DIYドローン:レッスン8。飛行機..

(1)内容(2)(3)(4)(5)DIYドローン:レッスン1.用語。(6)(7)日曜大工のドローン:レッスン2。フレーム。(8)(9)日曜大工のドローン:レッスン3.発電所。(10)(11)日曜大工のドローン:レッスン4.フライトコントローラー。(12)(13)日曜大工のドローン:レッスン5.組み立て。(14)(15)日曜大工のドローン:レッスン6.パフォーマンスチェック。(16)(17)DIYドローン:レッスン7。FPVと距離。(18)日曜大工のドローン:レッスン8。飛行機。 (19)はじめに(20)FPVおよび自律マッピングのための小型ドローンの使用は、特に一人称モードで飛行するためのドローンの人気と詳細。この記事では、航空機がドローンとしての使用に適しているかどうか、および適している場合は、適切なタイプを選択する方法に関するいくつかの考慮事項について説明します。

(21)(22)マルチコプターと飛行機(23)飛行機はマルチコプターに比べてどのような利点がありますか?マルチコプターは楽しいFPV /自律飛行に最適ですが、重力に対抗してドローンを空中に保つためにローターが常に回転している(したがってエネルギーを浪費している)必要があるため、ペイロードと飛行時間は依然として制限されています。一方、飛行機は翼を使って揚力を生み出します。では、どちらのタイプが優れていますか?送信機、受信機、FPV機器、フライトコントローラーなどの電子スタッフィングとは別に、次の機能が提起された質問に答えるのに最も関連しているようです。(24)マルチコプター(25)(26)取ることができるオフにして垂直に着陸し、所定の位置にホバリングします。 (27)飛行するのに多くのスペースを必要とせず、本質的に「全方向性」であり、方向と速度を非常に迅速に変更することができます。 (28)プロペラによって生成される推力は、ボートを空中に保つものです。 (29)船舶は向きを変えてほぼすべての方向に飛行でき、ジンバルは簡単に方向感覚を失う可能性があるため、飛行中の直感性は低くなります。 (30)直径400〜600mmの「中型」マルチコプターが最も一般的であり、通常、(カスタマイズされた)すぐに使用できるリグのコストは200〜1000米ドルです。 (31)マルチコプターはヘリコプターよりも可動部品がかなり少ないという事実にもかかわらず、クワッドコプターのほとんどすべての誤動作は事故につながります。(32)(33)(34)飛行機(35)(36)滑走路またはカタパルトによって手動で発射され、通常は比較的平らな草または滑走路に着陸します。 (37)航空機の機動性が制限されているため、飛行には広いオープンスペースが必要です(つまり、常に前進する必要があります)。 (38)翼は揚力を生み出す。 (39)より高い持ち上げ能力。 (40)フォームモデルは事故の際に甘やかすことができ、ほとんどは修理/再生することができます。(41)翼幅が500mmから1.8mのモデルが趣味での使用に最も一般的であり、完全な設置には通常200ドルから1000ドルの費用がかかります。 (42)エンジンが故障した場合でも、航空機に損傷を与えることなく着陸することができます。(43)VTOL(垂直離着陸)(44)(45)構造には、翼とプロペラが含まれます(現時点では多くの商用/生産製品はありません)。 (46)コントロールは、垂直飛行から水平飛行に切り替えるのがまだ非常に困難です。 (47)設計は、翼を備えたクワッドコプターや、翼のプロファイルを可能にするためにドローンサポートアーム(ビーム)を使用/延長することとは大きく異なります。 (48)この記事ではこれ以上説明しません。(49)(50) (51)(52)考慮事項(53)(54)(55)発射場所:人や財産、UAV /ドローンは、建物の上、人口密集地域、または混雑した場所を飛行することを禁じられています。飛行機は理想的には広いオープンエリアを必要としますが、マルチコプターはより狭いスペースで動作できます。飛行のためのオープンスペースがない場合は、小さなマルチコプターを使用するのが最善です。 (56)(57)アプリケーション:マルチコプターは、これまで以上に航空写真/ FPV写真に適しています。マッピングと長距離飛行は飛行機を使用して行うのが最適です。 (58)(59)関心:これは、あるタイプのドローンに他のタイプよりも関心があるかどうかを選択する際の要因になるはずです。 (60)(61)予算:最も一般的なマルチコプター(500mm)は、同等の航空機(約1.5mの翼幅)よりもわずかに高価になる可能性がありますが、それほど高くはありません。突然の墜落や制御不能による制御不能な除去によりドローンを失う準備はできていますか? (62)(63)飛行時間:平均的なクワッドコプター、平均サイズは10〜15分間空中に留まります(ただし、一部のメーカーはこの時間を30〜40分に増やす場合があります)が、平均は中程度です。サイズの電気航空機は、「通常の」使用(つまり、フルスロットルではない)で毎分約20〜60分を提供しますが、両方の場合で多くの異なる要因を考慮する必要があります。 (64)(65)フライトコントローラー:すべてのコントローラーがすべてのタイプの航空機を飛行できるわけではありません。いくつかの航空機のいずれかを選択する前に、関心のある航空機のタイプがフライトコントローラーによってサポートされていることを確認してください(使用する場合)。フライトコントローラーのセットアップ方法については、この記事では説明しません。 (66)一般的なUAV /ドローンの翼の種類(67)ドローンの製造にはさまざまな機体が使用されますが、一部の設計は他の設計よりもはるかに頻繁に使用されます。スタンドアロンで使用するカスタム空力フレームの製造を開始するメーカーが増えるにつれ、たとえば、過去にRC航空機で通常見られたコックピットレイアウトなどの不要な部品がなくなりつつあります。 (68)(69)(70)(71)デルタウィング(72)(73)(74)全翼機ははるかに単純です(そしておそらく最も人気があります)設計。シンプルで基本的なフレームは、安価な発泡ポリプロピレンフォーム(EPP)と基本的なKline-Fogleman翼型(Kline-FoglemanまたはKFm)を使用して製造できます。従来、操縦翼面は2つしかありませんでした。つまり、すべてのターンはロールで行われます。プロペラは通常後ろにありますが(カメラを前に取り付けることができます)、重心が正しければ、モーターを中央または前に置いて同じように飛行します。そのシンプルさと高速で飛ぶ傾向があるための優れた構造。(75)(76)電動グライダー/グライダー(77)(78)(79)できるだけ長く(つまり最長飛行時間)空中に留まりたい場合は、デザインが最良の選択です。通常、中翼または高翼を持ち、尾はT字型またはV字型であることがよくあります。ここに示されているすべてのフレームは楽しい飛行(またはそれ以上)に使用できますが、ドローンをできるだけ長く空中に保ちたい場合は、大きな翼を持つ飛行機を検討する必要があります。これはグライダーがいる場所です。優れた。それらは最も速く(むしろ最も遅く)そして最も多くのペイロードを運ぶように設計されていません(それらはできるだけ軽くなければなりません)が、良い設計は何時間も空中に留まることができます。ほとんどの場合、前面にプロペラが取り付けられているため、カメラが必要な場合は、通常、胴体の下側/腹に取り付けられます。(80)(81)「スカイウォーカー」(82)(83)(84)干渉、すぐ下にあります。翼は通常台形または長方形です。別の設計では、2つのブームを使用してテールを支えます(プロペラの両側に1つずつ、タイプ「(85)ツインブーム」)。胴体のサイズに関しては、デザインは大型翼のグライダーと従来の航空機との間の妥協点を表しています。ローターが後ろにあるということは、前にカメラを装備できることを意味します(遮るもののないビュー)。ローターの位置が十分に高いため、手動での発射が容易になり、通常の着陸時(着陸装置の有無にかかわらず)にプロペラが地面に触れることはありません。このような設計は、通常、最大ペイロード、適切な速度、飛行時間に適しており、最も汎用性があります。 (86)(87)標準(88)(89)(90)従来のRC飛行機は、マスタング(スポーツ)からパイパーに至るまで、ドローンとして使用するために頻繁に変換されています。カブ(トレーナー)。ほとんどすべてにフロントマウントプロペラ(プルまたはプーラー)があります。翼は通常、まっすぐな前縁/後縁(長方形)を持っていますが、戦闘機の場合、翼はより台形になっている可能性があります。このような設計は、最も一般的ですぐに利用できるRC航空機であるため、最も一般的に使用されています。残念ながら、航空機は改造には適しておらず、UAVとして使用する場合には必要のない美的要素が含まれています。さらに、これは、カメラを設置するための障害物のない場所を選択するという点で最も便利な設計ではありません。ほとんどが事故を許さない木材をベースにしています。(91)(92)カスタム(93)(94)(95)いくつかのカスタム設計が利用可能であり、そのうちの1つは「Drak」(ほぼ逆デルタ)です。この特定の設計では、翼はほぼ前方にスイープされ、プロペラは後方にあります。独特の外観が多くの注目を集めていますが、長所と短所はモデルごとに異なります。(96)(97)サイズ(98)(99)(100)では、飛行機の大きさはどれくらいにする必要がありますか?将来の輸送手段を決定する基準であり、使用前でも参照されることがよくあります。飛行機は(ほとんど)常にマルチコプターよりも大きく、飛行する予定のスペースは自宅や会社の近くにない可能性があるため、ほとんどの場合、輸送は車で行う必要があります。このため、このタイプのドローンのフレームサイズは2メートル(翼幅)に制限される傾向があり、ほとんどの場合、翼は取り外し可能である必要があります。全翼機が取り外し可能な翼を持つことができない場合、翼幅は1.2メートル未満になるため、車両の後部座席に簡単に配置できます。古典的に、標準サイズのRC飛行機の翼幅は0.5〜2mであるため、このサイズの部品(エンジン、ESC、バッテリー、サーボなど)の入手可能性は非常に良好です。(101)(102)飛行時間(103)あなたが自分自身に尋ねるかもしれない2番目の質問は、飛行機が空中にどれくらいの時間留まるべきかということです。航空機を遠隔操作する場合は、約20〜30分の操縦の後、ほとんどの人が肉体的/精神的に疲れて飛行を完了しようとすることを考慮する価値があります。長期飛行の場合、翼幅が2メートル以上(ペイロードが低い)のグライダーを検討することをお勧めします。(104)(105)アプリケーション(106)そして、もちろん、3番目の考慮事項は潜在的なアプリケーションです。一般的なもののリスト:FPV飛行、マッピング、およびセンサーを使用した完全自律飛行。自律飛行にはGPSフライトコントローラーが必要で、センサーを追加することも可能です。(107)(108) (109)キットの種類(110)一人称または自律飛行のために離陸したいだけの人にとって、カスタム航空機の設計が優先されることはめったにありません。これには通常、真剣な研究または空気力学の十分な知識が必要です。このため、FPV / UAV用に特別に設計されたフレームがますます人気になっています。しかし、従来のRC航空機が広く普及していることを考えると、多くの愛好家は依然として既存のRCモデル(必ずしもスケールモデルではない)に目を向け、FPV /自律使用に適応させています。 (111)(112)(113)RTF(Ready to Fly)-このキットには、製品を本来の目的で使用するために必要なものがすべて含まれており、原則として、完全に組み立てられたフレームが含まれています(よりコンパクトな配送のために、翼は、事前に取り付けられた作業用スタッフ(モーター、ESC、サーボ、フラップなど)、および送信機と受信機、バッテリーと充電器で分解できます。通常、胴体を1つまたは複数の翼に接続し、バッテリーを充電、取り付け、接続すると、飛行の準備が整います。これは空中に飛び出すための最速の方法ですが、同時にそのようなキットはその後のアップグレードを許可しません。(114)(115)(116)BNF(Bind and Fly)-ドローンはほぼ完全に組み立てられた状態で配送されます(よりコンパクトな配送のために、翼を分解できます)。キットには受信機/送信機は含まれていません。すべての部品がすでに組み立て/組み立てられていることを考えると、組み立ては非常に高速です。レシーバーをサーボとパワートレインに接続し、バッテリーを取り付けてCG(Center of Gravity)をチェックしてから、飛行前の打ち上げチェックリストに目を通し、キャリブレーションを実行する必要があります。このUAVモデル用に制御機器をカスタマイズする必要がある場合があることに注意してください。これは空中に入る2番目に速い方法です。(117)(118)(119)PNF(プラグアンドフライ)-航空機はほぼ完全に組み立てられています(よりコンパクトな配送のために、翼を分解することができます)。キットには、ESC、プロペラ、サーボが含まれています。キットには、送信機、受信機、バッテリー、充電器は含まれていません。レシーバーをサーボとパワートレインに接続し、バッテリーを選択して取り付け(CGを確認)、飛行前の起動チェックリストに目を通し、キャリブレーションを実行する必要があります。このUAVモデル用に制御機器をカスタマイズする必要がある場合があることに注意してください。(120)(121)(122)PNP(プラグアンドプレイ) -PNFキットと同じ。(123)(124)(125)ARF(Almost Ready to Fly)-この構成の製品には通常、フレームといくつかのハードウェアが含まれています。フレームの組み立てに必要な実質的にすべてのフレーム部品/コンポーネントで部分的に組み立てられた状態で提供されます。ある程度の接着が必要な場合があります。送信機、受信機、モーター、ESC、プロペラ、サーボは含まれていないため、ユーザーは自分で選択する必要があります。 (126)(127)(128)キット-最近のキット航空機には組み立て計画が含まれていますが、航空機が飛行する価値があるまでには長い時間がかかります。 1回の事故(通常は初飛行)によりUAVが何時間も回復する可能性があるため、KIT航空機を飛行する前にある程度の飛行経験を積むことをお勧めします。(129)(130)(131)DIY(自分でやる/ゼロから構築)-これは通常、航空機について言えば、完全に非標準の設計を意味し、飛行士。通常、設計者は適切なコンポーネントをすべて選択する必要があり、多くの場合、組み立ては試行錯誤によって行われます。(132)構造(133)(134)(135)RC航空機/ドローンのフレーム、フェンダー、テールを作成するために使用されるさまざまな材料があります。有人航空機はグラスファイバー、アルミニウム、さらには炭素繊維を使用することがよくありますが、UAVメーカーはまだそのような材料を小型航空機に使用していません。業界で最も一般的な材料は次のとおりです。(136)(137)(138)EPO(発泡ポリオレフィン)-このタイプのフォームは、発泡ポリスチレン(EPS)よりも軽量で、剛性が高く、強度があります。 )。型を作るとき、それはあなたがかなり滑らかな表面を達成することを可能にします。事故が発生した場合、そのような泡が圧縮され、力が大きすぎると、最も弱い部分が破壊されます。原則として、EPO製の部品は頑丈なままであり、事故が深刻でない場合は、損傷した要素を後で接着することができます。(139)(140)(141)EPP(発泡ポリプロピレン)-このタイプのフォームは柔軟性と弾力性があり、EPOよりわずかに重いですが、実際には破壊されません(実際の目標では)。(142)(143)(144)EPS(Expanded PolyStyrene)-このタイプのフォームは、テレビ、電化製品、ヘルメットの製造、アイスボックス内、および道路および住宅建設用。 EPSには約95〜98%の空気が含まれています。(145)(146)(147)バルサ材-これまで、ほとんどのRC航空機はバルサをベース材料として使用していました。それは信じられないほど軽いですが、それでも非常に丈夫で作業しやすい木材であり、フレーム、フェンダー、尾翼に最適です。建設中は信じられないほどの注意と時間を費やす必要があり、わずかな打撃でもフレームに深刻な損傷を与える可能性があります(より深刻な衝突は完全な破壊につながります)。(148)(149)(150)ブロープラスチック-プラスチックブロー成形プロセスでは、半溶融プラスチックをブローしてから冷却して形状を維持するクローズドダイを使用します。その結果、強力な中空シェルが得られます。吹き付けられたプラスチックは、(翼ではなく)胴体を作成するために最もよく使用されます。製造後、ユーザーは適切な切り欠きを作成する必要があります。吹き飛ばされた構造/キットには、補強材としてカット済みのバルサを含めることもできます。吹き飛ばされたプラスチックは軽い衝撃に耐えることができ、崩壊するのではなくへこむ傾向があります。(151)(152)(153)真空プラスチック-真空成形プロセスでは、薄いプラスチックシートを柔軟になるまで加熱しますが、完全には溶けません。マトリックス;柔軟性を維持しながら、ダイとシートの間の空気が除去され(つまり、ポンプで排出され)、シートがその形状になります。プラスチックが冷えて、周囲の素材から立体的な形が切り取られます。真空成形できるプラスチックにはさまざまな種類があり、その特性はさまざまです。ポリカーボネートは、重量と耐衝撃性の間の適切な妥協点です。(154)(155)(156)段ボールプラスチック-胴体や翼に使用する航空機はほとんどありませんが、ドアや平らな面が必要な場所を補強するためによく使用されます。段ボールは段ボールのように見えますが、プラスチックだけでできています。非常に耐衝撃性と耐衝撃性があり、特別な工具なしで簡単に操作でき、非常に滑らかです(空気力学)。(157)(158)どちらの材料が優れていますか? (159)では、飛行機にはどのような素材を選ぶべきですか? FPVコミュニティの大多数は、次の理由でEPOフォームを使用しています。(160)(161)バルサと比較して、組み立て時間が指数関数的に短く、したがって空中にすばやく上昇します。 (162)他の素材に比べて比較的軽く、かなり丈夫です(163)* が、簡単に変更/カットできます。 (164)事故や小さな衝撃に耐えることができ、何度も再接着できるという意味での「許し」。そして再び飛行中。 (165)良質。設計者は構造、プロトタイプ、金型のコストを補う必要があり、フレームのコストは通常​​そのサイズに比例するため、フォームモデルは非常に高価です。 (166)加熱されたラミネートアイロンなどの特別な工具は必要ありません。 (167)ほとんどの完全なフレームには、基本的な必須コンポーネントが含まれています(バルサモデルでは、多くの場合、ラミネート、ほとんどのハードウェアなどを追加購入する必要があります)。(168)(169)(170)(171)*(172)フォームモデルは、それ自体で十分に剛性があることはめったになく、飛行中の翼に作用する荷重に耐えるために、後者は、剛性を高めるために「スパー」(通常はグラスファイバーまたはカーボンファイバーでできている長くて細いロッド)の形で追加の補強を必要とします。考案されたこれらのスパーは、翼の上下両方のさまざまな戦略的な場所に接着する必要があります(事前にカットされたチャネルに接着されます)。フォームモデルのサイズは、原則として実用性のみを制限します。そのため、翼幅が2mを超えるモデルを目にすることは非常にまれです。(173)(174)ビルド(175)(176)(177)(178)(179)フォーム:注意することが重要ですこれまでのところ、既存の接着剤の一部が材料を腐食して破壊する可能性があるため、すべての接着剤を使用してフォームを接着できるわけではありません。 EPOフォームの接着に使用される最も一般的な接着剤は、Goop(ブランド名)とGorilla Glue(ブランド名)です。グープは透明で、厚みのある粘り気と優れた結合力を持っています。 Gorilla Glue-活性化するのに少量の水が必要で、最初の粘稠度は厚いです。水との相互作用後、元のサイズの約400%まで泡立ち、黄色になります。ゴリラ接着剤は望ましくない場所で切断することができますが、接着剤が本来あるべきではない領域に漏れないようにする必要があり(マスキングテープを使用するなど)、塗布後、固定部分は静止している必要があります。接着剤が膨張して硬化します。フォームは通常、鋭利なナイフ、はんだごて(はんだごてではなく)、または熱線で切断されます。手のこぎりは泡を壊し、非常に粗い表面を残す傾向があります。フォームプレーンは、多くの場合白で、めったに黒ではなく、さらにまれに灰色または他の色です。外観のカスタマイズとは、特殊なペイント、ラミネート、またはビニールを使用して実行できる色やパターンを追加することです。すべての塗料が泡の着色に適しているわけではなく、一部の塗料は泡を破壊する可能性があることに注意してください。 (180)(181)バルサ:シアノアクリレート接着剤は、バルサ材を接着するために最もよく使用されます。通常、粘性のある液体(ほとんど水のように)は、接着する表面間に非常に強い接着を提供します。フレームの準備ができたら、空力面を作成するために、ラミネート(片面に熱活性化接着剤が付いたプラスチックシート)で覆う必要があります。ラミネートフィルムは、ラミネートアイロンで加熱/塗布され、出口に固い/硬い表面を提供します。ラミネートはバルサ材への接着​​にのみ適しています。3D形状の作成には使用できません。 (182)(183)複合材料:​​小型航空機(炭素繊維)の作成に使用される複合材料を見るのはまだまれです。これらの部品はエポキシ樹脂(または特殊な接着剤)をベースにしており、手で切断するのが難しく、CNCフライス盤が必要になることがよくあります。 (184)3D形状の作成も非常に複雑です。飛行機は通常、補強に複合材を使用します。 (185)(186)電力(187)(188)(189)(190)航空機の発電所は、モーター、プロペラ(プロペラ)、ESC、およびバッテリーで構成されています。..。。フレームに適切な部品を選択することは「推測」ではなく、フレームの製造元が特定のペイロードのモーター、プロペラ、または範囲に関する推奨事項を持っているかどうかを確認するのが最善です。 (191)最近、ほとんどの愛好家は、所有コストが最も低く、使いやすさから、燃料(灯油など)ではなく電気モーターに傾倒しています。ソーラーパネル(バッテリーの充電に使用される)の追加重量と比較して、ソーラーパワーが提供する電力はまだ有益ではないため、ソーラーパワーが使用されることはめったにありません。 (192)特定の負荷でグライダーに必要な推力を提供できるモーター/プロペラの組み合わせを選択します。いくつかのグライダーメーカーは、必要な範囲の一般的なアイデアを提供するために、独自の実験に基づいていくつかの推力要件を提供しています。 (193)不十分な飛行機の動力は、不安定または墜落につながる可能性があります。過負荷の航空機は、飛行中に完全に不安定になる可能性があります。ドローンの作成に使用されるほとんどすべての技術がラジコン業界からのものであることを考えると、さまざまなアプリケーションに適した推力およびサーボドライブを選択するための十分な情報があります。 (194)重心:重心は、フレームを配置できるポイントであり、すべての側面で重量が同じになります。揚力/トルク比の中心。これは、翼と操縦翼面によって生成されるすべての揚力が追加されるポイントであり、通常は翼の最高点です。重心が揚力の中心に対応することが望ましい。 (195)(196)打ち上げ/着陸(197)(198)(199)(200)(201)滑走路の打ち上げ/着陸:滑走路、ドローンには車輪が必要であり、滑走路はできるだけ平らで完全に舗装されている必要があります。 (202)(203)手動トリガー:手動トリガーには、主に2つの方法があります。手でスイングする方法と頭上でスイングする方法です。スイープ方法は、オペレーターが角速度を使用してドローンを最大速度まで加速しようとするディスクを発射する(または水に石を投げる)のと似ています。あるいは、オペレーターが飛行機を上向きに発射するオーバーヘッド方式があります(できれば2番目のオペレーター/アシスタントを使用して)。 (204)(205)カタパルトの発射:カタパルトは、ドローンをできるだけ速く加速するために、バンジーケーブル、ウインチ、さらには圧縮空気など、いくつかの異なる方法のいずれかを使用します。カタパルトは輸送が容易ではなく、追加の投資と診断が必要です。 (206)(207)ハンドグリップ:プロペラが回転しない限り、小さなドローンを手で捕まえるのは難しくありませんが、どういうわけかこの方法にはある程度のスキルが必要です。 (208)(209)着陸:最も一般的に使用される着陸方法は、草などの適切に平らな表面にスキッド着陸することです。この方法は、着陸装置を備えたドローンがますます少なくなり(そして滑走路が利用できなくなり)、飛行機が可能な限り任意の飛行機に着陸することを余儀なくされるため、適切です。通常、パイロットは飛行する前に適切な着陸地点を見つけます。理想的には、航空機は摩耗が進行するため、交換可能な保護プレートを備えている必要があります。 (210)(211)ネットワークの「キャプチャ」:この着陸方法は、軍隊が小型ドローンに最もよく使用しますが、ネットを使用してドローンをキャッチすることは、他の着陸方法が難しい場合に非常に効果的です。そうは言っても、ネットワーク化されたシステムのセットアップには時間がかかり、他の種類の植栽がほとんどの愛好家にとって好ましいです。 。