Вся подборка:
Рассмотрим популярный формат FPV-квадрокоптера размером 5 дюймов. Его стандартная конфигурация примерно такая:
- Карбоновая рама весом 100 грамм
- Моторы 2206 2300KV весом по 36 грамм = 144 грамма
- Батарея 4S весом 200 грамм
Остальное пока не считаю. Итого коптер будет весить грамм 500.
Почему получается именно так? Здесь вся причина в раме. Вес рамы диктует модель моторов. Моторы имеют собственный вес, и им требуется соответствующая батарея, которая тоже имеет собственный вес.
Почему тогда рама весит именно столько? Исходя из соображений прочности. Теоретически рассматривается случай, когда FPV-коптер ударяется о препятствие и падает. Чем прочнее рама, тем выше шанс, что после этого полёты на коптере можно продолжить.
Прочность рамы в основном заключается в толщине её лучей. Бывают лучи толщиной 3 мм, 4 мм, 5 мм, 6 мм и даже 8 мм. Чем они толще, тем труднее их сломать. Но тем они и тяжелее.
Вес некоторых 5-дюймовых рам доходит аж до 150 грамм. Если смотреть на более лёгкие, то найдётся лишь несколько экземпляров весом около 75 грамм, и они уже действительно лёгкие для своего размера.
Но есть рамы 5 дюймов весом около 40 грамм. Это фактический предел веса, ниже которого рама будет уже опасно непрочной.
Годится ли такая рама для FPV? Не всегда, но следует рассмотреть весь комплекс причин, приводящих к невозможности полёта. Одна из них – вы уронили коптер в высокую траву и не смогли его найти. Никогда. Или он застрял на дереве и вы снимали его два дня. Да, так бывает чаще, чем вы думаете. То есть в данных случаях прочность рамы не играет вообще никакой роли. Кроме того, при ударе страдает не только рама. Разбиваются камеры, разрушаются моторы, ломаются пропеллеры, улетают пропеллерные гайки, вырываются с мясом провода и антенны, горят регуляторы, полётные контроллеры и передатчики. В конце концов, может сломаться не луч, а другая часть рамы.
Из всего спектра причин тяжёлая рама лишь снижает риск поломки именно луча, и не более того.
Какие преимущества даёт лёгкая рама?
Во-первых, она уже лёгкая. Моторы для неё тоже нужны легче – 2204, 1806 весом 18-20 грамм или 1306 весом 12-16 грамм.
Моторам требуется меньше энергии, значит и батарея может быть легче – всего 100 грамм. Итого мы получаем базовый вес коптера до 250 грамм.
В два раза легче! При этом его максимальное полётное время (с более толстой батареей, конечно) может составить до 40 минут. Это проверено лично мной.
Лёгкий коптер обойдётся вам дешевле хотя бы за счёт батареи. Кроме того, вы заметите, что лёгкий квадрокоптер становится очень тихим. Он летает, не напрягая моторы.
Рамы
В настоящее время довольно проблематично найти суперлёгкие рамы. Часть из них уже не производится и не продаётся, поэтому искать их надо на вторичном рынке либо пытаться изготовить самостоятельно.
Realacc RFX185
Вес 40 грамм. Всё ещё продаётся на Banggood, правда по конской цене. Я использовал её без укрепляющих распорок, что ещё сильнее снизило вес. Правда, крепления лучей пришлось пересверлить, чтобы лучи стали немного длиннее, так как многие 5-дюймовые пропеллеры вставали совсем впритык.
LDARC / Kingkong 200GT
Вес 54 грамма. Производитель раньше назывался King Kong, теперь называется LDARC. Рама продаётся в редких онлайн-магазинах, где её так просто не купить из-за текущих санкций (нужны посредники). На Banggood она продаётся в виде уже собранного коптера, что тоже вариант под дальнейшие модификации.
OddityRc Toothpick 5"
Заявлен вес 33 грамма, но думаю что по факту больше. В любом случае, очень неплохо. Продукты OddityRC есть в продаже, но имеют обыкновение быстро исчезать.
OddityRC Monolith 5"
Вес 54 грамма. Эта рама тяжелее, но значительно крепче и вместительней. Думаю, хорошая альтернатива LDARC 200GT.
URUAV (TCMMRC) Concept 195
Вес 35 грамм. Более-менее классическая рама, но максимально усушенная.
Feichao YQ5
Вес 43 грамма. Самая дешёвая в списке, но у этой рамы отсутствует верхняя часть. Она изготовляется при помощи 3D-печати и предполагается, что её надо покупать отдельно, либо печатать самостоятельно.
Так что и общий вес подрастёт грамм до 50.
FPVRACER R520
Вес, по разным данным, от 53 до 61 грамма. В целом конечно видно, что рама очень лёгкая.
Моторы
Подобные рамы требуют соответствующих моторов, и тут надо проявлять внимание: крепления для моторов могут быть разного стандарта, и даже если вы найдёте подходящие моторы, они могут не подойти для конкретной рамы. В основном надо ориентироваться на 1806 с крепёжными отверстиями M2 и расстоянием между ними 12 мм.
Forza Racing 2206 2100KV
Это супер-загадочные моторы. Мне удалось их купить несколько лет назад. Они были довольно дорогие, но потом стали просто безумно дорогие. В продаже их больше нет, и найти нигде не удаётся. Название вообще нигде не светилось. Тайна. Главное их отличие от обычных моторов 2206 в том, что весят они всего по 22 грамма и при этом ошеломительно эффективны. Самое низкое потребление тока из всех, что я видел. В общем, если выбираете моторы стандарта 22xx или 20xx, в первую очередь смотрите на их вес – он не должен превышать 25 грамм.
1806 2200KV
Вес 21 грамм. Моторы без названия, и судя по всему это OEM-версия, которая ставится на коптеры какого-то китайского производителя. Самое приятное в них то, что они ОЧЕНЬ дешёвые, можно покупать пачками, и при этом ОЧЕНЬ эффективные. Да-да, это правда. Это фактически идеальные моторы для рассматриваемой задачи.
DYS BX1306 2300KV
Вес 12 грамм!!! При этом моторы очень эффективны, но требуют правильного выбора пропеллера.
Пропеллеры
Как я ранее писал в материале про пропеллеры, есть например много пропеллеров формата 5045, и все имеют немного разные характеристики. Но при этом они остаются более-менее похожими как по тяге, так и по эффективности. Я, однако, путём экспериментов нашёл максимально хорошие пропеллеры для лёгких коптеров :)
Gemfan Hulkie 5055
Это довольно увесистые пропеллеры, даже на вид "тяжелые", с большим шагом. По факту же они идеально подходят на моторы 22xx и 1806 и показывают наилучшую эффективность. На моторы 1306 они уже слишком тяжелы.
King Kong / LDARC 5x4x3
Эти пропеллеры ставятся комплектом на коптер LDARC 200GT и в оригинале были KK (King Kong), но могут продаваться и как Gemfan, и как GEPRC. Узнать их можно по характерной форме и по лютой дешевизне. При этом, как нетрудно догадаться, у них отличная эффективность. Они не такие "тяжёлые", как Gemfan Hulkie 5055, и поэтому могут использоваться как на моторах 1806, так и на 1306, но всё ещё с осторожностью.
5030
Эти пропеллеры также могут продаваться под разными именами. Определять их надо визуально (можно заметить, что это 2-лопастная версия предыдущего пропеллера). Они очень дешёвы и... да, они ОЧЕНЬ эффективны в своём классе. Они лёгкие как по весу (что-то около 2 грамм), так и по создаваемой нагрузке на мотор. Их можно смело ставить на моторы 1306. Другие можете даже не пробовать, они будут хуже. Единственный их недостаток – максимальная тяга поменьше, чем у больших братьев.
Батареи
Описанные выше комплекты могут летать на батареях 2-3S.
Да, даже 2S становится достаточно, если коптер лёгкий. Везде пляшем от необходимой тяги, которую должна создать винтоморная группа.
Для примера: я собрал батарею 2S1P из элементов 21700. Вес такой батареи 150 грамм, а ёмкость 4000 mAh. Коптер, построенный на раме Realacc RFX185, моторах Forza 2206 2100KV и пропеллерах Gemfan Hulkie 5055, с этой батареей таскал камеру весом 117 грамм в течение 20 минут.
Подводные камни
Формат лёгкого коптера требует соответствующих комплектующих. Так, стек должен быть не более чем 20*20. Регуляторы только 4-в-1. А лучше, если полётный контроллер и регуляторы будут совмещены на одной плате (AIO) – так ещё меньше и легче. Приёмник, передатчик, камера, антенны – тоже поменьше. Счёт будет идти на граммы, и вашей задачей будет собрать коптер не тяжелее 200 грамм (без батареи). Мой результат – 185 грамм. Часто вам придётся бороться за место внутри рамы. Например, в 200GT большинство компонентов просто упирается в алюминиевые арки. Высоту каждого элемента стека приходится выверять до долей миллиметра и складывать их как паззл. Но это всё преодолимо. На 200GT можно собрать даже коптер с полноценной навигацией на INAV.