در دنیای هوانوردی مدرن، کوادکوپترها به عنوان وسایل نقلیه هوایی همه کاره و کارآمد ظاهر شده اند. کواد کوپترها کاربردهایی از پروازهای تفریحی گرفته تا عکاسی حرفه ای، نقشه برداری، ماموریت های جستجو و نجات و حتی نظارت بر کشاورزی پیدا کرده اند. این هواپیماهای بدون سرنشین پیچیده از اجزای ضروری مختلف تشکیل شده است که هر کدام نقشی محوری در تضمین پرواز پایدار و عملکرد مطلوب دارند. اجزایی از قبیل ملخ کوادکوپتر، برد، باتری، موتور و کنترلر. هر یک از این قطعات کوادکوپتر در عملکرد درست این پهپاد نقشی اساسی دارند و نبود هر کدام باعث می شود که کواد کوپتر نتواند پرواز کند. اگر شما هم درمورد ساختار داخلی و قطعات کواد کوپتر کنجکاو هستید، این مقاله از سایت آریا آرسی برای شماست.
هر یک از قطعات کوادکوپتر نقش مهمی در عملکرد کلی این پهپاد ایفا می کند. انسجام و ارتباط بین این اجزا به کوادکوپترها اجازه می دهد تا پرواز کنترل شده، پایدار و پرسرعت و توانایی انجام طیف وسیعی از وظایف، از عکاسی هوایی گرفته تا تحقیقات علمی و فراتر از آن داشته باشند. مهم ترین اجزا و قطعات کواد کوپتر عبارتند از:
فریم به عنوان پایه ساختاری کوادکوپتر عمل می کند. قاب یا فریم کواد کوپتر که معمولاً از مواد سبک وزن مانند فیبر کربن، آلومینیوم یا پلاستیک ساخته می‌شود، ثبات این هواپیمای بدون سرنشین را فراهم می‌کند و وزن کلی آن را به حداقل می‌رساند. طراحی فریم کوادکوپتر بر روی قدرت مانور و ظرفیت بار کوادکوپتر تاثیر می گذارد، بنابراین مهم است که حتما از مواد سبکی که پیشتر گفتیم، تشکیل شده باشد. وظیفه فریم در بین قطعات کواد کوپتر این است که تمام اجزا را در کنار هم نگه دارد و ثبات و استحکام لازم را برای پرواز پهپاد فراهم می کند.
کوادکوپترها مجهز به چهار موتور الکتریکی براشلس هستند که هر کدام از این موتورها روی هر بازوی فریم کواد کوپتر نصب شده است. موتور کوادکوپتر نیروی چرخشی (گشتاور) برای چرخاندن ملخ های متصل به این هواپیمای بدون سرنشین و نیروی رانش لازم را برای بلند کردن پهپاد از زمین و حفظ ارتفاع آن در طول پرواز ایجاد می کنند. سرعت متغیر هر موتور این امکان را به کوادکوپتر می دهد که شیب داشته باشد و جهت خود را تغییر دهد.
یکی دیگر از مهم ترین قطعات کواد کوپتر، ملخ آن است. ملخ هایی به موتور یک هواپیمای بدون سرنشین متصل می شوند تا جریان هوای لازم را برای بالا رفتن و اوج گرفتن کواد کوپتر را ایجاد کنند. کوادکوپترها دارای دو مجموعه ملخ هستند که در جهت مخالف می چرخند، یک جفت در جهت عقربه های ساعت و یک جفت خلاف جهت عقربه های ساعت، برای خنثی کردن گشتاور و تضمین پایداری پهباد. اندازه و گام پروانه ها بر ظرفیت بالابری و مانور کوادکوپتر تأثیر می گذارد.
پروانه های پهپاد به موتور آن متصل می شوند و هنگام چرخش آنها جریان هوا ایجاد می کنند. این جریان هوا با فشار دادن هوا به سمت پایین باعث بالا رفتن می شود که کوادکوپتر را از زمین بلند می کند. ترکیبی از اندازه ملخ های کواد کوپتر، گام (زاویه تیغه) و سرعت چرخش، میزان بالابر تولید شده را تعیین می کند و بر عملکرد کلی کوادکوپتر تأثیر می گذارد.
در قلب قطعات کواد کوپتر، کنترلر پرواز است که یک کامپیوتر پیچیده روی پهپاد می باشد. کنترلر یا برد مانند مغز کوادکوپتر است. وظیفه این قطعه کواد کوپتر این است که داده‌ها را از حسگرهای مختلف (مانند شتاب‌سنج، ژیروسکوپ و فشارسنج) دریافت کند و برای ثابت نگه داشتن کوادکوپتر، تفسیر ورودی‌های خلبان و اجرای مانورهای پروازی پردازش کند. کنترلر پرواز پیشرفته همچنین ویژگی‌هایی مانند موقعیت‌یابی GPS، ناوبری در ایستگاه بین راهی و عملکردهای بازگشت خودکار به خانه را ارائه میکنند.
کنترلرهای سرعت وظیفه ترجمه دستورات کنترلر پرواز را به دور موتورهای خاص بر عهده دارند. این دستگاه‌های الکترونیکی کوچک، توان عرضه‌شده به هر موتور را تنظیم میکنند و برای دستیابی به حرکت و پایداری مطلوب تنظیمات لازم را انجام می دهند. در واقع کنترلرهای سرعت دستورات لازم را از برد کوادکوپتر گرفته و بر اساس برنامه های داخلی خود، میزان توان مصرفی هر یک از اجزا و قطعات کواد کوپتر را تنظیم میکنند.
کوادکوپترها توسط باتری های لیتیوم پلیمری شارژ می شوند که انرژی موتورها، کنترلر پرواز و سایر قطعات کواد کوپتر را تامین می کنند. ظرفیت و ولتاژ باتری به طور قابل توجهی بر زمان پرواز و عملکرد کواد کوپتر تاثیر می گذارد. برد توزیع برق و نیروی الکتریکی به اجزای مختلف را مدیریت می کند و در عین حال از برق اضافی در بین دیگر قطعات کواد کوپتر جلوگیری می کند.
هدایت گر کوادکوپتر از یک فرستنده رادیویی دستی برای ارسال دستورات به کوادکوپتر استفاده می کنند. فرستنده با گیرنده رادیویی آنبورد ارتباط برقرار می کند که ورودی های خلبان را به کنترل کننده پرواز ارسال می کند. این ارتباط بی سیم کنترل و پاسخگویی در زمان واقعی را تضمین می کند. فرستنده رادیویی توسط خلبان نگه داشته می شود و ورودی های کنترلی مانند دستورات دریچه گاز، پیچ، رول و انحراف را به کوادکوپتر ارسال می کند. گیرنده رادیویی روی کوادکوپتر این دستورات را به فلایت کنترلر ارسال می کند. این ارتباط به خلبان اجازه می دهد تا حرکت و اعمال کوادکوپتر را کنترل کند.
یکی از قطعات کواد کوپتر که اختیاری است و تمام پهپادها ندارند، دوربین و گیمبال می باشد که بیشتر در کوادکوپتر دوربین دار که برای اهداف عکاسی یا فیلمبرداری استفاده می شوند، وجود دارد. اغلب از گیمبال برای تثبیت دوربین استفاده می‌شود و فیلمبرداری صاف و بدون لغزش را حتی در حین پرواز سریع ممکن می‌سازد. برخی از کوادکوپترهای حرفه ای از گیمبال ها و دوربین های قابل تعویض برای انعطاف پذیری در گرفتن انواع مختلف محتوا پشتیبانی می کنند. درواقع دوربین و گیمبال یکی از قطعات کواد کوپتر است که عکس ها و فیلم های صاف ضبط می کند.
کوادکوپترهای پیشرفته می توانند از سنسورهای اضافی مانند GPS برای موقعیت یابی دقیق، فشارسنج برای کنترل ارتفاع و سنسورهای تشخیص موانع برای جلوگیری از برخورد با اشیاء در محیط استفاده کنند. GPS امکان مکان یابی دقیق را فراهم می کند، فشارسنج ها به حفظ ارتفاع پایدار کمک می کنند، و حسگرهای تشخیص مانع به جلوگیری از برخورد با اشیا کمک می کنند.
عملکرد یکپارچه کوادکوپتر نتیجه هماهنگی قطعات آن میباشد. یک کوادکوپتر از مجموعه ای از قطعات ساده تشکیل شده که در نهایت به یک ماشین پرنده پیچیده تبدیل می شود. درک نقش ها و تعاملات قطعات کواد کوپتر برای علاقه مندان و افراد حرفه ای ضروری است، خواه در حال ساخت، پرواز یا نگهداری از این دستگاه های هوایی قابل توجه باشند. همانطور که تکنولوژی به پیشرفت خود ادامه می دهد، بدون شک کوادکوپترها در خط مقدم نوآوری باقی خواهند ماند و ما را قادر می سازند تا آسمان ها را کاوش کنیم و چشم اندازهای خیره کننده را ثبت کنیم.
مقالات پیشنهادی
.jpg "کوادکوپتر جنگی چیست؟ کاربردها و ویژگی های کواد کوپتر نظامی")
.jpg "کاربردهای کوادکوپتر در دنیای امروز")
نظرات