Перші страждають під час падіння та найлегші елементи дрона, однак саме вони підіймають пташку у небо — пропелери (або пропи, ґвинти, лопаті). Це дешевий компонент, з яким можна легко експериментувати та підбирати найкращий варіант для вашого дрона і типу польоту. 


Почнемо з основ теорії. Як працює пропелер?

Швидко обертаючись і штовхаючи повітря вниз пропелери створюють тягу. Кожна лопать має аеродинамічну форму, яка створює різницю тиску: нижчий тиск зверху і вищий тиск знизу. Ця різниця створює підйомну силу, штовхаючи дрон вгору або вперед.
 

Основні характеристики пропелерів

Часто перша інформація про пропелери є у назві, або на самих лопатях. 

Цифри на пропелерах у вигляді A×B×C, де:

А. діаметр у дюймах;
B. крок (pitch), тобто вигнутість та відстань, яку пропелер проходить за один оберт;
C. кількість лопатей.

1. Діаметр
Чим більший діаметр, тим більша тяга і можливість підйому важчих вантажів. Однак великі пропелери потребують потужніших моторів і мають нижчу маневровість.

Малі пропелери створюють меншу тягу, зате забезпечують кращу реакцію та маневровість. Вони швидше змінюють оберти та менше навантажують двигуни.

Розмір дрона часто визначається максимально допустимим діаметром пропелерів у його рамі — наприклад, «п’ятірка» має пропелери на 5 дюймів. Переважно це стосується пропелерів від 3 дюймів. 

2. Крок (пітч) 

Малий пітч:

  • швидкий набір обертів;
  • краща чутливість керування;
  • нижче споживання струму;
  • менша тяга та швидкість.

Великий пітч:

  • більше тяги й швидкості;
  • вище енергоспоживання;
  • гірша реакція на зміну обертів, якщо мотор не встигає адаптуватись.

3. Кількість лопатей
2 лопаті — найефективніші, мінімальне споживання енергії, підходять для дальніх польотів.
3 лопаті — оптимальний баланс тяги, стабільності та ефективності; найпопулярніші.
4+ лопатей — більше тяги, але менша ефективність; використовуються для підйому ваги в обмеженому просторі (наприклад, у cinewhoop-дронах).

Отже, менша кількість лопатей - менша тяга, вища ефективність та збереження заряду. Більша кількість лопатей -  більша тяга, вантажопідйомність та витрати заряду.


CW (Clockwise) + CCW (Counter-Clockwise) або конфігурація обертання

Ще одна позначка на пакуванні або комплектації пропелерів, яка важлива для стабільності дрона:

  • 2 пропелери обертаються за годинниковою стрілкою (CW)
  • 2 пропелери обертаються проти годинникової стрілки (CCW)

Це створює баланс сил, потік повітря високого тиску зустрічається в центрі під дроном, що запобігає обертанню дрона навколо своєї осі.

CW і CCW мають дзеркальну форму, тому важливо не переплутати під час встановлення — інакше дрон не злетить або нестабільно поводитиметься.

 


Інші характеристики пропелерів


Матеріали

Найпоширеніший матеріал — полікарбонат: легкий, гнучкий, витривалий. Також зустрічаються карбонові й дерев'яні пропелери — жорсткіші, але менш витривалі при ударах.

Вал

Розмір посадкового отвору, тобто отвору, через який він кріпиться на вал двигуна. Від цього залежить, чи сумісний пропелер із вашим дроном. Найпоширеніші — вали діаметром 5мм (M5) для великих FPV-дронів і 1-1,5 мм — для маленьких дронів.


Вага 

Вага пропелера значно впливає на продуктивність дрона. Легкі мають менший момент інерції — двигуни швидше реагують, дрон стає чутливішим і спритнішим. Вони працюють із широкою варіацією двигунів. Важчі пропелери потребують потужніших моторів, гірше прискорюються і можуть знизити ефективність. 

Також важливий розподіл маси лопатей:

  • вага ближче до втулки — краща реакція, менша інерція, але вища крихкість.
  • вага ближче до кінця — стабільність, але гірша маневровість.


Типи кріплення

Метод кріплення пропелерів залежить від розміру дрона та типу двигуна. Найпоширеніші варіанти:

  • прес-насадка (фрикційне кріплення) — насаджується без додаткових кріплень і тримається завдяки тертю. Менша вага, але більший ризик, що пропелер злетить при ударі або високих обертах. Використовується на дронах типу tinywhoop або toothpick.
  • Т-подібне кріплення — фіксується двома гвинтами M2 до двигуна з валом 1–1,5 мм і дає точне центрування при малій вазі. Поширене на дронах з 2–4-дюймовими пропелерами.
  • стопорна гайка — кріплення на різьбовий вал M5 за допомогою гайки. Застосовується на дронах з пропелерами 5 дюймів і більше. 

Розміщення пропелерів
Стандартно пропелери встановлюються над моторами. Але у конфігурації "пушер" (переважно в cinewhoop-дронах) — під моторами, що дозволяє повітрю штовхати дрон вгору.


На що ще звернути увагу при виборі пропелерів? 

 

Тяга

Щоб дрон завис, потрібно принаймні 1г тяги на 1 г ваги. Для трюків — ще більше. Тяга залежить від швидкості обертання пропелерів, а вона — від мотора й форми самих пропелерів. Деякі моделі ефективніші при зависанні, інші — під час руху на високій швидкості. Оптимальним вважається варіант, який забезпечує стабільну тягу в широкому діапазоні режимів польоту.

Варто враховувати, що в повітрі пропелери зазвичай генерують на 20–30% менше тяги, ніж під час наземних тестів. Найбільш об’єктивна оцінка можлива при випробуваннях у реальних умовах.


Плавність

«Плавність» — це про відчуття, якого часто прагнуть пілоти FPV, особливо новачки. Пропелери з меншим кроком зазвичай забезпечують кращу реакцію двигуна, що сприяє більш передбачуваному керуванню та зниженню вібрацій.


Погодні умови та висота

На морозі пластик жорсткішає і ламається частіше. Тож узимку варто або літати обережніше, або мати запасні пропелери.
А на великій висоті повітря розріджене і тяги менше. Щоб компенсувати, обирайте пропелери з більшим кроком. Інакше дрон буде «млявим».

Налаштування

Зміна пропелери = зміна поведінки дрона. Частота обертів, PID, вібрації — усе може змінитися, навіть якщо пропелери схожі.
Наприклад, 3-лопатеві та 2-лопатеві пропелери дають різний звуковий фон, і може знадобитися редагування параметрів. Тому, якщо хочете максимум — налаштовуйте під конкретні пропелери.


Тож як правильно вибрати пропелери?

 

  1. Визначте необхідний розмір, який підійде рамі дрона. 
    У дронах типу tinywhoop, cinewhoop зазвичай вимірюється у міліметрах, а в більших у дюймах.
  2. Оберіть кількість лопатей.
    2-лопаті - ефективність, 3-лопаті - стабільність, 4+ вантажопідйомність.
  3. Підберіть крок відповідно стилю польоту. 
    Для тривалого польоту, під час зависання, де повітря рухається вертикально, і ефективнішими є пропелери з меншим кроком. 
    Для швидкісного,  перегонового польоту, і на висоті пропелери з більшим кроком краще справляються з потоком повітря, забезпечуючи вищу тягу та швидкість.
  4. Зверніть увагу на вал для сумісності із моторами. 
    У дронів типу tinywhoop, cinewhoop, 3-4 дюйми здебільшого вал 1,5мм, в дронах 5"+ часто вал 5мм.

 

Популярні виробники пропелерів

  • HQProp — один із найвідоміших брендів серед фрістайлерів і гонщиків. Пропелери відрізняються балансом між продуктивністю та міцністю, доступні в багатьох варіантах жорсткості та форми.
  • Gemfan — універсальний виробник з лінійками для перегонів, tinywhoop, cinewhoop і лонгрейнджу. Часто випускають інноваційні моделі з хорошою аеродинамікою та сучасними матеріалами.
  • DALPROP — міцні, "антикрашові" пропелери, які витримують жорсткий стиль польоту. Частий вибір для новачків і гонщиків.
  • Azure Power — вирізняються нестандартною геометрією та плавним управлінням. Часто обираються пілотами, які хочуть максимум контролю.
  • IDProp — український виробник, який вже завоював популярність завдяки хорошому співвідношенню ціна/якість.
  • Ethix — бренд, пов'язаний із професійними FPV-пілотами (включаючи Mr. Steele). Пропелери мають відточену форму, комфортну керованість і націлені на якісний freestyle.

 

Як правильно встановити пропелери?

  1. Визначте верхню і нижню сторону пропелера. 

    Пропелер вдягнутий лицьовою стороною донизу знижуватиме ефективність, тягу, швидкість — всі показники польоту.
  2. Встановіть пропелери відповідно схеми у конфігураторі.
    Стандарте розташування пропелерів виглядає наступним чином. Якщо переплутати, то може дрон може перевертатись, або просто не злетіти.
  3. Зафіксуйте пропелери на двигуні. 
    Якщо тип кріплення насадка — вдягнути пропелер в упор до мотора. При наявності ґвинтів і гайок (йдуть у комплектації до мотора) — закріпити. 
  4. Налаштуйте напрямок обертів пропелерів у конфігураторі (програма налаштувань: BetaFlight, INAV, Ardupilot, Blujay, BetaFPV Configurator). 

Існує 2 можливі напрямки: 

             

  • props in (передні пропелери всередину) — повітря сходиться у центр дрона, що підвищує тягу, однак сміття від об'єктів летить до центру дрона. Це стандартна конфігурація за замовчуванням у Betaflight.
  • props out (передні пропелери назовні) — об'єкти відштовхуються від дрона і це покращує безпечність під час польотів крізь гілки та пил.

При зміні конфігурації необхідно змінити й пропелери, щоб напрямок пропелерів відповідав напрямку оберту. 

І все, можете злітати.

Пропелери — це те, від чого залежить маневровість, стабільність і ефективність вашого дрона. У Phoenix drones ми зібрали перевірені варіанти для будь-яких задач: навчання, перегонів, зйомок, довгих польотів із вантажем. Не знаєте, які пропелери вибрати? Наші спеціалісти завжди готові допомогти знайти ідеальне рішення під ваш стиль польоту.