аждый коммерческий дрон, который можно купить в магазине, держится в воздухе за счет четырех вращающихся винтов, борющихся друг с другом, но базовая физика говорит, что вам нужен всего один. Загвоздка в том, что удержание летательного аппарата с одним пропеллером в стабильном положении — это кошмар, который ломает почти каждого, кто пытается это сделать. Независимый энтузиаст Джошуа Бёрд (Joshua Bird) решил проигнорировать стандартную производственную логику и собрал крошечный дрон с одним пропеллером с нуля, доказав, что гаражная инженерия всё еще способна ломать устоявшиеся правила.
Технически всё, что нужно для полета дрона, — это один мотор и один пропеллер, хотя на практике управлять им в этот момент становится практически невозможно. Если вы хотите потратить свои деньги на потребительское устройство, вы получаете предсказуемый квадрокоптер, который берет на себя всю стабилизацию автоматически. Джошуа Бёрд (Joshua Bird) захотел чего-то радикально более простого по форме, но бесконечно более сложного в сборке.
Инженерная начинка этого безумия
Заставить летать аппарат с одним пропеллером требует полного отказа от стандартных деталей дронов и изобретения собственных решений за счет чистого упрямства. Джошуа Бёрд (Joshua Bird) использовал шарнирную втулку пропеллера, которая меняет угол наклона лопастей так, чтобы можно было контролировать и тангаж (наклон носа вперед или назад), и крен (накренение на бок), если реагировать достаточно быстро, вкупе с очень высокими оборотами в минуту. Стандартные регуляторы оборотов двигателя опираются на противоЭДС для оценки положения, что здесь потерпело полный крах, поскольку управлять дроном с одним пропеллером оказалось невозможно с помощью стандартных регуляторов оборотов, которые не измеряют скорость и положение двигателя напрямую.
В финальном прототипе дрона такие детали пришлось измерять напрямую
Чтобы оторвать прототип от земли, потребовалось измерять абсолютно всё напрямую, а сверхбыстрая корректировка оборотов мотора стала возможна только благодаря написанному с нуля коду контроллера и бесконечной череде проб и ошибок. Даже после этого дрон то и дело терял ориентацию в пространстве и снова падал. Прорыв случился не благодаря лучшим моторам, а из-за внешней помощи: как показал Джошуа Бёрд (Joshua Bird), решением стало добавление инфракрасного маяка в комнате и датчика на самом дроне, чтобы дать ему фиксированную точку отсчета.
Что это значит для вашей следующей покупки
Если вы гадаете, появятся ли теперь игрушки с одним пропеллером на полках магазинов завтра, ответ — категорическое нет. Это проект с открытым исходным кодом из разряда гаражных экспериментов, а не готовый товар, который можно купить в магазине электроники. Исходные файлы проекта можно найти на странице GitHub, если вам захочется спаять собственный кошмар своими руками.
Ближайшие изменения в конструкции дрона включают такие улучшения, как установка сканера, чтобы аппарат мог автономно использовать элементы окружающей среды в качестве фиксированных точек отсчета. Пока эти самодельные навигационные системы не покинули верстаки, держитесь за свой четырехмоторный квадрокоптер, если только вам не доставляет удовольствие смотреть, как дорогие куски пластика врезаются в пол вашей гостиной.