Yukarıdaki hesap makinesi şu sonucu verir: geri tepme kuvveti — spreyin dronunuza uyguladığı sürekli itme kuvveti — ve onu şuna dönüştürür: eşdeğer rüzgar hızı Hava koşullarının gerçek anlamda oluşmasından önce, gövdenizin emmesi gereken rüzgar miktarı önemlidir. Aşağıdaki kılavuz, fiziği, akış hızının geri tepmeyi nasıl baskın kıldığını, geri tepmenin dronunuzun rüzgar bütçesini nasıl tükettiğini ve hortum ağırlığının gerçek marjı neden herhangi bir hesaplamanın önerdiğinden daha düşük hale getirdiğini açıklamaktadır.

Drone geri tepme kuvveti hesaplayıcımızı kullanarak, püskürtme geri tepmesinin drone'unuzun performansına etkisini daha iyi anlayabilirsiniz.

Geri Tepme Hesaplayıcısı Nasıl Çalışır?

Bu hesap makinesi, atmosfere boşalan bir su jetinin tepki kuvvetini hesaplar. Nozuldan ayrılan momentum şu şekilde ifade edilir: F = ṁ · v, burada ṁ kütle akış hızı ve v jet çıkış hızıdır. Jet çıkış düzleminde ortam basıncına ulaştığı için geriye sadece momentum terimi kalır - bu, jet itişini yöneten prensiple aynıdır.

Jet hızı, basınç tarafından v = √(2·ΔP/ρ) formülüyle belirlenir ve kütle akışı ρ·Q'dur. Bunları birleştirerek çalışma formülünü elde ederiz. F = Q·√(2·ρ·ΔP), veya saha ünitelerinde F[N] ≈ 0.236 · Q[L/min] · √(P[bar]). Bu araç, itme kuvveti bütçelemesi için muhafazakar bir üst sınır olarak ideal değeri rapor eder; gerçek bir nozul, hız katsayısı nedeniyle yaklaşık 5% kaybederken, hortum etkileri de itme kuvvetini artırır. etkili Drone tekrar yukarı doğru uçuyor. Su, 1.000 kg/m³ basınçta ve 20°C sıcaklıkta alınıyor.

Drone Basınçlı Yıkamada Püskürtme Geri Tepmesi Nedir?

Sprey geri tepmesi şu şekilde tanımlanır: Su jetinin momentumuna eşit ve zıt yönde olan, dronu temizlediği yüzeyden uzaklaştıran sabit tepki kuvveti. Su püskürtme ucu dikey bir cepheye yatay olarak püskürtüldüğünde, geri tepme yataydır ve doğrudan duvardan geriye doğru yönelir; bu da dronun pozisyonunu korumak için eğilip itme kuvvetini yönlendirmesi gerektiği için en az direnebileceği yöndür.

Yerden basınçlı yıkamaya göre en önemli fark, operatörün havada olmasıdır. Yerdeki bir kişi geri tepmeyi vücudu ve zemin aracılığıyla dengeler; bir dronun ise denge noktası yoktur. Her bir newtonluk geri tepme, dronun eğilerek ürettiği aerodinamik itme kuvvetiyle dengelenmelidir; bu itme kuvveti daha sonra kaldırma kuvveti veya rüzgarla mücadele için kullanılamaz.

Geri tepme için akış hızının basınçtan daha önemli olmasının nedenleri

Geri tepme, akış hızıyla doğrusal olarak, ancak basıncın yalnızca kareköküyle orantılı olarak artar. Akışın iki katına çıkması geri tepmeyi iki katına çıkarır; basıncın iki katına çıkması geri tepmeyi sadece ~41% kadar artırır. Bu nedenle, bir konfigürasyon geri tepme kısıtlamasına tabi olduğunda (ki bir insansız hava aracında bu neredeyse her zaman böyledir), akış daha önemli bir kaldıraçtır.

Bu durum, SkyJet serisinde sezgisel olmayan bir sonuç doğuruyor: daha düşük basınçlı, daha yüksek akışlı bir konfigürasyon geri tepme yapabilir. Daha güçlü Daha yüksek basınçlı, daha düşük akışlı bir sisteme göre. Aşağıdaki rakamlar ideal formülü kullanmaktadır.

Geri tepme sınırlamalı bir insansız hava aracı için, orta düzeyde akışla yüksek basınç verimli bir seçimdir. Eşit püskürtme gücünde, geri tepme 1/√basınç oranında azalır; bu nedenle basınç, geri tepme açısından akıştan daha ucuza temizleme enerjisi sağlar. Kirin uzaklaştırılmasını sağlayan püskürtme hızı zaten basınçtan kaynaklanır; akış esas olarak kaplama oranını ve durulama hacmini belirler.

Geri tepme ve drone rüzgar direnci karşılaştırması

Bir dronun maksimum rüzgar dayanım derecesi, fiziksel olarak, ne kadar yatay kuvvete dayanabileceğini ifade eder. Hem rüzgar direnci hem de püskürtme geri tepmesi, ½·ρ_air·(Cd·A)·v² ile orantılı yatay kuvvetlerdir. Aynı faktörü paylaştıkları için, karesel hızları doğrudan toplanır ve püskürtme sırasında kalan rüzgar payı şu şekildedir: kullanılabilir gerçek rüzgar = √(v_max² − v_equivalent²), Burada v_equivalent, rüzgar hızı olarak ifade edilen geri tepmeyi temsil eder.

Tablo, temsili ağır yıkama dronunun sürüklenme alanını Cd·A ≈ 0,6 m² olarak varsaymaktadır. "Bütçeyi aşmak" ifadesi, gerçek rüzgar etkisinden önce bile, yalnızca geri tepmenin dronun tüm yatay taşıma kapasitesini aştığı anlamına gelir.

Pratik mesaj şu: Yüksek akışlı konfigürasyonlar, orta sınıf bir drone'u neredeyse güçlü bir rüzgar kadar zorlar. Herhangi bir drone'un herhangi bir pompayı çalıştırabileceğini varsaymak yerine, pompa konfigürasyonunu drone'un rüzgar sınıfına göre ayarlayın veya daha yüksek dereceli bir gövdeye geçin.

Hortum Ağırlığı ve Salınımı — Gerçek Kar Marjının Neden Daha Düşük Olduğu

Hortum ağırlığı, üç mekanizma aracılığıyla dronun etkili rüzgar ve geri tepme toleransını azaltır ve bu mekanizmaların tümü yükseklik arttıkça daha da kötüleşir. Hesaplama cihazı bunları kasıtlı olarak hariç tutar çünkü bunlar hortum yönetimine, çalışma yüksekliğine ve gövde yapısına bağlıdır, ancak asla sıfır olmazlar.

1. Taşınan ağırlık yatay otoriteyi azaltır.

Bir çok rotorlu insansız hava aracının maksimum yatay kuvveti F_yatay = √(T_maks² − W²)'dir; burada W, taşıdığı toplam ağırlıktır. İnsansız hava aracının yere bağlı bir halat veya yönetilen bir makara yerine taşıdığı su dolu hortumun herhangi bir kısmı, W'yi artırır ve F_yatay kuvvetini doğrudan azaltır. Bu, rüzgar ve geri tepmeyi birbirine bağlayan aynı kare kanunu değişimidir ve şimdi kaldırma tarafında size karşı çalışır.

2. Hortum kendi direncini artırır.

Asılı duran bir hortum, rüzgara maruz kalma alanı oluşturur ve dronun da karşı koyması gereken bir sürtünme yaratır; bu da geri tepmeyle birlikte yatay yüke eklenir.

3. Salınım dinamikleri kontrol yetkisini tüketir.

Asılı bir hortum, dağıtılmış kütleli bir sarkaçtır. Rüzgar esintileri ve drone hareketi, bağlantı noktasında zamana bağlı kuvvetler ve dönme momentleri oluşturan salınımları tetikler; uçuş kontrolörü bunları sönümlemek için itme kuvveti harcar ve geri tepme ve rüzgar için kalan payı azaltır.

Bu etkiler, çalışma yüksekliği arttıkça daha da artar. Drone ne kadar yükseğe çıkarsa, altında o kadar çok hortum sarkar ve ortam rüzgarı o kadar güçlü olur; doğal sınır tabakası profili, rüzgar hızının irtifa ile arttığı anlamına gelir, bu nedenle her iki olumsuz etki de aynı anda zirveye ulaşır. Bu olumsuz etkileri azaltmak için SkyReel aracılığıyla hortum ağırlığı yönetimi, hafif hortum seçimi ve rüzgar payı rezervinin temiz hesap makinesi değerinin oldukça altında tutulması gerekir.

Pompa Konfigürasyonunun Drone Sınıfına Uygun Hale Getirilmesi

Konfigürasyon seçimi, geri tepmeyi, insansız hava aracının mevcut yatay hareket kabiliyetine, yedek pay da bırakacak şekilde eşleştirme işlemidir. Yukarıdaki fizik prensiplerinden üç kural çıkarılabilir.

Sıkça Sorulan Sorular

Drone basınçlı yıkamada geri tepme kuvveti nedir?

Geri tepme kuvveti, su jetinin momentumuna eşit ve zıt yönde olan, dronu yüzeyden uzaklaştıran sabit tepki kuvvetidir. F = Q·√(2·ρ·ΔP) formülüyle hesaplanır, yaklaşık 0,236·Q[L/min]·√(P[bar]) newton'dur ve dikey bir cepheye püskürtme yapıldığında yatay olarak etki eder.

Daha yüksek basınç mı yoksa daha yüksek akış mı daha fazla geri tepmeye neden olur?

Akışın etkisi daha büyüktür. Geri tepme, akışla doğrusal olarak artar, ancak basınçla yalnızca kareköküyle artar; bu nedenle akışı iki katına çıkarmak geri tepmeyi iki katına çıkarırken, basıncı iki katına çıkarmak yaklaşık 41% ekler. Daha düşük basınçlı, daha yüksek akışlı bir düzenek, daha yüksek basınçlı bir düzeneğe göre daha sert geri tepme yapabilir; örneğin SkyJet B-20 (100 bar / 20 L/dak) 47 N geri tepme yaparken, SkyJet E-15 (200 bar / 15 L/dak) yarı basınçta bile 50 N geri tepme yapar.

Sprey geri tepmesi, bir dronun maksimum rüzgar direncine nasıl bağlıdır?

Her ikisi de hızın karesiyle orantılı yatay kuvvetlerdir, bu nedenle geri tepme eşdeğer bir rüzgar hızı olarak ifade edilebilir. Sprey sıkarken hala uçabileceğiniz rüzgar hızı √(v_max² − v_equivalent²)'dir. Eşdeğer rüzgar hızı dronun kapasitesini aştığında, yalnızca geri tepme bile gövdenin yatay kapasitesinin ötesindedir.

Hortumun ağırlığı dronun rüzgar direncini azaltır mı?

Evet. Taşınan hortumun ağırlığı, dronun toplam ağırlığını artırır ve maksimum yatay kuvvetini düşürür; bu da √(T_max² − W²)'ye eşittir. Hortum ayrıca aerodinamik sürtünmeyi artırır ve kontrol yetkisini tüketen sarkaç salınımını tetikler. Bu üç etki de çalışma yüksekliğiyle birlikte artar ve rüzgar da bu yükseklikte daha güçlüdür; bu nedenle gerçek kullanılabilir marj, hortumu göz ardı eden herhangi bir hesaplamanın altındadır.

Drone kullanımı için en iyi SkyJet konfigürasyonu hangisidir?

Geri tepme sınırlamalı bir gövde için, orta düzeyde akışla daha yüksek basınç tercih edin. Eşit jet gücünde, geri tepme basıncın karekökünün tersiyle orantılı olarak azalır ve temizleme etkisi, basıncın sağladığı jet hızıyla belirlenir. Akış esas olarak kapsama oranını ve durulama hacmini belirler. Seçilen konfigürasyonun eşdeğer rüzgarını, drone'un rüzgar sınıfına yedekle eşleştirin.

Eşdeğer rüzgar hesaplaması hangi sürüklenme alanını varsaymaktadır?

Hesaplayıcı, standart bir yıkama dronu için tipik olan Cd·A ≈ 0,6 m²'lik sabit bir temsili ağır yıkama dronu değeri kullanır. Aynı rüzgar hızında derecelendirilen fiziksel olarak daha büyük bir dron, daha fazla mutlak yatay kontrole sahiptir ve belirli bir geri tepmeyi daha kolay yönetir, bu nedenle rakamı kendi özel dron gövdenizle karşılaştırarak doğrulayın.

Bu kılavuz, WasherDrone saha mühendisliği ekibi tarafından hazırlanmıştır. WasherDrone, SkyJet, SkyHose, SkyReel ve SkyNozzle serileri de dahil olmak üzere drone tabanlı basınçlı yıkama sistemleri ve çevre bileşenlerini uluslararası pazarlardaki operatörlere tasarlamakta ve tedarik etmektedir. Rakamlar, tedarikçi onayına bağlı mühendislik tahminleridir ve yerinde testlerin yerini tutmaz.