Крошечные трещины в пропеллерах БПЛА (Пропеллеры) и высокочастотные желеобразные вибрации в динамическом балансе (Динамический дисбаланс)

1. Физическая центробежная сила и механическое усиление дисбаланса динамического баланса.

Щеточные/бесщеточные двигатели дронов для аэрофотосъемки (таких как DJI Mavic 3, Inspire 3 или различные летательные аппараты FPV) обычно вращаются со скоростью от 5000 до 12000 оборотов в минуту (об/мин) при зависании и полете на высоких скоростях!

1.1 Геометрический взрыв центробежной силы и центростремительного ускорения

Согласно формуле центробежной силы классической механики вращения:
$$F_{\text{центробежный}} = м \cdot r \cdot \omega^2$$
Среди них $\omega$ — угловая скорость двигателя, пропорциональная скорости вращения; $r$ — радиус вершины лопасти, $m$ — масса отклонения центра масс.

При целых лопастях массы двух симметричных лопастей строго совпадают с геометрическим центром аэродинамической подъемной силы, а результирующая сумма векторов центробежных сил равна абсолютному нулю;
Смертельное усиление крошечных повреждений:
Предположим, что кончик лезвия теряет всего 0,05 грамма (что эквивалентно весу крошечной песчинки) пластика из-за столкновения:
При высокоскоростном вращении 8000 об/мин эта незначительная 0,05-граммовая неуравновешенная масса будет создавать на валу двигателя 130 сверхвысокочастотных центробежных переменных сдвиговых сил в секунду на уровне нескольких килограммов! **

1.2 Проведение высокочастотной вибрации и эффект желе

Мотор яростно рвет карбоновый рычаг на частоте 100-200Гц;
Сильные высокочастотные микротреморы проникают в корпус дрона и непосредственно воздействуют на шарик демпфера подвеса (Gimbal Damper);
Когда частота вибрации выходит за пределы физического затухания силиконовой амортизирующей прокладки подвеса, микроудары передаются непосредственно на CMOS-датчик камеры;
Рольставни и вибрационный резонанс:
Датчики CMOS экспонируют и считывают пиксели построчно. Когда ряд экспозиции сканируется сверху вниз, камера сильно вибрирует вверх и вниз на сверхвысокой частоте, а пиксели в каждом ряду слегка зазубрены и смещены во временных и пространственных координатах. На видеоизображении видно отвратительное и ползучее бедствие, похожее на волнистое желе.

2. Четыре скрытых формы физического повреждения лезвий и фатальные опасности

Схема повреждения	Характеристики внешнего вида	Механизм физической опасности	Решение о лечении
Чиппинг	На кончике кончика отсутствует 0,5 мм пластика	Нарушение динамического баланса, вызывающее сильную высокочастотную вибрацию и эффект желе	Немедленно утилизируйте и выбросьте
Отбеливание от стресса	На пластике на изгибе основания пропеллера видны белые матовые тонкие линии	Полимерная цепь материала разрывается и утомляется. При вращении на высокой скорости и притяжении центробежной силы пропеллер взорвется в воздухе и мгновенно распадется!	Категорически нельзя летать! Немедленно вырежьте и выбросьте**
Предельный износ складного вала (шарнирный люфт)	Встряхивание у основания вращающегося вала складных ножей становится сильнее	Угол между гребными винтами после раскладывания становится асимметричным, что приводит к периодической тряске вращающейся подъемной поверхности	Немедленно заменить парами
Аэродинамический угол атаки, деформация (деформация)	Воздействие или сильное давление приводят к слабым винтовым искажениям лопастей	Чтобы поддерживать баланс, левый и правый двигатели вынуждены работать на асимметричных компенсационных скоростях, а двигатели ESC быстро нагреваются и перегорают	Весь набор удален и обновлен

3. СОП по проверке лопастей и испытаниям динамической балансировки для профессиональных пилотов

3.1 «Тактильный осмотр скребком ногтей» перед каждым полетом:

Увидеть глазами недостаточно! Ногтями большого и указательного пальцев проведите по краю лопатки от основания к кончику.
Тактильные нервы на кончиках пальцев человека способны обнаруживать ямки, микротрещины и заусеницы микронного размера. Как только ваши ногти соскользнут и вы почувствуете замятия или царапины, немедленно остановитесь.

3.2 Практическая работа физического осмотра динамических весов:

Для кино- и телевизионных групп, стремящихся к максимальному качеству изображения, используйте Propeller Balancer для проверки только что распакованных пропеллеров:

Установите две парные лезвия на устойчивую к трению сильную магнитную подвесную раму с помощью прецизионной металлической оправки;
Если один конец провисает из-за небольшой тяжести, это означает, что конец слишком тяжелый;
Используйте очень мелкую водную наждачную бумагу с зернистостью 2000, чтобы дважды слегка отшлифовать заднюю часть более тяжелой стороны лезвия, пока лезвие не сможет поддерживать абсолютно горизонтальное статическое равновесие в воздухе.

4. Избегание ям и линии защиты жизни и имущества

[!ВНИМАНИЕ]

Никогда не покупайте дешевые пропеллеры сторонних производителей:
Оригинальные лопасти (например, изготовленные DJI) перед отправкой с завода прошли высокоточное лазерное динамическое балансировочное испытание и обернуты мягкой амортизирующей резиной на кончике лопасти. Низкокачественные поддельные пропеллеры из твердого пластика, представленные на рынке и стоящие всего несколько долларов, имеют грубые пневматические формы и огромные ошибки динамического баланса. Мало того, что двигатели издают ненормальный шум и сильно вибрируют, твердый пластик при ударе по человеческому телу действует как острое лезвие, вызывая чрезвычайно ужасные рваные раны!

Железный закон «замены пар»:
Если повреждена только одна лопасть переднего правого двигателя, категорически запрещается заменять только одну лопасть! Обе лопасти на этом двигателе необходимо заменять как полную пару**. Заводской вес винтов разных партий имеет крошечный допуск в микрограммах, и их смешивание неизбежно нарушит динамический баланс.