Твой первый квадрокоптер: теория и практика

После высыхания антистатика подвесьте винт на балансире и засеките, какая лопасть тяжелее. Обратите внимание, с какой скоростью она опускается — при достижении некоторого опыта это подскажет вам, сколько пластика нужно будет удалить с тяжелой лопасти. Затем лезвием скальпеля или остро заточенного ножа начинайте осторожно соскабливать очень тонкий слой пластмассы со внутренней поверхности лопасти. Снимайте слой равномерно со всей поверхности, начиная от бобышки и далее примерно на 2/3 длины лопасти, или немного дальше. Ближе к законцовке лопасть и без того тонкая. Если дисбаланс небольшой, то, возможно, придется снять слой только с части лопасти. В процессе обработки периодически помещайте винт на балансир для проверки. Помните, что можно очень легко перестараться и тогда придется облегчать другую лопасть.

Соскабливание надо завершить в тот момент, когда обрабатываемая лопасть будет чуть-чуть тяжелее, чем нужно. После этого осторожно заполируйте поверхность лопасти мелкой наждачной бумагой, также периодически контролируя баланс. Даже полировочной шкуркой можно снять лишний слой.

Описание процесса балансировки кажется долгим, но на самом деле опыт приходит уже после второго винта, и дальше процесс балансировки занимает не более 5–6 минут даже в сложных случаях. Важно не спешить и делать все аккуратно.

Почему мы рекомендуем соскабливать тяжелую лопасть, а не наклеивать полоски скотча на легкую, как это любят делать начинающие моделисты? Во-первых, следует знать, что существует статический и динамический баланс. Уравновешивая лопасти в неподвижном состоянии при помощи локально расположенного грузика, мы добиваемся статического баланса. Но в динамике, когда разные участки лопасти движутся с разной линейной скоростью, очень важно, где именно расположен грузик, потому что от этого зависит порождаемое им центробежное ускорение. Поэтому при балансировке грузиком даже идеальный статический баланс не означает отсутствие дисбаланса при вращении. Ведь избыточный вес тяжелой лопасти обычно распределен более-менее равномерно по ее объему, поэтому и удалять его следует так же равномерно, чтобы при достижении баланса статического достигать так же и баланса динамического. Во-вторых, балансировка соскабливанием более точна, тогда как кусочек скотча обычно оказывается слегка тяжелее или легче, чем нужно. В-третьих, кусочки скотча неэстетичны и склонны постепенно отклеиваться.

Все вышесказанное относится к пластиковым лопастям. Карбоновые лопасти балансировать соскабливанием нельзя, но и существенным дисбалансом они обычно не обладают. В случае необходимости их балансируют все же при помощи скотча, либо осторожно подпиливая надфилем заднюю кромку лопасти по всей длине.

Балансировка моторов

Балансировка моторов обычно выполняется на заводе. Моторы от именитых производителей редко нуждаются в дополнительной балансировке. Что касается недорогих китайских моторов, то их балансировку необходимо обязательно проверять. Иногда попадаются совершенно неотбалансированные моторы, а также экземпляры с люфтом подшипников и даже с кривой посадкой ротора на вал. Такие моторы лучше сразу отбраковать или отремонтировать, иначе они станут постоянным источником проблем, связанных с неравномерной тягой и вибрацией.

В заводских условиях моторы балансируют, нанося на внутреннюю сторону ротора капельки быстросохнущего эпоксидного компаунда и подтачивая их бормашиной, либо аккуратно засверливая металл у основания ротора. Аналогичные способы иногда применяют и в домашних условиях, особенно для точной доводки качественных моторов. Для балансировки двигатель необходимо разобрать, оставив вал в роторе. Затем положить вал с ротором на рельсы из лезвий и определить сторону перевеса. На противоположную сторону осторожно наносят густой эпоксидный компаунд (смесь эпоксидной смолы с инертным порошковым наполнителем) и постепенно добиваются равновесия, затем дожидаются отвердевания компаунда. При большом дисбалансе имеет смысл удалять металл ротора дрелью или бормашиной с более тяжелой стороны. Разумеется, ни в коем случае нельзя пытаться подтачивать магниты. Но разборка двигателя — это трудоемкий процесс, сопряженный с возможностью повредить двигатель или потерять мелкие стопорные и упорные шайбы. Поэтому двигатель лучше разбирать только для ремонта.

Для балансировки двигателей коптера нам понадобится включать их поочередно в рабочем режиме. Если электроника коптера еще не полностью готова, то можно воспользоваться одиночным регулятором оборотов, поочередно подключая его к моторам. Управляющий сигнал на вход регулятора можно подавать как напрямую с канала газа (throttle) приемника, так и с выхода сервотестера. Главное — обеспечить вращение двигателя во всем рабочем диапазоне оборотов, чтобы выявить не только вибрацию, но и возможные резонансы на определенных оборотах. При использовании штатной электроники коптера моторы следует подключать по одному, чтобы другие моторы не мешали балансировке.