Nem quadrocopter?

Nem. Tévesen ha hasonló felépítésű járművel találkozik Edömér (a cikk folyamán a zöldfülű sapkát viselő egyén helyettesítője, mert zöldfülű embert még senki sem látott. Bocs Shrek. bár...), akkor azonnal rávágja, hogy nézd quadcopter (vagy még hibásabban quadrocopter). A quadcopter csak egy fajtája a multicopter családnak.

Érdekesség, hogy maga a mindenki által ismert "helikopter" is egy többrotoros (egészen pontosan kettő) jármű. Hivatalosan a multicopter a 2-nél több rotoros járművekre használandó. Kicsavarva a definíciót, a quadcopter/hexacopter/octocopter is egy fajta kiegészített helicopter.

Cikkemben elsősorban a quadcopterekkel foglalkozom, bár matematikájában csak egy hajszálnyi választja el a quadcoptert a nyolc rotoros octocoptertől.

Ráadásul a japán taketombo is a (bambusz)copterek családjába tartozik

Quadcopter vagy Quadrocopter?

Ez egy érdekes kérdés, őszinte leszek igyekszem magamat is rávenni, hogy a helyes nevén quadcopternek hívjam, annak ellenére, hogy magam is quadrocopter szóként ismertem meg.

Helyesen quadcopter, ugyanis ha a multirotor analógiát követve az hatrotoros gép hexacopter, a nyolcrotoros octocopter akkor a négymotoros bizony quadcopter. A "quadrocopter" mint kifejezés véleményem szerint a quadro(tor)-copter szavak összességéből lett idecsempészve.

Mennyi copter, annyi copter?

Szép magyarsággal kifejezve, annyi copter amennyi rotor van.

Copter fajták (rész képek forrása: UAVRC)

A fentebbi ábrán több azonos rotorszámú copter található, egyetlen egy különbség köztük, hogy egy fél rotor-szögnyvel el vannak forgatva a középpontjánál fogva. Ennek hatalmas jelentősége van szabályozástechnikailag, ugyanis ez (tehát a képen a piros háromszög) jelzi az előre irányt. Dióhéjban annyi a különbség, hogy az előre irányhoz mennyi rotor fordulatszámának változtatására van szükség.

Az ábrán látható az is, hogy az egymás mellett lévő rotoroknak mindig ellentétes a forgásirányuk.

Miért ellentétes a forgásirány?

A forgásirány ellentétességére a legjobb példa a helikopter vizsgálata. A helikopter főrotorja és a farokrotor vizsgálata azonnal magyarázatot ad az ellentétes forgásirányra.

A főrotor CCW irányba forog (jegyezzük meg CCW = Counter-Clockwise = Óramutató járásának irányával ellentétes, CW = Clockwise = Óramutató járásának irányával megegyező - fontos kifejezések lesznek), ez pedig CW irányú forgatónyomatékot jelent a helikopter főrotorjának középpontjához képest. Azért, hogy a forgást kompenzáljuk, egy farokrotort alkalmazunk a helikoptereknél. Ez pontosan akkora erejű, de ellentétes irányú forgatónyomatékot hoz létre, mint amekkorát a főrotor bevisz a rendszerbe. A farokrotor nem a forgásból eredő nyomatékkal kompenzál, hanem az általa létrehozott torlónyomás az ami kompenzálja a főrotor forgatónyomatékát (a főrotor torlónyomása pedig kompenzálja magát a gravitációt).

Jogosan merülhet fel Edömérben a kérdés, hogy miért jóval kisebb a farokrotor mint a főrotor. Magyarázatot erre fizikaórán kaphatunk, ugyanis a forgatónyomaték mértéke arányos az erőkarral. Minél kijjebb helyezkedik el a farokrotor, annál nagyobb az erőkar, így annál kissebb erő szükséges a főrotor forgatónyomatékának kiejtésére.

Bizonyára mindenki látott már a filmekben megsérült helikoptert forogva a földbe csapódni, amikor a jófiú tudja, hogy a rosszfiú helikopterének főrotorja ellen esélye nincs (nem tudja megsérteni, túl erős, túl gyors, túl nagy, túl veszélyes), egyből a farokrotor meghibásodására utazik. A farokrotort tönkretenni könnyebb a jófiúnak (mivel kisebb és gyengébb a rotor, ráadásul hátul védtelenül helyezkedik el), és ha az megsérül, nincs ami kompenzálja a főrotor forgatónyomatékát, így a helikopter irányíthatatlanul elkezd forogni. Minimális kormányzásra van csak lehetőség a főrotorlapát állásszögeinek változtatásával. A kompenzálatlan forgatónyomaték a rosszfiú helikopterét a földre kényszeríti, vagy tüzes lángcsóvaként a földbe csapódik (producere válogatja).

Miért fontos ez a multicopternél?

Ha megértettük az előző okfejtést, érthető, hogy az ellentétes irányú forgásra azért van szükség, hogy a copter középpontjához viszonyított forgatónyomatékot kompenzáljuk. Jogosan merülhet fel a kérdés, hogyha az ellentétes irányba forog, akkor ellentétes irányba nyomja a levegőt is?

Nem, de ezt tenné, ha nem fordított állásszögű légcsavart használnánk. Nemsokára megnézzük milyen is, egy fordított állásszögű légcsavar.

Csak páros számú multicopter létezik?

A válasz erre egyértelműen nem. A fentebbi helikopteres példából láttuk, hogy egyetlen egy dolog fontos, mégpedig a forgatónyomaték kompenzálás. Ez azt jelenti, hogy két óra járásával megegyező légcsavar forgatónyomatékát kiejthetjük egy ellentétes irányú az egyenkénti rotorokhoz képest kétszer akkora forgató nyomatékot a rendszerbe vivő légcsavarral.

Így a fentebbit követve három rotoros multicoptert is építhetünk, két egyforma és egy eltérő méretű légcsavarral, vagy elfordítható (dönthető) harmadik rotorral. Döntés-elfordítás általában hagyományos RC szervóval történik.