Comment fonctionnent les quadricoptères ?

Un quadcoptère est un engin multirotor qui est soulevé et propulsé à l’aide de quatre rotors. Les hélices d’un quadrotor sont orientées verticalement et chacune d’entre elles fonctionne à des vitesses variables, ce qui donne au véhicule aérien une certaine vitesse, la poussée et la force de rotation souhaitées, nécessaires pour déplacer le drone en vol. Généralement, le drone a les configurations suivantes : deux rotors tournant dans le sens des aiguilles d’une montre et les deux autres tournant dans le sens inverse des aiguilles d’une montre, ce qui aide le quadrotor à répondre aux commandes de son pilote en vol.

Afin de comprendre le fonctionnement d’un quadcoptère, examinons ses composants vitaux et leurs utilisations ;

  • Son cadre est la partie la plus importante du quadrotor. C’est dessus que sont montés les moteurs, les cellules de puissance et les hélices, entre autres pièces. Il doit être solide et stable.
  • Deux moteurs tournent dans le sens des aiguilles d’une montre et les deux autres dans le sens contraire. Ils sont généralement connectés au variateur électronique afin de pouvoir tourner selon les exigences des commandes.
  • Le contrôleur de vitesse électronique a trois fils ; l’alimentation en courant, le fil du moteur et le fil du contrôleur. Il relie les moteurs aux batteries, tout en reliant le quadrotor à l’émetteur.
  • Emetteur et récepteur qui est un émetteur à quatre canaux pour aider à contrôler le multi hélicoptère à différentes hauteurs.
  • La carte de contrôle agit en tant que cœur du multicoptère en tant que responsable de la commande indépendante de chaque moteur, assurant ainsi l’équilibre correct à long terme.
  • Hélices, assurez-vous que l’hélicoptère ne tourne pas, ce qui entraîne une perte d’équilibre et donc un écrasement.

Piloter un Multicopter

Le multi hélicoptère utilise ses hélices pour s’élever dans les airs, grâce à la poussée créée donnant sa portance ascendante. Les quatre moteurs sont donc conçus pour tourner dans les directions suivantes : CW, CCW, CW, CCW, CW, CCW. Ceci permet d’annuler l’intention d’un moteur de faire tourner le vaisseau lorsqu’il est à l’antenne, en cimentant la troisième loi du mouvement de Newton ; pour chaque action, il y a une réaction égale et opposée. Ce qui est unique avec les hélicoptères multicoptères, c’est leur décollage et leur atterrissage verticaux. Pour y parvenir, le pilote doit contrôler le tangage, le lacet et le roulis du drone en poussées variables sur chaque moteur.

Direction

Pour diriger correctement le multirotor, il est important de comprendre comment les différentes vitesses du moteur affectent la portance de l’hélice, un virage dans tous les axes directionnels et comment atteindre ou perdre une certaine altitude.

Roll and Pitch (roulis et tangage)– Il s’agit essentiellement d’incliner le multirotor. L’inclinaison est obtenue en augmentant la vitesse de rotation de deux moteurs, ce qui augmente la levée d’un côté du multirotor. De cette façon, il est facile d’obtenir un virage à droite ou à gauche. Lors de l’utilisation de l’engin pour capturer des images, par exemple, le multirotor doit être incliné vers le bas. Pour ce faire, les deux moteurs sur le dos du bateau tournent plus vite, ce qui crée une inclinaison et le bateau peut tourner autour de l’axe de tangage dans le sens des aiguilles d’une montre.

Lacet

Le mouvement de lacet est un peu déroutant pour beaucoup, car il fait tourner les hélices dans le sens des aiguilles d’une montre et dans le sens contraire. Cependant, une paire de moteurs opposée doit être ralentie, ce qui permet d’équilibrer l’embarcation dans les airs.

Contrôle d’altitude– Un équilibre de forces différentes doit être utilisé lors du vol stationnaire de l’engin dans les airs. En vol stationnaire, le contrôleur doit contrer l’attraction gravitationnelle de l’embarcation grâce à la portance produite par les moteurs. Pour décoller ou atterrir, le pilote doit perturber l’équilibre de l’embarcation de la façon suivante ;

  • Pour prendre de l’altitude, le pilote doit contrer l’attraction gravitationnelle en faisant tourner les hélices plus rapidement et avec une plus grande force.
  • Descendre signifie que le pilote réduit la vitesse des rotors, réduisant ainsi leur force de rotation, laissant la force de la gravité prendre sa place pour amener le bateau au sol.

Les drones sont de super jouets. Cependant, le monde technologique est dynamique et des améliorations sont apportées à ce métier, ce qui suscite plus d’enthousiasme dans la compréhension de son fonctionnement et de ses avantages potentiels.

Voir aussi : Les Quadcopters sont-ils faciles à piloter ?

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