پهپاد چگونه پرواز می کند؟ اجزای کوادکوپتر چه نقشی در پرواز دارند؟

پهپاد چگونه پرواز می کند؟ و اجزای آن چه نقشی در پرواز دارند؟

اگر قصد خرید پهپاد را دارید یا علاقمند به پرواز با پهپاد می باشید در ادامه این محتوا همراه ما باشید تا تمامی جزئیات یک پرواز و همچنین نقشی که اجزای آن در پرواز ایفا می کنند را برای شما شرح دهیم.

اول از همه می خواهیم تا تعریفی از پهپاد را برای شما شرح دهیم. پهپاد به هواپیمای بدون سرنشین و کنترل از راه دور گفته می شود که از فاصله دور با یک کنترلر هدایت می شود. اما پهپادها خود به دو دسته نظامی و غیر نظامی تقسیم می شوند. در این موضوع هدف ما پهپادهای غیر نظامی می باشد که مهمترین نوع آنها کوادکوپترها هستند. کوادکوپتر هم به پهپادهایی گفته می شود که دارای چهار روتور هستند، کوچک می باشند و اغلب در زمینه فیلم برداری و سرگرمی استفاده می شوند.

پهپادها امروزه به تمامی مشاغل نفوذ کرده اند و در تمامی عرصه ها شاهد هنرنمایی آنها هستیم. در عرصه سرگرمی برای تفریحات خود از آنها استفاده کنید. در عرصه فیلم برداری برای ثبت فیلم ها و تصاویر هوایی از آنها استفاده کنید. در صنعت امروز همانطور که مشاهده می کنید بازرسی های هوایی را از سازه های بزرگ و صنعتی خیلی راحت انجام می دهند. و آخر این تکنولوژی هم به پهپادهای سمپاش از شرکت DJI ختم می شود که سطح جدیدی از کشاورزی مدرن را پیاده کرده اند.

اما یک پهپاد چگونه پرواز می کند؟

هر کس هنگام پرواز با کوادکوپتر برای اولین بار مبارزات متفاوتی را تجربه می کند. پرواز مولتی روتور قطعاً منحنی یادگیری دارد. بنابراین اگر در پرواز با پهپاد خود مشکلی دارید، تازه کار هستید یا می خواهید مهارت های خود را تقویت کنید – نگران نباشید. شما راه درستی را آمده اید، اینجا به تمامی سوالات شما جواب می دهیم و اطلاعات بیشتری از نحوه پرواز یک کوادکوپتر با شما علاقمندان و کاربران پهپادی به اشتراک می گذاریم. مدل کوادکوپتر شما مهم نیست. این راهنما به شما کمک می کند تا برای اولین پرواز خود آماده باشید. ایمن بمانید، اوج بگیرید و برخی از فنون اولیه و پیشرفته پرواز با کوادکوپتر را یاد بگیرید.

در شرایط استاندارد شما این امکانات را در اختیار دارید:

خط دید: خلبان می تواند پهپاد خود را در حین پرواز ببیند.

نمای اول شخص (FPV): خلبان می تواند از طریق فیلم های ارسالی از دوربین ببیند که کجا پرواز می کند.

فرستنده – کنترل از راه دور: یک وسیله دستی که به شما امکان می دهد با استفاده از سیگنال های رادیویی از فاصله دور هواپیمای بدون سرنشین خود را کنترل کنید.

پروانه ها: آنها طبق کنترل از راه دور می چرخند. شدت چرخش پروانه ها با سرعت کوادکوپتر ارتباط مستقیم دارد.

دوربین: بسیاری از کوادکوپترها یا با دوربین ارائه می شوند یا به کاربر اجازه می دهند که بر روی آنها دوربین نصب کنند.

نکته: به منظور راحتی در این مقاله فرض بر این است که جوی استیک سمت چپ کنترل محور YAW (چرخش پهپاد به دور خود حول محور بالا و پایین) و میزان تراتل یا گاز را بر عهده دارد. و جوی استیک سمت راست کنترل حرکات چرخشی و حرکت به عقب و جلو را برعهده دارد. البته برخی از کنترلرها قابلیت سفارشی سازی را دارند که کاربر می تواند به دلخواه این کنترل ها را تغیر دهد.

حرکت بر روی محور Roll: با فشار دادن جوی استیک سمت راست به چپ یا راست کواکوپتر را حول محور عقب و جلو بچرخانید.

حرکت بر روی محور Pitch: برای حرکت به عقب یا جلو جوی استیک سمت راست را بر روی کنترلر به عقب یا جلو حرکت دهید.

حرکت بر روی محور Yaw: برای حرکت کوادکوپتر به چپ یا راست حول محور بالا و پایین جوی استیک سمت چپ را در جهت چپ یا راست بچرخانید.

تنظیم گاز یا Throttle: برای تنظیم گاز اول برای افزایش جوی استیک یا لیور سمت چپ را به جلو حرکت دهید و برای کاهش آن به عقب بکشانید.

Trime چیست؟ دکمه هایی روی کنترل از راه دور قرار دارند که به شما امکان می دهند در صورت عدم تعادل Roll، Yaw، Throttle و Pitch را تنظیم کنید.

هنگام یادگیری نحوه پرواز با پهپاد کنترلرها مهمترین عامل در امر کنترل پهپاد هستند.

شما باید بتوانید میان تمامی کنترلها تعامل برقرار کنید، یعنی هر کدام از جوی استیک ها را به میزان نیاز در جهت مناسب فشار دهید. و هنگام پرواز لیورها را خیلی آرام فشار دهید تا پهپاد حرکات جزئی را انجام دهد. با آرامش بیشتر می توانید حرکات واضح تر انجام دهید.

در پایین به صورت تصویری نحوه عملکرد کنترلها را بر روی ریموت و کوادکوپتر آورده ایم.

Roll یا چرخش

Roll در معنای واقعی چرخش گفته می شود. رول کوادکوپتر را به سمت راست یا چپ متمایل می کند. این کار با فشار دادن جوی استیک سمت راست کنترلر به سمت راست یا چپ انجام می شود. به عنوان مثال، همزمان که جوی استیک سمت راست را به سمت راست حرکت می دهید، کوادکوپتر به صورت مورب به سمت پایین و راست زاویه می گیرد.  در پایین تصویری از کوادکوپتر را مشاهده می کنید که به چپ و راست می چرخد، به شیب کوادکوپتر و زاویه پروانه ها توجه کنید.

در اینجا، پایین پروانه ها به سمت چپ قرار دارد. این امر هوا را به سمت چپ سوق داده و کوادکوپتر را مجبور به پرواز به سمت راست می کند. هنگامی که لیور را به سمت چپ فشار می دهید، همین اتفاق رخ می دهد، با این تفاوت که اکنون پروانه ها هوا را به سمت راست هل می دهند و کواد کوپتر را مجبور به پرواز به سمت چپ می کند.

Pitch (محور جلو و عقب)

Pitch با فشار دادن جوی استیک سمت راست به جلو و عقب انجام می شود. در واقع فشار دادن جوی استیک سمت راست به جلو به معنی افزایش سرعت موتورهای عقب و کاهش سرعت در موتورهای جلو می باشد که در نتیجه باعث می شود تا کوادکوپتر به سمت جلو رانده شود. در تصویر پایین نمایی از حرکت کوادکوپتر را به جلو و عقب مشاهده می کنید. توجه داشته باشید که این نمایی از سمت چپ است.

Yaw (حرکت به راست و چپ)

محور Yaw در اوایل برای ما کمی گیج کننده بود. اساسا کوادکوپتر را در جهت عقربه های ساعت یا خلاف عقربه های ساعت می چرخاند. Yaw معمولاً همزمان با گاز در هنگام پرواز به طور مداوم استفاده می شود. این به خلبان اجازه می دهد تا دایره ها و الگوهایی ایجاد کند. همچنین به فیلمبرداران و عکاسان اجازه می دهد اشیایی را که ممکن است تغییر جهت دهند دنبال کنند. 

Throttle یا دریچه گاز

به ملخ های کوادکوپتر قدرت کافی برای انتقال هوا را می دهد. خلبان هنگام پرواز به طور مداوم از گاز استفاده خواهد کرد. در واقع از این محور بر روی کنترلر که جوی استیک سمت چپ مخصوص آن می باشد برای ارتفاع دادن به هواپیما استفاده می شود. برای فرود آمدن کوادکوپتر این عملکرد را برعکس انجام دهید یعنی کشیدن جوی استیک سمت چپ به عقب که میزان گاز را کاهش می دهد و کوادکوپتر در مکان شروع پرواز خود فرود می آید. برای حرکت به جلو ابتدا باید میزان گاز را با این محور افزایش دهید و سپس دستور حرکت به جلو یا عقب را صادر کنید.

یاداشت مهم:

توجه داشته باشید هنگامی که قسمت جلویی کوادکوپتر به سمت شما باشد تمامی کنترلها برعکس می شوند. یعنی با حرکت دادن جوی استیک سمت راست به سمت راست کوادکوپتر به سمت چپ شما رول می شود. با حرکت دادن لیور سمت راست به جلو کوادکوپتر به سمت شما حرکت می کند. بنابراین توجه داشته باشید که پهپاد در موقعیت درستی قرار دارد. پس توجه کنید که هدف گیری کوادکوپتر به سمت شما نباشد. در این صورت تمامی کنترلها برعکس می شوند.

کنترل از راه دور (ریموت)

فرستنده یک کنترل کننده دستی است که به شما امکان می دهد کوادکوپتر خود را هدایت کرده و الگوی پرواز آن را کنترل کنید. وقتی با جوی استیک های ریموت یک حرکت را تنظیم می کنید، سیگنالی به رسیور یا گیرنده آن بر روی پهپاد شما می فرستد که به او می گوید چه کاری باید انجام دهید. فرستنده ها به شکل و اندازه های مختلفی ارائه می شوند. آنها همچنین دارای ویژگی های مختلف هستند. اما قسمتهای خاصی وجود دارد که برای هر فرستنده مشابه است. 

جوی استیک سمت راست

این جوی استیک مخصوص کنترل حرکات رول (چرخشی) و همچنین حرکت به جلو و عقب می باشد. به عبارت ساده تر کوادکوپتر شما را به جلو، عقب، راست و چپ می برد.

جوی استیک سمت چپ

این لیور هم کنترل محور Yaw یا حرکت به دو جهت راست و چپ در راستای محور بالا و پایین و محور Thtottle (بالا به پایین) را بر عهده دارد.

دکمه Trim

همانطور که در تصویر پایین مشاهده می کنید هر کنترلر دکمه Trim مخصوص خود را دارد. هنگامی که برای اولین بار گاز خود را فشار می دهید تا کوادکوپتر خود را از زمین جدا کنید ، ممکن است متوجه شوید که پهپاد به طور خودکار کج شده و به یک جهت (یا چند) پرواز می کند. این اتفاق زمانی می افتد که کنترل ها نامتعادل باشند برای ایجاد تعادل بین آنها، باید کنترل های خاصی اصلاح شود. اگر این اتفاق بیفتد، می توانید از دکمه Trim مربوطه برای تنظیم شدت طبیعی کنترل استفاده کنید. با این کار هنگام فشار دادن گاز، هلی کوپتر تثبیت می شود. 

اجزای پهپاد چه نقشی در پرواز دارند؟

هنگام یادگیری نحوه پرواز با کوادکوپتر ، مهم است که دستگاهی را که به آن فرمان می دهید درک کنید. اگر مشکلی پیش آمد، می خواهید مشکل را تشخیص داده و برطرف کنید. شما همچنین می خواهید توانایی های هر قسمت و کاربرد آنها را در پرواز کوادکوپتر درک کنید.

در اینجا قسمت های اصلی کوادکوپتر را برای شما آورده ایم و به صورت جداگانه میزان کارایی هر کدام را شرح می دهیم:

قاب
موتور
کنترل کننده هالی الکترونیکی سرعت
صفحه کنترل پرواز (برد پهپاد)
فرستنده و گیرنده
پروانه ها
باتری و شارژر

قاب یا فریم

قاب یا فریم به قسمتی از کوادکوپتر گفته می شود که تمامی قطعات دیگر بر روی آن نصب می شوند. فریم مخصوص کوادکوپتر می تواند به شکل X یا + باشد. قابل توجه است که اندازه، وزن و نوع قاب بر عملکرد کوادکوپتر در هنگام پرواز تاثیرگذار می باشد. در مرحله اول توجه داشته باشید که فریم انتخابی شما مقاوم و تا حد امکان سبک باشد. چرا که فریم های سنگین وزن کوادکوپتر را افزایش می دهند و در نتیجه بر زمان پرواز تاثیر بدی دارند. البته امروزه با تکنولوژی های پیچیده فریم های تاشو برای کوادکوپترها در نظر می گیرند تا هنگام حمل و نگهداری از محصول مشکلی وجود نداشته باشد. به عنوان مثال کوادکوپترهای مویک از شرکت DJI دارای طراحی تاشو می باشند که به راحتی حمل و نگهداری می شوند.

موتورها

استفاده از موتور در پهپادها اختیاری است اما برای کوادکوپترها 4 موتور استفاده می شود. موتورها در انتهای بازوهای فریم نصب می شوند تا پروانه ها در کنار هم به خوبی بچرخند. هر موتور یک پروانه را تغذیه می کند.
اما موتورها باید به صورت چپ گرد و راست گرد  استفاده شوند. یعنی هر موتور نیروی کششی که موتور روبر  ایجاد می کند را خنثی می کند. موتورها باید به صورت ضربدری بر روی کوادکوپتر نصب شوند. سمت چپ قسمت جلو موتور چپ گرد، سمت راست قسمت جلو موتور راست گرد، قسمت عقب سمت چپ موتور راستگرد و قسمت عقب سمت راست موتور چپگرد. برای درک بهتر فریم کوادکوپتر را همانند بدن یک انسان فرض کنید که دست و پاهای او چهار بازوی آن برای نصب موتورها می باشند. یعنی بر روی دست چپ موتور چپگرد، بر روی دست راست موتور راستگرد، بر روی پای چپ موتور راستگرد و بر روی پای راست موتور چپگرد با این وجود تمامی موتورها نیروی کششی همدیگر را خنثی می کنند.

اما عملکرد فنی موتورها چگونه است؟ هرچه kV بیشتر باشد، سرعت موتور بیشتر می شود. Kv اغلب بر حسب دور در دقیقه بر ولت نقل می شود، به این معنی که یک موتور 1000 کیلوولت در منبع تغذیه 10 ولت بدون بار حدود 10،000 دور در دقیقه می چرخد.

اما با از کار افتادن یکی از موتورها چه اتفاقی می افتد؟ در کوادکوپترها یا پهپادهایی که کمتر از 4 موتور دارند، خراب شدن یکی از موتورها به معنی از کار افتادن پهپاد می باشد. چرا که در نبود هر کدام از موتورها نیروی کششی در جهت چرخش موتور مخالف آن ایجاد می شود و در نهایت موجب سقوط کوادکوپتر می شود. اما در مولتی روتورهایی که بیش از 4 موتور دارند نظیر هگزاکوپترهای صنعتی ماتریس و اکتاکوپترهای صنعتی آگراس که برای سمپاشی استفاده می شوند، در نبود هر یک از موتورها امنیت پرواز توسط سایر موتورها محافظت می شود.

کنترل کننده الکترونیکی موتورها (ESC)

کنترل سرعت الکتریکی (ESC) قطعه سیمی هستند که موتورها و باتری را به هم متصل می کنند. آنها سیگنالی را به موتورها منتقل می کنند که به آنها می گوید چرخش با چه سرعتی انجام می شود. در هر زمان، هر یک از موتورهای شما می توانند با سرعت های مختلف بچرخند. این همان چیزی است که به شما امکان می دهد مانور داده و مسیر را تغییر دهید. همه اینها توسط کنترل های الکترونیکی سرعت انجام می شود، بنابراین بسیار مهم هستند. هنگامی که شما سعی دارید کوادکوپتر خود را به صورت معلق در آسمان نگه دارید، این کنترل کننده های الکترونیکی بیشترین فعالیت را دارند و از منبع تغذیه یا همان باتری بیشترین استفاده را می کنند. 

فلایت کنترل یا برد پهپاد

این قسمت از کوادکوپتر وظیفه کنترل تمامی حرکت های کوادکوپتر را برعهده دارد. شتاب سنج و ژیروسکوپ که سرعت چرخش هر موتور را کنترل می کنند توسط فلایت کنترل مدیریت می شوند. تمامی دستورات شما که توسط سیگنال های رادیویی ارسال می شوند در فلایت کنترل تجزیه و تحلیل می شوند سپس در نوع حرکت کوادکوپتر تغیر ایجاد می کنند.

فرستنده و گیرنده رادیویی کوادکوپتر

فرستنده رادیویی کنترل از راه دور شماست، و گیرنده آن هم بر روی کوادکوپتر نصب می شود که با کنترل از راه دور صحبت می کند. هنگامی که شما یک تنظیم را روی فرستنده انجام می دهید، گیرنده همان چیزی است که این تنظیمات را درک می کند و آن را به بقیه اجزای کوادکوپتر می فرستد.

پروانه ها (ملخ ها)

شاید سری ترین عملکرد را در میان اجزای تشکیل دهند کوادکوپتر ملخ ها انجام می دهند. چرا که درک عملکرد آنها برای هر کسی مشکل است. چه اتفاقی می افتد که با چرخش پروانه ها کوادکوپتر از زمین کنده می شود و به صورت سه بعدی حرکت می کند. یک کوادکوپتر دارای 4 ملخ است تعین می کنند کوادکوپتر به کدام سمت حرکت کند یا در هوا معلق بماند.

باتری و شارژر

تمامی قطعات کوادکوپتر توسط باتری تغذیه می شوند. تمامی پهپادهای تجاری از باتری های لیتیومی استفاده می کنند که کارایی بهتری نسبت به هر منبع تغذیه دیگر دارند. هر چه باتری ظرفیت بیشتری داشته باشد زمان پرواز پهپاد افزایش می یابد. اما استفاده از باتری های سنگین تر از جهتی هم وزن کوادکوپتر را افزایش می دهد و در نتیجه باعث افت زمان پرواز می شود. بنابراین مهمترین عاملی که بر زمان پرواز یک مولتی روتور تاثیر گذار می باشد وزن مولتی روتور می باشد.

خرید کوادکوپتر

اگر شما هم علاقمند به این تکنولوژی هستید و قصد خرید پهپاد را دارید می توانید از فروشگاه دامزیک نمایندگی پهپاد DJI محصول مورد نظر خود را خریداری کنید. قبل از خرید توجه داشته باشید که در چه زمینه ای می خواهید از کوادکوپتر استفاده کنید. فیلم برداری، تفریحی یا صنعتی و حمل بار که هر کوادکوپتر کاربرد خاص خود را دارد.