پروانه/ ملخ/ بلید پهپاد: ساختار، انواع و اطلاعات کاربردی

مقدمه

پهبادها به عنوان یکی از فناوری‌های نوین در زمینه‌های مختلفی مانند عکاسی هوایی، کشاورزی، نقشه‌برداری و حمل و نقل، به طور روزافزونی در حال گسترش هستند. یکی از اجزای حیاتی این دستگاه‌ها، ملخ ، پروانه یا بلید پهپاد است. 

تعریف و ساختار بلید پهپاد

پروانه پهپاد بخشی است که نیروی بالابرنده را تولید می‌کند و به پهپاد اجازه می‌دهد در هوا پرواز کند. معمولاً این قطعه از موادی سبک و مقاوم مانند فیبر کربن، فایبرگلاس و آلومینیوم ساخته می‌شود. پروانه‌ها در اندازه‌ها و اشکال مختلف طراحی می‌شوند که بسته به نوع و کاربرد پهپاد متفاوت است.

مواد ساخت بلید

استفاده از فیبر کربن و فایبرگلاس در ساخت بلید پهپاد رایج است و می‌تواند به عملکرد بهتر آنها کمک کند. انتخاب ماده مناسب به نوع کاربرد و ویژگی‌های مورد نیاز پهپاد بستگی دارد.

فیبر کربن

فیبر کربن به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد خود، گزینه‌ای محبوب در ساخت بلید پهپاد است:

وزن سبک: فیبر کربن تقریباً ۷۰ درصد سبک‌تر از فولاد و ۴۰ درصد سبک‌تر از آلومینیوم است. این ویژگی باعث می‌شود که پهپادها بتوانند با سرعت و کارایی بیشتری پرواز کنند.

سفتی و استحکام: فیبر کربن حدود سه برابر سفت‌تر از فولاد و آلومینیوم برای وزن معین است. این ویژگی سفتی بالا در شرایطی که نیاز به حداقل انعطاف‌پذیری وجود دارد، بسیار حائز اهمیت است. برای مثال، در مسابقات یا پروازهای سریع، سفتی بالای بلید می‌تواند به بهبود عملکرد کمک کند.

دوام: شکل فیبر کربن در طول زمان دچار تغییر نمی‌شود. این ماده می‌تواند در برابر نیروهای مداوم و فشارهای شدید مقاومت کند، که این ویژگی به افزایش عمر مفید بلید کمک می‌کند.

​

فایبرگلاس

فایبرگلاس نیز به دلیل برخی ویژگی‌های خاص خود در ساخت بلید پهپاد استفاده می‌شود:

انعطاف‌پذیری: فایبرگلاس به عنوان یک ماده انعطاف‌پذیر شناخته می‌شود. این ویژگی به بلیدها این امکان را می‌دهد که در برابر ضربات و فشارهای ناگهانی مقاومت کنند و از شکستگی جلوگیری کنند.

قیمت مناسب: فرآیند تولید فایبرگلاس به مراتب ساده‌تر و ارزان‌تر از تولید فیبر کربن است. به همین دلیل، فایبرگلاس گزینه‌ای اقتصادی برای ساخت بلیدها به شمار می‌رود.

مناسب برای طراحی‌های خاص: فایبرگلاس به راحتی می‌تواند به اشکال مختلف شکل بگیرد و این امکان را می‌دهد که بلیدها برای کاربردهای خاص مانند پخش مواد در کشاورزی طراحی شوند.

اعداد حک شده بر روی بلیدها

اعدادی که بر روی بلید پهپاد حک شده‌اند، معمولاً به سه بخش اصلی تقسیم می‌شوند:

1. طول بلید: اولین دو عدد معمولاً به طول بلید اشاره دارند. برای مثال، در عدد "3411"، "34" نشان‌دهنده طول بلید به اینچ است.

2. گام (Pitch): شماره بعدی معمولاً به گام اشاره دارد. در مثال "3411"، "11" به این معنی است که بلید دارای گام 11 اینچ است، یعنی در هر چرخش، بلید به طور نظری 11 اینچ در جهت جلو حرکت می‌کند.

3. نوع بلید: در برخی موارد، اعداد دیگری نیز وجود دارد که به نوع بلید، شکل و طراحی خاص آن اشاره می‌کند. این اطلاعات معمولاً برای تخصصی‌تر کردن استفاده از بلیدها به کار می‌رود.

   

مفهوم گام (Pitch)

گام یکی از ویژگی‌های کلیدی بلیدهای پهپاد است که تأثیر عمیقی بر عملکرد و کارایی پرواز دارد. گام به اندازه‌ای اشاره دارد که بلید در یک دور چرخش خود به جلو حرکت می‌کند. به بیان دیگر، اگر بلید به صورت ایده‌آل بچرخد، مقدار گام مشخص می‌کند که در هر دور چرخش چه مسافتی را طی خواهد کرد.

کاربرد انواع گام:

1. گام بالا: بلیدهایی با گام بالا (مثلاً 12 اینچ به بالا) معمولاً برای پروازهای سریع و توانمندتر طراحی شده‌اند. این بلیدها می‌توانند سرعت بیشتری را فراهم کنند، که برای کاربردهای خاصی مانند مسابقات یا حمل بارهای سنگین مناسب است.

2. گام پایین: بلیدهای با گام پایین (مثلاً 8 اینچ) معمولاً برای پروازهای آرام‌تر و کنترل دقیق‌تر طراحی شده‌اند. این بلیدها برای کاربردهایی مانند عکاسی هوایی یا نقشه‌برداری که نیاز به دقت بالایی دارند، مناسب‌ترند.

تأثیر گام بر عملکرد پهپاد:

• سرعت و شتاب: بلیدهای با گام بالا می‌توانند سرعت بیشتری را فراهم کنند، اما ممکن است شتاب کمتری داشته باشند. در مقابل، بلیدهای با گام پایین به شتاب سریع‌تری دست می‌یابند، اما سرعت نهایی آنها ممکن است کمتر باشد.

• مصرف انرژی: انتخاب گام مناسب می‌تواند بر مصرف انرژی پهپاد تأثیر بگذارد. بلیدهایی با گام بالا معمولاً انرژی بیشتری مصرف می‌کنند، در حالی که بلیدهای با گام پایین معمولاً به مصرف کمتری نیاز دارند. این نکته به ویژه برای کاربرانی که به دنبال حداکثر زمان پرواز هستند، بسیار مهم است.

• کنترل و ثبات: گام بلید همچنین بر ثبات پرواز تأثیر دارد. بلیدهای با گام پایین می‌توانند در شرایط باد و چالش‌های محیطی عملکرد بهتری داشته باشند. این بلیدها معمولاً باعث ایجاد کنترل بیشتری در پروازهای آرام می‌شوند، در حالی که بلیدهای با گام بالا ممکن است در شرایط دشوار به سختی کنترل شوند.

  

انتخاب گام مناسب:

انتخاب گام مناسب بستگی به نوع کاربری و شرایط پرواز دارد. برای مثال، اگر کاربری بخواهد در محیط‌های شلوغ و با موانع پرواز کند، بلیدهایی با گام پایین ممکن است بهترین گزینه باشند. اما برای مسابقات یا پرواز در مسافت‌های طولانی، بلیدهای با گام بالا می‌توانند عملکرد بهتری ارائه دهند.

چرخش بلیدها: CW و CCW

دو اصطلاح مهم در مورد پروانه‌ها، "CW" (Clockwise) و "CCW" (Counterclockwise) است:

• CW (چرخش ساعتی): بلیدهایی که به صورت CW می‌چرخند، در جهت عقربه‌های ساعت حرکت می‌کنند. این بلیدها معمولاً در برخی از موتورها نصب می‌شوند و برای تولید نیروی بالابرنده طراحی شده‌اند.

  

• CCW (چرخش پادساعتی): بلیدهایی که به صورت CCW می‌چرخند، در خلاف جهت عقربه‌های ساعت حرکت می‌کنند. این بلیدها نیز برای تولید نیروی بالابرنده طراحی شده‌اند و معمولاً در مقابل بلیدهای CW قرار می‌گیرند تا تعادل در سیستم پروازی حفظ شود.

  

اهمیت تعادل بین CW و CCW

برای عملکرد صحیح پهپاد، مهم است که ترکیب درستی از بلیدهای CW و CCW وجود داشته باشد. در یک پهپاد چهار روتور، معمولاً دو بلید CW و دو بلید CCW وجود دارد. این تعادل باعث می‌شود تا نیرویی که توسط بلیدها ایجاد می‌شود، یکدیگر را خنثی کنند و پهپاد بتواند به طور پایدار پرواز کند. این سیستم نه تنها به افزایش کنترل و ثبات کمک می‌کند بلکه از بروز لرزش‌های اضافی جلوگیری می‌کند که می‌تواند به تجهیزات داخلی آسیب برساند.

نگهداری و بهینه‌سازی بلیدها

برای حفظ عملکرد بهینه بلید پهپاد ، نکات زیر باید مورد توجه قرار گیرد:

1. بررسی منظم: پروانه‌ها باید به صورت منظم بررسی شوند تا از وجود آسیب‌ها و ترک‌های احتمالی مطمئن شوید. این کار می‌تواند به جلوگیری از بروز مشکلات جدی در حین پرواز کمک کند.

2. تمیز کردن: گرد و غبار و کثیفی می‌تواند بر عملکرد پروانه تأثیر بگذارد. تمیز نگه‌داشتن بلیدها با استفاده از پارچه نرم و محلول‌های ملایم می‌تواند به افزایش عمر آنها کمک کند.

3. تعویض به موقع: بلیدهای آسیب‌دیده باید به موقع تعویض شوند تا از تأثیر منفی بر عملکرد کلی پهپاد جلوگیری شود. توجه به علائم فرسودگی، مانند ترک‌ها یا شکستگی‌ها، اهمیت زیادی دارد.

4. تنظیم صحیح: اطمینان از اینکه بلیدها به درستی بر روی موتورها نصب شده‌اند، می‌تواند به عملکرد بهتر و ایمن‌تر پهپاد کمک کند.

   نکته مهم : در صورت بروز هرگونه ترک یا شکستگی، به ویژه در قسمت حمله بلید، حتماً باید آن را تعویض کنید.

   

نتیجه‌گیری

(پروانه) بلید پهپاد یکی از اجزای کلیدی این فناوری است که تأثیر زیادی بر عملکرد، کارایی و ایمنی پرواز دارد. با درک بهتر از انواع پروانه‌ها، اعداد حک شده بر روی آنها، مفهوم گام و چرخش‌های CW و CCW، کاربران می‌توانند انتخاب‌های بهتری داشته باشند و با رعایت نکات نگهداری، عمر مفید پروانه‌ها را افزایش دهند. توجه به این جزئیات می‌تواند تجربه‌ای بهتر و موفق‌تر در استفاده از پهپادها را به ارمغان بیاورد.