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Cosa è un multirotore

Un Multirotore o multicottero è un velivolo con più di due rotori.

Un vantaggio degli aeromobili a multirotore è che la meccanica del rotore per il controllo del volo è molto semplice a differenza degli elicotteri a singolo e doppio rotore che utilizzano complessi rotori a passo variabile.

Gli areomobili a multirotore utilizzano pale a passo fisso ed il controllo del movimento del veicolo e’ ottenuto variando la velocità relativa di ogni rotore per cambiare la spinta e la coppia prodotta da ciascuna.

Grazie alla loro semplicità costruttiva e facilità di controllo, gli aereomobili a multirotore sono spesso utilizzati in progetti UAV (Droni) ovvero aereomobili senza pilota a bordo.

Nel campo dell’aereomodellismo dinamico sono divenute macchine ormai molto diffuse per la loro semplicità costruttiva , maneggevolezza e semplicità manutentiva.

In queste pagine ci occuperemo di queste macchine in  modo da avere le informazioni utili a costruirne una .

Per prima cosa dovremo capire come fanno a muoversi senza però andare a scomodare la fisica perchè il discorso sarebbe decisamente complesso e non è il mio l’obbiettivo.

Il multirotore più classico e diffuso è il quadricottero , composto da quattro rotori che normalmente sono disposti ad X, ma le configurazioni possibili sono veramente molte come potete vedere nella figura sotto .

Schemi multirotori

www.baronerosso.it

Nella configurazione ad X , che è la più diffusa , il davanti ed il dietro sono tra due motori.

La numerazione dei rotori e la direzione di marcia degli stessi varia a seconda della scheda di controllo che si andrà ad utilizzare ma in un quadricottero sicuramente ci saranno due rotori che girano in senso orario e due in senso antiorario.

Ora la manovra più semplice sarà il salire (prendere quota) e scendere e per eseguirla tutti i rotori aumenteranno o diminuiranno il loro numero di giri in modo uguale .

Per muoversi avanti invece i due motori davanti diminuiranno il loro numero di giri mentre quelli dietro lo aumenteranno facendo in modo che il quadricottero si inclini in avanti e cominci a muoversi in quella direzione.

La regola sopra vale anche per il movimento indietro o sui lati.

Il movimento un pò più complicato da comprendere è la rotazione sull’asse che viene eseguita generando una differenza di coppia tra i motori orari e quelli antiorari.

Nel caso i rotori M2 e M4 siano a rotazione oraria e M1 e M3 antiorari la forza che farà ruotare il nostro quadricottero avrà una formula simile a quella che riporto di seguito dove K è una costante che esprime la coppia generata in funzione del numero di giri : F = [(rpm M2+rpm M4) – (rpm M1 + rpm M3)] * K = forza di rotazione oraria sull’asse

Per gli amanti della fisica capisco che la formula sopra faccia un pò ribrezzo ma è solo per capire come funziona il tutto.

Per quanto detto sopra in caso di volo stazionario e con tutti i motori allo stesso regime (supponiamo 10000 rpm) si avrà : F = [(10000+10000)-(10000+10000)]*K = [20000 – 20000]*K = 0

Quindi quando i rotori girano tutti alla stessa velocità non ci saranno forze che tenderanno a far ruotare il quadricottero.

Invence quando la velocità dei rotori orari aumenterà rispetto a quella dei rotori antiorari la forza generata tenderà a far girare in senso orario il quadricottero , mentre se accadrà l’inverso il quadricottero girerà in senso antiorario sul proprio asse.

A questo punto avrete capito che la variazione della velocità di rotazione di un singolo motore può generare più movimenti contemporanei , quindi comandare direttamente i motori con un radiocomando è un’impresa da giocoliere.

Per ovviare a questo problema dovremo affidarci ad un’elettronica progettata appositamente per questo scopo che viene chiamata fligth controller , controllore di volo o in modo abbreviato FC.

Le schede FC sono equipaggiate da accelerometri (sensori che misurano le accelerazioni sui tre assi) e inclinometri (che isurano l’inclinazione sui tre assi) e da un microprocessore che analizzando i dati di questi sensori e agendo sui motori ci permetteranno un cotrollo preciso delle reazioni del nostro quadricottero.

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