مروحة الطائرات بدون طيار: العمل والمواد والأنواع والأحجام والمزايا والعيوب وتطبيقاتها

الطائرة بدون طيار هي طائرة بدون طيار (مركبة جوية غير طبيعية) يمكنها الطيران إما عن بُعد أو مستقلًا مع خطط الطيران التي تسيطر عليها البرمجيات الخاصة بها أنظمة مضمنة . يمكن أن تُعرف هذه أيضًا بأنظمة الطائرات غير المأهولة أو الروبوتات الطيران ، وتستخدم لأغراض مختلفة مثل التصوير ، وتقديم الحزم ، والمراقبة ، وما إلى ذلك. يمكن أن تعمل مع أ مع أ GPS (نظام تحديد المواقع العالمي) أو مستشعرات على متن الطائرة. مصنوعة بدون طيار بمكونات مختلفة مثل ESCS (وحدات تحكم السرعة الإلكترونية) ، وحدات GPS ، وحدات التحكم في الطيران ، المراوح والهوائي والبطاريات والكاميرات والمستقبلات ، أجهزة استشعار ، gimbals ، أجهزة الاستقبال ، إلخ. هذه المقالة توضح على أ مروحة الطائرات بدون طيار ، عملها ، وتطبيقاتها.

ما هو مروحة الطائرات بدون طيار؟

مروحة الطائرات بدون طيار هي مروحة دوارة أو شفرة غزل متصلة بمحرك ينتج عن الرفع والدفع من خلال السماح للطائرة بدون طيار بالطيران والمناورة والتحوم. تخلق شفرات الغزل اختلافات في ضغط الهواء ، مما يسمح للطائرة بدون طيار بالتحرك والصعود والهبوط في اتجاهات مختلفة.

تشبه أشكال شفرة المروحة الأجنحة ، والتي تساعد في التفاعل مع الهواء. بينما يدور المحرك المروحة ، تدفع الشفرات الهواء لأسفل ، مما يولد كل من الرفع والدفع. تتيح قوة رد الفعل هذه بموجب القانون الثالث لنيوتن الطائرة بدون طيار من الصعود أو التحوم أو التحرك في اتجاهات مختلفة. وبالتالي ، فإن المراوح ضرورية للرحلة الخاضعة للرقابة والمستقرة. مراوح الطائرات بدون طيار مهمة عناصر في كليهما متعدد النهر الطائرات بدون طيار والجناح الثابت الطائرات بدون طيار . بحيث يمكن لهذه المكونات التحكم ، وتنتج التوجه والرفع الذي يختلف على نطاق واسع في المواد والتصميم والأبعاد بناءً على التطبيق.

كيف تعمل مروحة الطائرات بدون طيار؟

يعمل مروحة الطائرات بدون طيار باستخدام قوة المحرك للتدوير. كلما كان ضغط الهواء أسفل المراوح مرتفعًا ، ستبدأ الطائرة بدون طيار. بدلاً من رفع الطائرة بدون طيار ، يدفع الغزل أيضًا إلى الأمام ويثبت الطائرة بدون طيار. بشكل عام ، تعمل المراوح مع قوى الرفع والدفع. لذلك تكون هذه المكونات المهمة عرضة للحفاظ على توازن الطائرات بدون طيار. بالإضافة إلى ذلك ، يساعد ترتيبها بشكل أساسي في الحفاظ على الديناميكا الهوائية للطائرات بدون طيار.

علاوة على ذلك ، تتوفر المراوح بأشكال وأحجام ومواد وألوان مختلفة ، بناءً على نوع الطائرات بدون طيار. الأهم من ذلك ، أن الشركات المصنعة تقرر العدد الدقيق للشفرات والمراوح لأنواع مختلفة من الطائرات بدون طيار. بشكل عام ، تتوفر مراوح الطائرات بدون طيار مع ما لا يقل عن 2 إلى 4 شفرات لتحقيق التوازن. إذا كانت شفرات المروحة أكثر ، فستكون قوة الرفع أعلى للدوران.  بشكل عام ، تزيد المزيد من الشفرات من الدفع ولكنها يمكن أن تقلل من كفاءة الطائرات بدون طيار. أخيرًا ، تمكن الشفرات من الدفع بناءً على الزاوية. وبهذه الطريقة ، يمكن للطائرة بدون طيار التعامل مع ضغط السحب.

مواد

عادة ما يتم تصنيع مروحة الطائرات بدون طيار بألياف الكربون أو الخشب أو البلاستيك. يوفر مروحة ألياف الكربون توازنًا جيدًا في الخفة والقوة. المروحة الخشبية هي خيار متخصص لتطبيقات معينة. مراوح البلاستيك بأسعار معقولة والأكثر شيوعا. ومع ذلك ، يمكن أن تكون أقل قوة مقارنة بالمواد الأخرى.

مراوح البلاستيك

هذه هي مراوح غير مكلفة ومتاحة على نطاق واسع. ومع ذلك ، فهذه خفيفة الوزن ، فهي أقل قوة وعرضة للكسر أو الانحناء في حوادث. النوع البلاستيكي الشائع المستخدم هو البولي ، وهو معروف بمرونته ومرونته.

ألياف الكربون

هذه المراوح معروفة جيدًا بسبب نسبة القوة إلى الوزن الأعلى ، مما يجعلها مثالية للطائرات بدون طيار عالية الأداء. لذلك فهي أخف وزنا وأكثر صلابة مقارنة بالبلاستيك ، والتي توفر الدقة والكفاءة الأفضل ، ومع ذلك ، فهي أيضًا أكثر تكلفة ويمكن أن تكون أكثر حساسية.

خشب

هذه خيار أكثر ملاءمة ، يستخدم بشكل متكرر في الطائرات بدون طيار متخصصة أو أكبر. يمكن أن يكون هذا أكثر هدوءًا أو ديناميكيًا مقارنةً بألياف الكربون أو البلاستيك. ومع ذلك ، فهذه هي أكثر حساسية أو أثقل في درجة الحرارة والرطوبة.

مواد أخرى

يمكن أيضًا تصميم مراوح الطائرات بدون طيار مع مواد أخرى مثل المواد المركبة والألياف الزجاجية ، والتي توفر مجموعة من الخصائص وخصائص الأداء.

أنواع مراوح الطائرات بدون طيار

هناك أنواع مختلفة من مراوح الطائرات بدون طيار ، والتي تمت مناقشتها أدناه.

مراوح النغمة الثابتة

مراوح النغمة الثابتة هي النوع الأكثر استخدامًا في الأنواع المدى والمتوسط ​​من الطائرات بدون طيار ، والتي تحتوي على زاوية شفرة ثابتة ؛ وبالتالي ، لا يمكن تعديلها في الرحلة. هذه عادة ما تكون فعالة من حيث التكلفة وخفيفة الوزن ، والتي توفر توازنًا بين كفاءة الرفع وكفاءة الطاقة. لذلك ، يتم استخدام مراوح النغمة الثابتة في التصوير بالفيديو ، ورحلات الطائرات بدون طيار الترفيهية ، والتصوير الجوي العام ، إلخ.

مراوح المتغير

وتسمى هذه أيضا مراوح قابلة للتحكم أو مراوح قابلة للتعديل ، والتي توفر فائدة كبيرة على مراوح النغمة الثابتة. تسمح هذه الأنواع من المراوح لوحدة التحكم في الطيران بتغيير زاوية الشفرة أثناء الرحلة لتحسين القدرة على المناورة والأداء. تشمل تطبيقات مراوح البوتور المتغيرة الطائرات بدون طيار من الدرجة المهنية لأنها توفر استقرارًا أفضل ، تحكم ، ويمكنها التكيف مع ظروف الطيران المتغيرة.

مراوح قابلة للطي

تم تصميم المراوح القابلة للطي بشكل رئيسي لتحسين الراحة وقابلية النقل. يتم طي هذه المراوح كلما لم يتم استخدام الطائرة بدون طيار ، مما يقلل من الحجم الكلي لتسهيل التحرك. تتضمن تطبيقات هؤلاء المراوح طائرات بدون طيار قابلة للطي ، والتي تتيح للمستخدمين حملهم في حالات صغيرة أو حقائب الظهر دون وجود مراوح.

مراوح مضيعة للذات

يشار إلى المراوح التي تدقق ذاتيا على أنها مراوح ذاتية أو مُصحبة سريعة ، والتي يتم استخدامها على طائرات DJI Phantom 3. يمكن توصيل هذه المراوح وفصلها بسهولة من محرك المحرك للطائرة بدون طيار ، مما يزيل متطلبات التشديد اليدوي. توفر هذه الطائرات بدون طيار الراحة لكفاءة الطيران عن طريق تقليل السحب وتطوير الرفع. يشتهر هؤلاء المراوحون جدًا في الطائرات بدون طيار المستهلكين ، مما يجعل من الأسهل وأسرع للمستخدمين الحصول على طائرات بدون طيار في الهواء.

مراوح الدوران المضاد

يشار أيضًا إلى مراوح الدوران المضاد على أنها أنظمة محورية أو مزدوجة ، وتستخدم في تصميمات محددة للطائرات بدون طيار. تتضمن هذه المراوح مجموعتين من الشفرات التي تتحول في اتجاهات عكسية على محور مماثل. يساعد تصميمه المضاد في تعويض عزم الدوران الذي تم إنشاؤه بواسطة كل مروحة ، مما يؤدي إلى انخفاض القوى الدوارة والاستقرار الأفضل. تتضمن تطبيقات مراوح الدوران المضاد طائرات بدون طيار تستخدم لتحميلات ثقيلة أو التطبيقات الصناعية.

كيف تختار مروحة الطائرات بدون طيار؟

يعتمد تحديد مروحة الطائرات بدون طيار الصحيحة بشكل أساسي على عوامل مختلفة ، والتي تشمل ما يلي.

• حجم وملعب المروحة.
• عدد الشفرات.
• مادة المروحة.
• ألياف الكربون
• نسبة الدفع إلى الوزن:
• خصائص الرحلة:
• الدفع والكفاءة:
• الحمولة والتطبيق:
• توافق المحرك.
• المواد والمتانة.
• أنظمة.
• السرعة والضوضاء والمتانة.
• موازنة.
• يكلف.
• وزن.

أحجام المروحة بدون طيار

وتناقش أحجام مروحة الطائرات بدون طيار مختلفة أدناه.

الحجم الصغير

حجم مروحة Micro Drone أقل من 3 بوصات ، وهو مناسب للطائرات بدون طيار كاميرا نانو أو Quadcopters بحجم النخيل. هذه خفيفة الوزن للغاية ومصممة بمواد بلاستيكية آمنة. تم العثور على مراوح الطائرات بدون طيار تحت 1 إلى اثنين من الأقطار في سلسلة TinyWhoop الشهيرة لتعلم FPV أو أساليب سباق الشخص الأول. لذلك ، يمكن العثور على مراوح ذات أحجام فرعية على المتسابقين السريع للفرشاة الصغرى بشكل رئيسي لتحقيق أقصى قدر من الرشاقة.

حجم صغير

يتراوح حجم مراوح الطائرات بدون طيار الصغيرة من 3 إلى 5 بوصات ، وهو الحجم المثالي لتحقيق التوازن بين الاستقرار ، وقابلية المناورة ، والكفاءة ضمن عامل شكل خفيف الوزن. يتم استخدام هذه المراوح الحجم في quadcopters Mini-Race. تبدأ هذه المراوح في إنتاج قوة دفع ذات معنى أقل بقليل من خمس بوصات ، وخاصة للطائرات بدون طيار كاميرا صغيرة تشبه DJI Mavic Mini.

متوسط ​​الحجم

تتراوح أحجام مروحة الطائرات بدون طيار من 6 إلى 8 بوصات ، مما يوفر قدرة رفع كبيرة للطائرات بدون طيار للتصوير الجوي متوسطة الحجم. تحمل هذه الطائرات بدون طيار كاميرا مضغوطة بدون مرآة ومثبتات gimbal ذات 3 محاور. في ظروف النافذة الحالية ، فإنه يتيح التقاط الفيديو السلس للغاية وتحوم الدراسة المستمرة. تستخدم معظم الطائرات بدون طيار من ستة إلى سبع بوصات دوارات منخفضة النغمة بشكل أساسي لتحقيق الاستقرار الأمثل ، ووقت رحلتهم من 16 إلى 20 دقيقة بتهمة واحدة.

حجم كبير

يبلغ حجم مروحة الطائرات بدون طيار عشر بوصات ، يستخدم في الطائرات بدون طيار لصنع الأفلام التي ترفع كاميرات السينما الاحترافية أو DSLRs داخل جبل gimbal المستقر. قدرة الرفع المطلوبة و عزم الدوران الطلب على مجموعات المروحة عالية النغمة ، والتي تسمح لفرق الإنتاج بالحصول على لقطات جوية كاسحة. لذلك ، يوفر تكامل الأنظمة متعددة الدورات مع دعم معدات الهبوط قاعة رأس حمولة للملحقات المختلفة.

الملعب والقطر

في نهاية المطاف ، تقرر هذان المواصفان مدى ارتفاع قوة الدفع التي يمكن أن تنتجها دعامة الغزل. لذلك يجب أن تكون هذه متوازنة بشكل صحيح لتوليد قدرة رفع كافية للطيران الأمامي وحوم الزخم.

الملعب هو المسافة النظرية بحجم اللدغة المقطوعة في جميع أنحاء الهواء مع كل دقة كاملة إذا تم إسقاط شريحة ثنائية الأبعاد أفقياً. يمكن تضمين الدعائم الطائرات بدون طيار ثابتة في القالب في القالب ، بشكل دائم. تصل شفرات الدعامة إلى رفع رأسي أعلى بزاوية أعلى للملعب للكتلة المتصلة عند سرعات دورة في الدقيقة السفلية. ولكن ، تستخدم الطائرات بدون طيار تقليدية الدعائم أقل زاوية في الملعب بشكل رئيسي لاستقرار الرحلة.

Pitch Propeller Pitch هي زاوية الشفرة التي تحدد الطاقة التي يمكن أن يولدها المروحة. عندما يكون لدى مراوح الطائرات بدون طيار درجة أعلى ، فإنها تولد المزيد من الدفع ولكنها تحتاج إلى مزيد من الطاقة ، في حين أن مراوح النغمة المنخفضة تولد قوة دفع منخفضة ولكنها تحتاج إلى قوة أقل.

القطر هو الحجم الشامل للطائرة بدون طيار المروحة ، والتي يتم قياسها بالميلم أو بوصة. كلما كانت مساحة سطح مروحة الطائرات بدون طيار أكبر وتعرض لتدفق الهواء ، فإن الدفع سيكون له مستويات أعلى. يمكن أيضًا تعريف الملعب على أنه مقياس لمدى البعيدة للمروحة للمضي قدمًا من الناحية النظرية داخل ثورة واحدة.

صيانة المروحة الطائرات بدون طيار

يمكن إجراء صيانة مروحة الطائرات بدون طيار من خلال التنظيف المنتظم ، والاستبدال في الوقت المناسب ، والتفتيش لضمان رحلة آمنة وفعالة. ينظيف المروحة يزيل النفايات بينما يتحقق الفحص من الأضرار مثل التزييف أو الشقوق. يجب أن يحدث استبداله بشكل دوري دون ضرر يمكن ملاحظته ، اعتمادًا على ساعات الطيران أو توصيات الشركة المصنعة.

تنظيف

• يجب تنظيف المروحة المسح بقطعة قماش جافة أو ناعمة للتخلص من الأوساخ والحطام والغبار.
• يجب استخدام فرشاة الأسنان للأوساخ العنيدة. خلاف ذلك ، الكحول الأيزوبروبيل.
• يتم استخدام الهواء المضغوط للتخلص من الحطام من التروس المروحة والمركز.

تقتيش

• تحقق من المراوح بصريًا قبل كل رحلة للرقائق أو الانحناءات أو الشقوق. إذا تم العثور على أي استراحة ، فقم بتغيير المراوح على الفور.
• تأكد من تثبيت المراوح بشكل صحيح وأن البراغي ثابتة.
• اقلب كل مروحة للتأكد من أنها تتحول بحرية دون الطحن أو المقاومة.

استبدال

• يجب استبدال مراوح الطائرات بدون طيار على الفور إذا كانت عازمة أو تضررت أو تقطيعها أو تصدعها.
• استبدل مراوح الطائرات بدون طيار بعد بعض وقت الرحلة الثابتة ، وإلا كل عام.
• استبدل المراوح دائمًا في أزواج للتأكد من أن كلا الشفرتين من نفس الحزمة.

مزايا وعيوب

تشمل مزايا مروحة الطائرات بدون طيار ما يلي.

• يوفر مروحة الطائرات بدون طيار العديد من الفوائد ، مما يسمح بالطيران ، وتوفير الكفاءة ، وتحسين الاستقرار ، وتوليد التوجه.
• يقومون بتحويل الطاقة الدوارة إلى دفع من المحرك عن طريق السماح للطائرات بدون طيار بالتحوم أو المناورة أو الرفع.
• توفر مراوح الطائرات بدون طيار مزايا فريدة ، والتي تشمل الاستقرار ، وتقليل الضوضاء ، وزيادة الكفاءة ، إلخ.
• ترتبط هذه بشكل أساسي بالاستقرار ، وسعة الحمولة ، والكفاءة ، إلخ.
• أنها تسمح القدرة على المناورة ، وأداء الرحلة بشكل عام ، والرفع.

تشمل عيوب مروحة الطائرات بدون طيار ما يلي.

• قد تواجه مراوح الطائرات بدون طيار تطورًا أقل من الإجهاد ، مما يؤثر على كفاءة الطيران على خلق الضوضاء.
• الطائرات بدون طيار أحادية الدوران معقدة ونابضة بالحياة ، مما يجعلها أقل استقرارًا.
• مراوح الطائرات بدون طيار محذقة باهظة الثمن ويصعب إنتاجها.
• يمكن أن يؤدي اختيار المروحة غير السليم إلى ضعف الأداء ، وانخفاض وقت الرحلة ، وعدم الاستقرار ، إلخ.

التطبيقات

وتناقش تطبيقات مروحة الطائرات بدون طيار أدناه.

• يعد مروحة الطائرات بدون طيار مكونًا مهمًا يستخدم في الطائرات بدون طيار لإنتاج الرفع ، وقابلية المناورة ، والتوجه.
• هذه هي أمر حاسم في الطائرات بدون طيار التي تتحرك ، تحوم ، وترفع في اتجاهات مختلفة.
• هذه هي الآليات الرئيسية لإنتاج الرفع والتوجه عن طريق السماح للطائرات بدون طيار بالطيران.
• أنها تسمح للطائرات بدون طيار لضبط الدوران والاتجاه وتنفيذ المناورات الأخرى.
• أنها تسهم في استقرار الطائرات بدون طيار ، والتي تحافظ على السيطرة طوال الرحلة.
• يتم استخدام المراوح الكبيرة في كثير من الأحيان في الطائرات بدون طيار التي تحمل حمولات ثقل ضمن خدمات التوصيل.
• وتستخدم هذه في أنواع مختلفة من الطائرات بدون طيار مثل Multirotors و VTOL بدون طيار وطائرات بدون طيار الثابتة.
• يعد اختيار المروحة ضروريًا لتحسين أداء الطائرات بدون طيار في تطبيقات معينة مثل التصوير الجوي أو توصيل البضائع أو السباق.

وهكذا ، هذا هو نظرة عامة على الطائرة بدون طيار المروحة ، وهو مكون مهم في نظام الطيران للطائرات بدون طيار. لذلك في أداء الطائرة بدون طيار ، تلعب العديد من العوامل دورًا رئيسيًا ، مثل الملعب والحجم والمواد وعدد الشفرات. يمكن أن تساعد معرفة أنواعها والاستبدال والمواصفات الطيارين من الطائرات بدون طيار على اختيار المراوح المناسبة لمتطلباتها المحددة لضمان تجربة طيران آمنة ومستمرة. هذا سؤال لك: ما هو الطائرات بدون طيار؟