Wie mache ich Quadcopter realisierbar?

Quadcopter sind cool, ich glaube nicht, dass das jemand widerlegen kann. Während Drohnen eine vereinfachte, langweilige Version ihres Designs verwenden, werden diese Versionen oft in Science-Fiction verwendet, aber ist dieses leistungsstarke, fliegende Fahrzeug machbar?

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ist der Quadrocopter realistisch? Wenn nicht, was muss ich tun, damit es möglich ist? Warum sollte ein Militär es seinen Kollegen vorziehen?

Die Rotorblätter sind viel zu klein! +1 zu Azuron auf dem Link. Das fasst es perfekt zusammen.
Hier ist eine , die wie dein Bild aussieht. Es hob ab wie ein Quadcopter, kippte dann aber die Rotoren, um wie ein Propellerflugzeug zu fliegen. Leider wurde ein langweiligeres, aber letztendlich überlegenes Design für den Militärdienst zugelassen.
Dies ist eher ein Kipprotorflugzeug als ein Quadcopter. Im Flug drehen sich die Triebwerksgondeln und die Rotoren werden zu Propellern. Die Reichweite und Nutzlast eines solchen Fahrzeugs wäre durch die Notwendigkeit einer umfangreichen Querwelle eingeschränkt, um zu verhindern, dass es abstürzt, wenn ein Motor ausfällt, und es wäre auch ziemlich teuer zu bauen und zu betreiben.
Ein Quad-Copter würde wahrscheinlich zum Heben militärischer Dinge verwendet werden, anstatt tatsächlich auf dem Schlachtfeld zu sein. Ziemlich ähnlich dem en.wikipedia.org/wiki/Boeing_CH-47_Chinook , es ist wahrscheinlich einfach zu teuer, einen Quadrocopter für den Kampf anstelle eines normalen Hubschraubers wie dem Apache bauen zu müssen.
Wie googelt man nach ihnen, ohne sich meterweit durch Drohnen waten zu müssen?
Was passiert, wenn einer der Rotoren stirbt? Instabilität gefolgt von feurigem Tod?
@Pete über die Sache, die passieren würde, wenn ein Hubschrauberrotor sterben würde, vielleicht ein bisschen besser.

Antworten (4)

Der Maßstab des Modells in Ihrem Bild ist nicht sehr realistisch. Bei dieser Größe ist es effizienter, zwei Rotoren zu haben, wie beim V-22 Osprey.

Damit vier Rotoren realisierbar sind, bräuchte man einen viel größeren Flugzeugrumpf, sodass die vier Rotoren zur Stabilisierung benötigt werden. Ich bin kein Luftfahrtingenieur, aber ich vermute, dass der Grund, warum Drohnen Quad-Rotoren verwenden, darin besteht, dass sie sich mehr um Stabilität und einfache Steuerung kümmern als um effiziente Gewichts-Schub-Verhältnisse.

Ein schweres Frachtflugzeug mit vier Rotoren wäre ziemlich cool, wenn es eine vernünftige universelle Rechtfertigung dafür gäbe, eine VTO / L-Version der C-5 Galaxy zu wollen.

Quadcopter sind sehr instabil. Sie benötigen einen Computer, um stabil zu bleiben, und profitieren von ihrer Instabilität, da dies schnelle Reaktionen ermöglicht, vorausgesetzt, Ihre Motoren oder Getriebe können schnell reagieren.
Ach, das macht Sinn. Ich denke, es ist der Controller, der sie in diesem Fall stabil hält. Mir wurde immer gesagt, dass alle Drehflügler von Natur aus instabil seien, ich hatte angenommen, dass mehr Rotoren mehr "Steuerflächen" und damit mehr Fähigkeit für den Piloten bedeuten würden, das Fahrzeug zu stabilisieren.

Nein, denn Direktaufzug ist teuer und das Quadratwürfelgesetz

Erstens ist direkter Auftrieb - dh Ihre Motoren liefern direkt eine nach oben gerichtete Kraft - immer "teuer", da viel Kraftstoff / Motorleistung benötigt wird, um ihn zu erreichen. Indirekter Auftrieb, beispielsweise durch die Verwendung von Tragflächen / Flügeln, ist viel billiger und effizienter.

Der "einzige" Nachteil des indirekten Auftriebs ist, dass Sie einen ausgedehnten Streifen geeigneten Landes als Start- und Landebahn benötigen.

Zweitens bedeutet das Square-Cube-Gesetz , dass kleine Quad-Copter nicht zu großen Ditos werden.

Allgemein gesagt bedeutet das Quadrat-Würfel-Gesetz, dass, wenn Sie etwas in der Größe vergrößern – dh Breite, Höhe und Tiefe im gleichen Verhältnis vergrößern oder verkleinern – dann alle Oberflächenbereiche um das Quadrat der Änderung zunehmen, aber das Volumen und daher die Gewichtszunahme durch den Würfel.

Wenn Sie also etwas verdoppeln (mit 2 multiplizieren), erhöhen sich alle Oberflächenbereiche um den Faktor 2 zum Quadrat, dh 2 2 = 4 , aber sein Gewicht wird um 2 Kubik zunehmen, das heißt 2 2 2 = 8 .

Dies ist ein Problem für Drehflügler, da die direkte Auftriebskraft, die ein Drehflügler zum Starten und Landen benötigt, ungefähr proportional zur Oberfläche der Rotorscheibe ist . Aber die Oberfläche nimmt nur um das Quadrat der Waage zu, während das Gewicht und damit die zu überwindende Gravitationskraft um die Kubik der Waage zunimmt.

Selbst wenn ein kleiner Quadkopter problemlos abheben kann, wird ein großer zu schwach sein.

Senkrechte Starts und Landungen werden eifrig gesucht, seit der Zweite Weltkrieg gezeigt hat, dass die Dinge, die Sie "Flugplätze" nennen, Ihr Feind "riesige, unbewegliche Ziele" nennt; sie sind Bombenmagnete. Und ja, der Hubschrauber kann VTOL erreichen, hurra! Aber in allen anderen Bereichen, in denen Starrflügelflugzeuge gut sind, fehlt es dem Helikopter generell: Geschwindigkeit, Frachtkapazität, Ausdauer.

Leider gilt dies auch für Quad-Copter. Und es wird nicht besser, wenn man bedenkt, dass das Quad alle Rotoren zum Drehen und Synchrondrehen braucht, um über Wasser zu bleiben und nicht spektakulär heftig umzukippen .

Was ist mit einer viel dickeren Atmosphäre oder einer leichteren Schwerkraft, die eine erdähnliche atmosphärische Dichte hat?
Ihr Video zeigt einen Absturz mit einer anderen Ursache. Dieser spezielle war auf (fälschlicherweise) vertauschte Steuerverkabelung und fehlendes richtiges Training zurückzuführen.

Das Hauptproblem besteht darin, dass der Auftrieb proportional zu der von den Rotoren überstrichenen Fläche ist.

Dies macht die meisten Quad-Copter-Konfigurationen weniger leistungsstark als ein Hubschrauber der gleichen Größe. In Ihrem Bild sehen Sie eine große Lücke zwischen den Rotoren über der Mitte des Fahrzeugs. Wenn Sie einen einzigen, viel größeren Rotor hätten, könnten Sie mehr Auftrieb erzeugen.

Eine Möglichkeit, dies zu tun, ist das Triquad- Design, das Ihnen die große Rotorfläche, aber einfache Rotormotoren eines Quadcopters bietet.

Es gibt zwei Hauptprobleme mit dem von Ihnen geposteten Bild, eines, bei dem die "Flügel" nicht kippen. das würde 1/5 des Schubs wegnehmen, den du brauchst. Wenn die Flügel geneigt waren, haben Sie diese Blockierkraft nicht.

Zweitens ist die Reaktionszeit eines Motors zu langsam, der Computer, der die Stabilität steuert, führt etwa 1000 Berechnungen pro Sekunde durch, und viele „kleinere Modell“-Drohnen, die Motoren anstelle von Motoren verwenden, haben große Probleme in diesem speziellen Bereich. Der Wechsel von Motoren zu Motoren würde dieses Problem lösen.

Was die Leistung betrifft, so würde die Herstellung eines Quad-Copters mit Rotorblättern mit variabler Steigung wie bei Hubschraubern und Flugzeugen die Leistung erheblich steigern, aber dies ist eine große Herausforderung bei Modellen in der Größe 250-500 mm.

Die Propellergröße hat viel mit der Motordrehzahl und der Propellersteigung zu tun. Im Gegensatz zu dem, was Steve in den Kommentaren erwähnt, dürfen die Propeller nicht zu klein sein, kleine Propeller erhöhen die Wendigkeit und Beschleunigung, aber auf Kosten des Kraftstoffverbrauchs, wobei größere Propeller (je nach Steigung) die Flugzeit und / oder die Höchstgeschwindigkeit erhöhen. (Stellen Sie sich kleinere oder größere Räder an einem Auto vor)