Quadmovr flyr drone på 3D-printede radialvifter

FPV-byggeren quadmovr har flydd en quadcopter som ikke har en eneste propell om bord. I stedet sitter fire 3D-printede radialvifter i printede hus, hver med et viftehjul på 60 mm i et kabinett på 90 mm. Filene er gratis tilgjengelige, og en pilot har allerede brukt konseptet i et MultiGP-race.

Bygget ble vist frem i en video søndag: et helt vanlig karbon X-chassis med flightcontroller og XT60-kabel, men med fire hvite PETG-kabinetter der propellene normalt sitter. Inne i hvert kabinett spinner et sentrifugalhjul som kaster luften utover, og hylsen leder strømmen nedover. Konstruksjonsfilene ligger publisert som Experimental Radial Impeller for Drones (T-Mount) på MakerWorld, gratis under en Creative Commons-lisens for ikke-kommersiell bruk. Ifølge byggeren gikk viftene rett fra printerbordet og på dronen: ingen balansering, ingen etterarbeid.

Slik virker en radialvifte på en drone

En radialvifte fungerer i prinsippet som hjulet i en løvblåser. Luften suges inn gjennom den åpne toppen i midten, de buede vingene slynger den utover når hjulet roterer, og kabinettet fanger opp strømmen. I quadmovrs utgave er kabinettets ledeskovler vridd slik at luften dreies nedover, og det er denne luftsøylen som løfter dronen.

Tallene viser hvor mye hus som skal til. Selve viftehjulet er 60 mm i diameter, mens den komplette enheten måler 90 mm i diameter og 28 mm i høyden. Kabinettet boltes inn mellom motoren og rammearmen, slik at hjulet sitter inne i huset. Klaringen mellom hjul og hus er 0,3 mm, og byggeren advarer selv om at enkelte print må pusses for å spinne fritt.

Testoppsettet var NewBeeDrone FLOW 2004-motorer med 1750KV på 6S-batteri. Viften festes med standard T-mount, to M2-skruer og et senterhull på 1,5 mm, altså samme feste som normalt bærer en 3-tommers propell (ca. 7,6 cm). Designet forutsetter en motorhøyde på 12,8 mm. Er statoren høyere eller lavere, havner hjulet feil i huset, og modellen må redigeres før print.

82 nedlastinger og et race

Dette er ikke et engangsprosjekt som forsvinner med videoen. Filene ble lagt ut allerede i mai, med en printprofil som tar rundt syv timer fordelt på to plater. Søndag viste oppføringen 82 nedlastinger og 25 registrerte print. I kommentarfeltet forteller en pilot at en videreutvikling av designet fikk ham til å printe originalviftene og fly dem på en 5-tommers quad under sesongens første MultiGP-race.

Det er her den egentlige nyheten ligger. Eksperimentell fremdrift på droner har historisk vært forbeholdt laboratorier og produsenter med CNC-park og vindtunnel. Når et komplett fremdriftskonsept kan lastes ned gratis, printes over natten og testes i et konkurranseløp uken etter, har terskelen for å prøve noe radikalt annerledes falt dramatisk. Det samme mønsteret har vi sett i industriell droneproduksjon, der 3D-printing kutter ledetider fra dager til timer, bare i miniatyr og uten budsjett.

Fysikken taler fortsatt for propellen

Det er verdt å være edruelig på hva et slikt konsept realistisk kan levere. En åpen propell flytter mye luft sakte over en stor flate, og det er nettopp lav skivebelastning som gir god løfteeffektivitet. En radialvifte gjør det motsatte: den flytter mindre luft raskere gjennom et trangt tverrsnitt, og betaler for det i strømforbruk. I tillegg kommer vekten av fire printede hus, friksjonstap i den trange klaringen på 0,3 mm og tap i selve retningsendringen fra radial til aksial strømning.

Til gjengjeld er det egenskaper som kan være verdt noe annet enn flytid. Rotoren er fullstendig innkapslet, noe som i prinsippet reduserer risikoen for kuttskader og for at rotoren hekter seg opp i noe. Kanalisert fremdrift endrer også lydbildet, ofte mot en høyere og mer «viftepreget» tone enn propellens karakteristiske surr. Uten uavhengige målinger av trekk, strømtrekk og støy er dette likevel hypoteser, ikke konklusjoner. Byggeren selv kaller designet eksperimentelt, og det er en presis beskrivelse.

Norsk kontekst

Dette prosjektet har ingen direkte konsekvenser for norske dronepiloter: det finnes ingen produktlansering, ingen pris og ingen regelendring i saken. Men det illustrerer en trend som er høyst relevant her hjemme, der hjemmebygde FPV-droner har en solid tilhengerskare.

Regelverket skiller nemlig ikke mellom propell og radialvifte. En hjemmebygd drone uten CE-klassemerking havner i praksis i A3-underkategorien i åpen kategori, med krav om minst 150 meter avstand til bolig-, forretnings- og industriområder, og en operatør som flyr FPV må ha en observatør ved siden av seg. Kompetansekravene følger vekt og underkategori, ikke hvor luften kommer fra. Er du usikker på hva som kreves, har vi samlet oversikten i guiden vår om dronekurs i Norge, og hvor du faktisk kan fly finner du i dronekart-oversikten.

Ett praktisk poeng bør understrekes: et printet viftehjul som spinner på 6S er en roterende del i plast uten balansering. Velger du å printe dette, bør første test skje bundet fast og på trygg avstand, ikke med dronen i hånden.

Artikkelen er laget med KI-støtte basert på kildene over, og publisert under redaksjonelt ansvar av Frode Friestad, Droneavisa.