Förekomsten av multi-rotor drönare har ökat dramatiskt under de senaste åren, men i motvind, de pekar uppåt oförutsägbart. Ingenjörer från Tohoku University, Japan, har visat att vinkling av rotorbladen på ett fyrhjuligt obemannat flygfordon med bara 20 grader kan minska stigningen med en fjärdedel. Deras arbete publiceras i International Journal of Micro Air Vehicles .

Multirotorer har blivit mycket mindre sedan sekelskiftet, och de har många användningsområden, inklusive för inspektion, övervakning och transport. En multi-rotor-installation möjliggör både vertikal start och svävning under lugna förhållanden, men de är instabila i vinden. Deras rotorer klappar och fordonet hamnar uppåt i motvind. I detta experiment, Hikaru Otsuka och kollegor bestämde sig för att utvärdera om vinkling av rotorbladen annorlunda skulle förbättra kontrollen över fyrhjuliga fordon i vindar.

Pitchning kan uppstå på grund av tre faktorer:kroppens drag, den asymmetriinducerade flödesfördelningen på rotorn med vinden, och rotorns tryckskillnad mellan de främre och bakre rotorerna. Teamet uppskattade först effekterna av de främre rotorernas kölvatten på baksidan, isolerade sedan rotorerna från fordonet och mätte effekten av olika vinklar i en låghastighetstunnel. De visar att vinklingen av rotorerna mot utsidan med 75 grader höll luftflödet som passerar varje rotorblad isolerat, men att öka vinkeln till 90 eller högre innebar att de främre rotorernas kölvatten påverkade den bakre.

Därefter analyserade de hur detta översattes till en komplett fyrhjulsrotor med alla fyra rotorer som arbetar tillsammans. I vindtunneln, teamet testade olika vinklar för rotorfästning till quadrotor och effekten på pitchmomentgenerering. De mätte effekterna av rotorbladen utåt och inåt för fem olika vinklar. De fann att rotorn lutar med 20 till utsidan försämrar fordonets stigning med 26%.

Författarna drar slutsatsen att lutningen av rotorerna till den yttre sidan minskar vridmomentet för fyrhjuliga fordon i vindar. Arbetet kan få konsekvenser för både amatörer och proffs som vill använda obemannade fordon med flera rotorer utomhus, när det gäller inspektioner av vindkraftverk, katastrofplatser, eller för säkerheten vid räddningsverksamhet.