O wyważaniu śmigieł pisaliśmy już <wcześniej>. Jednakże użycie typwej modelarskiej wyważarki nie wchodzi w grę, jeśli śmigło nie ma przelotowego otworu mocującego.
Takie śmigła pojawiły się wraz z rozwojem dronów. Mają one wewnętrzny gwint (lewy lub prawy – CW/CCW) i są nakręcane wprost na gwintowaną piastę silnika. Gwint jest skojarzony z kierunkiem obrotów silnika, w taki sposób, że śmigło nie odkręci się samoczynnie podczas pracy silnika. Jak w takim razie można je wyważyć?
Da się to zrobić przy pomocy pokazanej na zdjęciu wyważarki fabrycznej <Dubro>. Jej kwintesencją jest wałek (pomijając sprytny system dysków, na których się on obraca) nagwintowany na jednym końcu gwintem „lewym”, a na drugim gwintem „prawym”. W ten sposób jednego wałka można użyć do obu rodzajów śmigieł (CW/CCW). Proces jest pokazany na filmie pod wskazanym wyżej linkiem. Ale co zrobić, jeśli się nie ma takiego zestawu?
Mój sposób, to wyważarka „rolkowa”, czyli śmigło zamocowane na osi, która toczy się po szynach. Jeśli oś ma małą średnicę, a szyny są cienkie to opory tarcia/toczenia są na tyle znikome, że nawet mała różnica w masie łopat, powinna dać efekt w postaci ruchu/obracania się osi ze śmigłem. Oczywiście jest kilka warunków, żeby to zadziałało – prosta i idealnie okrągła oś oraz odpowiednio cienkie, proste i wypoziomowane szyny. Na oś najlepiej nadaje się prowadnica lasera (fi 3mm) ze starego napędu CD-ROM, a jako szynę zastosowałem U-profil aluminiowy o wymiarach przekroju 12x12x1,5mm. Do mocowania śmigła dorobiłem specjalną tulejkę o wymiarach pokazanych na rysunku. Inspiracją były popularne kiedyś piasty typu „prop-save”.
Ponieważ w warunkach amatorskich bardzo trudno jest precyzyjnie zrobić osiowy gwint (w dodatku prawy i lewy), zdecydowałem się na tulejkę, do której śmigło jest dociskane gumką recepturką zaczepianą na śrubach M2. Średnica 5,1mm wynika z tego, że nominalny otwór w śmigle to 5mm, a w rzeczywistości ma on 5,1mm (chodzi o to, aby śmigło na tulejce nie miało luzu). Zastosowane przeze mnie rozwiązanie (choć nieidealne), jest proste i skuteczne. Śmigło jest mocowane w stosunku do osi prostopadle i centrycznie.
U-profil po ułożeniu na blacie przyłożyłem na końcu stalowym obciążnikiem, a drugi koniec wystaje poza krawędź blatu w taki sposób, aby śmigło mogło się swobodnie obracać. Kolejnym krokiem było wypoziomowanie profilu (z użyciem poziomnicy) przez podłożenie kawałków kartonu. W tej metodzie fajne okazało się to, że końcowe precyzyjne poziomowanie łatwo było osiągnąć za pomocą przesuwania podkładki w stronę jednego lub drugiego końca profilu. Po wszystkim sprawdziłem jeszcze zachowanie samej osi z tulejką. Przy dobrym spoziomowaniu szyn, nie powinna się ona po nich toczyć.
Teraz już można było przystąpić do wyważania. Pierwsze zdjęcie przedstawia stan przed, ostatnie - stan po. Okazało się, że trzeba obciążyć oś po przeciwnej do śmigła stronie. Użyłem do tego jednego „stożka” z klasycznej wyważarki, na szczęście ona również jest przystosowana do osi 3mm. Wprawdzie niewyważone śmigło dobrze leży na szynach bez przeciwwagi, ale kiedy podczas wyważania stopniowo zaczyna się układać w poziomie, wtedy oś bez przeciwwagi zaczyna się ześlizgiwać z szyn (traci prostopadłość do szyn). Proces na zdjęciach jest pokazany statycznie, ale w realu wygląda to dość ciekawie, widać jak małe są opory toczenia w tym zestawie. Śmigło po położeniu na szyny potrafi bardzo długo oscylować, zanim się całkowicie zatrzyma.
Przyznam, że pomysł z profilem aluminiowym nie był moim pierwszym wyborem. Szukając rozwiązania z minimalnymi oporami toczenia, początkowo wymyśliłem szyny na bazie ostrzy typu „Stanley”. Zaprojektowałem do tego celu element drukowany 3D. Ale kiedy go już zrobiłem, to mój zapał nieco ostygł. Wprawdzie opory toczenia są tu zauważalnie mniejsze niż przy profilu aluminiowym, to jednak operowanie w pobliżu odsłoniętych ostrzy jest bardzo niebezpieczne. Kiedy w „ferworze walki” w warsztacie nie zawsze w pełni kontroluje się swoje ruchy, lepiej aby coś takiego nie znalazło się na drodze dłoni. A kiedy już wypróbowałem profil aluminiowy, uznałem że nie jest tak źle i na razie pozostanę przy nim. Na pewno można też znaleźć inny U-profil, z mniejszą grubością ścianki i szerszym rozstawem szyn.
Ktoś może zapytać, czy w ogóle warto wyważać takie śmigła? Rzeczywiście, instrukcje fabryczne o tym nie wspominają, a drony latają na niewyważonych (a dokładniej mówiąc zakłada się, że są wystarczająco wyważone po wyjściu z wtryskarki) . Takie śmigła zwykle są bardzo lekkie (producenci walczą o masę) i niezbyt duże (pokazane artykule to 7,5x4), więc efekt niewyważenia nie jest dramatyczny. Ale trzeba pamiętać, że wibracje to wielki wróg algorytmów stabilizujących oraz duży wróg filmowania. Z ziemi drgań nie widać, ale nigdy nie wiadomo, czy w jakichś specyficznych warunkach w powietrzu układ stabilizacji nie zrobi z powodu wibracji czegoś, co wymknie się spod kontroli. Ja co do zasady staram się wyważać wszystkie śmigła (niezależnie od modelu). Nawet jeśli nie da się zrobić tego bardzo dokładnie, to zakładam, że lepiej choć trochę poprawić wyważenie, a przynajmniej sprawdzić, jak to wygląda w przypadku danego śmigła.