy jest atrakcyjny dla samochodów, ponieważ pozwala silnikowi ICE pracować w optymalnym zakresie obrotów, zamiast stale zmieniać obroty. W przypadku wiropłatów nie stanowi to problemu - ponieważ obracają się one już w optymalnych zakresach obrotów, system hybrydowy wprowadziłby generator i baterie do generowania i magazynowania energii do wykorzystania przez silniki elektryczne. To dodałoby wagi, bez żadnych dodatkowych korzyści.
Najważniejsze pytanie brzmi - po co się przejmować? Co sprawia, że quadrocoptery są lepsze od konwencjonalnych helikopterów? Dla dronów największą zaletą quadrocopterów jest ich łatwość i koszt produkcji. Taniej jest wyprodukować cztery małe silniki elektryczne niż wszystkie mechanizmy dla zespołu. Jest też bardziej wytrzymały i łatwiejszy w obsłudze. Jednak mówimy o różnych skalach i misjach. Wiropłaty są już z natury nieefektywne. Ich nisza - bliskie wsparcie lotnicze i transport do miejsc, w których trudno wylądować samolotem. Istnieje tendencja do tworzenia hybrydy lub samolotu z możliwościami VTOL. (Osprey, Yak-141, Harrier, F-35 aka US Yak-141). Quadrocoptery mogą znaleźć swoją niszę jako tanie drony użytkowe lub drony obserwacyjne, ale myślę, że znacznie bardziej prawdopodobnym projektem jest ten pokazany w Avatar - dwa przeciwbieżne, osłonięte wirniki po obu stronach kadłuba, które można wektorować by kontrolować lot.
Technologia ciągle się zmienia. Rosyjscy naukowcy zminiaturyzowali reaktory jądrowe i umieścili je w pociskach. To neguje potrzebę baterii i systemów hybrydowych. Jeśli już, jest to silnik z wyboru dla dużych systemów quadrocopterów, ale tylko czas może powiedzieć, jak rozwinie się technologia. W tej chwili nie widzę korzyści z konfiguracji kwadrokopterów dla dużych wiropłatów.
Poprawka oparta na nowej technologii dostępnej na rynku (23.03.2018):
A Chińska firma aktywnie promuje swoją taksówkę powietrzną z autopilotem EHang 184, która wykorzystuje konstrukcję quadrocoptera. Specyfikacje:
Zasadniczo można to porównać do konwencjonalnie zaprojektowanych helikopterów Mosquito. Lecą wolniej, ale czas lotu, zasięg i użyteczne obciążenie są znacznie dłuższe. Należy również pamiętać, że podczas tankowania helikoptera tych rozmiarów zajmuje pięć minut, taksówka powietrzna ładuje się 2 razy dłużej niż leci. Ale jest to bardziej problem typu EM vs IC. Czas pokaże, czy quadrocoptery mogą udowodnić, że są warte skalowania.
Dodając informacje z niedawnego doświadczenia zawodowego (19.09.2018) Niedawno poproszono mnie o opracowanie koncepcji quadrocoptera . Próbując użyć energii elektrycznej, stwierdziłem, że masa ładunku i czas lotu misji drastycznie zwiększyły wagę akumulatorów wymaganych do wypełnienia parametrów misji, a skończyło się na czteromiejscowym czteromiejscowym quadrocopteru o masie 3-4 ton (yikes!). Przejście na turbośmigłowy rozwiązało problem wagi, ale radykalnie zwiększyło koszty i złożoność. W rezultacie podjęto decyzję o drastycznym obniżeniu parametrów misji, przez co powstał pojazd o bardzo krótkim zasięgu, który w normalnych warunkach byłby zupełnie bezużyteczny. Aby uzyskać 15-30 minut lotu, należy ładować akumulatory przez kilka godzin. Albo twój quadrocopter stałby na ładującym się asfalcie, albo musiałbyś wymieniać baterie po każdym skoku, co wymagałoby kosztownej infrastruktury na każdym lądowisku. Ostatecznie pomysł został zaproponowany z wymianą infrastruktury i baterii i czeka na swój los z rąk wyższego kierownictwa, ale wszyscy w naszym zespole już odrzucili projekt jako niewykonalny.
Jest wiele nadchodzących baterii technologie, które drastycznie zmieniłyby potencjał takich produktów, ale nie są one jeszcze gotowe do wprowadzenia na rynek, głównie w fazie teoretycznej, koncepcyjnej i testowej. Nie mogę powiedzieć nic więcej na ten temat bez NDA, przepraszam.
Poniżej znajdują się informacje o jednym z wczesnych prototypów autorstwa Paula Mollera, również autora „Volantor”, obecnie szefa Freedom-Motors, firmy zajmującej się silnikami spalinowymi Wankel Rotary Combustion. Moller zbudował swoje maszyny latające z wentylatorami napędzanymi silnikami rotacyjnymi Wankla, jednak lepiej brzmi, mając silniki elektryczne do wentylatorów podnoszenia i napędu oraz jakiś rodzaj hybrydowego systemu generowania mocy, Wankle są bardzo dobre pod względem stosunku masy do mocy i bezpieczeństwa. Powiedziałbym, że Moller i Helikar są dokładnie quadkopterem, a ponieważ ta maszyna i model użytkowy / wspierający ją patent pochodzą z dawnych czasów, tak jak zabawki, które wszyscy znamy, prawdopodobnie był to kurczak współczesnych quadkopterów zabawek, dzisiejsze zabawki będąc jajami.
Lina i dźwig za Mollerem: „latający spodek”, Avro Canada nie zdołał mieć jednego w powietrzu, nie służą do utrzymywania maszyny w powietrzu, ale są środkiem bezpieczeństwa, jeśli spojrzeć, ty ” Zauważ, że lina nie jest naprężona, gdy maszyna jest w powietrzu, co oznacza, że maszyna leci sama i nie jest zawieszona na dźwigu.
Prototypy Bell Textron / X-22 i Curtiss-Wright X-19 również można uznać za bardzo zbliżone do quadkoptera.
Hiszpański zespół: FuVex zaprojektował prototyp o nazwie: „HeliKar”, również blisko dużego quadkoptera. YouTube zawiera film o niemieckim wynalazku o nazwie „Volocopter VC200”, Terrafugia zaproponowała kolejny „Latający samochód”, a także Zee. Aero to zrobili, narysowali koncepcyjny latający samochód VTOL, który można zaparkować między dwoma zwykłymi samochodami na parkingu samochodowym (patrz: „SlashGear”). Aero-X firmy Aerofex to kolejny. Fipsi jest zaangażowana w rozwój czterowentylatorowego samochodu latającego, jak podano w „Advanced System Engineering”, SUSB Expo 2014.
„Transport przyszłości” cytuje, co uważają: „10 najlepszych latających samochodów”. Krossblade zaproponował SkyProwler i SkyCruiser, duży problem w latającym samochodzie wydaje się spełniać w tym samym projekcie wymagania dotyczące wagi i bezpieczeństwa zarówno samochodu, jak i samolotu. Ford opublikował rysunki dla: „Aero-car”. Doniesienia CNN o Fly Citycopter, autorstwa E Galvani.
Mechanix Illustrated, marzec 1957 zawiera: „Latający spodek”, projekt Petera Nofiego, moc pochodzi z płaskiego silnika tłokowego o sześciu tłokach i Popular Mechanix, francuski editon, wrzesień 1961, podobny projekt: „Rotavion” autorstwa Bena Kaufmana. Mechanix Illustrated, styczeń 1962, str. 70-73, dotyczy urządzenia VTOL z trzema osłoniętymi wentylatorami poruszanymi przez turbinę.
Jeśli chodzi o historycznych prekursorów, maszyna z filmu Williama Witneya z 1961 roku: „Master of the World ”, na podstawie dwóch powieści Julesa Verne'a:„ Master of the World ”i„ Robur the Conqueror ”, można śmiało uznać za wielośmigłowy:„ Quadcopter ”. Jeśli: „Fly by wire” udało się utrzymać konstrukcje z natury niestabilne i niestabilne w powietrzu, nie ma ograniczeń w tym, co można by osiągnąć dzięki technologii sterowania cyfrowego, która jest obecnie sprzedawana w zabawkach od około 20 USD.
Firma z siedzibą na Węgrzech: „Flike”, a nazwa Węgier nie pochodzi od „Hunger”, ale od: „Huns”, właśnie zaprezentował „pilotowany” śmigłowiec z trzema śmigłami, wideo jest podpisane przez Bay Zoltan.
Czy latające platformy, urządzenia jednoosobowe, wentylatory kanałowe poniżej, przetestowane przez armię amerykańską, należą do klasy: „Quadcopter”? Przetestowano również kilka „odchylanych skrzydeł” i maszyn latających z pierścieniowymi skrzydłami, a lista samolotów „koncepcyjnych” i „niekonwencjonalnych” toruje drogę dla wielu książek, ale internet zabija tego typu publikacje papierowe.
„SkyProwler” to kolejne podejście, mieszana konstrukcja quadkoptera i stałego skrzydła. Bensen B-12 (patrz „Aerofiles”) to 1961 przykład wielowirnikowej (raczej wielośmigłowej) maszyny typu Quadcopter, patent US49820151 dotyczy wielowentylatorowego projektu P.Mollera, a patent CA1264714 dotyczy: zdalnie sterowana platforma latająca ”, także P. Mollera. Wszystkie patenty mają otwarty i bezpłatny dostęp i można je pobrać w: „Espacenet”
Czy jest powód, dla którego nie można zwiększyć rozmiaru zabawek Quadcopter, nawet przy użyciu tego samego oprogramowania do sterowania silnikami i stabilnością? p>
Dzięki. + salut
Lot testowy Mollera M200
Helikar
Hoverbike P2 firmy Malloy Aeronautics
Powodem, dla którego quadcoptery są wybierane jako platformy dla małych, sterowanych komputerowo maszyn latających, jest to, że są one z założenia bardziej zwinne i łatwiejsze do poruszania się we wszystkich trzech osiach i wokół nich. Dzieje się tak, ponieważ są one z założenia bardzo niestabilne .
W rzeczywistości niemożliwe jest sterowanie quadkopterem (który może poruszać się we wszystkich trzech osiach i wokół nich) bez pomoc komputera lub innego rodzaju sztucznego stabilizatora. Powodem, dla którego komputery mogą sterować quadkopterami, jest to, że są wystarczająco szybkie, aby wytworzyć sygnał sterujący, który przeciwdziała wszelkim niewielkim destabilizującym siłom działającym na ramę.
Jednym ze sposobów wyobrażenia sobie nieodłącznej stabilności platformy latającej jest rozważenie, mogłoby się zdarzyć, gdybyś zwolnił elementy sterujące. Zwykłe samoloty i helikoptery będą po prostu leciały w tym samym kierunku. Jeśli puścisz sterowanie quadkoptera (i nie masz zainstalowanego mechanizmu stabilizującego), quadkopter bardzo szybko po prostu chaotycznie spadnie w kierunku ziemi. Oznacza to, że w helikopterze lub samolocie konstrukcja „pomaga” i zmusza ramę do stabilnego lotu (do przodu). W quadkopterze nie ma takiej pomocy, ale nie ma też sił, które utrudniają poruszanie się w kierunku dowolnego kierunek, w którym chcesz.
Zasada ta jest również celowo stosowana w ramach takich jak F-117. F-117 nie jest w stanie latać bez pomocy komputerów (został zaprojektowany tak, aby był niestabilny), ale dzięki temu jest znacznie bardziej zwrotnym samolotem niż normalnie pozwalała na to jego rama.
Drugi ( większy) powodem, dla którego quadcopters nie zostały zwiększone, jest to, że zużywają (dużo) więcej paliwa niż inne typy samolotów. Po co ktoś miałby budować quadkopter, skoro helikopter lub samolot wykonuje pracę, zużywając mniej paliwa. Są również powolne i hałaśliwe.
Należy pamiętać, że „zadaniem” dużych płatowców jest zwykle przenoszenie rzeczy z punktu A do punktu B, podczas gdy „zadaniem” małych, sterowanych komputerowo quadcopterów jest bądź zwinny.
Aby wyjaśnić niektóre odpowiedzi, technologia w dziedzinie napędu rozproszonego zmierza w kierunku systemów, które pozwoliłyby na budowę hybrydowych quadkopterów, które eliminują problemy quadkoptera gazowego i usuwają ograniczenia gęstości energii systemów elektrycznych. Podejrzewam, że w ciągu najbliższych 20-30 lat zobaczymy eksperymentalne quadcoptery na skalę ludzką.
e-Volo twierdzi, że użyje wzmacniacza zasięgu w VC200: http://www.e-volo.com/information/how-long-can-you-fly
Byłem bardzo ciekawy tej technologii i przeprowadziłem małe badania. Mój wniosek jest taki, że jeśli rozważą użycie mikro turbiny Bladon Jets do wytwarzania energii elektrycznej, może to być całkowita wygrana!
Wygląda na to, że najbardziej zaawansowana turbina, jaką mają teraz, ma 50 kW, 40-kilogramową turbinę odrzutową. samochód koncepcyjny: http://www.bladonjets.com/news/bladon-jets-at-the-geneva-motor-show/
Według wikipedii, Volocopter motros zużywają ~ 36 kW (18x2 Kw, patrz E-volo_VC2), co oznacza, że mogą być zasilane bezpośrednio energią elektryczną wytwarzaną przez turbinę bez konieczności stosowania baterii! Oczywiście musi istnieć mały pakiet baterii, który zapewnia bufor energii do bezpiecznej pracy.
Na stronie bladonjets znajduje się również arkusz danych dotyczący zużycia paliwa przez stacjonarną turbinę 12 kW, wynosi 5 litrów / godzinę. Powiedzmy, że ich turbina o mocy 50 kW zużyje 5 razy więcej. Co oznacza, że 50 kg paliwa wystarczy, aby latać vc200 przez co najmniej 2 godziny (a nie 20 minut, jak mówią o czysto elektrycznym e-Volo).
Poza tym całkowita waga systemu to nie to. znacznie przewyższony przez turbinę: 40 kg turbina + 50 kg paliwa + 50 kg podwozia. Cóż, e-volo może już przewozić 2 osoby = 150 kg, prawda? Tak więc istniejący prototyp może podnieść generator w takim stanie, w jakim jest. Silniejsze o 50% silniki (18 * 3 kW = 54 kW) nie stanowią problemu przy uniesieniu kolejnych 150 kg. Chociaż masa całkowita może przekraczać 450 kg - kategoria ultralekkich śmigłowców, ale kto mówi, że specjalnie zaprojektowanej turbiny nie można zintegrować ze strukturą e-volo?
Chodzi mi o to, że technologia istnieje. Po prostu zastosuj wszystko razem, a zrobi rewolucję.
Zostały powiększone - być może nie pod względem wielkości, ale liczby wirników. Jeśli można to zrobić, nie widzę praktycznych ograniczeń w produkcji platformy załogowej z czterema wirnikami.
Sterowalność wydaje się być pewnym problemem, ale może to dlatego, że pilot zamontował mleczną szybę kopuła wokół jego głowy.
Istnieje wiele komentarzy powyżej na temat różnych powodów, dla których quadcopters nie istnieją w pełnym rozmiarze, ale jest jeden, o którym nie wspomniałem. Same quadcoptery wykorzystują 4 wirniki, które mają stały skok (kąt łopat wirnika jest stały i nie zmienia się). Następnie zmienia prędkość różnych silników, aby kontrolować siłę nośną zapewnianą przez każdy wirnik, aby mógł koordynować lot. Na małą skalę można zastosować zarówno silnik elektryczny, jak i dodatkowo bardzo szybko wyregulować prędkość obrotową wirników. W normalnym helikopterze wielkości człowieka wirniki musiałyby być znacznie większe. Po powiększeniu wirników ważą również więcej, co daje im większą bezwładność niż mniejszy silnik. Na przykład w Robinsonie R-22, który ma stosunkowo lekkie wirniki i może przewozić tylko 2 osoby, zajmuje mi około 3-4 minut, aby wirniki przestały się obracać, gdy wyłączę zasilanie (około 30 sekund do minuty, jeśli używam hamulca wirnika). Wraz ze wzrostem rozmiarów i wagi helikoptera problem ten staje się coraz bardziej znaczący. Nie jesteś w stanie szybko dostosować prędkości obracającego się wirnika ze względu na bezwładność, którą ma on w sobie, więc w końcu będziesz musiał dodać coś, co pozwoli Ci kontrolować skok łopatek. Po dodaniu mechanicznej złożoności możliwości kontrolowania skoku łopatek większość zalet konfiguracji quad copter znika i masz znaczące wady (takie jak konieczność zajmowania 4 wirnikami zamiast jednego, bez zalety prostoty mechanicznej).
Jedyną odpowiedzią, która ma znaczenie, jest bezpieczeństwo, ponieważ wszystkie inne stają się nieważne. Zakładając, że wirniki o stałym skoku powodują utratę mocy na wirniku, dojdzie do awarii i rozbije się w niekontrolowany sposób.
Możesz uzyskać większą kontrolę, dodając więcej wirników, ale im więcej wirników dodasz, tym większe prawdopodobieństwo awarii jednego wirnika. Ponadto dla każdego dodanego wirnika stracisz bezwładność obrotową w każdym wirniku, w wyniku czego w przypadku utraty mocy nawet wirniki o skoku zbiorczym nie będą w stanie zapewnić wystarczającej siły nośnej, aby uchronić Cię przed śmiercią z powodu choroby szybkiego zwalniania.
W mojej opinii jest tylko jedna rzecz, która stoi na przeszkodzie tej formie transportu.
Gęstość mocy
W przypadku gaszenia pożarów cięższych od powietrza (służba w kopalniach itp.) istnieją ramy wind z czterema podporami. Te, bez których adaptacji i przypadków użycia można by znaleźć przejażdżki:
Pitchy; trym wymaga pochylenia lub toczenia załogi, lub przynajmniej uderzenia „twardego wierzchowca” ewakuowanego. Blendy; Cztery źródła sieczki, brak specjalnej osłony serwisowej (mocowanie awaryjne, zestaw do lądowania w wodzie itp.) W powietrzu lub bez, lub gwarancja braku dopływu do ziemi. siła nośna jest z zewnętrznego zasięgu łopatek; być może orbita łopatek może zostać zmieniona, aby zoptymalizować wzór? Trudniejsze do utwardzenia serwisowego 3x lub więcej (dla przydatności handlowej, nieważne komercyjne zadanie wojenne. Certyfikat z dwoma silnikami? Przepraszamy.)
Wielowirnikowiec e-volo movie ma ładną białą, pozornie nieobciążoną ramę heli z 2 przednimi elementami, z panelem krosowym DC, bez wirnika ani ogona, a zamiast tego stojak z mniejszymi rekwizytami. Wznosi się w hangarze testowym / bałaganie i nie odwraca się samoczynnie ani nie ewoluuje ... w pewnym momencie przypomina przypadkową partyturę z tego filmu naprawiającego drony, w którym Jony Ive zaprojektował wygląd dronów niszczących ludzkość i brzmi jak wielu fanów; wydajność nie jest najważniejsza w tej produkcji (chociaż baterie z pewnością były na wyciągnięcie ręki). Powinni przynajmniej przyciąć kołowrotek, aby wyglądać na białego kota na pokładzie?
Myślę, że zarówno pojedynczy wirnik, jak i quadcoptery będą spójne, przynajmniej przez jakiś czas. Powody tworzenia załogowych quadkopterów są niezliczone. Quadkopter może być prowadzony jak samochód, podczas gdy prawdziwe helikoptery potrzebują setek godzin lotu, aby pilot mógł je opanować. doprowadzi to do głównego nurtu produkcji i niższych cen produkcji, aby były dostępne dla mas. o użyteczności: quad copter może mieć ostrza ZAMKNIĘTE wewnątrz struktur ochronnych, dzięki czemu ich lot będzie opłacalny w ciasnych obszarach, gdzie drzewa, budynki i słupy w przeciwnym razie zniszczyłyby normalne helikoptery. To sprawia, że quadkopter jest o wiele lepszym wyborem do operacji ratunkowych. prawdopodobnie normalne helikoptery pozostaną lepszym wyborem do operacji długodystansowych i prędkości.
Hałas i Bezpieczeństwo”
Hałas - jeśli mieszkasz w dużym mieście, spójrz przez najbliższe okno na poniższy znak drogowy. Teraz wyobraź sobie wszystkie te samochody (lub przynajmniej połowę) zastąpione latającymi quad-helikopterami wielkości człowieka. Aby zwiększyć skalę, quady będą potrzebować silników tłokowych (lub drogich turbin) i dużych wirników, a jeśli się powiedzie, będą ich dosłownie miliony na niebie nad jakimkolwiek średnim i dużym miastem. Byłby to stały, ogłuszający dron, który znacznie zmniejszyłby żywotność miasta.
Transformator Czarnego Rycerza, o którym wspomniał @menjaraz, jest bardzo, bardzo hałaśliwy, podobnie jak konwencjonalne helikoptery.
Bezpieczeństwo - jeśli nie jesteś wykwalifikowanym pilotem, nie możesz ręcznie obsługiwać samolotu. Oznacza to, że będą musieli być w stanie startować, latać i lądować w pełni zautomatyzowany do miejsca docelowego, nawigować po drodze, komunikować się z innym ruchem i unikać go oraz mieć jakąś interakcję z ATC, wszystko to za Ciebie ).
Oba te problemy są do pokonania, ale będą wymagały znacznego R&D, co oznacza inwestowanie dużych dolarów w chwiejną gospodarkę. A kto kupi te wszystkie wielomilionowe maszyny?
TL; DR : Ograniczenia quadów na skalę ludzką są przede wszystkim ekonomiczne, regulacyjne i środowiskowe, ale są one znaczące ograniczenia.