Fråga:
Varför har de flesta drönare uppåtvända motorer?
Jacob B
2020-05-15 11:30:37 UTC
view on stackexchange narkive permalink

De flesta freestyle fyrhjulingar jag har sett är speciellt utformade för att flyga med motorerna uppåt och ha armarna på drönaren under propellerna så här:

A "normal" quadcopter

Som du kan se på bilden ^ är drönarens armar ganska breda (som vanligt i många fyrhjulingar av denna typ) och det verkar för mig att armarna skulle blockera en del av luften kommer från rekvisita. Jag föreställer mig att ha armarna så här skulle minska effektiviteten eller topphastigheten och kanske orsaka en viss mängd tvätt av prop.

Det finns betydligt mindre fyrhjulingar som har motorerna monterade under armarna så här:

(och nästan alla är hemgjorda projekt som den här som modifierade en befintlig ram för att fungera upp och ner) A "less normal" quadcopter

Vad jag undrar är, varför gör så många tillverkare och hobbyister så många drönare med uppåtvända motorer som det verkar som att nedåtvända motorer skulle vara bättre på många sätt? Vilka är fördelarna och nackdelarna med uppåtriktade motorer mot nedåtvända motorer?

Jag tror att exakt samma effektivitetsargument som du citerar för upp och ner-konfigurationen gäller identiskt med den normala konfigurationen. Luften måste fortfarande flyta runt armarna oavsett om den dras eller skjuts runt dem.
@ifconfig Inte nödvändigtvis för att mycket av luften som kommer in i propellerns topp kommer också från sidorna på toppen. Och luften som går ut ur propellern trycker nästan alla direkt nedåt.
Jag tror inte att intagsplymen är så lång eller bred. Allt jag försöker säga är att ditt påstående inte nödvändigtvis är sant och inte bör hävdas som ett faktum.
@ifconfig åh. Jag menade inte att låta det låta som om jag uppgav ett faktum. Jag menade bara att uttrycka det som vad jag trodde. Jag har justerat det för att förhoppningsvis göra det lite tydligare.
Ett svar nedan jämför äpplen med apelsiner. Vi behöver ägaren av din andra bild för att testa den i båda konfigurationerna, eftersom lite av aerodynamiken skulle förändras eftersom armaturerna är raka och plana, och det skulle vara lätt att göra det, eftersom den inte är gjuten plast med en krökning. Jämförelse av pusher * -typer * styr inte tillräckligt med variabler; behöver * exakt samma *, antingen trycka eller dra.
Fem svar:
Kralc
2020-05-15 12:36:29 UTC
view on stackexchange narkive permalink

En praktisk fördel är ökad markfrigång, vilket minskar sannolikheten för en stötdämpning vid landning eller start.

Aerodynamiskt kan en påtryckare 1 design vara mindre effektiv eftersom propellern snurrar genom flygkroppens kölvatten - detta resulterar i "klumpig" luft som orsakar vibrationer. Jag har inte exakta siffror, men jag har hört anekdotiskt att detta kan vara en nedgång på 10 till 15% för konstruktioner med fasta vingar och den exakta flygkroppskonfigurationen kommer att göra skillnad!

1 : Pushers definieras ofta som "[motor / motor] axel under kompression"; vilket verkar gälla för "upp och ner" -konfigurationen.

Jag är * ganska säker * att din första para är den verkliga anledningen till att motor under prop är den vanliga orienteringen. Jag skulle verkligen vilja se referens för andra styckets uttalanden. Fortfarande, +1 för ditt svar (få några referenser för 2: a para!)
Krish
2020-05-15 15:35:32 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Utökar på @ Kralcs svar:

Här är en studie (tyvärr bakom en betalvägg) som jag ska kopiera viktiga delar av nedan:

Hexakoptern monterades på en lastcellstest och data samlades in i University of Michigan's 5 × 7 ft vindtunnel över olika freestream-flödeshastigheter, motorns tryckprocent och hexacopters angreppsvinklar. För att validera resultat från vindtunnelens resultat genomfördes autonoma flygprov utomhus. Resultaten visar att skjutkonfigurationen genererar cirka 15% mer dragkraft (lyft) än traktorpropeller. emellertid uppvisar de ett relativt dåligt förhållande mellan lyft och drag. Dessa resultat tyder på att en pusher-konfiguration hexacopter kommer att ha högre effektivitet för övervakningstillämpningar i lokalt område som kräver svävar och långsam flygning, medan en traktorkonfiguration är effektivare för nyttolasttransportapplikationer som kräver framåtflygning med märkbara hastigheter.

Pusher vs Tractor type quadcopter comparison

RPM vs efficiency and thrust

Thrust to weight ratio comparison

För att svara på din fråga, varför har de flesta drönare uppåtriktade motorer?, ligger svaret mestadels med den sista grafen som visar (från en ganska liten provstorlek) att drönartypar har typiskt ett bättre förhållande mellan tryck och vikt .

Jag tror inte att sista stycket fungerar alls. Om pushers är bättre, varför använder de flesta drönare dem inte?
För att vara helt ärlig, efter att ha gjort forskningen är jag inte helt säker själv. @Kralc's-svaret är nog mer kortfattat och bättre lämpligt.
@RobinBennett Det sista stycket låter klart för mig. Det säger inte att pushers är bättre, de har mer dragkraft men mer drag. Traktorer har mindre dragkraft men mindre drag. Så om allt du vill göra är att lyfta mycket i vikt är en påskjutare bättre men om du vill tävla med en traktor är bättre. Detta liknar avvägningen du gör med antalet propellerblad: ju fler blad desto mindre effektiv men mer kraft.
Jag känner att designen och närheten till armens propeller och ESC kan vara nyckeln till skillnaden i effektivitet när du svävar för dessa två konfigurationer. En specialbyggd multirotor konstruerad för att sväva som en fotograferingsplattform kan mycket väl dra nytta av rekvisita monterade under motorn. Och fakta relaterade till drag blir mindre viktiga för en sådan multirotor. Långsam flygning skulle inte minska systemets nettoeffektivitet. Snabb flygning skulle minska nettoeffektiviteten för uppdraget.
Den korta förklaringen är att propellern fungerar som en fläkt när du svävar: all hiss kommer från motorn som snurrar på den. När den rör sig fungerar propellern som en hybridfläkt / vinge: för den främre delen av bladets rotation ger den extra lyft, medan den under den retirerande delen ger mindre drag för en nettoeffektivitet. En traktorpropeller rör sig genom mindre turbulent luft och förstärker "ving" -delen av beteendet, medan en tryckare har färre hinder för avgasflödet, vilket förbättrar "fläkt" -delen av beteendet.
För dem som är intresserade av att läsa forskningsdokumentet som nämns av @Krish kunde jag få tillgång till det via Researchgate.net som gäst utan kostnad. https://www.researchgate.net/publication/333578958_Experimental_Investigation_of_Tractor_and_Pusher_Hexacopter_Performance ~~ Jag tyckte att hela tidningen var ganska informativ.
cliff curtis
2020-05-16 08:37:34 UTC
view on stackexchange narkive permalink

DJI Matrice RTK har rotorer i botten. Jag tror att detta är för att undvika påverkan när man flyger uppåt för inspektioner. (Under sidan av en bro till exempel).

Jag är inte säker på de aerodynamiska effekterna, men jag kommer att säga att majoriteten av mina nästan missar (eller kraschar) beror på uppåt / lutande i rörelser och inte nedåt.

user642
2020-05-16 03:38:37 UTC
view on stackexchange narkive permalink

De är mer stabila eftersom drönaren är upphängd från en högre punkt. Om drönaren lutar, har sidan som sänks sina propellrar att röra sig utåt, vilket ger dem mer hävstång medan sidan som lyfts har dess propellrar att röra sig inåt, vilket ger dem mindre hävstång. Det gör att drönaren rättar sig igen. Ju lägre propellern är, desto mindre effektiv blir detta självstabiliserande system.

I endera konfigurationen är dessa system i sig instabila och blir det bara som ett resultat av åtgärderna för den hastighetsbegränsande styrslingan, möjligen drivna av en andra nivåsökande.
Detta är ett misstag. En drönare är "upphängd" från tyngdpunkten oavsett var rekvisita är
Det här svaret verkar vara en version av "the [pendulum fallacy] (https://wiki2.org/en/Pendulum_rocket_fallacy)".
Sanat Sukumar Sahoo
2020-05-16 11:31:20 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Det beror på att praktiskt taget ett objekt lätt kan uppnå jämvikt medan det hänger i repet istället för att balansera (få det att stå) i marken.

Något liknande händer också när det gäller drönare mycket mer perfektion i motorernas placering och vikten för att balansera COG om du vill vända rotorerna nedåt. Framåtvända rotorer på en drönare ger den mer stabilitet.

De gamla stridsflygplanen hade sina vingar fram så att kroppen bakom propellern dras och balanseras, om vingarna kommer att försökas installeras i planetens svans kan planet kanske inte balansera sitt.

PRAKTISKt drag är mer kontrollerad än en PUSH det är därför ..

Det här svaret verkar vara en version av "the [pendulum fallacy] (https://wiki2.org/en/Pendulum_rocket_fallacy)".


ⓘ
Denna fråga och svar översattes automatiskt från det engelska språket.Det ursprungliga innehållet finns tillgängligt på stackexchange, vilket vi tackar för cc by-sa 4.0-licensen som det distribueras under.
Loading...