در این مقاله قصد داریم تا شما را با انواع فریم و بدنه های مورد استفاده در کواد کوپتر سایز کوچک و سایر کواد کوپتر ها آشنا کرده و در مورد تاثیر انتخاب فریم مناسب بر عملکرد و پرواز کواد کوپتر و متریال ها سایر پارامتر های مهم نظیر متریال فیبر کربن و … صحبت کنیم. در ادامه نیز در مورد انتخاب بهترین و مناسب ترین فریم بحث خواهیم کرد.
منظور از فریم در کواد کوپتر ها چیست؟
فریم ( FARME ) و یا بدنه به ساختار اصلی در کواد کوپتر گفته می شود که تمام قطعات و موتور ها بر روی آن نصب می شوند.
بدنه کواد کوپتر ها بسته به نوع طراحی از قسمت های مختلفی تشکیل شده اند . برخی از این فریم ها به صورت یکپارچه ساخته شده و برخی نیز دارای قسمت های مختلفی هستند که به یکدیگر متصل شده اند.
شکل زیر نیز بیانگر قسمت های اصلی یک بدنه استاندارد کواد کوپتر است .
بهترین و مناسب ترین فریم برای کواد کوپتر های سایزکوچک ( Mini Quad )
هر فریم دارای مشخصات و ویژگی های خاصی است. برای انتخاب مناسب ترین فریم برای کواد کوپتر های سایز کوچک و سایر کواد کوپتر ها می بایست ابتدا تمام پارامتر های مهم در انتخاب فریم را شناخته و سپس بسته به نوع نیاز و ویژگی های که لازم داریم دست به انتخاب بزنیم.
همانطور که می دانید به صورت کلی کواد کوپتر شما باید دارای کمترین وزن با بیشترین مقاومت باشد. از طرف دیگر نوع طراحی فریم و جنس انتخاب شده برای ساخت فریم نیز در استحکام و وزن کواد کوپتر تاثیر بسزایی دارد.
فریم های سنگین تر کواد کوپتر ، مقاوم تر بوده و ثبات بیشتری را در طول پرواز ها و در برابر نیرو های خارجی نظیر باد خواهند داشت که به معنی کاهش احتمال سقوط و کرش است و از طرفی نیاز به باتری وموتور بزرگ تری برای حرکت هستند و ممکن است سرعت و یا عکس العمل کمتری را به نسبت فریم های کوچکتر داشته باشد که این تعریف نیز به معنی تایم پروازی کمتر به دلیل وزن بیشتر و موتور های قوی تر است. همچنین ممکن است انتخاب این گونه فریم ها هزینه بیشتری نیز برای ساخت و یا خرید آن ها نیاز داشته باشد.
از طرفی فریم های سبک تر سرعت و عکس العمل بالاتری نسبت به فریم های سنگین دارند اما ثبات کمتری را نیز در هوا در برابر نیرو های خارجی خواهند داشت.
یکی دیگر از پارامتر های مهم قیمت تمام شده هر فریم برای شما است. شما با توجه به نوع نیاز و بودجه خود می توانید اقدام به خرید و ساخت فریم کنید. نوع طراحی ، متریال و مواد ساخت فریم و وزن فریم از عوامل دخیل تر قیمت تمام شده فریم برای شما هستند که در ادامه به بررسی هر کدام از این عوامل و تاثیر آن ها بر عملکرد و قیمت تمام شده کواد کوپتر توضیح کامل تری را خواهیم داد.
تا این قسمت فهمیدیم که فریم و بدنه کواد کوپتر صرفا چند قطعه صفحه کربنی ساده که به یکدیگر متصل شده اند نیست و نقش بسیار زیادی در عملکرد و بازدهی کواد کوپتر دارد که خود نیز به عوامل مختلفی بستگی دارد. از گذشته تا به امروز طراحان ، مهندسان ، دوست داران صنعت FPV و مسابقات سرعت انواع مختلفی از فریم ها را طراحی و ساخته اند که روز به روز پیشرفته تر و با قبلیت ها و ویژگی های بیشتری عرضه شده است و این فریم ها همچنان نیز در حال توسعه و پیشرفت هستند.
متریال ها و جنس مواد به کار رفته در ساخت فریم کواد کوپتر ها
یکی از عوامل موثر در ساخت فریم ها جنس مواد به کار رفته در آن ها است. فریم ها از گذشته تا به امروز با متریال ها و مواد مختلفی نظیر چوب ، آلومینیوم ، فیبر کربن ، تکنولوژی چاپ سه بعدی ، استفاده از تکنولوژی تزریق پلاستیک و … ساخته شده اند که در این میان صفحات فیبر کربن به عنوان محبوب ترین متریال در ساخت فریم ها به شمار می روند.
دلیل این محبوبیت را می توان در ویژگی های منحصر به فرد موجود در این کامپوزیت جستجو کرد. فیبر کربن که عموما از تلفیق چند ماده مانند اپوکسی والیاف پلاستیکی ساخته میشود دارای خواص فیزیکی متحیر کننده ای است که در زیر به بررسی آن ها می پردازیم:
- وزن کم و سبک بودن : فیبر کربن در مقایسه با سایر متریال های موجود چگالی بسیار کمتری دارد که با وزن کمتر ، سرعت و عکس العمل بیشتری را در اختیار شما قرار می دهد.
- استحکام بالا : فیبر کربن استحکام بالایی نسبت به وزن خود در بین سایرمتریال های موجود دارد.
- سفتی ( STIFFNESS ) : سفتی پارامتر مهمی در انتخاب متریال است که فیبر کربن سفتی قابل قبولی را دارد.
علاوه بر مزیت ها و برتری های فیبر کربن ، این متریال مانند تمام متریال ها و مواد دیگر دارای معایبی نیز هست از جمله :
- فیبر کربن رسانای الکتریسیته است و این ویژگی ممکن است برای شما مشکل ساز شود. برای مثال در صورت اتصال یکی از سیم های باتری و یا منبع تغذیه شما با بدنه تماس داشته باشد باعث اتصال کوتاه در بدنه و قطعات موجود خواهد شد.پس در هنگام استفاده از این متریال مراقب سیم کشی ها و اتصالات خود باشید.
- بر خلاف رسانای الکتریسیته بودن فیبر کربن از عبور فرکانس ها از خود جلوگیری کرده و شما نیاز دارید تا حتما آنتن های خود را جایی در بیرون بدنه تعبیه کنید.
ساختار کلی فریم کواد کوپتر های سایز کوچک
بدنه و فریم کواد کوپتر به طور کلی به دو قسمت بدنه اصلی و بازو ها تقسیم بندی می شود.
بدنه اصلی به منظور نصب قطعات الکترونیکی نظیر فلایت کنترلر ، باتری ، فرستنده و گیرنده ، دوربین و … ساخته می شود که خود نیز گاها از دویا چند بخش جداگانه مانند صفحه بالایی و صفحه پایینی تشکیل میشود. این قسمت نقش پایه و قسمت اصلی کواد کوپتر را تشکیل می دهد که تمام اجزای سازنده کواد کوپتر را به یکدیگر متصل می کند.
بازو ها در کواد کوپتر برای نصب موتور ها می باشند که از یک قسمت به بدنه اصلی متصل بوده و از سمت دیگر آن برای نصب آن استفاده می کنند و معمولا در وسط آن اسپید کنترل های هر موتور متصل می شود. اندازه شکل اتصال بازو ها به بدنه و طول آن ها به نوع طراحی کواد کوپتر و ملخ ها و موتورهای مورد استفاده بستگی دارد.
نحوه محسابه اندازه و ابعاد فریم
ابعاد کلی هر مولتی روتور را بر اساس اندازه فریم آن می شناسند. عموما برای اندازه گذاری فریم ها نیز از فاصله مرکز دو موتور مقابل هم استفاده می کنیم. که در فریم های مولتی روتور های دایره ای و کواد کوپتر های سایز کوچک به عنوان قطر فریم در نظر گرفته می شود.
اندازه فریم رابطه مستقیمی با نوع و سایز ملخ قابل استفاده در کواد کوپتر دارد. به این صورت که هرچه قطر یک فریم و طول بازو های آن بیشتر باشد ملخ قابل استفاده می تواند سایز بزرگ تری را داشته باشد و به همین نسبت موتور با سایز بزرگتری را می توان بر روی مولتی روتور و کواد کوپتر نصب کرد که این به معنی قدرت بیشتر می باشد . ممکن است کواد کوپتری برای استفاده اسایز و یا نوع خاصی از ملخ ساخته شده باشد که باید در هنگام انتخاب فریم به این نکته نیز دقت کنیم .
ممکن است شنیده باشید که گاهی فریم ها را با اندازه های اینچ اندازه گذاری می کنند. که این به معنای نوع ملخ قابل استفاده در این فریم است. برای مثال یک فریم 5 اینچی می تواند از یک ملخ با حداکثر سایز 5 اینچ را پشتیبانی کند.
جدول زیر بیانگر سایز فریم ها و سایز ملخ مورد استفاده در آن را نشان می دهد.
| Frame Size | Prop Size |
| 280mm+ | 7″ |
| 220-250mm | 6″ |
| 180-220mm | 5″ |
| 150-180mm | 4″ |
| 120-150mm | 3″ |
| 90-120mm | 2″ |
اشکال مختلف فریم ها و محل قرار گیری بازو ها
نوع طراحی و نحوه قرار گیری بازوها در نوع طراحی و شکل کلی و عملکرد بازو ها موثر اند. محبوب ترین شکل فریم ها به صورت زیر هستند:
- فریم H
- فریم X
- فریم Hybrid X ( تلفیق دو فریم H وX )
- فریم STRECH X ( همان فریم X البته کمی کشیده تر )
- فریم Square ( جعبه ای )
- فریم Plus
برای دریافت اطلاع دقیق تر و کامل تر درباره انواع نوع فریم ها و مزیت ها و معایب هرکدام مقاله مربوط به آن را در این قسمت مطالعه کنید.
فریم های یکپارچه و یا قطعات جداگانه
طراحی فریم کواد کوپتر ها و کواد کوپتر های سایز کوچک به دو صورت طراحی یکپارچه و یا طراحی جداگانه قطعات انجام می گیرد. هرکدام از روش های بالا دارای معایب و مزایای خاص خود هستند.
با طراحی هرچه یکپارچه تر بدنه می توانید وزن کواد را تا حد امکان پایین بیاورید. اما از طرف دیگر با شکستن یا خراب شدن قسمت کوچکی از بدنه مجبور به تعویض کل یا بخش بزرگی از آن خواهید بود. برای این کار نیاز دارید تا تمام قطعات نصب شده بر روی کواد را از روی آن باز کرده و روی فریم جدید نصب کنید که کاری بس دشوار و وقت گیر خواهد بود و همچنین تعویض کلی بدنه نیز هزینه های به مراتب بیشتری را نسبت به تعویض جداگانه یک قطعه خاص به همراه خواهد داشت.
هدف از ساخت بدنه به صورت قطعات جداگانه و اتصال آن ها با پیچ و مهره به یکدیگر ساخت فریمی با قابلیت تعویض قطعات با کمترین هزینه و دردسر است. چرا که تنها با باز کردن اتصالات قطعه معیوب بدون دست کاری سایر قطعات می توانید مشکل کواد کوپتر خود را در کمترین زمان و با کمترین هزینه حل کنید. اما طراحی این گونه فریم ها نیز دارای مشکلاتی است. یکی از این مشکلات اضافه شدن وزن فریم به دلیل استفاده زیاد از پیچ و مهره است که در نوع پرواز و عملکرد کواد کوپتر تاثیر مخربی خواهد گذاشت.
پس اگر در فکر یک پرنده پر سرعت و سبک هستید بهتر است از یک بدنه یکپارچه اما مقاوم استفاده کنید اما در صورتی که می دانید سقوط های متوالی در پیش خواهید داشت بهتر است فریم خود را به صورت قطعات جداگانه تهیه کرده و آن ها را به یکدیگر متصل کنید تا در صورتی خرابی و شکستگی هزینه و وقت کمتری را برای تعمیر کواد کوپتر خود صرف کنید.
ضخامت صفحه کربن مورد استفاده در ساخت فریم و بدنه کواد کوپتر
ضخامت فیبر کربن مورد استفاده نیز پارامتر مهمی در طراحی و ساخت و انتخاب بدنه و فریم کواد کوپترها و کواد کوپتر های سایز کوچک به شمار می رود. با بیشتر شدن ضخامت مقاومت بدنه در برابر ضربات و کرش ها بالاتر رفته و به همان نسبت نیز وزن بدنه بیشتر میشود.
معمولا به دلیل اینکه اولین و بیشترین ضربات در سقوط ها و برخورد ها به موتور ها و بازو ها وارد می شود برای صرفه جویی در وزن و بالا بردن مقاومت صرفا بازو ها را با صفحات ضخیم تر مثلا 5 میلیمتری ساخته و سایر قسمت ها مانند بدنه اصلی و صفحات بالایی و پایینی را با صفحات نازک تر 3 میلی متریل و یا 2 میلی متری می سازند.
برخی مسابقه دهندگان در لیگ سرعت برای کمتر کردن وزن کواد کوپتر خود ترجیح میدهند تا تمام قطعات کواد کوپتر خود را با صفحات نازک بسازند تا سرعت و عکس العمل بیشتری را در پرواز خود داشته باشند. با این کار آن ها ریسک شکستن و خورد شدن فریم خود بعد از برخورد ها و سقوط ها را به جان خریده و ایمنی کوادکوپتر خود را فدای سرعت بالا می کنند.
اگر یک پایلوت تازه کار هستید بهتر است برای شروع قطعات خود را با صفحه های حد اقل 3 یا 4 میلی متری بسازید تا چرا که نیازی به سرعت و عکس العمل در پرواز های خود ندارید و ایمنی برای شما و کواد شما حرف اول را می زند.
سمباده زدن و پرداخت لبه فریم های نو
هر بار که شما فریم جدید را می سازید و یا می خرید ممکن است لبه های فریم شما دچار نا همواریی بوده و یا قطعات فریم لبه های تیزی داشته باشند. پس بهتر است قبل از سر هم کردن و اسمبل کردن قطعات فریم ابتدا با یک تکه پارچه ناهمواری ها و اضافات باقی مانده را از روی فریم پاک کنید. سپس بهتر است با یک تکه سمباده نرم شروع به پرداخت و سمباده زدن لبه های فریم کنید تا تیزی و برندگی لبه های آن گرفته شود.
این کار نه تنها به دلیل زیبایی و آراستگی فریم و کواد کوپتر انجام می شود بلکه پرداخت لبه های تیز فریم از بریدن و خراب کردن سیم ها جلوگیری می کند.
سایر پارامتر های مهم در انتخاب فریم و بدنه کواد کوپتر
علاوه بر موارد بالا ، پارامتر های دیگری نیز برای انتخاب مناسبت ترین فریم وجود دارد که به بررسی آن ها می پردازیم.
جای کافی برای نصب فلایت کنترلر
همیشه در طراحی ها و یا انتخاب فریم خود دقت داشته باشید که فریم انتخابی جای کافی برای نصب فلایت کنترلر و سایر برد های شما داشته باشد و شما مجبور به جایگزینی و یا حذف امکانات فریم خود نشوید.
پایه دوربین FPV
یکی دیگر از موارد مهم در انتخاب فریم در نظر گرفتن پایه دوربین مناسب برای پرواز FPV و مخصوصا مسابقات سرعت کواد کوپتر های سایز کوچک است . قبل از تهیه فریم از نوع و مدل دوربینی که قصد استفاده از آن را دارید اطمینان حاصل کنید تا پایه دوربین مناسب آن را بر روی فریم خود نصب کنید. همواره در انتخاب زاویه مناسب برای نصب دوربین دقت کنید چرا که با نصب اشتباه باعث خراب شدن زاویه دید در هنگام پرواز FPV خواهید شد. پایه دوربین ها هم معمولا از جنس فیبر کربن می باشند و یا ممکن است پلاستیکی و یا پرینت 3 بعدی نیز باشند.
پایه دوربین HD
گاها ممکن است بخواهید از دوربین های HD مانند GOPRO برای ذخیره تصاویر با کیفیت استفاده کنید که این امر شما را مجبور به در نظر گرفتن پایه دوربین مخصوص برای آنها می کند.
محافظ موتور ها
برخی برای محافظت از موتور های خود از قطعات جانبی استفاده می کنند که در کرش ها و یا برخورد ها از آسیب رسیدن به موتور جلوگیری کند. اما توجه داشته باشید که استفاده از این نوع محافظ ها باعث بیشتر شدن وزن کواد کوپتر شما خواهد شد.
محل نصب باتری ها
محل درست نصب باتری ها در کواد کوپتر های سایز کوچک همیشه جزو مشکلات و بحث های داغ بین پایولت ها و طرفداران پرواز FPV بوده است.
نصب باتری در قسمت بالایی کواد کوپتر و بر روی صفحه بالایی فریم به دو دلیل بهتر از نصب آن در زیر کواد کوپتر است:
- اولا اینکه با نصب باتری در زیر پرنده شما در هر دفعه فرود مجبور به فرود آمدن برروی باتری خود هستید که این کار به مرور زمان باعث آسیب رسیدن به باتری می شود.
- دوما نصب باتری بر روی صفحه فیبر کربن بالایی فریم باعث می شود که وزن باتری به مرکز جرم کواد و هم سطح با ملخ ها به جایی که نیروی بالا برنده تولید می شود نزدیک تر باشد. این امر باعث کمتر شدن لختی ( اینرسی ) کواد کوپتر در حرکت شده و در واقع کواد کوپتر عکس العمل سریع تر و عملکرد بهتر و فرز تری را خواهد داشت.
اما با نصب باتری در زیر بدنه شما جای بیشتری را برای نصب سایر قطعات و امکانات اضافه خواهید داشت و گاهی به دلیل کمبود جا مجبور به نصب باتری در صفحه فیبر کربن زیر فریم می شوید.
