Propellrar

Propellrar

På de allra flesta flygplan sitter det någon sorts propeller som driver flygplanet framåt, även jetmotorer har propellerliknade element (fläktar) men där har de en liten annorlunda funktion. Det finns dock jetmotorer som driver ”vanliga” propellrar där propellrarna är direktverkande i luften.

Det finns många olika sorters propellrar, 2-bladiga, 3-bladiga osv. Den vanligaste sorten på små flygplan är den tvåbladig varianten. Den är den mest effektiva men det finns orsaker som gör att man inte alltid väljer det ändå. Flerbladiga propellrar är tystare då pereferihastigheten vid spetsarna är lägre. Den kan också vara så att motorn är väldigt stark och att en tvåbladig helt enkelt skulle bli för stor. Krafterna som verkar på en propeller är enorm. Vid höga varvtal är centrifugalkraften stor och för att få ner hastigheten på propellern kan man istället lägga till fler blad. Vissa flygplan har även ställbara propellerblad vilket innebär att man kan ändra vinkeln med vilken propellern skär igenom luften. På så sätt kan man ha samma varvtal (constant speed) på motorn oavsett effekt från motorn. Vid högre effekt ju högre vinkel. Vid landning kan man använda en varierbar propeller som broms med ”reverse speed”, man ändrar helt enkelt vinkeln så att den blir negativ och istället pressar luften framåt i stället för bakåt. Detta brukar man kunna höra vid landning då det låter som att piloten gasar på, vilken hen också gör. Dessa propellerblad brukar också kunna vridas (flöjlas) helt och hållet så att luftmotståndet blir så litet som möjligt. Denna funktion är väldigt bra om en motor skulle gå sönder i luften då en stillastående (oflöjlad) propeller agerar som en stor broms.

Formen på en propeller är strömlinjeformad och har samma funktion som en flygplansvinge. När propellerns blad snurrar genom luften skapas ett undertryck framför och ett övertryck på bakom vilket förflyttar luftmassan bakåt. Väldigt snabba propellrar har nu för tiden ofta en böjd form vilken ökar effektiviteten samt dämpar ljudnivån när spetsarna går igenom ljudvallen.

Winglets till modellflygplan, 3-D printade

Winglets till modellflygplan, 3-D printade

Har lyckats lära mig programmet Fusion 360 någorlunda och lyckats skapa winglets till ett av mina modellflygplan.

Helt onödigt men kul :)

På riktiga flygplan är dessa winglets dock viktiga. De minskar luftmotståndet vid vingspetsarna samt ser till att vingarna har bättre funktion. Utan winglets bildas luftvirvlar vid vingspetsarna. Lufttrycket är högre på vingens undersida och lägre på ovansidan vilket gör att luften vid vingspetsarna går runt från undersidan till ovansidan och bildar en virvel vilken påverkar både luftmotståndet och rodrens funktion. Ju tyngre flygplanet är desto starkare blir virvlarna.

Det finns många flygolyckor som kan härledas till dessa virvlar. Mindre flygplan som hamnar i en virvel från större flygplan påverkas ordentligt, här är ett exempel på ett mindre flygplan som startar precis efter att ett lite större flygplan flugit förbi på låg höjd.

Med winglets styrs luften ifrån undersidan av vingen mer kontrollerat och gör virvlarna betydligt mindre samtidigt som man bibehåller rodrens funktion ända ut till spetsarna.

Hållare för LiPo-batteri

Hållare för LiPo-batteri

I ett av mina flygplan har jag konstruerat en 3D-printad hållare för lipo-batteriet som kan låsas steglöst i olika lägen. Detta för att lätt kunna ändra tyngdpunkten och på så sätt även flygegenskaperna. Ett väl balanserat flygplan är som lättast att flyga men i bland vill man inte ha det enkelt :)

Ett något framtungt flygplan är inte direkt svårfluget men är svårare att få in i spinn och vid landning kan det hända att höjdrodret inte räcker till med en noslandning som följd. Att flyga med ett framtungt flygplan är inte speciellt kul och bjuder oftast inte på några överraskningar.

Ett något baktungt flygplan däremot blir mer instabilt och går lättare i spinn och kräver mer av piloten. Ett väldigt baktungt flygplan kan bli helt omöjligt att flyga. Det jag ville åstadkomma var att hamna precis på gränsen för stabilt och ostabilt. Detta för att kunna göra vissa konstflygmanövrar som annars inte är möjliga.

Hållaren består av två delar vari den ena batteriet sitter fast och den andra är fastlimmade i flygplanskroppen. Den övre delen glider i ett spår och går att låsa med en stor platt skruv som är integrerad i den delen batteriet sitter. Enkel och effektiv konstruktion :)

Litet passagerarplan av golvisolering

Litet passagerarplan av golvisolering

Detta flygplan byggdes från scratch efter enkla tvåplansritningar som jag hittade på nätet

Materialet är 2mm golvisolering som är målad och klädd med plastfilm. Hittade två stycken mycket små impellerfläktar (ducted fans) som framdrivning så den är väldigt realistisk utan synlig propeller.

Landningsställen är inte infällbara men stötdämpare finns på plats, gjorda av små fjädrar och tunna mässingsrör. Trots storleken sitter det 5 servon i modellen: Två till skevrodren, ett till höjdrodret, ett till sidorodret samt ett till noshjulet så att modellen går att styra på marken.

Flygegenskaperna är sisådär, vingprofilen är en Clark-y och med bakåtsvepta vingar som smalnar av mot spetsarna blir detta en perfekt kombo för att vingspetsarna stallar först vilket medför att modellen klipper starkt åt höger eller vänster och går in en fin men ack så förödande spinn när modellen stallas (överstegras). Skall man flyga sakta görs detta med fördel på betryggande höjd så att man har tid att ta sig ur spinnen.

Flight controller (FC) så fungerar den

Flight controller (FC) så fungerar den

När jag började med RC flyg i slutet på nittiotalet fanns det inga flight controllers eller speciellt avancerad utrusning att bestycka flygtygen med. En enkel radiomottagare och analoga servon var det man fick nöja sig med. Drönare var det ingen som sysslade med då de utan dagens teknik hade varit helt omöjliga att flyga.

Idag gör tekniken att både flygplan och drönare kan flyga utan speciellt mycket input från en pilot.

Som nybörjare idag kan man i förväg bestämma (med rätt utrustning) hur mycket ”flyghjälp” man vill ha från en dator ombord. Man kan t.ex bestämma att lutningen åt ett visst håll inte kan överskrida en viss vinkel, att flygplanet eller drönaren rätar ut sig när man släpper spakarna. Detta gör det nästan omöjligt att krascha.

Den stora skillnaden mellan stabiliseringssystemen som sitter i flygplan och drönare är att drönarens system är mångt mer avancerat.

När det gäller flygplan har piloten full kontroll över motorns hastighet och stabiliseringssystemet sköter rodren med hjälp av gyron.

I en drönare är det flight controller som sköter motorernas hastighet. Flight controllern är konfigurerbar och programmeringsbar för att passa i olika sorters drönare. När en pilot t.ex vill att drönaren skall flyga framåt så ges spakutslag framåt. Flight controllern ger då de olika motorerna rätt rotationshastighet för att detta skall ske. För en kort stund börjar de bakre motorerna snurra lite snabbare och de främre något långsammare så att drönaren börjar luta.

Flight controllern läser av sitt läge med hjälp av gyron och accelerometer flera tusen gånger i sekunden och skickar därefter signaler till motorerna som ändrar varvtalet för att bibehålla stabilitet och samtidigt få önskad effekt från pilotens input.

Många flight controllers tillåter flera så kallade flightmodes som enkelt väljs med en switch på sändaren. Ett exempel på en fler-modes setup (i detta fall 3) kan vara att i läge 1 stannar drönaren helt när spakarna släpps med hjälp av GPS-positionering, accelerometer och barometer, i läge 2 låses maximal lutning till ett visst gradtal som gör det omöjligt för piloten att slå runt och i läge 3 ges piloten full kontroll. Med hjälp av en sådan setup kan man i situationer där man ”tappat bort sig” enkelt slå över till läge 1 där drönaren stabiliserar sig själv och stannar på stället.

Drönartävling i vardagssrummet

Drönartävling i vardagssrummet

Något som brukar vara väldigt populärt på fester eller middagar är att ha olika sorters lekar. En av dessa som vi brukar köra går ut på att flyga minidrönare i en bana som vi bygger upp i ett av våra rum. Det finns ganska många olika sorters drönare i denna storlek och skillnaderna är inte särskilt stora. De är lätta och faktiskt ganska hållbara om man är något sådär försiktig. Extra propellrar kan dock vara bra att ha till hands. I vilket fall, bygg upp en bana av olika föremål att passera. Tex under stolar, mellan böcker, hålutrymmen i bokhyllor m.m. Låt de tävlande köra två och två och tävla mot varandra. Det brukar vara oerhört uppskattat och även de som aldrig provat att flyga drönare brukar efter en liten stund tycka det är riktigt kul.

Vill man lära sig konceptet om hur drönare funkar är dessa små varianter väldigt bra att börja med. De brukar säljas i färdiga paket med allt man behöver. Reservdelar kan vara lite knepigt att få tag i och behövs ett batteribyte så krävs det lite kunskaper om elektronik och lödning.

Lipo batterier

Lipo batterier

Den vanligaste sorten av batteri som används inom drönar och flyghobby är litiumpolymerbatterier. Dessa har en hög energitäthet och kan både laddas och urladdas med hög ström. Förmågan att ladda ur är oftast mycket högre än laddningsförmågan. Det finns många olika tillverkare och här är det idé att köpa något välkänt och inte det billigaste. Dessa batterier är väldigt känsliga och vid fel handhavande kan batteriet till och med bli farligt.

Ett överladdat batteri kan svälla och det som händer då är att en mycket explosiv gas bildas och går det för långt kan det självtändas med en ordentlig eldslåga som följd. Köper man en drönare från något känt fabrikat medföljer en laddare som är anpassad för drönarens batteri. Bygger man egna drönare och köper separata batterier är det viktigt att man även köper en ordentlig Lipo-laddare med balanseringsfunktion så att batterierna laddas på rätt sätt. Ett Lipo-batteri är uppbyggt av separata celler som har en nominell spänning på 3,7 Volt var. Man brukar prata om 1-cells, 2-cells, 3-cells osv. Ett 3-cells batteri har en nominell spänning på 3,7Vx 3, dvs 11,1 V.

På batteriet anges även ett C-värde som står för hur snabbt batteriet kan laddas ur. Har man ett batteri på 1000mah med ett C-värde på 10 är den högsta belastningen som batteriet klarar 1000xC-värdet, alltså 10000mA = 10A. När man laddar batteriet är det säkraste att ladda med 1C dvs 1 gånger batteriets kapacitet. I föregående exempel skulle batteriet då laddas med 1A. Ett 2000mah batteri skall laddas med 2A osv.

En cell är helt fulladdad när den når 4,2V. Försöker man få i ännu mer kommer cellen ta skada och bli farlig. Därför är det viktigt att laddaren håller koll på varje cell för sig när batteriet laddas, därav den speciella Lipo-laddaren. Det är även viktigt att inte tömma cellerna för mycket då de tar skada om de når en för låg spänning (3V). De flesta lipoladdare kommer inte ladda ett batteri som har kommit ner under 3V av säkerhetsskäl. Ett sådant batteri är förstör och skall kasseras. Lite enkelt förklarat så ökar motståndet i batteriet då spänningen blir för låg vilket medför att temperaturen ökar när batteriet sedan skall släppa ifrån sig energin. Detta kan leda till för hög temperatur och ett exploderande batteri.

De flesta applikationer som använder sig av lipo-batterier har en inbyggd säkerhetsfunktion som gör att batteriet inte kan laddas ut för mycket. Motorerna stannar helt enkelt innan spänningen blir för låg.

DJI FPV drone

DJI FPV drone

Ojojoj! Nu blir det åka av! DJI har överträffat sig själva och släppt en drönare med habegär som heter duga!

När de släppte sina fristående FPV-prylar (googles version 1 tillsammans med air-uniten och kameran) var det en gamechanger för FPV flygandet. Det krävdes dock fortfarande att man byggde sin egen drönare för att sedan installera dessa prylar.

Med denna produkt får man allt färdigt från start. Förutom att allt är färdigt så slipper man programmeringsdelen också. Det finns flera så kallade flightmodes så för nybörjaren är den mer eller mindre lika lättflugen som någon av deras tidigare drönare. I det mest avancerade läget har du som pilot full kontroll och kan flyga precis så som du själv vill. En cool funktion är att du med en enkel knapptryckning kan få drönaren att utföra en emergency brake. Skulle du börja tappa kontrollen så gör denna funktion att drönaren stannar på stället och automatiskt övergår till stabilt flygläge. Skulle du då vara så skakig att du bara vill avsluta flygpasset kan drönaren ta sig tillbaka till startplatsen och utföra en automatisk landning helt utan input från piloten.

Några hightlights som är sällsynta bland hemmabyggda racerdrönare:

  1. Flygtid på upp mot 20 minuter
  2. Active avodiance control (fungerar inte i alla flightmodes)
  3. GPS
  4. RTH (return to home)
  5. Emergency brake
  6. 140km/h top speed
  7. Räckvidd, upp till 10km!!!!!!
  8. Film 4K, 50/60fps, FHD, 50,60,100,120fps

Det dröjer nog inte läge förrän det trycks på beställningsknappen än en gång!

ND-filter

ND-filter

Här kommer ett tips som kommer göra att dina drönarfilmer och bilder tas till nästa nivå!

När man filmar vill man få den där lite släpiga filmkänslan och för att få det vill man ha en ganska lång slutartid. Ett bra riktvärde är att slutartiden skall vara det dubbla fps värdet. Filmar man med 25 fps så är en slutartid på 1/50s att rekommendera, filmar man med 30fps är 1/60s att rekommendera. När det är ljust ute blir bilden allt som oftast överexponerad vid dessa värden och det är då ND-filtret kommer in i bilden! ND-filtret fungerar ungefär som ett par solglasögon vilket gör att man kan använda sig av en längre slutartid i ljusa förhållanden. Man får prova sig fram ute på fältet och välja det filter som ger bäst värden för stunden. Polarpro har ND-filter till de flesta av DJI:s drönare och dessa kan jag rekommendera då de funkat fint för mig.

Värdet på ND-filtret anger hur mycket ljus det släpper igenom. Ju högre värde, desto mindre ljus släpper det igenom. En väldigt cool effekt med ett ND-filter med högt värde (1000) är att man kan ta coola bilder med lång slutartid för att få den där rörelseoskärpan som kan vara önskvärd t.ex om man tar kort på ett vattenfall, eller på en trafikerad väg där bilarna blir suddiga men allt annat skarpt.

Photo by Dose Media on Unsplash

DJI har en drönare för alla

DJI har en drönare för alla

DJI är enligt mig det företag som kommit längst när det kommer till drönare både för kommersiellt samt för privat bruk.

I kategorin för privat bruk finner vi Mavicfamiljen med 5 medlemmar, Phantom pro 4 v2 och Spark.

Här följer lite kort info om de olika drönarna:

Mavic 2 är den som har bäst kamera i Mavicfamiljen, en 4K 20MP Hasselblad med en "stor" 1 inch CMOS sensor samt en reglerbart bländarvärde från F/2.8-F11, ISO 100-6400, elektronisk slutare 8-1/8000sek. En helt fantastisk kamera med andra ord. Sensorer för att undvika objekt finns åt alla håll. Vikt: 907g Flygtid: Ca 31 min

Pris: Ca 16000:-

Mavic 2 finns även i en variant med en zoombar kamera. Det är dock inte en Hasselblad utan en mindre 4K 12MP variant med en 1/2.3 inch sensor och reglerbart bländarvärde F/2.8-F/3.8, ISO 100-3200, elektronisk slutare 1-1/8000sek. Fördelen med denna variant är att man kan få coola effekter med hjälp av zoomfunktionen. Sensorer för att undvika objekt finns åt alla håll. Vikt: 905g Flygtid: Ca 31 min

Pris: Ca 13200:-

Mavic pro platinum har en 4K 12,35MP kamera som även den har en 1/2.3 inch sensor men som saknar zoomfunktion och som har fast bländarvärde på F/2.2, ISO 100-3200, elektronisk slutare 8-1/8000sek. Sensorer för att undvika objekt finns bara i fronten. Vikt: 634g Flygtid: Ca 30 min

Pris: Ca 12000:-

Mavic Air har en 4k 12 MP kamera med en 1/2.3 inch sensor med fast bländarvärde F/2.8, ISO 100-3200, elektronisk slutare 8-1/8000sek. Sensorer för att undvika objekt både fram och bak. Vikt: 430g Flygtid: Ca 20 min

Pris: Ca 7800:-

Mavic mini har även den en 12 MP kamera med en 1/2.3 inch sensor med fast bländarvärde F/2.8, ISO 100-3200, elektronisk slutare 4-1/8000sek men kan dock "bara" filma i 2.7K. Denna drönare har endast sensorer som känner av nedåt och saknar därmed förmågan att själv stanna om något skulle komma i vägen. Vikt: 249g Flygtid: Ca 30 min

Pris: Ca 4500:-

Alla Ovanstående är ihopfällbara och tar på så sätt minimalt med utrymme i packningen.

Det var alla drönare i Mavicfamiljen.

Sen har vi Phantom och Spark som befinner sig i var sin ände av spektrumet.

Phantom 4 pro V2 har en 20MP kamera med en 1 inch sensor, variabel bländare F/2.8-F/11, ISO 100-6400. Den har även en mekanisk slutare 8-1/2000sek samt en elektronsik slutare 8-1/8000sek. Kameran kan filma i 4K/60fps vilken ingen av de andra drönarna kan så detta är den mest avancerade av drönarna för privat bruk. Sensorer för att undvika objekt finns åt alla håll. Drönaren är inte ihopfällbar och tar därmed mer plats. Vikt: 1375g Flygtid: Ca 30 min

Pris: Ca 20 000:-

Spark har en 12 MP kamera med 1/2.3 inch sensor, fast bländare F/2.6, ISO 100-3200, elektronisk slutare 2-1/8000sek. Den största skillnaden mellan gimbalerna som sitter på denna jämfört med de andra drönarna är att denna endast har en tvåaxlig gimbal. Den saknar förmågan att parera i sidled vilket gör att denna drönare inte tar riktigt lika stabil video som de andra. Den har även ett litet annorlunda sensorsytem för att undvika objekt vilket gör att det fungerar bäst på väldigt när håll såsom när man flyger inomhus. Även om denna drönare är liten så går den inte att fälla ihop vilket gör att den tar nästan lika mycket plats i packningen som en Mavic 2. Vikt: 300g Flygtid: Ca 15min

Pris: Ca 4500:-

När det kommer till de kommersiella drönarna för professionella filmningar samt för övervakning och jordbruk finns flera varianter.

Ispire 2 går att bestycka med olika sorters kamerasystem. Vikten utan kamera och gimbal är 3440g och med en maximal flygvikt på 4250g har man utrymme för ett kamerasystem som väger 810g. Denna drönare fäller upp landningsstället vilket gör att kameragimbalen kan snurra 360 grader utan att få med själva drönaren vilket underlättar när man filmar.

Denna drönare kostar ca 34 000:- utan gimbal och kamera. Beroende på vilken kamera man väljer landar priset på 110 000-300 000:-

Dji:s Agras T16 och MG 1-P series är helt och hållet för industrianvändning för såväl film, jordbruk,bygg och anläggning m.m. Priset på ett sådant system går inte att säga då det helt beror på vilken sorts utrustning man bestyckar dem med.

Photo by Mitch Nielsen on Unsplash

Servon till modellflyg

Servon till modellflyg

Servon är det som styr rodren på ett modellflygplan. Det finns en hel uppsjö av olika sorter och storlekar. De på bilden är så kallade microservon och väger något enstaka gram eller så.

De allra flesta servon fungerar genom att ett ok vrids kring en axel och på så sätt förflyttar rodret som sitter fast i servot med linor eller stötstänger. Det finns även linjära servon som alltså inte snurrar kring en axel utan fungerar i en rät linje.

Microservon passar bra till små modeller där styrkan inte är så viktig. Till större modeller använder man såklart större servon men högre kraft. Kraften mäts i kg/cm.

På enklare modeller krävs oftast bara två servon, Ett till höjdrodret och ett till skevrodren eller till sidorodret. På riktigt avancerade modeller kan antalet servon vara riktigt många beroende på hur många rörliga delar man har på modellen. En avancerad och stor modell kan till exempel ha servon till: Höjdroder, sidoroder, skevroder, flaps (bakkantsklaffar), slats (framkantsklaffar), luftbromsar, infällbara landningsställ, luckor till landningsställ, förgasare (förbränningsmotorer). Många stora modeller har dessutom två eller ännu fler servon till ett och samma roder beroende på storlek.

« Till start