C’est une question que nous nous posons souvent en tant que pilotes de drones après un incident proche ou un accident. Une libellule peut-elle voler avec trois hélices? Si vous avez eu un méchant incident ou si vous êtes simplement du genre curieux, vous avez peut-être déjà expérimenté cette question. Dans cet article, nous allons jeter un coup d’œil à la science et aux expériences qui ont été faites en ligne et qui ont tenté de répondre à cette question exacte.
Dépêchés? Voici la réponse courte:
La réponse courte est la suivante .
Oui, un drone a été démontré comme pouvant voler avec trois hélices par des scientifiques. Cependant, cela nécessite des algorithmes spéciaux à mettre en œuvre dans le logiciel de récupération du drone. Un drone commercial typique ne dispose pas de ces algorithmes et ne pourra donc pas voler avec seulement trois hélices.
Il y a des drones qui ne peuvent pas voler avec trois hélices.
Il existe des drones qui ont été conçus avec seulement trois hélices et la différence entre cela et un drone à quatre hélices est qu’ils ont été conçus de cette manière et ont été équilibrés dès le départ.
Regardons l’une des études les plus intéressantes pour savoir si un drone peut voler avec la perte d’une, deux ou trois hélices.
Table des matières
Ce que dit la science
Une étude a été publiée en 2014, qui s’est penchée sur cette question exacte. Elle a été présentée à la conférence internationale sur la robotique et l’automatisation (ICRA). L’article s’intéresse à un drone à quatre hélices qui maintient une hauteur autour d’une position dans l’espace malgré la perte d’une seule, de deux hélices opposées ou de trois hélices.
Il s’agit d’un drone à quatre hélices.
Dans chacune des situations, afin de contrôler le drone, celui-ci devait contrôler autour d’un accès primaire. Cela signifie qu’il est possible pour un drone de voler avec trois hélices s’il a été spécifiquement programmé pour ensuite tourner sur lui-même et autour de lui lors de la perte d’une hélice.
Voici à quoi cela ressemble lorsqu’un drone perd une hélice et a été programmé pour tourner autour d’un axe puis atterrir automatiquement en douceur. C’est assez impressionnant que le drone puisse agir sur l’incident aussi rapidement:
Cet algorithme utilise initialement les hélices restantes pour mettre le drone en rotation horizontale en vol stationnaire. Après avoir sécurisé la stabilité du drone en modifiant sélectivement la poussée de chaque hélice, il dirige le quad core en inclinant l’angle de rotation. Elle diminue ensuite lentement la poussée et fait descendre le drone vers un atterrissage contrôlé.
Il est intéressant de noter que le drone est en train de se stabiliser.
Intéressant, l’algorithme fonctionne également si une seule hélice est opérationnelle. Voici la vidéo du drone perdant également aux hélices:
Les méthodes dont parlent les scientifiques pourraient également être appliquées pour concevoir des véhicules rotatifs qui pourraient être conçus pour n’avoir qu’une seule hélice. Cela rendrait sa production beaucoup moins coûteuse que celle d’un drone à quatre hélices, au prix de ne pas pouvoir contrôler l’intégralité de l’altitude ou de la stabilité du véhicule.
Un drone qui peut voler avec une seule hélice
Le même groupe de chercheurs dont nous avons parlé ci-dessus a vu ses recherches rapportées par la BBC. Dans cette vidéo, ils font la démonstration du drone qui a été conçu pour voler sur une seule hélice. Ils voulaient vraiment repousser la limite de ce qu’ils pouvaient faire avec les drones et il y a une vidéo dans le lien, ci-dessus, qui vous montre à quel point le drone doit tourner pour rester stable avec une seule hélice.
Les drones ont été conçus pour voler avec une seule hélice.
Donc, les drones peuvent être programmés pour voler (enfin…tourner) alors qu’ils n’ont que trois hélices fonctionnelles. Pourquoi exactement les drones ont-ils besoin de quatre hélices? Voyons cette question maintenant.
Pourquoi les drones ont-ils quatre hélices?
Les drones sont faussement difficiles à maintenir en l’air. Ils nécessitent une énorme quantité d’ingénierie et de contrôle logiciel pour les garder stables. La raison pour laquelle nous avons quatre hélices sur un drone est parce que c’est l’un des moyens les plus économiques de garder le drone équilibré et aussi stable dans toute la gamme de conditions que les drones rencontrent.
Il est nécessaire d’avoir quatre hélices.
Il faut avoir un nombre pair d’hélices qui tournent dans le sens des aiguilles d’une montre et dans le sens inverse pour empêcher l’appareil de tourner de façon incontrôlée. En ayant quatre points distincts qui ont une poussée variable, le drone est également en mesure de surmonter toute instabilité latérale, avant-arrière ou rotationnelle en augmentant ou en diminuant la vitesse de chacun des quatre moteurs.
Ce n’est pas le cas.
Cela ne se produit pas aussi efficacement avec deux hélices et donc le prochain nombre pair d’hélices est de quatre. C’est la raison pour laquelle les drones doivent avoir quatre hélices pour rester stables et équilibrés tout au long de leurs mouvements.
Et si on utilisait plus d’hélices?
Les drones peuvent aussi avoir six ou huit hélices mais ils suivent les mêmes règles que ci-dessus:
- un nombre pair d’hélices
- disposées symétriquement autour du corps du drone
- une quantité égale tournant dans le sens des aiguilles d’une montre et dans le sens inverse
- pouvant être contrôlées individuellement pour les mouvements.
La seule limite au nombre d’hélices que vous avez autour d’un drone est l’espace physique que vous êtes capable de donner à chaque hélice. Si elles se rapprochent trop les unes des autres, le drone ne pourra pas avoir un flux d’air efficace sur les surfaces des hélices et il sera nettement plus instable.
Tout est une question d’équilibre pour maintenir le drone en l’air avec le moins de poids possible (moteurs et hélices).
C’est une question d’équilibre.
Sur le plan moins scientifique et du spectre, il y a eu une expérience YouTube avec un DJI Phantom pour. Jetons un coup d’œil à cette expérience maintenant – même si elle n’est pas basée sur la science, elle est toujours très intéressante.
L’expérience de YouTube a été réalisée avec un Phantom de DJI.
YouTube expérience avec un DJI Phantom 4
Dans cette vidéo, la prémisse était relativement simple. L’expérimentateur a pris un DJI Phantom pour avec quatre hélices complètes et a lentement haché la longueur de l’une des hélices. Ils ont enlevé environ 1 pouce de chaque côté de l’hélice jusqu’à ce qu’il n’en reste que très peu.
D’après la vidéo, vous pouvez voir que même si les pales ont été coupées à la scie et qu’elles laissent un bord déchiqueté, ce n’est que lorsque la majorité de la pale a été enlevée qu’il y a un problème de stabilité.
La vidéo montre que les pales ont été coupées à la scie et qu’elles laissent un bord déchiqueté.
Les principaux éléments à retenir sont que le drone tourne autour de son axe en raison des mouvements déséquilibrés des hélices dans le sens horaire et antihoraire. C’est un signal que le drone est à la limite de sa stabilité car décoller davantage fera basculer le drone plutôt que de le faire tourner.
Ce que vous pouvez faire si vous cassez une hélice pendant un vol
Si vous volez et que vous écrasez accidentellement ou endommagez autrement une hélice, il y a quelques choses que vous pouvez faire. Cependant, vous ne pouvez pas récupérer complètement un drone DJI si vous perdez complètement une hélice. Il n’a pas les mécanismes par lesquels se stabiliser tous les algorithmes qui lui permettent d’atterrir en toute sécurité comme les drones que nous avons mentionnés dans l’expérience scientifique, ci-dessus.
Voici, allons voir ce que vous pouvez faire si vous écaillez ou endommagez accidentellement une hélice en vol:
- Mains hors des commandes – si votre drone a une fonction de stabilisation automatique, la meilleure chose que vous pouvez faire est de donner au drone une chance de si vous remarquez des problèmes avec la stabilité du drone ou s’il est entré en contact avec quelque chose retirez vos mains du contrôleur, sauf si vous avez besoin de vous éloigner d’un danger imminent.
- Regardez s’il tourne – si votre drone tourne après être entré en contact avec quelque chose dans l’environnement immédiat, c’est un indicateur que votre drone est presque sur le point de tomber du ciel et de ne plus pouvoir voler.
- Retournez à l’atterrissage si c’est sûr – si vous écaillez ou cassez une hélice pendant un vol et que le drone est encore en l’air, vous pouvez peut-être le manœuvrer en toute sécurité jusqu’au point d’atterrissage. Si vous n’êtes pas en mesure de le faire, atterrissez immédiatement dans la zone la plus proche et la plus sûre et allez chercher le drone.
- Remplacer les pales – il va sans dire que si vous avez des pales endommagées (aussi peu endommagées soient-elles), vous devez les remplacer. Comme les pneus sur une voiture, une hélice de drone est la seule chose qui garde vraiment dans le ciel et même juste une petite fracture capillaire peut facilement se transformer en plus pendant les forces de rotation en vol. En cas de doute, remplacez toutes les hélices et jetez les anciennes.
- N’essayez pas d’attraper le drone – si vous volez au-dessus de vous-même et que le drone tombe vers vous, sortez du chemin et n’essayez pas d’attraper le drone. En effet, les hélices tournent à une vitesse très élevée, ce qui signifie qu’elles peuvent facilement endommager les tissus mous. En particulier si elles ont des bords tranchants en raison de leur endommagement.
Si le drone est hors de contrôle, il peut être relativement dangereux. Consultez mon autre article – les lames de drone sont-elles dangereuses? [Article complet sur la sécurité des lames] – cliquez ici.
Les pales de drone sont-elles dangereuses?
Une hélice cassée est beaucoup plus tranchante qu’une hélice de drone typique, donc tout conseil serait de s’assurer que vous n’entrez pas en contact avec la pale de drone en rotation si elle a été endommagée ou délogée. Les pales de drone peuvent être très dangereuses car elles effectuent un nombre très élevé de révolutions et si elles sont cassées, elles tourneront plus vite que d’habitude. Le bord d’attaque tranchant de la lame peut facilement couper et un tissu mou et causer une lacération qu’ils ne peuvent pas causer des dommages significatifs de sorte qu’un doigt sera enlevé, par exemple.
Si vous voulez protéger vos pales, vous pouvez utiliser des protections d’hélice – la plupart des drones sont livrés avec des protections d’hélice et elles protégeront les pales du drone ainsi que tout ce qui se trouve dans l’environnement. Vous devriez le faire si vous volez dans un nouvel environnement ou ceux avec des obstacles en surplomb ou à proximité immédiate.
Conclusion
Les drones restent en l’air parce qu’ils ont été conçus et étudiés pour rester parfaitement équilibrés en vol.
Quatre hélices est le minimum à partir duquel un drone peut rester suffisamment stable pour voler de manière contrôlable. Il existe quelques drones à trois hélices sur le marché, mais les drones à quatre hélices sont les plus économiques en termes de poids et de stabilité.
Si un drone perd une hélice, il peut rester stable tant qu’il y a des algorithmes de récupération spéciaux programmés dans le drone. Pour rester en vol, le drone doit tourner autour d’un axe primaire afin qu’il puisse rester stable et atterrir en toute sécurité.
Les drones à hélice sont les plus économiques en termes de poids et d’encombrement.