Дрон на одном моторе и винте: принцип работы и сборка

Разработчик Джошуа Бёрд представил компактный дрон, способный летать на одном моторе и одном винте, что кардинально отличается от стандартных квадрокоптеров с четырьмя пропеллерами.

Принцип управления

Конструкция включает винт сверху корпуса и оперение снизу. Ключевым элементом является шарнирная втулка ротора, позволяющая менять угол атаки лопастей прямо во время одного оборота для отклонения вектора тяги.

Для точного контроля требуется, чтобы контроллер точно знал положение ротора в каждой фазе вращения. Система работает следующим образом:

• доработанный автопилот ArduPilot отправляет команды со скоростью до 400 раз в секунду;
• контроллер мотора moteus подстраивает крутящий момент в зависимости от угла поворота винта.

Ограничения и навигация

Данная схема не позволяет отдельно управлять поворотом вокруг вертикальной оси. Гироскоп со временем накапливает ошибку, из-за чего дрон может терять ориентацию в пространстве.

Сейчас проблема решается с помощью неподвижного инфракрасного маяка для сверки курса. В будущих версиях планируется заменить его бортовым сканером, который позволит аппарату ориентироваться по окружающим предметам.

Открытый исходный код

Проект полностью открытый: на GitHub доступны модели корпуса и пропеллеров для Fusion 360 и STEP, а также измененный код автопилота и контроллера мотора.

Собрать такой дрон самостоятельно можно при наличии 3D-принтера и достаточного терпения.