Quadrokopter Dizaynları

İnsansız hava araçları üretiminde yapılan modellerin dizaynları kullanım alanlarına göre farklılık göstermektedir. Dar bir alanda kullanılacaksa motorlar ve pervanelerin zarar görmemesi ve etrafa zarar vermemesi için korumaya alınır. Bu sayede güvenli bir uçuş gerçekleştirilir. Şekil 1’de pervane ve motorların korumaya alınması için tüm pervaneyi içeri alacak şekilde quadrokoptere karbon çubuklar eklenmiştir. Şekil 2’de ise tamamen pervane ve motorlar bir çember içerisine alınarak hem motor ve pervanelerin korunması sağlanmış hem de daha güvenli uçuş şartları oluşturulmuştur.

Şekil 1

Şekil 2

Kapalı ya da kalabalık alanlarda kullanılacak bir quadrokopterin dizaynında dikkat edilmesi gereken noktalar şu şekilde tanımlanabilir:

Ø  Pervaneler korumaya alınmalıdır. Yukarda gösterilen şekiller buna örnek gösterilebilir.

Ø  Motor tutacakları sağlam bir malzemeden yapılmalıdır. Titreşime ve çekmeye karşı mukavemeti yüksek olmalıdır.

Ø  Pervanenin monte edildiği motor şaftı pervane hub genişliğiyle uyumlu olmalıdır.

Ø  Pervane, motor şaftına kontra somun tarzı titreşimde gevşemeye müsaade etmeyen parçalar takılmalıdır.

Ø  Pervane şafta takılırken gevşemeye karşı direnç oluşturan cıvata yapıştırıcıları (LOCTITE) kullanılmalıdır.

Ø  Kullanılacak malzemeye ve sisteme göre kontrol kartı üzerinde plate olarak adlandırılan malzemelerin monte edileceği alanlar oluşturulmalıdır.

Ø  Oluşturulacak tüm platelerin titreşimden az etkilenmesi için, onların özel yapılar ile kaplanması gerekir. Bunlara titreşim önleyici (vibration prevent) denilmektedir  (Şekil 3).

Şekil 3

Ø  İniş takımlarının monte edileceği yerler önceden tespit edilip, sert inişlerde burulma yapmaması için destekleyici önlemler alınmalıdır. Şekil 4’deki iniş takımı burulma dikkate alınmadan imal edilmiş ve karbon gövdenin şeklini sert inişlerde değiştirmiştir.

Şekil 4

Ø  Quadrokopterlerde ağırlık merkezinin yeri önemlidir. Bu sebepten dizayn edilecek gövdede ağırlık merkezi ortada olmalıdır. Bu, yapılan ayarlamaları kolaylaştırır.

Ø  Genellikle quadrokopterlerde lion polimer (lipo) piller kullanılmaktadır. Bu pillerin kullanımı tehlikelidir ve model üzerinde montajı doğru yerlere yapılmadığı takdirde herhangi bir kırım sonucu patlayarak yangına sebep olabilir. Bu sebeple pilin korunması önemlidir. Ek olarak pilin kendi plastik yalıtımı üzerine ek yalıtım da yapılarak koruma artırılır. Şekil 5’de pil bir kafes içerisine alınarak ve bantla sarılarak koruma sağlanmıştır.

Şekil 5

           Quadrokopter tipleri

Quadrokopterler genelde x ve + mod denilen 2 tipte üretilirler. Bu modlar harekete verilecek tepkilerin kaç motorla yapılacağını gösterir. Örneğin ileri yönlü bir harekete verilecek tepkide hangi motorlar daha etkindir sorusunun cevabı bu modlarda saklıdır.

            X tipi quadrokopter

X mod quadrokopterde aracın önü 2 motorun orta noktasına denk gelmektedir. İstenen hareket için 2 motor tepkisi gözlenmektedir. Bu anlamda aracın önünde 2, arkasında 2 motor bulunmaktadır. Örneğin ileri yönlü bir hareket için arkadaki 2 motor öndeki 2 motordan daha fazla itki üretir. Böylece 2 motor ile daha hızlı bir şekilde ileri yönlü hareket gerçekleştirilir. Sağ sapma için hareketi tanımlarsak sol 2 motor sağ 2 motora göre daha fazla itki üretir. Aracın sağa doğru kayma denilen hareketi bu şekilde 2 motorun üretmiş olduğu itki ile daha hızlı gerçekleştirilir. Bu birinci avantajıdır. X modun diğer avantajı ise istenen hareketler için 2 motorun birlikte çalışarak tek motora fazla yüklenilmemesidir. X modda motor dönüş yönleri Şekil 6’da gösterilmiştir. Bu modda ön ve arka iki motorun dönüş yönleri birbirlerinin tersidir. Ön sağ ve arka sol saat yönü tersine (counter clockwise) , ön sol ve arka sağ saat yönüne (clockwise) dönmektedir.

Şekil 6

             +  tip quadrokopter

+ mod quadrokopterde aracın önü tek motorun tutturulmuş olduğu eksendedir (Şekil 7). Bu modta istenen hareketlere tek motor tepki vermektedir. Bu sebepten x moda göre daha yavaş ve motorları yoran bir sistemdir. İleri yönlü bir hareket için arka motor ön motora göre daha faza itki üretir ve hareket gerçekleşir. Sağa kayma hareketinde sol motor sağ motora göre daha fazla itki üreterek araç sağ yönlü kayma hareketini gerçekleştirir. + mod için motor dönüş yönleri Şekil 7’de gösterilmiştir. Ön ve arka motor saat yönü tersi sağ ve sol motor saat yönünde dönmektedir.