في السنوات الأخيرة، أصبحت طائرات رباعية المراوح نموذجًا شائعًا للطائرات بدون طيار التي يتم التحكم فيها عن بُعد، ويرغب العديد من المبتدئين في تجربة متعة الطيران عن بُعد من خلال بناء واحدة بأنفسهم. مع ذلك، قد يكون شراء طائرة رباعية المراوح جاهزة للطيران مكلفًا وقد لا يوفر فهمًا شاملًا للميزات والخصائص المختلفة لهذا النموذج الناشئ. قد يتساءل العديد من الهواة الجدد في مجال طائرات رباعية المراوح أو الذين سبق لهم تجربة نماذج طائرات أخرى عن كيفية صنع طائرة رباعية المراوح بأنفسهم. يُعدّ هذا البرنامج التعليمي العملي لطائرة رباعية المراوح عمليًا للغاية وذو تكلفة منخفضة، حيث يمكن إكمال هيكل الطائرة مقابل 6 دولارات فقط وعطلة نهاية أسبوع. فماذا تنتظر؟ هيا بنا نصنع طائرة رباعية المراوح معًا!

هيكل طائرة رباعية المراوح للتصوير الجوي

1. الإطار: هو هيكل الطائرة الذي يحمل المعدات المختلفة.

2. وحدة تحكم الطيران: هي "عقل" الطائرة، وتحتوي على مستشعرات مثل مقاييس التسارع، والجيروسكوبات، والبارومتر، والبوصلات. تتحكم هذه الوحدة في سرعة المحركات الأربعة للتحكم في اتجاه الطائرة. وباستخدام نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، يمكنها أيضًا أداء وظائف مثل الحفاظ على الارتفاع والعودة إلى موقع الهبوط. جوهرها هو وحدة تحكم دقيقة. من بين وحدات تحكم الطيران الشائعة: SuperX من Xaircraft، وNaza WKM A2 من DJI، وX4 Gemini من Zero، وAPM، وMWC، ووحدة تحكم الطيران QQ، وCC3D، وغيرها.

3. وحدة التحكم الإلكتروني بالسرعة (ESC): تستقبل طاقة تيار مستمر، عادةً ما تُغذّى من بطاريتين إلى ست بطاريات ليثيوم، وتُخرِج تيارًا مترددًا ثلاثي الطور لتشغيل المحرك مباشرةً. إضافةً إلى ذلك، تحتوي وحدات التحكم الإلكتروني بالسرعة عديمة الفرش في الطائرات النموذجية على ثلاثة أسلاك لإخراج الإشارة للتوصيل بجهاز الاستقبال. يُوفّر سلك الإشارة جهدًا ثابتًا بجهد 5 فولت، ويُشغّل من 2 إلى 4 محركات سيرفو. تُعدّل الطائرات النموذجية أوضاع وأفعال الطيران المختلفة من خلال التحكم في وحدة التحكم الإلكتروني بالسرعة عديمة الفرش عن بُعد.

4. محرك بدون فرش: يُولّد مجالًا مغناطيسيًا دوارًا عبر تيار متردد ثلاثي الطور لدفع الدوار للدوران. يتميز بتحكم واسع في السرعة، وحجم صغير، وكفاءة عالية، وخطأ منخفض في سرعة الحالة المستقرة. تُعرّف قيمة كيلوفولت للمحرك بدون فرش بأنها نسبة السرعة إلى الجهد، أي أنه بزيادة فولت واحد في جهد الدخل، تزداد سرعة المحرك بدون فرش بمقدار معين. ومع ذلك، فإن العلاقة بين سرعة المحرك بدون فرش والجهد ليست خطية تمامًا.

5. جهاز التحكم عن بعد والاستقبال: كما يوحي الاسم، يتم استخدامه لاستقبال وإرسال الأوامر.

أساسيات أدوات المركبات الجوية التي يمكنك صنعها بنفسك

لتقليل النفقات غير الضرورية، يوصى بشراء الأدوات واللوازم التالية دفعة واحدة:

مكواة لحام، أداة تجريد الأسلاك، قاطع رصاص (الكماشة العادية لا يمكنها الإمساك بسلك السيليكون السميك)، مجموعة من مفاتيح سداسية، مجموعة من مفكات البراغي، كماشة صغيرة، مكونات، ميزان الماء، أنبوب انكماش حراري (يتم استخدام 4 مم و5 مم بشكل متكرر، والبعض الآخر يعتمد على الموقف)، جرس إنذار (اشترِ بعض القطع الاحتياطية لأنها سهلة الفقدان)

دليل DIY للطائرات بدون طيار

الخطوة 1: بناء الجسم

يتكون المحور المركزي للطائرة الرباعية المروحية من قطعتين من لوحة الدوائر المطبوعة. نزّل نموذج القطع والحفر من هنا، ثم أخرجه بالحجم المطلوب، وألصقه مؤقتًا على لوحة الدوائر المطبوعة. استخدم سكين نحت بلاستيكي لوضع العلامات، ثم استخدم مثقابًا بقطر 1/8 بوصة لحفر الثقوب.

الخطوة 2: قطع الأقواس وحفر الثقوب

اقطع أربعة أقواس خشبية مربعة الشكل، كل منها بقياس 25-27 سم. كلما كانت الأذرع أقصر، زادت رشاقة الطائرة بدون طيار، وكلما كانت أطول، زادت ثباتها. احفر ثقبين صغيرين بقطر 3 مم في كل قوس، أحدهما على بُعد 6 مم من طرف الذيل والآخر على بُعد 26 مم من طرف الذيل.

الخطوة 3: تجميع الجسم

ثبّت الأقواس على لوحة الدوائر المطبوعة بالبراغي. استخدم برغيًا مقاس M3×25 مم لتثبيت الثقب الداخلي، وبرغيًا مقاس M3×20 مم لتثبيت الثقب الخارجي. بعد تثبيت الأقواس بالبراغي وظهورها بشكل جيد، ضع مادة مانعة للتسرب على براغي الثقب الخارجي، ثم ضع الصواميل وشدّها؛ ثم ثبت صواميل براغي الثقب الداخلي برفق، دون الحاجة إلى إحكام الربط.

الخطوة 4: توصيل قلب الطاقة

يتكون قلب الطاقة من ستة أجزاء: أربعة وحدات تحكم إلكترونية بالسرعة، ووحدة طاقة، ولوحة تحكم مثبت الكاميرا. أولاً، افصل موصل XT60 عن سلك وحدة طاقة APM. انزع حوالي 0.75 بوصة من العازل من كل سلك أحمر وأسود، ثم غطِّ طرفي السلكين المنزوعين بالقصدير. اقطع حلقات بقطر 0.95 بوصة من كل طرف من أنبوب نحاسي منكمش، وابرد أي حواف خشنة، ثم لحِم الأطراف الموجبة للأسلاك الحمراء الستة بالحلقة الداخلية، ثم وصِّل الأطراف السالبة الستة المقابلة بالحلقة الخارجية. لفّ الحلقة الداخلية بشريط لاصق رغوي مقاوم للماء، ثم غطِّها بالحلقة الخارجية. أخيرًا، ضع غراء العزل على كامل مركز الحلقة.

قد يكون توصيل المحركات ووحدات التحكم الإلكترونية بالسرعة مهمة شاقة. شراء لوحة توزيع طاقة مباشرةً أسهل، ولكنه سيشغل مساحة ويزيد الوزن. أفضل صنع لوحة توزيع طاقة بنفسي باستخدام حلقتي أنبوب نحاسي منكمش، مما يبدو دقيقًا وأنيقًا للغاية.

الخطوة 5: حفر قاعدة تثبيت المحرك

هنا نُعلّمك كيفية صنع معدات الهبوط بسهولة باستخدام مشبك C عادي. يمكنك أيضًا شراء حوامل رخيصة لمعدات الهبوط/المحرك لتبسيط عملية التصنيع.

إذا كنت تخطط لصنع معدات الهبوط بنفسك، فستحتاج إلى تركيب المحرك مباشرةً على الترس. أولًا، حدد كل ساق ترس، ثم احفر ثقبًا صغيرًا غير ظاهر للسماح لعمود المحرك بالدوران بحرية. يُعدّ مثقاب 5/16 بوصة خيارًا جيدًا.

الخطوة 6: تركيب المحرك

اقطع حامل المحرك، واستخدم برغيين مقاس M3x20 مم لتثبيت المحرك والحامل في الطرف الخلفي لهيكل الطائرة الرباعية المروحية. يجب إحكام ربط كل برغي، والتأكد من دوران عمود المحرك بحرية. إذا لم يدور بحرية، فتحقق من أخاديد هيكل الطائرة الرباعية المروحية مرة أخرى، وأخيرًا برد حواف حامل المحرك حتى تصبح ناعمة.

الخطوة 7: إضافة معدات الهبوط

مرر نواة الطاقة بين اللوحين الشفافين، ولفّ كابلات الطاقة الخاصة بوحدة التحكم الإلكترونية في السرعة حول أرجل معدات الهبوط الأربعة. إذا كان المحرك ووحدة التحكم الإلكترونية في السرعة من نفس الشركة المصنعة، فقد تكون هناك موصلات "رصاصية" مثبتة مسبقًا. في هذه الحالة، ما عليك سوى توصيل أسلاك المحرك بأسلاك وحدة التحكم في السرعة، ولفّ أي سلك زائد حول أسفل أرجل التروس. يمكنك أيضًا لحام الأسلاك مباشرةً بلوحة تحكم وحدة التحكم الإلكترونية في السرعة لتبسيط الهيكل. ثبّت أسلاك المحرك وأسلاك وحدة التحكم الإلكترونية في السرعة برباطات كابلات، واربط أي سلك زائد أسفل أرجل التروس.

اقطع المشابك الأربعة على شكل حرف C إلى نصفين باستخدام قاطع أسلاك، ثم ضع القاعدة على شكل حرف J جانبًا، وابرد السطح المقطوع حتى يصبح ناعمًا، ثم اصقل أخدودين صغيرين على جانبي فتحة التركيب. ركّب هذه القاعدة عند نهاية كل ساق تروس، داخل إطار المحرك، ولفّ رباط الكابل حول الأخاديد التي تم بردها للتو.

الخطوة 8: تركيب وسادات امتصاص الصدمات

انزع مشابك خرطوم PVC واحتفظ بها لمواضيع أخرى. استخدم سكينًا حرفيًا لقص حلقتين بلاستيكيتين بقياس ¾ بوصة من الخرطوم المطاطي، واضغط عليهما بإبهامك لتشكيل انبعاجين على البرغي البارز من الإطار. ثم احفر ثقبًا في كل انبعاج باستخدام مثقاب بقياس ¾ بوصة، ولكن لا تثقب من الجانب الآخر. استخدم غسالات وصواميل مسطحة M3 لتثبيت الحلقات البلاستيكية على الإطار، وضبط إحكامها، ثم ثبّتها بمادة مانعة للتسرب.

اقطع وسادتي امتصاص صدمات من الخرطوم لتثبيت المحور وحامل البطارية، وذلك لمنع تأثر الكاميرا باهتزاز المروحة. خصص مساحةً أعلى لتثبيت وحدة تحكم المحور.

الخطوة 9: تركيب الكاميرا وحامل البطارية

يمكن تجميع حامل البانوراما وحامل البطارية من ثلاث مجموعات من الأقواس الفردية على شكل حرف L. أُطلق عليها اسم الأقواس، وأقواس محور الدوران، وأقواس محور الميل.

اقطع قضيب الألومنيوم (1/8 بوصة × 3/4 بوصة × 36 بوصة) إلى شريطين من الألومنيوم بطول 18 بوصة، ثم اقطع أحدهما إلى شريط بطول 9 بوصات، ليصبح المجموع ثلاثة أشرطة. اطوِ كل شريط بزاوية قائمة، واستخدم قطعة خشبية أو ألومنيوم ذات حافة مشطوفة لزيادة نصف قطر الانحناء إلى 3/8 بوصة (قد يؤدي الانحناء المفرط إلى إتلاف دعامة شريط الألومنيوم). بعد ثني شريط الألومنيوم، احفر أربعة ثقوب بقطر 1/8 بوصة في طرفي الحامل، واحفر ثقبين بقطر 1/8 بوصة في منتصف حاملي محور الدوران ومحور الميل. أخيرًا، ركّب حامل البانوراما وحامل البطارية باستخدام البراغي والصواميل.