רחפנים - מדריך מושגים בסיסיים

הגיע הזמן לכתוב מדריך לעולם הרחפנים. זה חדש, זה מגניב, זה סקסי וגם "אני" רוצה כזה...
אפילו בויקיפדיה אין ערך ל"רחפן" - אז הוספתי כזה! :)

קודם כל בטיחות! - "חייב לצלם את החתונה מלמעלה, להעלות לצינור שכל החברה יראו", "מגניב לטוס מעל הכביש". ואז, אופס, נשבר להב, בקר או מנוע כשלו, או פגעתי בעץ וגוש ברזל/פלסטיק במשקל של 1-2 קילו נופל מגובה 20 מטר על ילדה ואבא שלה... מתנצל מראש על ההמחשה הויזואלית, אבל לא רואה דרך אחרת להדגיש את העניין! ואף רחפן, גם היקר ביותר, לא חסין ולא אוטומטי לחלוטין! (יש גם חוק בעניין - הנחיות חרום בנושא טיסה/הטסה בשמי הארץ

). בנוסף, בניתם רחפן, אל תבדקו בדיקה ראשונים עם פרופים. ובנוסף 2, הפעלה יום יומית מלווה תמיד בבדיקות קבועות כדי לא להיפצע או לפצוע אחרים.

טוב, לאחר שהפנמנו את הבטיחות, נתחיל...תחום הרחפנים הוא "חדש" יחסית (לעומת תחום הטיסנאות) והרבה מתחילים מחפשים מידע ומושגים בסיסיים.
מדריך זה יהיה בשאיפה מתעדכן בעזרת שאלות מתחילים וידע של ותיקים (ניתן לשאול שאלות בשירשור ולחלוק תשובות / ידע ואני אוסיף זאת לפוסט הראשון).

תיאור הכלי והשליטה בו:
באנגלית – Multirotor, Multicopter
בעברית – רחפן או "רב-להב"
רחפן הוא כלי טייס בעל להבים, שיש לו יותר משני להבים והמכניקה שלו פשוטה יותר לשליטה בטיסה , לעומת מסוק בעל להב אחד (או שניים) המשתמש במערכת להבים מורכבת עם פיטץ' (פסיעה) משתנה לשליטה בטיסה וביציבותה.
רחפן הוא ברוב המקרים בעל זוית רוטור קבועה (למרות שיש היום רחפנים לאוירובטיקה בעל פיטץ' משתנה) כאשר השליטה בתנועת הטיסה מושגת ע"י שינויי המהירות היחסית בין הלהבים השונים וע"י כך משתנה הדחף והכוח של כל להב.
הרחפנים הם לא יציבים מבחינה אוירודינמית ותמיד נשלטים ע"י לוח בקרה (בקר טיסה) כדי לשמור על טיסה יציבה. כתוצאה מכך אם בקר הטיסה לא עובד, לא ניתן לשלוט \ להטיס את הרחפן.
בקר הטיסה משלב נתונים של ג'יירוסקופים ואקסלרומטרים (זהים לאלה שנמצאים בסמארטפונים) כדי לשמור דיוק מצה הטיסה וכיוונה.
קוואדקופטר (או קוואד) היא הצורה הבסיסית והשכיחה ביותר של רחפן בעל 4 מנועים ששניים מהמנועים \ פרופים מסתובבים הפוך למנועים לצידם (המנועים באלכסון אחד מהשני מסתובבים באותו כיוון.).
קוואד קופטר יכול לשלוט בציר הגילגול או העילרוד ע"י הגברת המהירות של שני מנועים בצד אחד והאטת שני המנועים האחרים בצד השני. לדוגמה, אם הקוואד רוצה לגלגל שמאלה, הוא יאיץ את שני המנועים בצידה הימני של השילדה ויאיט את שני המנועים בצידה השמאלית. בדומה, אם הוא רוצה להתקדם קדימה הוא יאיץ את שני המנועים האחרויים ויאט את השניים הקדמיים.
סיבוב הקואד (ציר הסיבסוב) יעשה ע"י האצה של שני מנעוים אלכסוניים והאטה של השניים האחרים.
נסיקה לגובה תעשה ע"י האצה של כל המנועים בו זמנית, והנמכה ע"י האטה של כולם. תנועה אופקית לאחד הצדדים תעשה ע"י שליטה במהירות לפרק זמן מסויים והגדלת הדחף בהתאמה לשינוי הכיוון בציר הגילגול או העילרוד שתואר לעיל. ככלל, ככל שהזווית גדולה יותר לכיוון תנועת הטיסה כך הטיסה תהיה מהירה יותר.

סוגי רחפנים:
רחפנים נקראים עפ"י מספר המנועים שלהם:
טריקופטר – 3 מנועים
קואדקופטר – 4 מנועים
הקסהקופטר – 6 מנועים
אוקטוקופטר – 8 מנועים.

סוגי רחפנים לפי שימושים שונים:
רחפנים פשוטים - שבדר"כ מגיעים מוכנים לטיסה והם קטנים יותר ופשוטים להטסה.
רחפנים קטנים בעלי תכונות מתקדמות - בקר טיסה משוכלל יותר (לעיתים עם תכונות מתוחכמות כמו חזרה הביתה באופן עצמאי), בעלות מצלמות לצילום ואף רחפנים עם ציוד צב"ר (FPV).
רחפנים בהרכבה עצמית מתחלקים להרבה יותר סוגים, וניתנים לבנייה עם סוגים שונים של בקרי טיסה ואלקטרוניקה שונה. הייתי מחלק אותם בצורה הבאה:
רחפנים לא יציבים באופן מלא לטיסות אוירובטיות בעיקר.
רחפנים מיוצבים באופן מלא כולל GPS לשמירת מיקום ולרוב עם פונקציית חזרה הבייתה.
רחפנים עם ציוד צב"ר (FPV)
רחפנים לצילום שמתאפיינים בדר"כ במצלמה שמותקנת על גימבל (מתקן ליצצוב המצלמה) לשימוש עם מצלמות ספורט מסוג גופרו, או אפילו מצלמות DSLR.
תחום חדש יחסית הוא רחפנים קטנים בעלי ציוד צב"ר לטיסות מהירות בין עצים ומכשולים שונים (לינק).

בחירת שילדה:
לשילדה תפקיד מרכזי שיש להשקיע בו מחשבה, כיוון שבדומה לבחירת טיסנים, לשילדה יש תכונות מסויימות שיענו על הצרכים שתוארו לעיל.
משקל נמוך יותר יתן יותר זמן טיסה
מפתח מקדימה יתן יותר צילום נקי מפרופים
PCB - printed circuit board- יאפשר הלחמות של הבקרים ישירות ללוח הרחפן
שרידות - שלא ישבר בנחיתה קצת קשה
נוחות הרכבת ומיקום המצלמות וציוד אחר כמו FPV
רגליים גבוהות למי שמחפש שימוש בגימבל
צורת השילדה - קוואד לעומת הקסה ואוקטו (4, 6 ו-8 מנועים) ליתירות (כשל מנועים), יציבות וכושר נסיעת משקל (למצלמת DSLR למשל). יש גם שילדות 3 מנועים ו-Y6...
יעוד - השילדות השונות נועדו לענות על הצרכים של אופי הטיסה והיעוד של השימושים השונים שתוארו לעיל.

מנועים ובקרים:
כככל, נבחר את המנועים בהתאם לגודל השילדה, משקלה, מרווח לפרופים וסוג הטיסה. הבקרים יבחרו בהתאם למנועים כאשר יש גם בקר אחד מרובע שיכול לשלוט במספר מנועים.

בקרי טיסה:
TBD

ציוד צב"ר (FPV):
בדומה לטיסנים רק שההתקנה על רחפנים מורכבת יותר כיוון שהמרחקים בין השידורים של השלט לבין משדר הוידאו לבין הGPS של בקר הטיסה, הם קטנים ולעיתים מפריעים אלד לשני.

גימבלים:
TBD


לינקים:

חנויות:
TBD

רוצה לקנות רחפן ראשון? רשימות קניות ועוד נתונים...

למתחילים - איזו שילדה כדאי לבחור? ותיקים - ספרו על ניסיונכם