Podstawowym elementem budowy każdego wielowirnikowca jest jego rama, do której montowane są napędy i wszelkie inne podzespoły. Niezależnie od użytego materiały rama musi zapewniać równomierne rozłożenie masy, gwarantując należyte wyważenie drona. Choć sama powinna być możliwie lekka, musi zagwarantować należytą sztywność, odporność na naprężenia i wibracje.

Konstrukcje popularnych wielowirnikowców, np. serii Phantom firmy DJI, budowane są w formie integralnej skorupy wykonanej z tworzyw sztucznych. Większe ramy budowane są z laminatów wzmacnianych włóknem szklanym lub aluminium. Takie tego typu ramy łączone są z wielu elementów, które mogą być wymieniane w przypadku uszkodzenia któregokolwiek z nich.

DRONY DLA PRAKTYKÓW

Artykuł jest fragmentem rozdziału książki, zbierającej wszystkie niezbędne informacje niezbędne dla bezpiecznego latania i uzyskania świadectwa kwalifikacji operatora drona.

Rodzaje konstrukcji wielowirnikowców

Konstrukcje wielowirnikowców mogą być bardzo różne. Różnią się przede wszystkim liczbą silników i ich wzajemnym położeniem, a w konsekwencji udźwigiem, wymaganym zasilaniem, czasem lotu, stabilizacją i odpornością na uszkodzenie któregoś z napędów.

Tricopter

W statkach powietrznych wzbijających się w powietrze dzięki pracy wirnika powstaje siła odchylająca działająca przeciwnie do ruchu wirnika. W helikopterach, które unosi pojedynczy wirnik, siła odchylająca kompensowana jest przez śmigło umieszczone na ogonie. W wielowirnikowcach posiadających parzystą liczbę silników siła odchylająca kompensowana jest przez pracę w przeciwnych kierunkach każdej z par napędów.

Tricopter ma trzy silniki, z których dwa pracują w przeciwnych kierunkach. Moment odchylający powodowany przez pracę trzeciego silnika kompensowany jest przez jego przechylenie. Płaszczyzną pracy trzeciego śmigła możemy sterować, dzięki czemu tricoptery należą do konstrukcji niezwykle zwrotnych. Budowa wielowirnikowca z ruchomym mocowaniem silnika jest jednak skomplikowana, przez co tricoptery należą do dość rzadkich konstrukcji.

Quadrocopter

Czterowirnikowce mogą być zbudowane w układzie I4 lub X4. Na przodzie pierwszego z nich znajduje się pojedynczy napęd, a w drugim dwa napędy rozmieszone na ramionach tworzących literę V. Kierunek obrotów każdego z silników jest przeciwny do kierunku obrotów silników sąsiednich.

Ze względu na względną prostotę konstrukcji najpopularniejsze produkowane wielowirnikowce skonstruowane są właśnie w układzie quadrocoptera.

W porównaniu do wielowirnikowców o większej liczbie silników, quadrocoptery charakteryzuje mniejsza stabilność. Warto też zwrócić uwagę, że w przypadku awarii pojedynczego silnika lub śmigła, quadrocopter nie może kontynuować lotu. Konstrukcje o większej liczbie napędów mogą sobie z tego typu sytuacją poradzić.

Hexacopter, octocopter

Wielowirnikowce o większej liczbie napędów mogą występować w układach płaskich, jak I6, X6, I8, V8, lub współosiowych (coaxial), jak IY6, Y6, X8.

Większa liczba wirników zwiększa możliwy udźwig drona, niezbędny do przenoszenia profesjonalnych aparatów i kamer lub innych zastosowań specjalistycznych. Zwiększa się także stabilność lotu i odporność na ewentualne podmuchy wiatru. Możliwe jest kontynuowaniu lotu z pojedynczym uszkodzonym silnikiem lub śmigłem.

Układ płaski najczęściej charakteryzuje większa wydajność sumy napędów. Silniki obracające się w przeciwnych kierunkach rozmieszczone są naprzemiennie

Układ współosiowy z reguły ma mniejszą masę startową ze względu na mniejszą liczbę ramion. Praca górnego śmigła zmniejsza jednak ciąg dolnego, co można kompensować na przykład poprzez zwiększenie skoku lub rozmiaru dolnego śmigła.

Następny rozdział: Napęd drona.
Spis treści książki o dronach.