Пропеллеры для FPV-дрона: как выбрать лучшие пропеллеры для вашего квадрокоптера

Пропеллеры являются необходимым компонентом любого FPV-дрона, поскольку они определяют мощность, плавность и отзывчивость беспилотника. Эти специальные детали с аэродинамической поверхностью крепятся к ступице двигателя. Они бывают разных форм, размеров и идут с разным числом лопастей. Базовое понимание того, как устроены и работают пропеллеры, играет важную роль для достижения оптимальной производительности вашего квадрокоптера.

Рекомендации: топ-8 лучших пропеллеров для FPV дронов

Пропеллеры разрабатываются для различных целей. Форма, длина, шаг хода, число лопастей и материал – все имеет значение для производительности и полетных характеристик. Мы предлагаем несколько вариантов самых лучших пропеллеров, которые вы можете найти на рынке.

Из всех брендов, выпускающих пропеллеры, одним из лучших является HQ. Продукты этой компании обеспечивают лучшую плавность. Кроме того, их легко установить и отрегулировать. Они кажутся более сбалансированными и вызывают меньше вибрации, чем модели других производителей. Следует отметить, что пропеллеры с тремя лопастями обеспечивают более плавный полет, чем 2-лопастные винты.

HQ 5×4.3×3 V2S (Лучший универсал)

«Плавность» пропеллера оказывает большое влияние на то, как хорошо летает дрон. Пропеллеры, производящие меньше вибрации, в этом отношении будут иметь явное преимущество. Распределение веса лопастей и в целом вес всего пропеллера также имеют значение: чем легче пропеллеру раскручиваться и замедляться, тем быстрее меняется скорость вращения. Это приводит к более быстрому отклику дрона и снижению холостых оборотов.

Модель HQ 5×4,3×3 обеспечивает хороший отклик дросселя в горизонтальном полете, и это дает очень точное управление во всем диапазоне газа. Отзывчивость и устойчивость просто потрясающие, квадрокоптер живо реагирует на движения джойстиков, демонстрируя превосходную маневренность.

Gemfan Hurricane 51466 (Лучшая модель для гонок)

Для хорошего гоночного пропеллера крайне важны такие показатели, как отзывчивость и тяга. Чтобы обеспечить хорошую отзывчивость, пропеллер должен иметь относительно легкий вес, а распределение веса лопасти должно быть оптимизировано для быстрого изменения скорости вращения.

Пропеллеры Gemfan Hurricane прекрасно работают на высоких оборотах, обеспечивая мощный и очень плавный ход, хотя на низких оборотах они, возможно, менее точны. Модель имеет усиленный центр и способна выдерживать удары на гоночной трассе. Если во время столкновения лопасти погнутся, просто разогните их обратно и продолжайте летать!

HQ 5.1×2.5×3 (Лучший выбор для киносъемки)

Если плавность и эффективность для вас важнее, чем грубая сила, то эта марка пропеллеров вам придется по вкусу. HQ 5.1×2.5×3 – это предельно эффективные пропеллеры, судя по статическим тестам тяги, а управление воздушным потоком не имеет себе равных.

DAL Cyclone 5045C (Самые прочные)

Вероятно, не самые лучшие пропеллеры с точки зрения производительности, но они дешевы, надежны, предлагают достойную производительность, достаточно хороши для ежедневных тренировок и даже могут пережить аварию.

HQ T5x3x2 (для 5-дюймовых сборок весом ниже 250 граммов)

Отличный выбор для 5-дюймовых дронов весом меньше 250 граммов (например, с моторами 2004).

HQ DP 7×3.5×3-v1s (Лучший универсал)

Без сомнения, лучшие 7-дюймовые винты, которые отличаются отзывчивостью, низким уровнем вибраций и приличной тягой.

Gemfan Cinelifter 7035 Tri-blade (3-лопастные)

Достойна альтернатива модели HQ DP, отличный выбор для дронов класса Cinelifter.

Gemfan LR 7035 Two-blade (2-лопастные)

Превосходные пропеллеры для сборок, рассчитанных на дальние полеты. Хорошо работают с небольшими моторами 2506.

Что такое пропеллер в квадрокоптерах?

Пропеллеры (или несущие винты) – это невоспетые герои FPV-дронов. Они играют решающую роль в формировании тяги, которая поднимает квадрокоптер с земли и позволяет ему двигаться в различных направлениях. Между тем многие пилоты часто недооценивают важность выбора правильных пропеллеров, что приводит к таким проблемам, как чрезмерный шум, снижение времени полета или даже повреждение двигателя.

Это подробное руководство затрагивает различные факторы, влияющие на характеристики пропеллеров, включая шаг хода, форму и число лопастей. Независимо от того, являетесь ли вы новичком или опытным пилотом, этот гид поможет вам понять, как правильно выбрать пропеллеры для вашего квадрокоптера, чтобы улучшить свои впечатления от полета. Узнайте все, что вам нужно знать о пропеллерах, и поднимите свой FPV-дрон на новые высоты.

Направление вращения пропеллеров

Пропеллеры сконструированы, чтобы вращаться по часовой стрелке (CW) или против часовой стрелки (CCW). В квадрокоптере два двигателя крутятся по часовой стрелке, а два других – против часовой стрелки. Поэтому очень важно, чтобы пропеллеры соответствовали двигателям в зависимости от заданного направления вращения.

Поскольку пропеллеры расположены не в центре квадрокоптера, они создают не только тягу, но и движение вокруг центра аппарата. Чтобы противодействовать этому вращению, необходимо использовать два винта по часовой стрелке и два винта против часовой стрелки.

В рознице пропеллеры обычно предлагаются парами CW и CCW.

Чтобы создать нисходящую тягу для взлета дрона, пропеллеры должны вращаться таким образом, чтобы передняя кромка лопасти (leading edge) сначала прорезала воздух, а затем воздух выходил через заднюю кромку (trailing edge).

Вы можете легко определить направление винта по расположению передней кромки, поскольку она часто помечается на лопасти надписями CW или CCW.

Зачем менять направление вращения двигателей/пропеллеров в квадрокоптере? «Пропеллеры наружу» против «пропеллеров внутрь»

Как правильно установить пропеллеры в квадрокоптер?

По умолчанию конфигуратор Betaflight ожидает, что двигатели вращаются так, как показано на схеме ниже. Это значит, что пропеллеры для вращения по часовой стрелке следует установить в верхний левый и нижний правый угол.

Совет от профессионалов: Вам легче будет запомнить порядок, если вы обратите внимание, что оба передних винта закручиваются в FPV-камеру, а задние вращаются к центру тыльной части квадрокоптера.

Есть три типа крепления пропеллеров к двигателям дрона:

• вал с резьбой M5,
• T-образное;
• Прессовая посадка.

Вал с резьбой M5 (5 мм) наиболее распространен в 5-дюймовых FPV-дронах (и более крупных аппаратах). Пропеллер крепится к валу с резьбой М5 на конце и туго закручивается самостопорящейся гайкой (также известной как «нейлоновая гайка»). На раструбе мотора часто есть шипы, которые впиваются в пропеллер и удерживают его на месте.

При Т-образном варианте пропеллер крепится к валу двигателя толщиной 1 мм или 1,5 мм, закрепленному двумя винтами M2 на верхней части раструба мотора. Это крепление популярно в менее мощных 2-х, 3-х и 4-дюймовых дронах.

Прессовая посадка (или фрикционная посадка) популярна в небольших FPV-дронах, таких как Tiny Whoops и «зубочистки», поскольку это чрезвычайно легкое крепление. Такие дроны относительно маломощны, поэтому винты вряд ли слетят даже при падении.

Какие пропеллеры использовать для FPV-дрона или как выбрать правильно

Очень важно сразу выбрать размер пропеллеров, потому что от этого зависит размер рамы, которую вы можете использовать для своей сборки.

Размер пропеллера, который вы выбираете, также определяет тип полета. Наиболее популярны 5-дюймовые пропеллеры, потому что они универсальны и могут использоваться для гонок, фристайла и даже для переноски полноразмерной камеры GoPro. 7-дюймовые винты лучше подходят для дальних полетов, потому что могут нести гораздо большую батарею.

В целом при выборе размера надо учитывать многие факторы, такие как тип двигателя, емкость батареи и предназначение дрона.

Размер пропеллера

Размер пропеллера указывается в имперских дюймах (1 дюйм = 2,54 см).

Для описания пропеллеров используется два вида форматов:

1. L x P x B;
2. LLPP x B.

L – обозначает длину (length), P – шаг хода (pitch), B – число лопастей (blades).

Например, пропеллер 6×4.5×2 (также обозначаются как 6045×2) имеет длину 6 дюймов, 2 лопасти и шаг хода 4,5 дюйма. Другой пример –5x4x3 (или 5040×3) – это 3-лопастный 5-дюймовый пропеллер с шагом хода 4 дюйма.

Иногда после цифр встречается сокращение BN, что означает Bullnose (особый тип пропеллера с увеличенной площадью поверхности).

Также можно встретить буквы R или C после цифр, например, 5x3R. Буква R указывает на вращение пропеллера (Reversed – «реверсный»). Он должен быть установлен на мотор с вращением по часовой стрелке. Пропеллер с пометкой C, в противовес, используется с двигателями, которые вращаются против часовой стрелки, но обычно буква C игнорируется.

Пропеллер становится «тяжелее», когда вы увеличиваете диаметр, шаг хода, число лопастей или все вместе. Для вращения более тяжелого винта требуется больший крутящий момент, чем для более легкого. Соответственно, больше расходуется заряд батареи.

Длина пропеллера

Длина пропеллера относится к размеру диска, который создается при вращении (расстояние между двумя концами 2-лопастного пропеллера).

Пропеллеры создают тягу, вращаясь и приводя воздух в движение. Чем быстрее крутится пропеллер, тем больше воздуха он может двигать и создавать больше тяги.

Кстати, дроны не могут летать в космосе , потому что там нет воздуха для создания тяги.

При одинаковом шаге винта и числе лопастей более длинный пропеллер может создать больше тяги, поскольку имеет увеличенную площадь поверхности. Это означает, что вы будете разгоняться быстрее, но при этом потребуется больше мощности от того же двигателя. Однако более длинные пропеллеры не обязательно обеспечат более высокую скорость полета – шаг хода является более важным фактором.

Более короткие пропеллеры могут быстрее вращаться и замедляться из-за меньшего сопротивления и более низкой инерции. Поэтому такой дрон является более маневренным и отзывчивым.

Шаг хода пропеллера

Шаг хода пропеллера относится к расстоянию, которое пропеллер проходит по прямой оси за полный оборот. Он измеряется в дюймах и зависит от угла наклона лопастей. Шаг хода, по сути, показывает, как далеко переместился бы пропеллер, если бы он двигался в твердой среде, а не в воздухе.

Пропеллер с большим шагом хода перемещает больше воздуха с каждым оборотом, что может создавать больше тяги при движении дрона на высоких скоростях. Однако это также означает, что тяга уменьшается, когда аппарат не движется.

Пропеллер с большим шагом может также создавать турбулентность и эффект «промывки пропеллеров» (работа на холостом ходу), а это снижает производительность БПЛА. Он также медленнее вращается, и это уменьшает отзывчивость дрона. С другой стороны, винт с меньшим шагом более отзывчив и может вращаться быстрее при движении вверх и вниз, что делает его более маневренным.

Число лопастей

Дополнительные лопасти увеличивают площадь поверхности пропеллера, а значит, создают больше тяги. Это похоже на удлинение пропеллера с той лишь разницей, что увеличенная площадь умещается в диск меньшего диаметра. Большее число лопастей усиливает устойчивость дрона в воздухе, но также снижает эффективность аппарата и добавляет нагрузку на двигатель.

Пилоты FPV-дронов часто используют двух- и трехлопастные пропеллеры для гонок и полетов вольным стилем. Большинство пилотов предпочитают 3-лопастные пропеллеры, поскольку они имеют отличное соотношение эффективности и мощности. Они крепче держатся в воздухе благодаря большей площади поверхности по сравнению с 2-лопастными. С другой стороны, пропеллеры с двумя лопастями более эффективны, поскольку они создают меньшее сопротивления и потребляют меньше тока, поэтому они идеальны для полетов на дальние расстояния.

Существуют пропеллеры, которые имеют еще больше лопастей, например, 4-лопастные или 6-лопастные. Считается, что пропеллеры с четырьмя лопастями отлично подходят для закрытых трасс и прохождения поворотов, но они менее эффективны, чем 3-лопастные, и при тех же характеристиках вращаются на более низких оборотах.

Пропеллеры с шестью лопастями не рекомендованы для обычных полетов из-за их крайней неэффективности, но их можно использовать для шоу из-за их уникального внешнего вида. Эти пропеллеры с более чем тремя лопастями чаще встречаются на микрокоптерах. Здесь пространство ограничено, и вы не можете использовать более длинные лопасти, чтобы увеличить площадь поверхности.

Вес

Другим важным фактором для пропеллеров является вес. Обычно более легкие пропеллеры могут работать быстрее. Для вращения более тяжелых пропеллеров требуется более мощный мотор. Это может привести к увеличению нагрузки по крутящему моменту, усложнению работы двигателя и, возможно, к снижению общей производительности.

Более легкие пропеллеры имеют меньший момент инерции и быстрее могут менять скорость вращения, делая дрон более отзывчивым. Они также лучше работают с большим диапазоном двигателей, поскольку требуют меньше усилий от мотора для вращения.

Распределения веса лопастей также имеет значение. Пропеллеры, у которых центр тяжести расположен ближе к ступице, лучше. Но это значит, что концы пропеллера будут тоньше и их легче повредить. Если же центр тяжести находится дальше от ступицы, создается больше сопротивления, и пропеллеру труднее разгоняться и замедляться.

Тяга

Тяга измеряется в граммах. Чтобы ваш дрон смог держаться в воздухе, пропеллер должен создавать не менее одного грамма тяги на каждый грамм веса. Чтобы выполнять трюки или даже просто взлетать или лететь вперед, вашему дрону требуется более одного грамма тяги на грамм веса.

Пропеллеры производят больше тяги, когда крутятся быстрее, и меньше тяги, когда вращаются медленнее. Скорость самого дрона также зависит от объема производимой тяги. Некоторые пропеллеры хорошо работают, когда дрон неподвижен, но не так хорошо во время полета. Напротив, другие лучше работают на высоких скоростях, но хуже при зависании. Поэтому для правильной работы требуются пропеллеры, которые уравновешивают эти факторы и могут создавать хорошую тягу на разных скоростях.

Чтобы подобрать лучший пропеллер для вашего дрона, посмотрите тесты тяги двигателя, которые помогут увидеть, какой размер винта лучше всего подходит вашему мотору. Имейте в виду, что пропеллеры ведут себя совершенно по-разному в статических тестах, когда аппарат привязан к упорной стойке, и в реальных условиях, когда он летит в движущемся воздушном потоке. Пропеллеры могут создавать в воздухе на 20-30% меньше тяги, чем на земле.

Чтобы точно оценить производительность винта, его необходимо протестировать на скорости, с которой обычно летает ваш дрон. Впрочем, очень немногие пользователи имеют доступ к аэродинамическим трубам, предназначенным для испытаний такого рода. Так что воспринимайте скептически такие тесты, поскольку они не всегда отражают реальное использование.

Плавность

Люди, для которых дроны являются хобби, часто используют термин «плавность» для описания работы мотора или пропеллера. Это не то, что можно измерить количественно, а скорее ощущение, которое испытывают пилоты. Как правило, пропеллеры с меньшим шагом хода показывают себя как более плавные, потому что двигатель может легче и быстрее изменять обороты. Это позволяет дрону быстрее реагировать для исправления ошибок и уменьшает так называемую «промывку пропеллеров» (вращение на холостом ходу).

Скорость

Пропеллеры с большим шагом хода, создающие сильную тягу, не обязательно делают беспилотный аппарат быстрее, чем винты с меньшим шагом, производящие меньше тяги. Когда возрастает скорость пропеллера (число оборотов в минуту), возрастает и сопротивление воздуха, которое требует для вращения двигателя больше усилий.

Теоретически максимальная скорость летательного аппарат рассчитывается по следующей формуле:

Max Speed = Max RPM * Propeller’s Pitch / 60

Здесь используются:

• Max Speed – максимальная скорость в дюймах в секунду.
• Max RPM – максимальное число оборотов двигателя.
• Propeller’s Pitch – шаг хода пропеллера.

В реальных условиях на скорость квадрокоптера влияют многие факторы, в том числе сопротивление воздуха, встречный ветер, угол атаки и т.д.

Тяга влияет на ускорение и угол атаки, в то время как скорость вращения двигателя определяет максимальную скорость. Чтобы добиться лучшей скорости для вашего беспилотника, необходим баланс тяги и числа оборотов.