آشنایی با مولتی روتور ها
مولتی روتور ها
مقدمه
پرنده های بدون سرنشين در عصر کنونی به ابزاری ارزشمند، کارامد و پر استفاده در انواع زمينه های تحقيقاتی، امداد و نجات، نظامی و غيره تبديل شده اند. لزوم بکارگيری و بومی سازی انواع اين پرنده ها در کشور با توجه به تحريم ها و شرايط خاص کشور کاملا مشهود است. در ميان پرنده های بدون سرنشين، عمود پروازها از جايگاه ويژهای برخوردارند. قابليتهای ويژه عمود پروازها، آنها را در کانون توجهات محققان در انواع زمينه ها قرار داده است. از ويژگيهای خاص عمود پروازها ميتوان به اين موارد اشاره کرد:
- قابليت شناور ماندن در يک نقطه: اين قابليت مناسب ماموريت هايی همچون تصوير برداری هوايی است.
- ماموريت در محيطهای محدود همچون محيطهاي شهری
- عدم نياز به باند پرواز: اين ويژگي تاثير بسياری در افزايش قابليت حمل پرنده دارد.
- قابليت مانور بيشتر نسبت به پرنده های با بال ثابت
البته اين پرنده ها نسبت به پرنده های با بال ثابت داراي معايبی نيز مي باشند. از جمله:
- سرعت کمتر
- ارتفاع پرواز کمتر
- زمان پرواز کمتر
- بار قابل حمل کمتر
با وجود اين معايب، بدليل اهميت ويژگيهای منحصر به فرد عمود پروازها، اين پرنده ها بصورت روز افزون در صنايع مختلف به کار گرفته می شوند.
از انواع عمود پرواز ها ميتوان به موارد زير اشاره کرد:
- هلی کوپتر
- مولتی کوپتر (روتور)
- داکت فن
- هواپيمای با بال متحرک (Tilt Wing)
در تصویر زیر نمونه هایی از عمود پرواز ها نمایش داده شده است.
از مهم ترين کاربردهای عمود پرواز ها ميتوان اين موارد را برشمرد:
- ماموريت های نظامی
- مرزبانی
- دفاعی
- جاسوسی
- عمليات تعقيب و گريز
- ماموريت های امداد و نجات در هنگام بروز حوادث و بلايا
- نقشه برداری و تصوير برداري هوايی
- کنترل ترافيک
- ماموريت در محيطهای پر خطر
- بازديد از تاسيسات هسته ای
در ميان عمود پرواز های بدون سرنشين، مولتي روتورها به خصوص در سالهاي اخير جايگاه ويژهای پيدا کرده اند. از ويژگيهای مولتي روتور ها ميتوان به اين موارد اشاره کرد:
- سادگی ساخت: سادگی طراحی مولتی روتورها آنها را به يکی از اصلی ترين پلتفرمهای تحقيقاتی در رشته های کنترل و هوش مصنوعی بدل کرده است.
- هزينه ساخت پايين
- آسيب پذيری کمتر در مقايسه با هلی کوپتر: کوچکتر بودن ملخ باعث ميشود پرنده بتواند در فاصله کمتری نسبت به اشيا پرواز کند. همچنين امکان محفوظ کردن ملخ ها نيز وجود دارد.
- هزينه تعمير و نگهداری پايين
- آلودگی صوتی کمتر
يکي از پر استفاده ترين مولتي روتورها کوادروتور است. در اين پروژه تحقیقاتی کوادروتور به عنوان پلتفرم انتخاب شده است.
نحوه حرکت کوادروتور
هر روتور حول مرکز خود گشتاور و تراست ايجاد ميکند. اگر همه روتور ها با سرعت زاويه ای يکسان بچرخند، درحالي که روتورهاي 1 و 3 در جهت عقربه های ساعت و روتورهاي 2 و 4 در خلاف جهت عقربه هاي ساعت گردش ميکنند – گشتاور آئروديناميکی سيستم و در نتيجه شتاب زاويه اي حول محور yaw برابر صفر خواهد بود. بنابراين به روتور پايدار کننده yaw که در هليکوپتر معمولی استفاده ميشود، نياز نيست.
شتاب زاويه ای حول محورهای roll و pitch را ميتوان بدون تاثير روی محور yaw توليد کرد. هر دو ملخي که در يک جهت ميچرخند، حرکات حول يک محور را کنترل ميکنند. براي مثال با افزايش دور موتور 1 و کاهش دور موتور 3 به همان ميزان ميتوان گشتاور حول محور x ايجاد کرد. بنابر اين بر خلاف هليکوپتر معمولی ميتوان با ملخ با زاويه ثابت شتاب زاويه ای و خطی ايجاد کرد.
شکل زیر گشتاور تولید شده توسط هر موتور را نشان می دهد.
شکل زیر الگوی تولید گشتاور و جهت حرکت را نشان می دهد.
لینک های مفید:
دیدگاهتان را بنویسید