waarom propellor niet voorwaarts?(quadcopter)

DeVlieg

DeVlieg

Hoi allemaal,

Een beginner vraagje betreft quadcopter die ik niet heb kunnen vinden hier (na 1 x zoeken :-))
Vraagje,

Waarom wijst de motor/ propellor niet naar de vliegrichting van de drone?
Je zou efficienter omgaan met verbruik en sneller kunnen zijn dan propellors die omhoog wijzen?

Grtx,
 
Bij een "gewoon" vliegtuig wijst de propeller in de vliegrichting. De propeller zorgt uitsluitend voor trekkracht en dus voorwaardse snelheid. De vleugels zorgen voor draagkracht.

Een multicopter heeft geen vleugels die draagkracht leveren. Die taak is voor de naar boven staande propellers. Een beetje vergelijkbaar met de rotor van een helikopter. Een multicopter krijgt snelheid door deze een beetje in de vliegrichting te kantelen.
 
Een quadcopter heeft geen vleugel die de draagkracht leveren om het vliegtuig in de lucht te houden. Een helicopter heeft ook geen (vaste) vleugel maar een hele grote propeller die de benodigde draagkracht levert.
Een quadcopter heeft 4 kleine propellertjes die samen voldoende draagkracht leveren om het vliegtuig op te tillen en in de lucht te houden.
Door de achterste twee ietsje sneller te laten draaien komt de achterkant omhoog en zal de quad naar voren "vallen". Hierdoor gaat de quad voorwaarts. Maar dat kan net zo goed naar achteren of naar links of rechts zijn.
 
DeVlieg zei:
Je zou efficienter omgaan met verbruik en sneller kunnen zijn dan propellors die omhoog wijzen?
Klik om te vergroten...

Dat is inderdaad waar, maar je kunt ze maar een klein beetje kantelen want de quad moet ook voldoende lift houden, opgewekt met de propellers. De verbeterde efficiency zit hem in het feit dat als je alleen de props kantelt, je minder luchtweerstand hebt dan wanneer je de hele quad kantelt. Maar ik denk dat je maar een heel klein beetje energie wint op deze manier en ook alleen maar als je doet aan racing.

Martin
 
Waar je als heli- of multicopterpiloot in het begin moet aan wennen is het feit dat een vliegtuig steeds voorwaarts MOET bewegen om te vliegen. Bij vliegtuigen wordt die voorwaartse beweging omgezet naar draagkracht, lift (prophangende vliegtuigen even buiten beschouwing gelaten). Zonder die voorwaartse beweging, geen lift, en dus niet vliegen. Het vliegtuig is steeds (min of meer) in de vliegrichting georienteerd met de neus vooraan en de staart achteraan.

Heli's en multicopters kunnen stilhangen (en bijkomstig vanuit die positie in eerder welke richting wegvliegen). Die mogelijkheid kan voordelig zijn (het feit dat 1:1 heli's ontwikkeld zijn met die bedoeling bewijst de nood aan die functionaliteit, ondanks de nadelen die eraan verbonden zijn - hoge onderhoudskost, hoge complexiteit, lagere efficientie, ...) Wanneer je alle props van een multicopter in één bepaalde richting gaat kantelen dan lukt het niet meer om stil te hangen. Zodra de motoren beginnen draaien, zal er altijd een voorwaartse beweging ontstaan. Kantel je de 4 props van een quadcopter elk afzonderlijk naar voor (dus in 4 verschillende richtingen), dan wordt het stilhangen minder efficiënt (meer energieverbruik, grotere mechanische belasting van de structuur).

De meest efficiënte manier om stil te hangen is de props recht omhoog te oriënteren. Aangezien het de bedoeling is van luchtvaartuigen om ook rond te vliegen worden props gekantelt, of worden de toerentallen van bepaalde omhoog georienteerde props gewijzigd. Maar de meest efficiënte manier om rond te vliegen is vliegen mbv een vaste vleugel, alleen zit in dat geval stilhangen er niet in. Het is dus een kwestie van afwegen.
 
Fijn, bedankt iedereen voor de duidelijke uitleg,
Veel dingen klinkt me ook wel logisch en bekend in de oren, als je zo zoń quadcopter bekijkt qua ontwerp vond ik het steeds vreemder dat de propellors naar boven "kijken",
Het zou veel meer voor de hand liggen volgens mij de motoren te kantelen naar de vliegrichting, als je maar snel genoeg vliegt val je niet naar beneden en als je stil wilt hangen dan zou de propellors i.d.d. naar boven moeten kijken?
Een volgende stap hierop zou zijn om niet 4 maar 1 motor te gebruiken, we zijn tenslot Nederlanders en die staan bekend als zuiniger dan een Schot?, :)

Misschien dat dit al bestaat als gyrocopter maar dan ook als drone uitvoering?

Ik voor me zelf denk nog (steeds) na over om 1 motor in een magnetisch veld in het midden van een bol te laten hangen/zweven en om d.m.v. het stroom te regelen het magnetisch veld cq de richting te bepalen waar motor naar wijst, als dit met een propellor motor werkt zou het met een straalmotor uiteraard nog sneller gaan?
Treinen rijden op soortgelijk manier al 400 km per uur:rolleyes:
 
Laatst bewerkt:
Een multicopter heeft ten minste 4 motoren en propellers om te kunnen stabiliseren en van positie te kunnen veranderen. Dat gebeurd door motortoerentallen onderling te variëren. Bovendien draaien niet alle propellers in dezelfde richting.

Je idee kent een paar probleempjes... In de eerste plaats zou een "vliegtoestel" met één motor en propeller om zijn eigen as gaan draaien. Een helikopter heeft ook (meestal) één rotor maar heeft om het roteren om de eigen as te voorkomen een staartrotor.

Een draaiende propeller gedraagt zich als een gyroscoop. als je daar de positie van wilt veranderen, zal die dat tegen werken. De bol onder de rotor zal van positie veranderen, maar niet de rotor.
 
DeVlieg zei:
Het zou veel meer voor de hand liggen volgens mij de motoren te kantelen naar de vliegrichting, als je maar snel genoeg vliegt val je niet naar beneden en als je stil wilt hangen dan zou de propellors i.d.d. naar boven moeten kijken?
Een volgende stap hierop zou zijn om niet 4 maar 1 motor te gebruiken, we zijn tenslot Nederlanders en die staan bekend als zuiniger dan een Schot?, :)
Klik om te vergroten...

Zoiets bestaat al, en heeft zelfs een naam: fixed pitch heli's. Lift wordt gegenereerd door 1 rotor (grote prop) trager of sneller te doen draaien. Door de hele rotor te laten kantelen gaat ie een bepaalde richting op.

Voor zover ik op hoogte ben worden fixed pitch heli's niet (meer) in de 1:1 vliegrij toegepast, maar wel in de modelvliegerij (als opstap naar de zgn. collective pitch heli's).

Wat N.P.S. al zei, met 1 rotor zal je nooit het effect van actie = reactie kunnen tegengaan. Met 2 rotors (of meer) kan dat wel. Een Boeing CH47 Chinook is een voorbeeld van een heli met dubbele rotor (die heeft dus geen zgn. hekrotor)

Een van de problemen van een fixed pitch heli is de orientatie om de topas mooi gestabiliseerd te krijgen (t.g.v. de inertie van de draaiende hoofdrotor). Met afzonderlijke motoren voor hoofdrotor en hekrotor of afzonderlijke motoren voor de verschillende hoofdrotoren is dat redelijkerwijs onder controle te krijgen met een elktronische sturing. Met 1 motor voor alle rotoren/props krijg je te maken met variabele overbrengingen.

Ik schat dat verschillende afzonderlijke motoren en een elektronische sturing goedkoper, onderhoudsvriendelijker en bedrijfszekerder is dan 1 motor met verschillende mechanische overbrengingen.
 
Laatst bewerkt:
DeVlieg zei:
Ik voor me zelf denk nog (steeds) na over om 1 motor in een magnetisch veld in het midden van een bol te laten hangen/zweven en om d.m.v. het stroom te regelen het magnetisch veld cq de richting te bepalen waar motor naar wijst, als dit met een propellor motor werkt zou het met een straalmotor uiteraard nog sneller gaan?
Treinen rijden op soortgelijk manier al 400 km per uur:rolleyes:
Klik om te vergroten...

Een trein die zweeft in een magnetisch veld heeft helemaal geen motor maar wordt voortbewogen omdat het magnetisch veld zich aanpast aan de positie van de trein. Over dat "zweven" moet je je niet teveel voorstellen; het is maar een paar cm. Net genoeg om zonder wrijving met de rails te kunnen rijden. Je kunt op deze manier ook een "drone" laten vliegen, maar die uitvinding is er al (magneetzweeftrein ;)).

Martin
 
N.P.S. zei:
Een multicopter heeft ten minste 4 motoren en propellers om te kunnen stabiliseren en van positie te kunnen veranderen. Dat gebeurd door motortoerentallen onderling te variëren. Bovendien draaien niet alle propellers in dezelfde richting.

Je idee kent een paar probleempjes... In de eerste plaats zou een "vliegtoestel" met één motor en propeller om zijn eigen as gaan draaien. Een helikopter heeft ook (meestal) één rotor maar heeft om het roteren om de eigen as te voorkomen een staartrotor.

Een draaiende propeller gedraagt zich als een gyroscoop. als je daar de positie van wilt veranderen, zal die dat tegen werken. De bol onder de rotor zal van positie veranderen, maar niet de rotor.
Klik om te vergroten...

Daar had ik over nagedacht maar was niet zeker wanneer wel cq wanneer niet de motor of behuizing zou gaan draaien, een lastig punt dit, misschien wanneer de buitenmantel tegen overgesteld draaid aan de binnenkern zou dit e.e.a kunnen stabilizeren?,
 
Laatst bewerkt:
hallo. 1 motor, motor gericht in de vliegrichti g?
ga je het dan niet gewoon weer over een vliegtuig hebben?

je kan nl de prop wel in de vliegrichting zetten, maar waar haal je dan lift vandaan?
je zou het toestel alsnog schuin moeten hangen, waardoor de prop wat omhoog gaat wijzen.. en dus eigenlijk een "plank" met een grote motor vliegend probeert te houden.

hoe ga je sturen? krijg je toch stuurvlakken in je "plank".. vliegtuig

een vliegtuig heeft een lange vleugel, het effect van die ene motor wordt door de lengte van de vleugel omgezet in een nauwelijks merkbaar effect.
het is er wel, en beter merkbaar bij de zwaar gemotoriseerde toestellen.

eigenlijk waar jij naar op zoek bent, zijn de technieken zoals deze worden gebruikt in bv de harrier..
draaibare thruststraal.. zo zijn er ook propvliegtuigen.
er is e.e.a. gedaan op modelgebied, maar is vrij ingewikkeld.
stilhangend moet de multicopter electronica zijn werk doen, eenmaal de motoren verdraaid wordt het toestel een vliegtuig, en werkt de multicopter electronica alleen maar tegen..

er vliegt wel iets rond, maar niet veel.
technisch is dit niet zo moeilijk, electronisch wel
 
DeVlieg zei:
Daar had ik over nagedacht maar was niet zeker wanneer wel cq wanneer niet de motor of behuizing zou gaan draaien, een lastig punt dit, misschien wanneer de buitenmantel tegen overgesteld draaid aan de binnenkern zou dit e.e.a kunnen stabilizeren?,
Klik om te vergroten...
Deze problemen zijn reeds lang op allerlij manieren opgelost allemaal met hun eigen voor en nadelen.
Zoek maar eens met de zoekterm V tol.
Hier weer een betrekkelijk nieuw idee dat kennelijk ook al werkt.
Er zijn ook al goed vliegende vergelijkbare rc vliegtuigen.
http://www.extremetech.com/extreme/...ght-aims-to-eventually-replace-the-helicopter

https://en.wikipedia.org/wiki/VTOL
 
Laatst bewerkt:
DeVlieg zei:
Daar had ik over nagedacht maar was niet zeker wanneer wel cq wanneer niet de motor of behuizing zou gaan draaien, een lastig punt dit, misschien wanneer de buitenmantel tegen overgesteld draaid aan de binnenkern zou dit e.e.a kunnen stabilizeren?,
Klik om te vergroten...

straalmotor in magnetisch veld hangen ????? zodat deze draaibaar wordt ????
Rotor en behuizing tegenovergesteld laten draaien........ pfffffffffffff tot nu toe allemaal zaken die er totaal niet toe doen omdat het niet gaat werken.

Wat jij wil is een soort vector besturing.
Maar waarom zou je dat op een drone willen, 4 (of meer) motoren aansturen voor x-y en z as is electronisch veel makkelijker.
Al het gewicht voor een vector sturing moet ook de lucht in met meer vermogen...
En de wet actie is reactie kun je niet omheen, zeker met draaiende delen.
 
Drone.. denk dat het ophoudt een drone te zijn op dat moment ;-)
vector sturing hoeft niet per definitie heel zwaar te zijn.
Bij een quadcopter zou je bv de motoren domweg een kwart kunnen draaien, waardoor alle props in de vliegrichting staan.
Technisch is dat even uitzoeken.. allevier de motoren in 1 klap draaien.. moet simpel kunnen.

maar.
op het moment dat de motoren gedraait zijn, moet de lift uit een vleugel komen. Dus er moet een vleugel bij komen.
sturen gaat dan op de conventionele manier, stuurvlakken.
En vanaf dat moment moet de multicopter electronica eigenlijk buiten werking, en moeten de motoren rechtlijnig op het gas reageren (zoals een normaal vliegtuig)

Als multicopter sleep je dan een nutteloze vleugel mee
En als vliegtuig heb je gigantisch veel vermogen.
Beide zaken waar mee te leven valt, en waar mee te ontwerpen is.
voornaamste uitdaging is die electronica, denk ik..
 
You must log in or register to reply here.
Back
Top