Légcsavar választása a motorhoz vagy fordítva?

Azt javaslom, hogy előbb a légcsavar határparamétereinek választása történjen meg, majd ezt követően keressünk a légcsavarhoz megfelelő motort.

Tapasztalatom szerint sokkal nagyobb a választék motorból, mint légcsavarból, így egyszerűbb a légcsavarból kiindulni. A legtöbb motor közel egyforma méretű, míg a légcsavar átmérőjét még a gép fizikai mérete is korlátozza.

Légcsavar paraméterek

A légcsavarokat két jelzéssel szokták ellátni. Egyik a forgás irányára utal: LH (Left-hand, balos), RH (Right-hand, jobbos). Ezen jelzéseknek megfelel a CCW (Counter-clockwise, óramutató járásával ellentétes irányú) és a CW (Clockwise, óramutató járásával megegyező irányú). LH = CCW, RH = CW.

A másik paramétert (mely valójában két paraméter egyben) csak röviden, például 8038-nak vagy például 1045-nek írják. A 1045 azt jelenti, hogy a légcsavar átmérője 10in (10 col azaz 25.4cm), a 45 valójában 4.5in, és ez a légcsavar állásszögére illetve emelkedésére jellemző adat.

Számos magyarázat és bonyolult elmélet létezik a légcsavar állásszögének (emelkedésének) és ennek a mérőszámnak a kapcsolatára, de mivel a közérthető magyarázat a célom, így az alábbiként lehet megérteni: A légcsavart képzeljük el mint hagyományos csavar. A csavarnál van egy menetemelkedés mérőszám. Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy egy teljes fordulatot csavarva, a csavar milyen távolságot tesz meg tengelyirányban (mennyit megy bele az anyagba). Egy 1mm-es menetemelkedésű csavar 1mm-t fog megtenni egy teljes fordulat után. A légcsavar is "csavar", így ha annak az emelkedése 4.5in (11.43 cm) akkor egy teljes 360°-os fordulat után 11.43cm-t haladna előre (ennyit "harapna" a levegőből).

A fenti ábra jól szemlélteti a csavar menetemelkedés és a légcsavar állásszög / emelkedése közötti példát.

Egy légcsavar adatlap

A fentebbi magyarázat után már értelmezni tudjuk a légcsavarok adatlapját, ami általában csak egy sor szokott lenni. Multirotor légcsavarokat párban is megtalálhatjuk, pl:
"10x4.5 SF Props Black CW (2pc) CCW (2pc)", azaz 10in (25.4 cm) átmérőjű, 4.5in/360° (11.43cm) emelkedésű légcsavar, mely SF azaz Slow-Fly célokra való és a szett 2 db jobbos és két darab balos légcsavart tartalmaz.

A készletekhez szoktak járni különböző távtartó gyűrűk is. Ha az adott helyzet megkívánja akkor használni kell, de eddigi tapasztalatom alapján többször kellett inkább felfúrni a légcsavart.

Kiegészítés (2015.05.28): Fórumtársak felvetése kapcsán tisztázni szükséges az állásszög és a légcsavar emelkedés közötti különbségeket. Mivel a hagyományos csavarnak is menetemelkedése van és a menetemelkedést nem fokban (szög mértékben) definiáljuk hanem mm-ben (hossz mérték), így a légcsavarnál is hosszmértékben megadott adat emelkedésként értelmezendő.

Választás szempontjai - emelkedés

A paraméterek választásakor az átmérő és az emelkedési paramétereket egyidejűleg kell figyelembe venni, meg kell találni a jó egyensúlyt.

Általánosságban elmondható, hogy a kisebb emelkedésű légcsavar esetén a motoroknak kisebb az áramigénye. Ha finom mozgásokat akarunk a géppel végezni, akkor célszerű alacsonyabb állásszöget választani, mert a helyzetváltoztatáshoz nagyobb fordulatszám-változtatás szükséges, ebből következően nagyobb a stabilitása is a rendszernek, nagyobb a statikus emelési ereje. Ez a konfiguráció hasznos lehet légi-fotózáshoz, ahol nagyobb hangsúlyt kell fektetni a pozíció stabilabb tartásra.

A nagyobb emelkedésű légcsavarok nagyobb légtömeget tudnak megmozgatni, ezáltal sokkal fürgébbek is. A stabilitás szempontjából viszont turbulenciákat és imbolygást (wobbling) okozhat helyzettartáskor. Ilyenkor ezt szabályzással nehéz kompenzálni, egyszerűbb kisebb emelkedésű légcsavart választani.

Választás szempontjai - átmérő

A légcsavar hatékonysága függ a levegővel való érintkezés felületétől is, így egy kismértékű átmérő változtatásra a légcsavar hatékonysága is ugrásszerűen nőni fog.

A kisebb légcsavart a tömegéből fakadó tehetetlenségi nyomatéka miatt könnyebb megállítani vagy felpörgetni, a nagyobb légcsavarnak pedig több idő szükséges hogy felpörögjön (forgatónyomaték okán). Ez azt jelenti, hogy a kisebb légcsavar kisebb áramfelvételt jelent a motorok tekintetében, ez az egyik komoly indok, amiért a 4-nél több rotoros gépek (pl. hexa és octocopterek) esetében a quadcoptereknél jóval kisebb légcsavarokat alkalmazunk.

Nagyobb quadcoptereknél (>2kg) nagyobb légcsavart és kisebb KV értékű, nagyobb nyomatékú motorokat célszerű használni, ezáltal lesz kézbentartható a stabilitás.

Akkor hogyan válasszunk?

Két út van a légcsavar kiválasztásnál, amivel biztosra mehetünk:

1. Ismerkedjünk, keressünk, nézelődjünk. Itt elsősorban fórumokra, tapasztalt modellezőkre és pl. YouTube videókra gondolok, ahol már működő motor+légcsavar párosításokat láthatunk. Célszerű vagy egy gyári szett motor+légcsavar párosítását alapul venni (én is ezt tettem elsőre), vagy keressünk egy tapasztalt személyt.

2. Értsük meg a matematikáját és végezzünk sok kísérletet. Ez a megoldás a tapasztaltabb modellezők választása. Ne felejtsük el, hogy ennek magasabb költségvetési igénye is van. Nagyon egyszerű kísérleteket lehet végezni, a cikksorozat következő részében mutatok rá jónéhány példát.