В. Яценко - Твой первый квадрокоптер: теория и практика

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 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.

Для балансировки моторов можно сделать простейшее приспособление из кусочка зеркала и лазерной указки (рис. 5.5). Указка закрепляется на штативе, а зеркальце жестко крепится на луче коптера рядом с мотором. Нельзя приклеивать зеркальце на двусторонний пенистый скотч, он будет гасить вибрацию. Луч указки отражается от зеркальца и падает на белый экран, расположенный на расстоянии около 3 м. Малейшая вибрация зеркальца будет приводить к размыванию световой точки отраженного лазерного луча.

Рис. 5.5. Схема балансировки мотора при помощи лазерной указки

Балансировку двигателя мы будем производить при помощи скотча повышенной клейкости. Двигатель при работе нагревается, и некачественный скотч может отклеиться. Хорошо подходит армированный скотч серого цвета для ремонтных работ, именуемый в магазинах хозтоваров "сантехническим", а также клейкая алюминиевая лента, применяемая при монтаже систем вентиляции.

Внимание!

Все работы по начальной балансировке моторов выполняются без пропеллеров.

Так же как и при балансировке пропеллеров, процесс по описанию может показаться долгим, но при достижении небольшого навыка занимает не более пяти минут на мотор. Приготовьте грузик из скотча размерами около 1x2 см. Включите мотор, прогоните его по всему диапазону оборотов, запомните величину размытия отраженного луча указки. Наклейте грузик на внешнюю сторону ротора в произвольном месте, но не слишком прочно. Включите мотор и проверьте результат. Если вибрация усилилась, переклейте грузик на противоположную сторону. Когда заметите уменьшение вибрации, начинайте постепенно смещать грузик в одну и другую сторону в поисках наименьшей вибрации. Когда это положение найдено, отметьте его маркером и попробуйте варьировать размеры грузика в меньшую и большую сторону. Возможно, при этом понадобится подкорректировать положение грузика. Когда оптимальный грузик подобран, замените его постоянным такого же размера и приклейте прочно.

При наличии некоторого опыта и усердия можно вполне обходиться без лазерного приспособления, а уровень вибрации оценивать, держась подушечками пальцев за луч рамы возле мотора. Если применяются качественные винты и моторы с зажимной гайкой, то проведя предварительную раздельную балансировку моторов и винтов, можно попробовать добиться оптимальной балансировки винтомоторной пары в сборе. Но при этом следует соблюдать осторожность, чтобы не получить травму от вращающегося винта. Фиксируя винт на валу в разных положениях, можно найти такое, при котором общая вибрация винтомоторной пары будет минимальной.