4copter: Conceptos (I) - Ejes giros y fuerzas

En aeronáutica se consideran 3 ejes de dirección centrados en objeto volador: les llamaremos por simplicidad X, Y, Z. El eje X se considera siempre el eje de la dirección de movimiento (normalmente el eje que pasa por el morro y la cola del avión). El eje Y se considera perpendicular a la dirección de movimiento, siempre en el mismo plano del avión (el eje que pasa por las alas). El eje Z se considera el eje perpendicular a los anteriores, y por lo tanto perpendicular al plano del avión. La dirección de los ejes es la que se puede observar en la figura.

Esta dirección no es arbitraria sino que responde a un sistema de coordenadas muy usado en aviónica: el sistema NED (nord, east, down).

A partir de estos ejes se consideran 3 giros superpuestos a los mismos:

• Alabeo (Roll): giro sobre el eje X.
• Cabeceo o picado (Pitch): giro sobre el eje Y.
• Giñada (Yaw): giro sobre el eje Z.

También, a partir de estos ejes definiremos las fuerzas que actúan sobre el avión:

• Empuje (Thrust)
• Sustentación (Lift)
• Resistencia (Drag)
• Peso (Weigth)

En caso del cuadróptero la elección de los ejes X e Y es arbitraria; sin embargo, por simplicidad, definiremos uno de los mástiles como el "frontal" del cuadróptero y, por lo tanto, fijaremos el eje X e Y. A esta configuración se le llama disposición del cuadróptero en '+'; en contraposición podríamos fijar los ejes X e Y que fueran a 45º grados de dos de los mástiles que soportan los motores y tendríamos una configuración en 'x'

Configuracion en +

Configuracion en x

La elección de la configuración en '+' en vez de en 'x' se ha realizado para facilitar los cálculos a realizar por parte del sistema, el lado negativo es que cuando se quiera cambiar de posición u orientación el trabajo lo realiza un sólo motor.

S2

Ranganok Schahzaman