كيفية صنع طائرة لاسلكية

يجد الكثيرون أن صناعة الطائرات اللاسلكية هي هواية مثيرة للاهتمام لكنها معقدة بعض الشيء  حيث يتعين على المرء أن يأخذ في الاعتبار العديد من العوامل مثل حجم الطائرة ،وسرعتها المرغوبة  واتجاهها  والمسافة التي ستقطعها

صنع جسم الطائرة من الصفر

وهذه الطريقة لصناعة الطائرات اللاسلكية الأصعب إطلاقًا؛ وذلك لما تتطلبه من قطع رئيسية كقطعة (CNC)، وقطعة ليزر، كما وقد تحتاج لطباعة جزء في طابعة ثلاثية الأبعاد، ومن ثم بناء الجسم بالكامل والبدء في التحكم والاستمتاع بالطائرة مباشرةً.

شراء جسم الطائرة وإضافة أجزاء إلكترونية

وهذه الطريقة لصناعة الطائرات اللاسلكية قد تجعل منها طائرةً تقليديةً مشابهةً لتلك المتوافرة في الأسواق، إذ يمكن شراء جسم الطائرة أو استخدام طائرة قديمة تعمل عن بعد، إلا أنّ الشخص غير مضطر للاهتمام بالتفاصيل الخاصة بديناميكية الطائرة الهوائية.

الأدوات المحتاجة لصنع الطائرة اللاسلكية، لصناعة الطائرات اللاسلكية، يمكن تجهيز الأدوات التالية:

• لوحي أردينو (Arduino) أحدهما للطائرة، والآخر لجهاز الإرسال.
• 3 آليات استشعار منظمة (servos)؛ اثنان لأجنجة الطائرة والآخر لآلة التوجيه الرافعة.
• محرك كهربائي عديم المسفرات، ونظام الثبات الإلكتروني (ESC) وبطارية.
• جهازي مقياس الجهد الانزلاقي.
• عصا تحكم.
• أنود RGB؛ لقياس مستوى البطارية.
• مقاومات 470، 100، 680 أوم.
• منظم جهد.
• محول.
• بطاريات لجهاز الإرسال.
• الأسلاك.
• دبابيس لوح الأردوينيو.
• بورد ثنائي (PCB) ذو ثقوب.
• جسم الطائرة.
• المروحة.
• مسامير.
• قفل وحلقات وصل.
• وصلة دفع طائرة.
• مفك براغي.
• مقص.
• آلة لحام حديد.
• جهاز الغراء.
• طابعة ثلاثية الأبعاد.

المهارات المطلوب من الشخص امتلاكها، إذ يجب على الشخص الذي يريد العمل في صنع الطائرات اللاسلكية المعرفة بما يأتي:

• اللحام.
• برمجية أردوينو.
• الرسم ثلاثي الأبعاد.

يمكن اتباع الخطوات التالية ترتيبًا لإنجاز الطائرة اللاسلكية للاستمتاع باللعب بها:

القوى المؤثرة على الطائرة

يؤثر على الطائرة 4 قوى رئيسية؛ وهي قوى الدفع والسحب والرفع والجاذبية والتي تؤخذ بعين الاعتبار مقدارًا عند صنع الطائرة، واعتمادًا على نوع الطائرة التي ستُصنع يختلف حجم جسم الطائرة وأجنحتها، إذ إنَّ الطائرات السريعة كالطائرات الرياضية تحتاج لأجنحة أقصر وجسم أقل عرضًا لتقليل السحب، كما ويكون جناحيها أصغر أومساويان لطول جسم الطائرة، أما الطائرات الضخمة فتحتاج إلى مساحة جناح ضخمة للطيران لأنها تطير بسرعة منخفضة، أي يجب أن يبلغ طول الجناح حوالي مرتين أو أكثر من طول جسم الطائرة.

جسم الطائرة

وهذه خطوة مهمة للأشخاص الراغبين في صناعة جسم الطائرة بأنفسهم، إذ يحتوي الجناح الأيمن على أنبوب كربوني لوصل الأجنحة بجسم الطائرة باستخدام مسمار، وأجهزة تحكُّم مثبتة للتحكم بحركة الأجنحة عن طريق سحب ودفع السلك المتصل بالجناح، ويجب أن يوصل إحدى آلات الاستشعار بالسلك بواسطة وصلة دفع الطائرة.

التحكُّم في الطيران والماكينات

للتحكم الكامل بالطائرة يراعى اختيار أسطح التحكم، فمن خلالها يمكن الارتفاع والنزول والسرعة والبطء وكذلك الانعطاف، ولتحقيق اختيار صحيح يفضَّل أن تكون الطائرة خفيفةً وبعزم دوران يتراوح بين 0.5 -1 كيلوغرامًا لكل سنتيمتر بالنسبة للطائرات الصغيرة جدًا ذات الأجنحة أقل من 50 سنتيمترًا، أما بالنسبة للطائرات الكبيرة التي يزيد جناحيها عن 50 سنتيمترًا، فيجب أن يتراوح العزم بين 1 – 2.5 كيلوغرامًا لكل سنتيمتر.

تركيب الماكينات

للتحكم بالطائرة يجب وصل أجهزة تحكم السطح بالماكينات، وذلك بعمل ثقب أكبر من 2 مليمترًا في ذراع الماكينة لإرفاق وصلة دفعِ باستخدام صامولة، ثمَّ تركَّب أجهزة الاستشعار ليكون واحد في الذيل واثنان في الأجنحة.

تثبيت الماكينات

لتحميل الماكينات على جسم الطائرة يجب تخصيص مساحة معينة لها أو صناعة مساحة إضافية لذلك، وذلك بإنشاء حامل آلة الاستشعار بلصقه تحت أسلاك الجهاز الموجه والدفة باستخدام الغراء الساخن، وإذا كان المكان جاهزًا، فلا يُحتاج سوى صنع ثقوب باستخدام مثقاب صغير لتحديد مكان وجود البراغي، ثم تركيب الماكينات باستخدام البراغي على حامل أداة الاستشعار، ومن ثم توصيل وصلة (pushrod) بالسلك ونقل كل سطح تحكم إلى موضعه المحايد، وفك البرغي الذي سيشد السلك ليمكن إدخال السلك في رابط الدفع، وتحريك الماكينات بحيث تكون أذرعها موازيةً لبعضها البعض وعموديةً على جسم الطائرة، ثمَّ يشدُّ المسمار في وصلة (pushrod).

ويمكن فحص الماكينة وجهاز الاستشعار للتأكُّد من صحة حركتهما بتوصيله بلوح الأردينو وفق التالي؛ إذ يوصل سلك أداة الاستشعار الأحمر إلى 5V على اللوح، والسلك الأسود إلى GND، والأصفر إلى الدبوس الرقمي التاسع، ثم يرسل الكود إلى لوح الأردينو، ويجب أن يكون جهاز التوجيه في الوضع المحايد، ثمَّ فتح (Serial Monitor) بواسطة الأزرار (Ctrl + Shift + M) لضبط سرعة البث على 9800 باود، وفي مربع النص على اليسار من زر الإرسال يمكن كتابة الزاوية التي يجب أن تتحرك أداة الاستشعار وفقها بالدرجات، وينصح بالبحث عن أكبر زاوية انحراف لأسفل وأعلى وكتابتها.

المحرك والمروحة و ESC والبطارية

هنا يتم اختيار محرك يتناسب مع حجم الطائرة وجناحيها، كما ويمكن اختيار مروحة تتناسب مع قوة المحرك وطاقته المرتبطة بالجهد واتجاه دورانه، والتي تحتسب تبعًا لمعادلة (الجهد (V) * التيار (A) = الطاقة (W))، أما بالنسبة للمراوح فهي ذات أنواع عديدة، منها ما هو مصنوع من الخشب والبلاستيك والكربون، وتتوافر المراوح المتوهجة ليلًا، كما أنّ هناك مراوح خاصة بالطيران البطيء وغيره، وتتوافر المراوح بعدد شفرات يتراوح بين 2 – 4 شفرات، علمًا أنّ الأكثر استخدامًا هي المراوح البلاستيكية ذات الشفرتين، ويجب مراعاة حجم المراوح واتجاه دورانها؛ إذ يجب تتبع دوران المحرك.

وفيما يخص ESC، تتمثل مهمته الرئيسية في التحكم في سرعة المحرك، إذ يجب برمجته بالطريقة الصحيحة عن طريق إرسال نبضات عالية ومنخفضة إليه، إذ يبلغ النبض العالي حوالي 2000 ميكروثانيةً والنبض المنخفض حوالي 1000 ميكروثانيةً.

عمل جهاز استقبال وتركيب كامل القطع في جسم الطائرة

وهنا تُلحم جميع الأسلاك ثمَّ يُركَّب المحرك إما في الأمام أو فوق جسم الطائرة أو في الذيل، وتُصنع لوحة الاستقبال ويُتحقَّق من تركيبها باستخدام مقياس رقمي متعدد، وتُلصق مشابك الخطاف والأجزاء الأخرى على جسم الطائرة باستخدام الغراء الساخن، ثم يُركَّب مستقبل الترددات اللاسلكية بعيدًا عن مقدمة جسم الطائرة وتُعدَّل وضعية الأسلاك.

جهاز الإرسال

إعداد جهاز الإرسال وربط بياناته بجهاز الاستقبال في الطائرة بالطريقة المناسبة، وبذلك أصبحت الطائرة جاهزة للاستخدام.

نصائح عند صنع طائرة لاسلكية

لصنع الطائرة اللاسلكية، يفضل اتباع النصائح التالية^[٢][٣]:

• صنع الذيول بشكل حرف V، الأمر الذي يخلق مقاومةً أقل ووزنًا أخف.
• جعل مركز الجاذبية في الطائرة والذي يتراوح بين 25 – 50٪ من وزن الطائرة عادةً بين وتر الجناح الخلفي وحتى حافته الأمامية، فهذا الأمر مهم لتوازن الطائرة.
• التأكُّد من عدة أمور قبل إقلاع الطائرة، كثبات الجناح والذيل بإحكام، مع توافر الدعامة والعجلة الآمنة، ومراعاة حرية حركة أسطح التحكم، وتشغيل المحرك تشغيلًا صحيحًا، وأن تكون جميع الفتحات والوصلات آمنةً، إلى جانب فحص المدى الذي تعمل به بطاريات جهاز إرسال التحكم.