Drone en motor uitval

Reserveer de 4e editie van 'Dronefotografie'

bnwgraaf

Active Member
Lid geworden
6 jan 2020
Berichten
105
Waarderingsscore
44
Punten
28
Leeftijd
50
Locatie
Kaatsheuvel
Ik vlieg al langere tijd met een (budget) quadcopter en nog veel langer met modelvliegtuigen (met name elektrozwevers).

Ik vraag me al een tijdje iets af, maar heb het nergens terug kunnen vinden.

Stel, dat bij een quadcopter één van de motoren ermee stopt tijdens de vlucht, kan de flightcontroller de quadcopter dan nog horizontaal houden en ervan uitgaand dat de drie overgebleven motoren nog genoeg stuwkracht hebben, is de quadcopter dan nog gecontroleerd te landen?
 
Nee, daarvoor heb je minimaal 6 propellers nodig.
 
Dank je voor je snelle reactie!
Je drone netjes onderhouden dus en hopen dat je niet een keer pech hebt!

En natuurlijk veilig vliegen!
 
Ja, dat is mogelijk, door middel van een speciaal algoritme waardoor de drone om zijn as gaat tollen maar alsnog een soort van bestuurbaar blijft. DJI heeft dit in de Matrice 300 verwerkt, zie DJI M300 emergency landing op 3 propellers

Het is een interessante manier om zonder extra hardware (meer motoren/propellers of toevoeging van een parachutesysteem) een quadcopter enigszins gecontroleerd naar de grond te brengen als er een motor uitvalt.

Je zult dit niet snel aantreffen in low budget cq. consumentenspul. Ik verwacht dat deze technologie wel snel zijn weg zal vinden naar de (semi)professionele quadcopter drones.
 
Nou...
Nee, daarvoor heb je minimaal 6 propellers nodig.
Met nu bestaande firmware bijna altijd wel, ja. Een bestaande commerciële quadcopter dondert uit de lucht met verlies van één prop of motor.

Maar dat hoeft echter theoretisch niet per se te gelden. Er zijn al droneontwerpen met maar drie rotors, en zelfs met twee.

Ook zijn er onderzoeksdrones (ook quadcopters) die tijdens de vlucht kunnen overschakelen naar volledig bestuurde vlucht met maar drie van de vier overgebleven props. Nadeel hiervan is dat de drone dan continu om zijn as ronddraait (dus het doel van de meesten hier, namelijk opnames maken, komt dan acuut te vervallen), maar X/Y/Z blijft de drone gewoon volledig bestuurbaar en dus is hij dan VLOS of via GPS RTH veilig te landen. (EDIT: bedankt voor de reactie over de Matrice Wiebe, die was ik even vergeten!)

De minimale X/Y/Z volledig bestuurbare drone die ik gezien heb bestaat uit een lange stok met electronica en slechts één motor met één prop. Deze kan niet zelf opstijgen, maar nadat hij in de lucht geworpen is kan hij "gewoon" bestuurbaar vliegen, met genoeg ruimte.

Er is dus best een hoop mogelijk, zeker als dergelijke softwareoplossingen ingebouwd worden als fail-safe-mode in toekomstige drone firmware.
 
Laatst bewerkt:
  • Leuk
Waarderingen: Sjakie en wdejager
@Wiebe Dat is wel heel gaaf om te zien!
Misschien dat het niet vaak gebeurt, maar zou eigenlijk mooi zijn als iets dergelijks in alle drones terecht zou komen!

@peSHIr Dat is ook wel heel bijzonder! knap bedacht!
 
  • Leuk
Waarderingen: wdejager
Wat betreft de softwareoplossing van een quadcopter bestuurbaar houden op drie props, denk ik iets anders.

Je zult dit niet snel aantreffen in low budget cq. consumentenspul. Ik verwacht dat deze technologie wel snel zijn weg zal vinden naar de (semi)professionele quadcopter drones.

Als je ziet dat dit puur software is, en het van research drones naar gebruik in de commercieel beschikbare professionele Matrice 300 is gekomen in vijf tot zes jaar, dan denk ik dat we kunnen verwachten dat alle commerciële drones dit soort software als default fail-safe optie hebben ingebouwd tussen nu en vijf jaar, zelfs de speelgoeddingetjes van onder de 100 gram.

Waarom zou dat niet zo zijn?
Maar we gaan het zien.
Ik verwacht uiterlijk met een jaar of drie al..
 
  • Leuk
Waarderingen: wdejager
Ik denk dat je voor dat drie-props-noodscenario je props moet “overdimensioneren” om het softwarematig voor elkaar te kunnen krijgen. Dat kost uiteindelijk vliegtijd, want je motoren gaan meer energie verbruiken voor dezelfde hoeveelheid lift (omdat ze meer lift moeten kunnen produceren dan nu het geval is). Dus het zal een balans zijn tussen vliegtijd / accu capaciteit / verkoopargument veiligheid, die voor het ene merk meer de ene kant op doorslaat en voor het andere merk meer de andere kant op.
Er vanuit gaande dat in het huidige ontwerp de boel netjes geoptimaliseerd is, natuurlijk. Maar voor de merken/types waar dat niet (goed) gebeurd is zie ik het op korte termijn ook niet van de grond komen (pun intended )


In theorie komt de praktijk overeen met de theorie
 
want je motoren gaan meer energie verbruiken voor dezelfde hoeveelheid lift (omdat ze meer lift moeten kunnen produceren dan nu het geval is).
Dat klinkt niet logisch. Waarom zou er meer lift met 3 motoren geleverd moeten worden? De totaal benodigde hoeveelheid lift (en de daarbij te gebruiken hoeveelheid energie) om de drone in de lucht te houden blijft toch gelijk? Of dat nou met 1, 2, 3 of 4 motoren is.
 
Omdat in eerste instantie er vanuit gegaan wordt dat de benodigde lift door 4 motoren geleverd kan worden. Bij dit nieuwe systeem moet de benodigde lift door twee motoren geleverd kunnen worden, waarbij de derde resterende motor (die tegenover de uitgevallen motor) alleen gebruikt wordt om stabiliteit v..w.b. roll om de as door de twee lift producerende motoren te corrigeren.
De totale lift kan kleiner zijn, omdat je alleen min of meer gecontroleerd hoeft te landen. Dus het zal geen factor 2 zijn die je meer aan lift moet kunnen produceren, maar in ieder geval meer dan “origineel”.


In theorie komt de praktijk overeen met de theorie
 
Ik snap het nog steeds niet. Er is een zekere hoeveelheid energie nodig om een massa de lucht in te krijgen en te houden, dit kun je uitrekenen met de wetten van Newton. Waar zou die extra energie dan voor nodig zijn als er 1 motor uitvalt? Het blijft immers dezelfde massa.
 
Een drone (zeker de kleintjes tot tien kilo of zo.) heeft ruim voldoende power om op drie van de vier motoren te kunnen vliegen.
Het probleem is alleen dat je dan geen controle meer hebt, het voorbeeld van Wiebe kan ik geen gecontroleerde landing noemen, meer iets van "hopelijk kom ik in het lange gras terecht zodat de schade beperkt blijft." Een drone heeft niet voor niets een even aantal rechts en links draaiende motoren, dit is om rondtollen tegen te gaan.
 
@Higgie
Dat een drone die ontworpen is voor 4 motoren minder of volledig onbestuurbaar wordt bij uitval van 1 van de motoren is helder. Maar dat heeft niets van doen met de hoeveelheid energie die nodig is om de drone in de lucht te houden.
 
@Higgie
Dat een drone die ontworpen is voor 4 motoren minder of volledig onbestuurbaar wordt bij uitval van 1 van de motoren is helder. Maar dat heeft niets van doen met de hoeveelheid energie die nodig is om de drone in de lucht te houden.
De drie overgebleven motoren moeten gewoon iets harder werken. De drone hoeft toch niet te stijgen maar alleen maar rustig te dalen?
 
De drie overgebleven motoren moeten gewoon iets harder werken. De drone hoeft toch niet te stijgen maar alleen maar rustig te dalen?
Dus, als er 1 motor uitvalt kost het niet meer energie voor dezelfde hoeveelheid lift? Dat vond namelijk niet logisch klinken.
 
Dus, als er 1 motor uitvalt kost het niet meer energie voor dezelfde hoeveelheid lift? Dat vond namelijk niet logisch klinken.
Stel je hovert en daar heb je 50% power per motor voor nodig.. Valt er een motor uit dan moeten de overgebleven drie motoren (4*50)/3=66.7% power leveren. Uiteraard reken ik nu niet de correctie van het rondtollen mee, maar hoeveel zou dat zijn? Zou je de stroom moeten meten....
 
Stel je hovert en daar heb je 50% power per motor voor nodig.. Valt er een motor uit dan moeten de overgebleven drie motoren (4*50)/3=66.7% power leveren. Uiteraard reken ik nu niet de correctie van het rondtollen mee, maar hoeveel zou dat zijn? Zou je de stroom moeten meten....
Ik heb het gevoel dat we heel dicht langs elkaar heen praten. We hebben het over hetzelfde, maar net niet helemaal.

Stel je hovert, dat kost een bepaalde hoeveelheid energie, uitgedrukt in newtonmeter, kilowattuur, Joule (allemaal eenheden van energie). Stop je er meer energie dan gaat de drone omhoog en andersom. Mijn punt is dat het niet uitmaakt of de draagkracht, waar de energie naar toe gaat, nu wordt geleverd door 3 of 4 motoren.

Anders gezegd voor de lift van de drone hoeft er geen extra energie in gestopt te worden wanneer er een motor uitvalt, anders zou hij gaan stijgen. De benodigde draagkracht/energie om te hoveren moet natuurlijk wel door de resterende motoren worden geleverd, maar bij elkaar opgeteld is dat vóór en ná uitval van een motor nog steeds dezelfde hoeveelheid draagkracht/energie.
 
Anders gezegd voor de lift van de drone hoeft er geen extra energie in gestopt te worden wanneer er een motor uitvalt, anders zou hij gaan stijgen. De benodigde draagkracht/energie om te hoveren moet natuurlijk wel door de resterende motoren worden geleverd, maar bij elkaar opgeteld is dat vóór en ná uitval van een motor nog steeds dezelfde hoeveelheid draagkracht/energie.
Klopt allemaal lijkt mij, één opmerking de resterende drie motoren kunnen niet boven 100% uitkomen. Maar theoretisch blijft het TOTALE opgenomen vermogen van de drone gelijk, het opgenomen vermogen wordt hierbij verdeeld over de resterende drie motoren die nu per stuk 33% meer power moeten leveren.
(In de praktijk klopt dit niet helemaal want je kunt niet normaal vliegen op drie motoren, kijk maar naar het filmpje.)
 
Maar waar maken we ons druk om? Drone hoog + storing = drone RIP.
 
(In de praktijk klopt dit niet helemaal want je kunt niet normaal vliegen op drie motoren, kijk maar naar het filmpje.)
Uiteraard kun je met een 4 rotordrone niet meer vliegen als er eentje uitvalt, maar daar reageerde ik ook niet op. Ik reageerde alleen maar op de opmerking dat er meer energie nodig is.

Je rekensommetje klopt trouwens niet. Voor uitval levert elke motor 25% vermogen, na uitval moet elke motor 33% leveren, dat is elk 8% meer. Maar daar hoor je me verder niet over. :p