Распространенный спор в мире дронов заключается в том, что лучше: двухлопастной пропеллер или трехлопастной, и наоборот. Двухлопастные пропеллеры имеют больше смысла, когда скорость и эффективность являются приоритетами, и они обычно используются в легких дронах с менее мощными двигателями. Если вам нужна дополнительная сила и устойчивость полета, как в случае с более крупными дронами, то трехлопастные пропеллеры — это то, что вам нужно. В этой статье мы рассмотрим сравнение между обоими типами пропеллеров. И чтобы вы лучше поняли, мы поговорим о характеристиках, преимуществах и недостатках каждого из них.

Что такое пропеллер?

Итак, начнем с простого вопроса: что такое пропеллер? Пропеллер устанавливается сверху каждого бесщеточного двигателя. Это самая важная часть дронов, как колеса в автомобиле. Без пропеллера дроны не могут летать. Пропеллеры бывают разных размеров и форм, они могут иметь две или три лопасти. У каждого пропеллера есть две важные вещи: шаг и диаметр. Лопасти пропеллера описываются следующей формулой:

А * B

Где A — диаметр (в дюймах) лопасти, а B — шаг (в дюймах) лопасти.

Например, если пропеллер описывается как 10 * 4,5, то это означает, что 10 (дюймов) — диаметр пропеллера, а 4,5 (дюймов) — шаг пропеллера.

Диаметр — это расстояние по окружности, образованной концами лопастей при вращении винта, или, можно сказать, это вертикальная длина винта.

Шаг представляет собой скрученное состояние лопасти винта. Это расстояние, на которое винт переместится за один оборот, если он движется через мягкое твердое тело, например, винт в дереве, или, можно сказать, это расстояние, на которое винт будет тянуться вперед после одного полного оборота. Если шаг винта составляет 4,5 дюйма, это означает, что после одного оборота винт переместится вперед на 4,5 дюйма.

Диаметр пропеллера дает площадь, а шаг дает эффективную площадь. Если мы используем винт с большим шагом для того же диаметра, винт будет генерировать большую тягу и поднимать больший вес, но ему также потребуется больше мощности. Высокие обороты в минуту обеспечивают большую скорость и маневренность, но поднимают меньший вес. Если мы хотим, чтобы дрон стабильно летал с тяжелыми предметами, то мы должны использовать тот двигатель, который обеспечивает меньшее вращение, но обеспечивает больший крутящий момент, для чего следует использовать винт с большим шагом. Чтобы летать на квадрокоптере, нам нужно соотношение 1:2 для веса и тяги. Мощность в данном случае можно рассчитать по следующей формуле:

Мощность (Вт) = Kp * D⁴ * P * RPM³

Где,

 Kp = для винтов среднего размера значение Kp равно 1,2

 D = Диаметр винтов

 P = Шаг

Положение пропеллера играет важную роль в полете дронов. Нам нужно знать о форме пропеллеров, потому что они могут выглядеть одинаково, но на самом деле это не одно и то же, они могут быть зеркальными отражениями друг друга, как наши руки являются зеркальными отражениями друг друга, но они не одинаковы.

Двухлопастной пропеллер

Пропеллеры 2-лопастного дрона имеют две лопасти, как следует из названия. При равенстве всех прочих факторов механическая эффективность пропеллеров дрона увеличивается по мере уменьшения количества лопастей, поэтому двухлопастные пропеллеры эффективнее трехлопастных. Тяга поднимает дрон в воздух. Тяга позволяет дрону преодолевать сопротивление и собственный вес и в конечном итоге подниматься в небо. Хотя двухлопастной пропеллер более экономичен, он производит меньше тяги, что делает его непригодным для больших дронов с мощными двигателями.

Пропеллеры с 2 лопастями будут особенно хорошо работать на дронах, где необходима быстрая реакция двигателя, но полная тяга не так важна. Поскольку сверхлегкие гоночные дроны очень легкие, требуемое количество толчка невелико, а наличие пропеллеров с двумя лопастями приведет к более высокой реакции и скорости.

Преимущества и недостатки двухлопастного винта

Преимущества	Недостатки
Имеет более высокую эффективность по сравнению с тремя лопастями.	Двухлопастной винт производит больше шума.
Обеспечивает более высокую скорость по сравнению с тремя лопастями.	Больше всего страдают от ветра.
Он более долговечен, чем трехлопастной винт, если ваш коптер может упасть.	Двухлопастной винт обеспечивает меньшую устойчивость по сравнению с трехлопастным винтом.
Гораздо проще сделать складную конструкцию для дронов с двухлопастными винтами.

Перейдем теперь к трехлопастному пропеллеру.

Трехлопастной пропеллер

Пропеллер с тремя лопастями содержит три лопасти, которые работают вместе, обеспечивая повышенную тягу. Тяга важна для подъема вашего дрона, а пропеллер с тремя лопастями может выдерживать больший вес из-за большей тяги. Производители часто используют трехлопастные винты на более крупных дронах, поскольку у них более мощные двигатели и требуется большее усилие для достижения подъема. Благодаря огромной тяге, создаваемой трехлопастными винтами, они также более устойчивы, поэтому дроны с трехлопастными винтами кажутся более цепкими при выполнении быстрых маневров.

Еще одной особенностью трехлопастных винтов является то, что они могут летать плавно, даже если они не полностью сбалансированы. Это их отличие от двухлопастных винтов, которые должны быть полностью сбалансированы и находиться в отличном состоянии, чтобы летать плавно; в противном случае они начнут производить неприятные вибрации при вращении.

Преимущества и недостатки трехлопастного винта 

Преимущества	Недостатки
Трехлопастной винт обеспечивает наилучший баланс эффективности, тяги и сцепления.	По эффективности проигрывает с двухлопастному винту.
Трехлопастной винт обеспечивает очень стабильный полет и позволяет плавно выполнять быстрые маневры.	Не позволяет достичь высоких скоростей.
Он создает гораздо меньше шума по сравнению с двухлопастным винтом.	Трехлопастной винт не является переносным.
Он меньше подвержен влиянию ветра, а кончики лопастей имеют лучшую траекторию благодаря 3 лопастям.	Они более восприимчивы к повреждениям при столкновении.

То есть для дронов, обладающих хорошей грузоподъемностью, трехлопастные винты в большинстве случаев являются более предпочтительными.

Как заставить двухлопастной винт работать так же, как трехлопастной

Если у нас есть двухлопастной винт и мы хотим использовать трехлопастной винт для той же системы и того же шага, то мы можем рассчитать требуемый диаметр трехлопастного винта, используя уравнение винта:

D * D * D * P *√​(N-1)

где D — диаметр пропеллера

           P — шаг пропеллера

и N - количество лопастей

Например, у нас есть двухлопастной винт размером (9 * 6) и мы хотим использовать трехлопастной винт для той же системы и того же шага, тогда для данного двухлопастного винта:

D = 9, P = 6 и N = 2

Подставив эти значения в выше приведенное уравнение, имеем:

9 * 9 * 9 * 6 * 1 = 4374 ……….(1)

Для трехлопастного винта, чтобы он обеспечивал такие же характеристики:

D = ?, P = 6, N = 3

Подставив эти значения в выше приведенное уравнение, имеем: 

D³ * 6 * √ 2 = D³ * 8.414 …………………...(2)

Приравняв оба уравнения (1) и (2), получим:

D³ * 8.414 = 4374

D³ =  519.84

D = 8.04

Можно сказать, что для той же системы нам придется использовать трехлопастной винт диаметром 8 дюймов.

Заключение

В этой статье мы рассмотрели преимущества и недостатки двухлопастного и трехлопастного пропеллеров. Трудно сказать, какой пропеллер лучше, так как это полностью зависит от типа дрона, на котором вы летаете, а также от условий, в которых вы на нем летаете. Двухлопастные пропеллеры имеют больше смысла, если важны скорость и эффективность, как в гоночных дронах. Тогда дрон будет легче и будет использовать меньше мощных двигателей, чтобы двухлопастной пропеллер работал оптимально. Трехлопастные пропеллеры, с другой стороны, лучше для устойчивости и тяги. Кроме того, трехлопастные пропеллеры потребуются для создания тяги, необходимой для подъема больших грузов. Трехлопастные пропеллеры также лучше, если вы летаете в области, где вам нужно будет выполнять несколько быстрых поворотов и требуется дополнительное сцепление.

Трехлопастные винты не так популярны по сравнению с двухлопастными. Как вы знаете, производители, независимо от отрасли, находятся под давлением, чтобы делать более мелкие и портативные вещи. Индустрия дронов не является исключением. Производители могут легко создавать складные и портативные дроны, используя двухлопастные винты. Чтобы использовать трехлопастные винты на дроне, двигатели дрона должны быть достаточно мощными, чтобы приводить их в движение. Большинство потребительских дронов не имеют таких мощных двигателей, чтобы использовать трехлопастные винты, поскольку это увеличивает стоимость дрона. Кроме того, мы отметили, что двухлопастные винты быстрее, поэтому они являются предпочтительным винтом для гоночных дронов. В результате ожидайте увидеть больше двухлопастных винтовых дронов, чем трехлопастных среди потребительских дронов. Трехлопастные винты имеют свое применение. Трехлопастные винты являются предпочтительным винтом везде, где требуется устойчивость, например, для аэрофотосъемки или маневрирования.

22 просмотров