ملخ‌ها وسیله‌هایی هستند که حرکت دورانی را به رانش خطی تبدیل می‌کنند. ملخ هواپیمای بدون سرنشین با چرخش و ایجاد جریان هوا باعث بالا رفتن هواپیما می‌شود که منجر به اختلاف فشار بین سطوح بالا و پایین ملخ می‌شود. این عمل باعث شتاب بخشیدن به یک توده‌ی هوا در یک جهت می‌شود و نیروی گرانش را خنثی می‌کند.
سرعت چرخش ملخ با تغییر ولتاژ ارائه شده به موتور ملخ تغییر می‌کند، فرآیندی که توسط اسپیدکنترل انجام می‌شود.
ملخ خود شامل دو یا چند پره است که توسط کوپلینگ به بدنه متصل می‌شود. الزامات عملکرد هواپیما یا پهپاد و قدرت موتور عوامل اصلی تعیین کننده تعداد پره‌های ملخ هستند. زاویه پره ها، اندازه و شکل کلی آن (همراه با قدرت موتور) بر میزان رانش ایجاد شده می‌گذارد.
جنس ملخ پهپاد و هواپیما مدل
ملخ‌هایی با جنس چوب، فایبرگلاس و فیبر کربن بهترین عملکرد را دارند. ملخ‌های پلاستیکی کم هزینه‌تر هستند، اما انعطاف‌پذیر هستند، باعث لرزش و کاهش قدرت می‌شوند.
نحوه انتخاب ملخ مناسب برای هواپیمای بدون سرنشین
ملخ‌ها اغلب مهم‌ترین جزء یک پهپاد در نظر گرفته می‌شوند، زیرا مسئول ایجاد نیروی رانش هستند که هواپیما را به جلو می‌راند. عملکرد ملخ تاثیر مستقیمی بر عملکرد کلی پهپاد از جمله سرعت، مانورپذیری و پایداری آن دارد. به همین دلیل است که برای سازندگان پهپاد ضروری است که ملخ‌های خود را با دقت طراحی و آزمایش کنند تا از ارائه عملکرد مطلوب و برآورده کردن الزامات خاص پهپاد اطمینان حاصل شود.
در این مقاله به اهمیت ملخ‌ها در پهپادها میپردازیم و عوامل مختلفی را که باید هنگام طراحی و آزمایش آنها در نظر گرفته شود، بررسی خواهیم کرد.
هنگام انتخاب ملخ پهپاد، باید چندین پارامتر فنی کلیدی در نظر گرفته شود :
- قطر ملخ : قطر ملخ یک عامل کلیدی در تعیین میزان رانشی است که می‌تواند ایجاد شود. قطر بزرگتر نیروی رانش بیشتری ایجاد می‌کند، اما همچنین باعث افزایش کشش و کاهش کارایی پهپاد می‌شود.
- گام ملخ (PITCH) : گام ملخ مسافتی است که پروانه در یک دور طی می‌کند. قطر کمتر و گام بیشتر در ملخ باعث ایجاد سرعت بیشتر و قطر بیشتر و گام کمتر باعث ایجاد قدرت بشتر می‌شود.
- جنس ملخ : در انتخاب ملخ برای پهپاد، فیبرکربن (CF) و پلیمرهای تقویت شده با فیبر کربن (CFRP) هر دو گزینه محبوبی هستند که هر کدام مزایا و معایب منحصر به فرد خود را دارند. برای انتخاب بین ملخ‌های CF و CFRP باید به نیازهای پهپاد و استفاده خود را در نظر بگیرید. برای کاربردهایی که به سطح بالایی از استحکام و دقت نیاز دارند، مانند بلند کردن بار سنگین یا سناریوهای حیاتی، پروانه‌های CF بهترین انتخاب هستند. اما برای موارد استفاده عادی، ملخ‌های CFRP گزینه‌ای مقرون به صرفه و قابل اعتمادتر هستند.
- ملخ‌های تاشو و غیرتاشو : ملخ‌های تاشو را می‌توان برای حمل و نقل جمع کرد، کشس را کاهش داد و کارایی و زمان پرواز را افزایش داد. همچنین می‌توان آنها را راحت‌تر از ملخ‌های غیر تاشو تعویض کرد.
- بار : باری که ملخ در معرض آن قرار خواهد گرفت یک عامل کلیدی است که باید در نظر گرفته شود. ملخ باید بتواند حداکثر وزن پهپاد و محموله‌ی آن را تحمل کند.
برای محاسبه گام و قطر مناسب ملخ برای یک ارتفاع خاص، باید عوامل زیر را در نظر بگیرید :
- چگالی هوا : با افزایش ارتفاع، چگالی هوا کاهش می‌یابد. این بدین معنی است که ملخ برای حفظ سطح مشخصی از عملکرد پرواز باید نیروی رانش بیشتری ایجاد کند.
- قدرت مورد نیاز : با افزایش ارتفاع، توان لازم برای ایجاد یک سطح معین از رانش نیز افزایش می‌یابد.
- راندمان ملخ : بازده ملخ می‌تواند بسته به ارتفاع متفاوت باشد، زیرا طراحی ایرفویل، پیچش تیغه‌ها و تعداد پره‌ها را می‌توان برای محدوده ارتفاعی خاص بهینه کرد.
با در نظر گرفتن این پارامترها و انجام این محاسبات، یک سازنده پهپاد می‌تواند بهترین ملخ را برای موارد کاربردی خاص و ارتفاع عملیات پهپاد انتخاب کند.
بالانس کردن ملخ پهپاد
بالانس کردن ملخ‌های یک هواپیمای بدون سرنشین به دقت و توجه دقیق به جزئیات نیاز دارد.
- در مرحله اول، هر تیغه را قبل از نصب برای هرگونه آسیب یا ترک بررسی کنید.
- در مرحله بعد، از یک ابزار متعادل کننده با کیفیت که به طور خاص برای هواپیمای بدون سرنشین طراحی شده است استفاده کنید تا از توزیع وزن مناسب بین همه‌ی تیغه‌ها اطمینان حاصل کنید.
تفاوت بین ملخ کوادکوپتر و ملخ هواپیما مدل
ملخ کوادکوپتر باعث ایجاد نیروی رانش می‌شوند که چهار گوشه را از زمین بلند می‌کند. تفاوت اصلی ملخ پهپاد و ملخ هواپیما کنترلی در جهت حرکت آنهاست. ملخ کوادکوپتر آن را قادر به حرکت در جهت‌های مختلف می‌کند. ملخ‌های مولتی روتور برای رانش ثابت طراحی شدند، بنابراین گامی بسیار کم دارند، برای رسیدن به سرعت بالای مورد نیاز یک هواپیما کنترلی باید آن را خیلی سریع بچرخانید که موجب کشش بیش از حد موتور می‌شود.
اگر با هواپیما بسیار آهسته پرواز می‌کنید، احتمالا بتوانید از ملخ‌های چند روتوری استفاده کنید، در غیر این صورت بهتر است ملخ هواپیما مدل تهیه کنید.
برای اطلاع از قیمت خرید ملخ هواپیما مدل و پهپاد به سایت مدل ایران مراجعه کنید.