RJXHOBBY · Китай
18–46.5″
Справочник
Балансировка винта и вибрация в логах полётного контроллера
Узкий пик на частоте оборотов в спектре гироскопа — это не настройка фильтров. Это дисбаланс.
Как дисбаланс выглядит в логах
Неуравновешенная масса на вращающемся винте создаёт силу, вращающуюся вместе с ним. Частота этой силы равна частоте оборотов — не частоте лопастей. При 6000 об/мин это 100 Гц, а лопастная частота двухлопастного винта на тех же оборотах — 200 Гц.
В спектре гироскопа это выглядит как узкий пик, который двигается по частоте вместе с газом. Пик на частоте оборотов, умноженной на число лопастей, — другое явление: это аэродинамическая пульсация, и она нормальна.
Поэтому диагностика начинается с логов: если пик один и сидит ровно на частоте оборотов, дело в механике, а не в настройке.
| Признак в спектре | Причина | Что делать |
|---|---|---|
| Пик на частоте оборотов | дисбаланс винта или мотора | балансировать |
| Пик на частоте × число лопастей | аэродинамика винта | норма, давится фильтром |
| Широкая полоса в среднем диапазоне | резонанс рамы | менять жёсткость луча |
| Пик, не зависящий от газа | внешний источник или дефект датчика | искать источник |
| Рост шума со временем | износ подшипников | менять подшипники |
Статическая и динамическая балансировка
Статическая устраняет неравенство масс лопастей: винт на оси должен оставаться в любом положении. Делается на простом балансировочном стенде, снимает основную долю дисбаланса.
Динамическая учитывает ещё и распределение массы по длине и по хорде. Она проявляется только на оборотах и требует измерения вибрации на работающем моторе.
Для большинства мультироторов достаточно статической балансировки винта плюс проверки, что мотор с надетым винтом не даёт пика. Для крупных винтов и для самолётной схемы динамическая оправдана.
Как балансировать
Массу снимают, а не добавляют: тяжёлую лопасть шлифуют мелкой шкуркой по плоской стороне ближе к законцовке. Добавление скотча работает, но недолго.
Балансируют и ступицу: неравномерность отверстия и облой на литье дают собственный дисбаланс, который не убирается работой по лопастям.
После касания земли или правки кромки балансировку повторяют. Винт, «просто немного задевший траву», почти всегда выходит из баланса.
Чем вибрация вредна
Инерциальный датчик нелинеен, и вибрация превращается в постоянное смещение показаний. Это проявляется как уход по высоте и «всплывание» аппарата.
Фильтры прошивки давят шум, но каждый фильтр добавляет запаздывание в контур управления. Аппарат становится вялым — и это плата за то, что не устранили механически. Фильтр по оборотам — по телеметрии регулятора через двунаправленный DShot в Betaflight или гармонический вырез в ArduPilot — ставит вырез точно на частоту оборотов, но и он не повод летать на разбалансированном винте.
Подшипники моторов, пайка и разъёмы изнашиваются от вибрации быстрее всего остального. Снижение вибрации продлевает ресурс всей силовой части.
Винты в каталоге
Позиции каталога, к которым относится всё сказанное выше.
Разделы каталога по теме
Рядом по теме
- Диаметр, шаг и число лопастей: как читать маркировку винтаВ названии 5136 две цифры — диаметр, две — шаг, а число лопастей дописывают отдельно. От этих чисел зависят ток, тяга и шум.
- Подшипники бесколлекторного мотора: износ, замена и ресурсОбмотка переживает несколько комплектов подшипников. Если, конечно, их менять вовремя.
- Логи полётного контроллера: что смотреть после аварииПричину почти всегда видно в логах. Вопрос в том, знаете ли вы, на какие четыре графика смотреть.
- DShot, Multishot и PWM: протоколы управления регуляторомЦифровой протокол выигрывает не скоростью, а тем, что его не надо калибровать.