Якщо ви думали, що рекорди швидкості — це виключно прерогатива великих, гучних і дорогих дронів-гоночників, то ютубер Луїс із каналу luisengineering з вами категорично не погодиться. Його нова машина важить стільки ж, скільки пачка масла, і при цьому летить швидше за 300 км/год. Так, ви все правильно прочитали.
Вся задумка виросла з простого, але дуже конкретного питання: чи можна вкласти продуктивність гоночного спідкоптера у корпус, який важить менше 250 грамів? Це не просто технічна примха — у Німеччині дрони до 250 г потрапляють у значно ліберальнішу регуляторну категорію, що суттєво спрощує польоти. Ось тільки зазвичай апарати такого класу навіть близько не наближаються до тризначних швидкостей, не кажучи вже про «триста з гаком».
Луїс вирішив перевірити, де насправді знаходиться межа. Спойлер: вона виявилась далі, ніж хто-небудь міг очікувати.
Підбір комплектуючих перетворився на справжній математичний квест. Мотори T-Motor 1507 — по 15-16 грамів кожен, разом чотири штуки дають 62 г. Польотний контролер і регулятори обертів об’єднані на одній платі — щоб не везти зайвого.
Камера DJI Air Unit Light із 4K-записом. Маленьке сервоприводне зчленування для нахилу камери під час зльоту та посадки. І шестибанкова LiPo-батарея на 550 мАг як найважчий елемент всієї системи.
Підсумок по електроніці та акумулятору — 186 грамів. На раму, кріплення і всю решту залишалось рівно 64 грами. Не багато.
Перш ніж братися за CAD, Луїс провів маленький домашній експеримент із кульками від пейнтболу та 3D-надрукованими тілами різної форми, наочно показавши різницю між плоским диском, сферою та краплеподібним обтічним тілом. Висновок очевидний, але корисно було побачити це своїми очима: тільки стримлайнова форма дає схожий тиск спереду і ззаду, мінімізуючи лобовий опір.
Саме цю форму він і взяв за основу корпусу — і для центрального тіла, і для поперечного перерізу моторних рукавів. Проєктування зайняло близько двох днів, і то лише тому, що він дотримується принципу 80/20: коли конструкція «виглядає готовою» на 80%, насправді зроблено лише 20% роботи. Байонетне закриття, кронштейни для всіх вузлів, прокладання кабелів — все це з’їдає час непомітно, але неминуче.
Перша версія рами важила 99 г — на 35 грамів більше ліміту. Після тотального «схуднення» в CAD вийшло 74 г. Все ще замало. Тоді в хід пішов PA6 CF — вуглецевонаповнений поліамід, який потребує попереднього сушіння та друку при дуже високих температурах, зате на виході дає жорсткість, схожу на скло. Буквально: деталі звучать як скло при постукуванні. Фінальна вага рами вмістилась у ліміт, і вся машина потягнула 248 грамів. Два грами до межі.
Луїс заощадив на зберіганні матеріалу — не висушив раму перед польотом. PA6 CF поглинає вологу і розм’якшується, корпус почав вібрувати, контролер пішов у рознос регулювань, і дрон різко пішов у стелю приміщення. Дані «чорного ящика» нагадували кардіограму під час паніки — ніякого зв’язку з реальністю.
Після цього: нові мотори, нова камера, переробка рами, зберігання виключно у герметичній ємності з осушувачем. Скомплікований побут, але інакше — зайва вага.
Перший вдалий вихід «на швидкість» одразу дав 260 км/год без жодної оптимізації. Потім Луїс виправив налаштування PID-регуляторів разом із колегою — за 5 хвилин вібрації на графіках просто зникли. Це кардинально змінило відчуття від польоту.
На фінальних заїздах на відкритому полі GPS-модуль фіксував 320 км/год в одну сторону, 310 — у зворотну. Проти вітру. Офіційний підсумок проєкту: суб-250-грамовий дрон із максимальною зафіксованою швидкістю 310 км/год
Луїс зазначає, що це ще далеко не межа — він тестував тільки стандартні трилопатеві пропелери. Двохлопатеві та спеціально вкорочені версії ще навіть не виходили в «бойові умови». Усі файли для 3D-друку автор виклав у відкритий доступ.
Запис 310 км/год і менше 250 грамів: на 3D-принтері створили найшвидший дрон у своєму класі спершу з'явиться на ProstoMob.
