ドローン機械プロトタイプの製造 – 何を期待すべきか?
空を征服することは、太古の昔から人類の最大の戦いの 1 つです。私たちの祖先は、空は危険な敵になり得ると警告しました。鳥のように空を飛びたいと思っていた少年イカロスの伝説を思い出してみましょう。父は鳥の羽とワックスから翼を作りました。太陽がワックスを溶かすまで、彼はどんどん高く飛んで行き、彼は倒れて死にました。この話から 2 つの重要な教訓が得られます:
1. 常に飛行機の機械的または機能的なプロトタイプを作成し、入念にテストしてください。
2. 中に入ることなくそれらをテストしてみてください。または、少なくともパラシュートを入手してください。
幸いなことに、現代の製造業と航空工学により、両方を行う機会が与えられています。航空機のプロトタイプをリモートで制御でき、プロトタイプを短時間で作成できます。
ドローンとは?
ドローンは究極のアマチュア飛行機になりました。軽くて小さく飛ばしやすく、実際に自分で作ることができるので、メカ好きな人が多いです。しかし、ドローンはずっと前から存在していました。それらの最初の言及は 1920 年代までさかのぼります。
ドローンを作る最初の試みは成功していません。 4〜6個の回転翼航空機エンジンを搭載したヘリコプターのプロトタイプを作成することに成功した多くの別々の発明者がいました。これらの飛行機はあまりにも不安定で、同期が取れておらず、パイロットの負担が大きかったため、最近まで開発はほとんど放棄されていました.
航空と電子工学の最新の発展により、ドローン機能に関する以前の技術的問題はほとんど克服されました。パイロットの問題だけが残っていたので、ドローンは無人になりました。ただし、パイロットはもう必要ありません。カメラと一緒にマウントして、リモコンを取得するだけです。現代の電子機器により、この車両の設計は非常にシンプルになっているため、多くの人が趣味としてドローンを作成したり、ドローンを購入して素晴らしい映画やアートを作成したり、物を配達したり、知っている隣人をスパイしたりしています.猫をクワッドコプターにして不死にしようと決心した男性の話さえあります.
ドローンは何で構成されていますか?
一般的なドローンには、その機能を決定する次の要素があります:
<オール>ご覧のとおり、現代の産業は、ドローン製造のために多くの準備されたソリューションを提供しています。電子機器の製造はそれ自体が複雑で費用のかかるプロジェクトであるため、愛好家であろうと販売を計画していようと、既存の部品を購入することをお勧めします。売り上げが伸びれば、独自のサーキットを作ることを考えることができます。これで、ドローンの性能に不可欠な 2 つの主要な特注部品が残りました。確かに、いくつかの追加のコネクタとバッテリー エンクロージャを作成する必要があります。しかし、それらのデザインは問題なく、指先をフリックするだけで 3D プリントできます。
カスタム ドローン フレームの作り方
したがって、フレームはドローンの安定性と全体的な構造にとって非常に重要です。航空機の飛行方法を学ぶにつれて、物に衝突してフレームに損傷を与えることは確実です。そのため、交換や修理も簡単である必要があります。
現在、必要なプロペラの数に応じて、可能なドローン フレームのデザインがいくつかあります。プロペラが多いほどドローンは安定しますが、重くなります。最も重要なパラメータは、剛性と重量です。これが、最も広く普及している資料が次の理由です:
1.木材 加工が最も簡単で、最も簡単なツールでフレームに成形できる最も安価な材料。そのようなドローンの外観と信頼性は高くありません。交換は簡単ですが、わずかな衝撃でも壊れることが予想されます。基本的に、愛好家にとっては良い選択です。フレームは通常、木工旋盤またはより簡単な器具で機械加工され、接着されます。
2.プラスチック。 それは最も明白な選択です。多くのポリマーは軽量で、引張強度が高く、最新の技術を使用して迅速に加工できる最高のものです。たとえば、プラスチック フレームは、3D 印刷またはウレタン キャスティング プロトタイピング技術を使用して製造できます。これにより、商用ドローン モデルのプロトタイプを作成するのに非常に適しています。 RP 手法を使用して小さなバッチを簡単に作成し、それらを組み立てて、テストを実施できます。準備ができたら、射出成形金型を注文してください。
3. アルミニウム。 多くのストレスに耐える、最も耐久性があり頑丈なシステムを作成するには、この材料を選択する必要があります。また、最も重い素材でもあります。通常、このようなフレームは CNC 加工されます。プロの産業用ドローンのみを作成する場合は、アルミ フレームを使用する必要があります。または、すでにテストを実施して設計を承認しており、ドローンを本当に美しく輝かせたい場合.
プロペラを作ろう
プロペラは、ドローン設計の最も複雑な部分です。必要な推力に到達するには、ドローンの重量に応じてそのジオメトリを実際に計算する必要があります。幸いなことに、それを行うのに役立つサービスがたくさんあります。ジオメトリが複雑すぎる場合。有能なエンジニアが完璧なプロペラを設計、計算、製造するプロトタイピング ショップからブレードをいつでも注文できます。
ですから、明らかに、直径は重要です。ブレードが大きいほど、プロペラが送り出せる空気が多くなります。ただし、プロペラ同士が衝突しないように、プロペラを同期させる必要があることに注意してください。そのため、大きなプロペラは操縦性が悪くなります。最も適したものを選択する必要があります:より大きなドローン負荷またはより優れた操縦性です。
攻撃角度もブレードの重要な特徴です。それは基本的に、プロペラが空気に当たり、それをそらす角度です。ブレードが大きいほど効率が良くなりますが、風力が大きくなるため、より大きなモーターが必要になります。等ピッチのプロペラは、中心に近づくほど迎角が低くなります。ただし、迎え角が交互になると、プロペラの形状が複雑になりすぎます。
プロペラ ブレードは、ほとんどが 3D プリントされているか、プラスチック フレームと同様にシリコン フォームを使用して鋳造されています。これらの方法は、低コストと時間で複雑な形状を実現するのに最も効率的だからです。良好な表面仕上げが飛行中のドローンの振動を下げるため、ブレードは後で後処理されます。
プロペラのバランスも忘れずに。これは簡単なプロセスです。鉛筆とナイフでできます。刃を水平にセットした鉛筆に取り付けるだけ。プロペラはおそらくその軸を中心に回転します。そのため、鉛筆の下部に残りがちな刃の付け根から少し切り取ります。鉛筆に取り付けたときに刃が回らなくなるまでこれを繰り返します。
製造プロセス