Reduzindo a vibração do drone: Compreender a importância das hélices de equilíbrio dinâmico

Introdução

À medida que os quadricópteros, vulgarmente conhecidos como drones, voam pelos céus e se tornam uma ferramenta integral em vários campos, desde a fotografia à agricultura, torna-se fundamental garantir o seu desempenho ótimo. Um fator essencial para este funcionamento ótimo é o equilíbrio dinâmico das hélices. Este artigo aprofunda as complexas nuances associadas às consequências do aumento da vibração e à subsequente necessidade de equilibrar as hélices de forma dinâmica.

Problemas decorrentes de vibrações elevadas

1. Qualidade de imagem degradada

Embora os visuais capturados sejam quase perfeitos quando um quadricóptero paira parado, os movimentos laterais ou os ajustes de altitude introduzem anomalias. Este "efeito gelatina" e a agitação esporádica podem deteriorar gravemente a qualidade da imagem ou do vídeo, tornando as filmagens menos apelativas e profissionais.

2. Esforço do motor e do hardware

As vibrações, em grande parte provenientes dos motores, aumentam com as RPM. Isto não só afecta o gimbal ou o sistema de suspensão da câmara, como também exerce pressão sobre a mecânica do motor. As vibrações persistentes aceleram o desgaste dos motores, rolamentos e engrenagens, o que se traduz em substituições frequentes e no aumento dos custos de manutenção.

3. Ruído e vibração de hélices desequilibradas

Uma parte notável das hélices de prateleira, particularmente as variantes económicas, não tem um equilíbrio ótimo. Essas hélices não só introduzem níveis de ruído irritantes, como também contribuem para o problema global do aumento da vibração. Isto acentua as questões acima mencionadas, tornando o drone menos eficiente e mais propenso a problemas mecânicos.

Benefícios do Balanceamento Dinâmico

O balanceamento dinâmico de cada hélice, quando executado meticulosamente, oferece uma infinidade de vantagens:

1. Redução de ruído

Uma hélice equilibrada funciona de forma mais silenciosa, causando menos perturbações em ambientes onde o ruído pode ser uma preocupação, como a fotografia de vida selvagem ou áreas residenciais.

2. Eficiência aerodinâmica melhorada

As hélices equilibradas prometem um desempenho aerodinâmico superior. Esta otimização significa que o drone pode atingir os seus objectivos com um menor consumo de energia.

3. Tempo de voo melhorado

Com uma aerodinâmica melhorada e um desperdício de energia reduzido devido às vibrações, os drones podem permanecer no ar durante mais tempo, maximizando o potencial de cada sessão de voo.

4. Redução do desgaste

Ao reduzir as causas das vibrações excessivas, a tensão geral nos componentes do quadricóptero é significativamente reduzida. Isto traduz-se num aumento da vida útil dos motores, rolamentos, gimbals e outros componentes críticos.

5. Qualidade de imagem óptima

Ao atenuar o "efeito gelatina" e os tremores esporádicos, o equilíbrio dinâmico garante que as filmagens captadas são da mais alta qualidade, sem quaisquer anomalias induzidas por vibrações.

Exemplo

Um exemplo é a implementação bem sucedida da nossa Balanset-1A dispositivo de equilibragem dinâmica utilizado por um dos nossos clientes para tarefas de equilibragem de hélices de drones.

O nosso cliente seguiu as nossas recomendações de especialistas para construir um suporte de equilíbrio dedicado para hélices de drones. O suporte é fabricado a partir de perfis estruturais de alumínio e incorpora isoladores de vibração baseados em molas, garantindo assim a rigidez estrutural e minimizando as interferências vibracionais externas.

Equilíbrio dinâmico de uma hélice de drone num banco de equilíbrio.

Equilíbrio dinâmico de uma hélice de drone num banco de equilíbrio.

Durante os testes, foi revelado que esta configuração específica permitiu uma melhoria extraordinária das características vibratórias da hélice. Os níveis de vibração foram reduzidos por um fator de 50, caindo de um valor inicial de 0,74 mm/s para uns notáveis 0,014 mm/s. Estas métricas não são meros números, mas significam um salto no desempenho, na segurança e na eficiência energética.

Equilibragem dinâmica de uma hélice de drone num banco de equilibragem. Vo1 e Vo2 - nível de vibração. 0,7 antes da equilibragem, 0,014 após a equilibragem

Conclusão

A profunda importância do equilíbrio dinâmico nas hélices dos quadricópteros não pode ser exagerada. Não só melhora significativamente a experiência de voo, reduzindo o ruído e melhorando a aerodinâmica, como também promete uma maior longevidade do drone e custos de manutenção reduzidos. Tanto para indivíduos como para profissionais, garantir que cada hélice do seu quadricóptero está equilibrada dinamicamente é um aspeto não negociável da manutenção do drone. Abre o caminho para operações de drones eficientes, eficazes e exemplares.