Звичайний споживчий квадрокоптер тримається в повітрі хвилин 20–30, і це вважається непоганим результатом. Автор каналу Luke Maximo Bell вирішив побудувати дрон, який зможе літати годинами — і не просто побудувати, а офіційно оформити результат як рекорд Гіннеса. Раніше цього ж року він уже показував першу версію такого апарата, яка неофіційно перевершила чинний рекорд на 20 хвилин. Тепер настав час зробити все ще краще й закріпити результат офіційно.
Що змінили у другій версії дронаІдею для одного з ключових покращень підказали глядачі попереднього відео — замість кріплення мотора з двох затискних половинок автор перейшов на дизайн у стилі одного суцільного хомута з єдиним рядом болтів. Нові кріплення надрукували на 3D-принтері, і навіть тут не обійшлося без апгрейду: чотири окремі сушарки філаменту дозволили тримати кожен тип пластику при своїй ідеальній температурі — від 66°C для PETG до 85°C для карбонового PA6-CF, який дуже вимогливий до вологості матеріалу перед друком.
Нові кріплення моторів вийшли легшими приблизно на 6,5 грама кожне — у сумі економія склала близько 26 грамів,
що для дрона, розрахованого на рекордну тривалість польоту, не дрібниця. Також автор перейшов на суцільні вуглепластикові трубки для променів рами замість складених з двох частин — у першій версії саме стик посередині створював купу проблем.
Перші тести й кумедні перешкодиПеред першим тестовим польотом автор, за власною традицією, виконав “танець дрона” — жартівливий ритуал, без якого, за його словами, апарат просто не полетить як слід. Втім, реальні перешкоди виявились не такими вже й жартівливими: на майданчик приїхала поліція, зацікавившись, чим саме тут займаються. На щастя, стражів порядку вдалося переконати, що перед ними не терорист, а звичайний ютубер — і вони навіть допомогли з запуском апарата.
Далі виникла проблема, яку автор вже бачив на першій версії дрона: гвинти постійно чіплялися за землю під час зльоту. Довелося терміново друкувати тимчасові посадкові опори — цього разу з вбудованим гнучким TPU-шарніром прямо всередині ноги, надрукованим за допомогою принтера, здатного поєднувати два різні філаменти в одному безперервному друці. Такі опори добре гасять удар при жорсткій посадці й не ламаються так легко,
як цільнопластикові варіанти з першої версії.
Сам перший офіційний тестовий політ теж стартував не одразу гладко — виявилося, що контролер за замовчуванням інвертував вісь тангажу. Втім, щойно проблему знайшли, дрон полетів впевнено — і навіть у режимі утримання позиції по GPS показав пристойний результат буквально з першої спроби.
Нова батарея та проблема вібраційДля нової версії дрона автор перейшов з напівтвердотільних NMC-акумуляторів на батареї з ще вищою енергоємністю — близько 380 Вт-год на кілограм упакованого блока, проти приблизно 320 у попередніх. Це дало змогу літати на одній батареї вагою близько 5 кг замість двох паралельно з’єднаних, як раніше.
Проблеми з’явилися, коли автор спробував увімкнути автономний політ по заданому маршруту: дрон постійно зупинявся й видавав купу помилок. Аналіз логів показав причину — надмірні вібрації буквально “забивали” датчики інерційного вимірювального блока на польотному контролері. Спочатку підозра впала на гвинти, зміщені відносно осі мотора, тож автор надрукував спеціальні центрувальні вставки з нейлону. Це не допомогло повністю — вібрації від 40-дюймових гвинтів виявилися занадто сильними для стандартного контролера.
Рятівним рішенням стало встановлення топового флайт-контролера Cube Orange Plus з добре демпфованим, ізольованим блоком датчиків — саме він прибрав усі проблеми з вібраціями та відсіканням показників.
Пошук ідеальної швидкостіЩоб вичавити з дрона максимальну тривалість польоту, треба знати, на якій швидкості він споживає найменше енергії. Автор запрограмував автономний маршрут і, підключившись до дрона по Wi-Fi прямо з ноутбука під час польоту, послідовно змінював швидкість на кожному колі, фіксуючи споживання. Результат виявився неочікуваним: оптимальна швидкість виявилася доволі низькою — близько 5,5 м/с, тобто приблизно 12 миль на годину. На такій швидкості дрон витрачав помітно менше енергії, ніж просто зависаючи на місці.
Цікавий нюанс виявився вже під час самої рекордної спроби: на прямих ділянках траси дрон споживав в середньому близько 500 Вт, а на поворотах — лише близько 450 Вт. Тому маршрут з довгої траси у формі овалу довелося на ходу замінити коротшим і “закрученим” — з більшою кількістю поворотів, що додатково підвищило ефективність польоту.
Офіційна спроба та результат
Перед атакою на рекорд автор запросив незалежних свідків і дочекався ідеальної погоди — безвітряного дня. Перші спроби того дня виявилися невдалими через нестабільність і завищене споживання енергії, але проблему вдалося швидко вирішити, підкоригувавши налаштування нотч-фільтра — і, за словами автора, буквально одна цифра в налаштуваннях здатна перетворити ідеально керований дрон на абсолютно нестабільний.
Коли все запрацювало як слід, а свідки зібралися на місці, у дрон встановили свіжу батарею — і почався офіційний заліковий політ. Попередній офіційний рекорд Гіннеса становив 3 години 12 хвилин, а власна неофіційна позначка автора з першої версії дрона — 3 години 31 хвилина. Позначку в 3:12 дрон перевершив легко, і подальший політ уже йшов лише “на приріст” до нового рекорду.
Апарат тримався в повітрі значно довше, ніж очікувалося: на позначці 4 години в баку батареї залишалося ще близько 8% заряду. Щоб не ризикувати падінням посеред кола, дрон перевели у зависання перед посадковим майданчиком і дочекались, поки заряд повністю вичерпається. У підсумку дрон пролетів 4 години 21 хвилину і 39 секунд на одному заряді — новий офіційний рекорд Гіннеса з тривалості польоту електричного дрона. Автор зазначає, що вичавив із батареї навіть трохи більше номінальної ємності — ймовірно, завдяки надзвичайно низькому струму розряду, і що потенціал для подальшого покращення результату ще залишається.
Запис Інженер створив дрон, який побив офіційний рекорд Гіннеса: літав більше чотирьох годин спершу з'явиться на ProstoMob.
