Drone Spherique

Projet réalisé par Xavier

En cours

(C) Kert

Présentation

Petit mono-rotor développé dans le cadre du Challenge DronesAlpes.

Concept

Contrairement aux multi-rotors classiques, ici, il n'y a qu'un seul ensemble moteur/hélice, l'engin étant pendu dessous.

Le principe de déplacement reste par contre identique : on incline l'ensemble dans la direction où l'on veut aller (axes pitch et roll). Ce qui change, c'est ce qui provoque l'inclinaison. Dans le cas d'un multi-rotors, il suffit d'accélérer/ralentir certains moteurs pour provoquer le basculement. Ici, on utilise des volets placés en bas du corps, pour dévier le flux d'air latéralement, ce qui, par réaction, pousse le bas dans la direction opposée.

Le souci avec une seule hélice, c'est qu'elle va engendrer un couple opposé à son sens de rotation (à cause de la résistance dans l'air), ce qui va faire tourner l'engin sur lui-même (axe yaw). Pour compenser ce couple, il existe plusieurs méthodes :

• les hélicoptères, par exemple, utilisent un rotor de queue, orienté dans le plan horizontal
• il est également possible d'utiliser 2 hélices en contra-rotation
• enfin, et c'est la solution qui sera retenue ici, on compense avec les volets pitch et roll. La seule contrainte, c'est qu'il faut 3 ou 4 volets indépendants.

Cela semble bien fonctionner avec 4 volets, comme on peut le voir sur cette vidéo. Mais il devrait être possible de n'en utiliser que 3, placés à 120°.

Protection

Lors du Challenge Drone Alpes, on a rapidement vu que les crashs sont vite fatals à la structure en bois, laquelle est de plus très lourde. Il faut donc trouver une solution à la fois légère et robuste.

La découpe dans des plaques de carbone risque de coûter assez chère. L'alternative est de construire un Polyèdres polyèdre avec des tubes en carbone. Il en existe tout un tas, comme le montre cet excellent site, ou encore celui-ci.

Le dodecaèdre et l'icosaèdre sont les plus simples à construire ; de plus, ils sont duaux, c'est à dire que l'on peut construire une double-cage, qui serait vraiment très résistante.

Une autre solution pourrait être de cintrer les tubes de carbone, comme dans un Wigwam...

Réalisation

Proto 1

Un test rapide a permis de montrer que les volets sont beaucoup trop petits. De plus, il faut impérativement un BEC costaud pour alimenter les servos, car ceux-ci pompent trop de jus pour l'accu NimH utilisé.

Proto 2

Nouvelle structure, avec cage de protection :

Suite à une grosse casse, je me greffe sur le projet de Xavier (cf protos suivants).

Proto 3

Proto 4

Liens

Autres projets

• Thingiverse :
  • original - par Kert (un français)
  • version mono-hélice - par Patrice (un autre français)
  • HoverDrone