Kiến thức về cánh và cách chọn cánh phù hợp trong FPV

Bạn đã tự hỏi không biết dùng cách khác nhau thì có tác dụng gì chưa? Nhiều khi thấy các idol so sánh các cánh trong group mà xem chả hiểu mịa gì. Như mình nè, lúc đi mua cánh anh Thái (Thái Tuấn Hobby) đưa cho cánh nào là chơi cánh đó chứ hỏi khác gì nhau anh ý cũng ko biết phải giải thích sao, đơn giản là: Con này nhẹ hơn, bay êm hơn các kiểu…
Rồi khi có việc phải tháo cánh ra, lúc lắp vào lại không biết lắp vị trí cánh như nào cho đúng…
Thế nên mình phải đi tìm trau đồi kiến thức về cánh. Bài này mình sẽ cho ae về cách lựa chọn cánh cho quad: Kích thước, hình dáng, số lượng lưỡi cánh khác nhau sẽ ảnh hưởng như nào tới lực đẩy, hiệu quả, hiệu suất khi bay. Đúng là sau khi chơi FPV thuần thục thì anh em sẽ được trang bị thêm 1 kho kiến thức kha khá về vật lý ấy chứ :)))
Nguồn: Oscarliang.com
Tham khảo bài khác:
Nhập môn FPV và kiến thức phải biết
Bạn đã hiểu và sử dụng đúng Pin LiPo?
Hiểu về Motor và cách chọn Motor phù hợp

Hướng cánh quạt khác nhau.

Trên mọi con Quad đều có 2 loại motor: 1 cặp sẽ quay theo chiều kim đồng hồ (CW) và 1 cặp quay ngược chiều kim đồng hồ (CCW). Tương ứng với 2 loại motor, trong 1 bộ 4 cánh sẽ 2 cặp cánh khác nhau, mỗi loại lưỡi cánh sẽ được thiết kế khác nhau – kiểu đối nghịch nhau về hướng, dáng lưỡi 1 xíu – theo mình hiểu thì việc này sẽ có tác dụng trong việc tạo ra lực đẩy và 2 loại cánh sẽ tạo ra các hướng lực đẩy khác nhau giúp triệt tiêu 1 số lực khí để giúp cho máy bay bay lên cân bằng và điều chỉnh hướng.
Khi mua cánh bạn phải chắc chắn là mình đang mua đủ 2 loại cánh CW và CCW nhé, thường thì bán 1 bộ thì mặc định là đủ 2 loại nhưng nhiều khi mua lẻ không để ý về lắp là toang.

Để phân biệt hướng cánh quạt đâu là CW, đâu là CCW thì thường nhà sản xuất sẽ in lên thân cánh để phân biệt. Phần này tý nói chi tiêt ở dưới.

Lắp cánh đúng cách

Lưu ý là lắp cánh quạt không phải cứ lắp motor nào cũng được đâu, phải lắp đúng loại cánh vào đúng loại motor thì máy bay mới bay nhé.
Mặc định thì hầu hết phần mềm điều khiển máy bay như Betaflight thì vị trí, hướng quay của motor sẽ như hình dưới này.

Cánh quạt CW thường sẽ nặm ở cánh trên bên tay phải và 2 cánh/motor chéo nhau thường sẽ quay chung 1 chiều.
Nếu để ý sẽ thấy cách bố trí cánh đều có quy luật, VD: mép cánh sẽ có hướng vát chéo lên trên theo hướng motor quay để khi quay tạo lực đẩy, cặp cánh phía trước chiều quay hướng về phía camera còn cặp cánh sau hướng về phía đuôi.

Size của cánh quạt

Thường thì cánh quạt sẽ khác nhau ở chiều dài và pitch.
Chiều dài ở đây chính là đường kính mà khi quay cánh quạt tạo thành. Cánh có chiều dài 3inch sẽ dành cho quad 3inch, tương tự với 5 inch dành cho quad 5 inch, tên gọi 5inch của quad cũng là dựa vào size của cánh này.
Pitch có thể hiểu là độ vát, độ nghiêng của cánh. Tức là cánh quạt sẽ không hề phẳng và thẳng mà nó sẽ có một độ nghiêng nhất định, với cấu tạo này khi cánh quay sẽ ma sát với không khí để tạo lực đẩy. Nhìn hình dưới để hiểu.
Cánh có size hoặc pitch càng to thì càng cần nhiều năng lượng để hoạt động => Cần pin công suất cao hơn.

Ảnh hưởng của chiều dài cánh quạt và pitch đến việc bay như nào?

Khi cánh quạt quay với cấu tạo thiết kế đặc biệt của cánh sẽ giúp tạo ra lực đẩy từ không khí và cánh quạt quay càng nhanh sẽ tạo ra lực đẩy càng nhiều, mạnh. Nhờ đó mà có thể nhấc được máy bay lên cao. Để cánh quạt quay nhanh thì đòi hỏi động cơ khỏe có thể quay nhiều vòng trong thời gian ngắn.
Khi size, pitch của cánh quạt tăng cũng đồng nghĩa với việc lực đẩy sẽ tạo ra nhiều hơn, đó là lý do mà khi bay 5inch nó sẽ bay khỏe và nhanh hơn rất nhiều 3inch; cho dù 3inch và 5inch có sử dụng động cơ có vòng quay như nhau thì 5inch với cánh to sẽ tạo lực đẩy nhiều hơn sẽ mang lại hiệu quả khỏe hơn rất nhiều.
Pitch càng cao thì càng ngốn pin nhưng sẽ giúp quad khỏe và nhanh hơn còn pitch thấp sẽ cần ít năng lượng hơn nhưng độ phản hồi của nó lại cao hơn, bay tốc độ chậm hơn nhưng cảm giác mượt mà hơn.
Tùy theo mục đích của mình bay mà chọn cánh có pitch cao hay thấp. Pitch cao sẽ phù hợp khi bạn xác định muốn bay ở không gian rộng, bay nhanh, khỏe. Còn nếu chỉ muốn bay vừa phải, trong khu vực không gian hẹp nhiều vật cản đòi hỏi đổi hướng nhiều thì pitch thấp sẽ phù hợp hơn.

Diện tích bề mặt, hình dáng cánh và Bullnose

Diện tích bề mặt càng lớn, rộng thì cánh càng tạo ra nhiều lực đẩy nhưng nhược điểm của loại này là ngốn nhiều điện hơn và tạo ra nhiều lực cản hơn. Khi cánh quạt quay sẽ có 2 lực chính được sinh ra là lực đẩy và lực cản, mọi cánh đều phải thiết kế sao cho 2 lực này cân bằng nhau. Nếu giải thích sâu hơi về kĩ thuật thì để bay được máy bay, cánh sẽ chịu tác động về 4 thứ: Lực đẩy được tạo ra từ động cơ, lực cản từ không khí, lực nâng khí động học và trọng lực. Nhưng sẽ rất dài dòng và đau đầu vì nó liên quan đến vật lý nhiều, để hiểu nên mình chỉ cần hiểu cơ bản giữa lực cản và lực đẩy cần cân bằng nhau thôi; nếu bạn vẫn tò mò muốn biết thì hãy search “Nguyên lý hoạt động của máy bay để đọc thêm”.

Hình dáng của cánh đóng vai trò rất lớn quyết định hiệu năng vì nó liên quan chặt chẽ với diện tích về mặt. Sự khác biệt thường thấy đến từ mũi nhọn của cánh: Mũi cánh nhọn, mũi dạng bullnose (BN) và lai bullnose (HBN – hybrid bullnose).
Mũi dạng bullnose là dạng gì?

Chắc hình dung qua bức ảnh dưới này cho dễ hình dung. Cánh bullnose có thiết kế mũi có phần bằng hơn và bo tròn ở 2 góc trong khi cánh bình thường có xu hướng thon nhọn dần về phía mũi cánh, còn HBN là lai của 2 thằng.
Cánh HBN có diện tích bệ mặt lớn hơn loại bình thường trong khi BN trông ngắn hơn nhưng lại có diện tích lớn hơn cả HBN. Với loại thường thì chúng ta hay gặp với loại 3 cánh vì thiết kế này mang lại hiệu quả tối ưu nhất với loại mũi thường, nhưng so với 2 thằng BN và HBN thì nó lại tạo ra lực đẩy không bằng hay nói ngắn gọn là yếu hơn. Còn 2 thằng kia hiệu năng tốt hơn sẽ đắt và ngốn điện nhiều hơn.

Có một mẹo nhỏ mà tác giả bài viết trên oscarliang share là bạn có thể dùng kéo cắt đầu nhọn đi và mài góc xíu để có một chiếc cánh mũi BN :))

Số lượng cánh

Theo như mình thấy thì hiện nay hầu hết anh em sử dụng loại 3 cánh; 2 cánh cũng có nhưng không nhiều bằng và 2 cánh hay được sử dụng khi chơi freestyle và racing.
Số lượng cánh nhiều sẽ làm tăng diện tích bề mặt của cánh lên, và tạo ra nhiều lực đẩy hơn. Thực tế thì việc có nhiều cánh quạt là giải pháp tăng hiệu quả cho cánh quạt khi mà size không thể tăng được do hạn chế về không gian, đây là lý do máy bay chiến đấu thời thế chiến thứ 2 sử dụng loại 3-4 cánh, vì máy bay cần nhiều lực đẩy và khỏe hơn nhưng lại không thể sử dụng cánh to vì nếu dùng cánh to thì sẽ vướng mặt đất nên giải pháp dùng nhiều cánh nhưng size nhỏ là hợp lý.
Hiện nay chơi quad đa số sẽ gặp loại 2 cánh và cánh, thực tế có cả loại 4 cánh, 6 cánh nhưng nhiều cánh quá sẽ cho hiệu quả không tốt nên hầu hết ít người dùng.
Như nãy đã giải thích, việc tăng số lượng cánh sẽ giúp tăng lực đẩy, hiểu đơn giản là bay khỏe hơn nhưng sẽ ngốn nguyên liệu nhiều hơn và phản ứng với động cơ cũng chậm hơn.
Loại 2 cánh được sử dụng nhiều trong racing (đua) vì loại này các máy bay được thiết kế nhỏ nhẹ nên không cần nhiều lực đẩy mà nó cần độ linh hoạt, phản ứng của động cơ nhanh. Mà điều này thì ít cánh quạt sẽ hợp hơn.

Trên quad 5inch thì mọi người thường dùng loại 3 cánh vì theo các cộng đồng bên hải ngoại nói nó hợp vì nó cân bằng tốt nhất về hiệu quả, lực đẩy và độ bám.

Đọc thông số trên cánh quạt

Có 2 loại thông số mà các nhà sản xuất hay dùng phổ biến:
L x P x B or LLPP x B
L – Độ dài x P – Pitch x B – số cánh
VD trên cánh in thông số: 6045 hoặc 6×4.5 thì có thể hiểu là cánh này dài 6inch và pitch là 4.5 inch. Hoặc 5040×3 (5x4x3) thì nghĩa là loại 3 cánh, dài 5 inch và pitch 4inch.
Nếu thấy cánh có chữ BN là viết tắt của loại cánh Bullnose.
Nếu thấy chữ C hoặc R sau số thì hiểu: R là viết tắt của Reversed (Đảo ngược) cánh này gắn vào motor quay theo chiều kim đồng hồ, C là ngược lại, cánh có chữ C sẽ được gắn vào motor quay ngược chiều kim đồng hồ.

Chất liệu cánh

Có rất nhiều chất liệu làm cánh: Nhựa plastic, sợi carbon hay thậm chí là gỗ. Mỗi chất liệu sẽ có những tính ưu việt khác nhau:
Sợi carbon có ưu điểm
+ Cứng cáp mang lại hiệu suất rất mượt, êm gây ít tiếng ồn.
+ Giảm hiệu ứng jello quay video (rung)
+ Hoạt động tốt với motor có công suất lớn
+ Nhẹ hơn đồng nghĩa với việc ít quán tính hơn giúp cho tốc độ thay đổi của động cơ nhanh hơn, cảm giác lái nhạy hơn.
+ Nhẹ, cứng hơn so với nhựa nên khó hỏng hơn

Nhược điểm:
+ Giá thành đắt
+ Tạo ra lực đẩy ít hơn so với cánh plastic
+ Vì tính bền bỉ cao nên nếu có va chạm, tai nạn thì motor rất dễ bị ảnh hưởng theo
+ Không chắc có đúng không nhưng hình như loại này tuổi thọ không bền bằng plastic cùng size, pitch.
Dùng cánh nào tốt hơn thì khó nói vì có 2 luồng ý kiến khác nhau: Người thì nói carbon ngon, người thì nói là không và thực sự khó nói ai đúng ai sai vì nhiều khi chất liệu chưa ảnh hưởng đến độ “ngon” mà còn phải xét đến các chi tiết: Size, pitch, số cánh, chất lượng gia công,… Mỗi người sẽ có một cảm nhận riêng nên tốt nhất bạn nên thử cả 2 và tự lựa chọn cho mình 1 cảm nhận riêng.
Còn cánh gỗ thấy ít người dùng chắc vì đắt và nặng nên thôi bỏ qua nhé ae.
Lưu ý là khi bay nếu cánh nhựa va chạm mà chưa gãy như kiểu bị nếp gấp trắng như ảnh dưới thì cũng nên thay nhé vì nó không còn đảm bảo an toàn nữa.

Trọng lượng của cánh

Tất nhiên trọng lượng càng nhẹ thì càng tốt vì cánh nặng cũng sẽ làm cho việc motor cũng phải làm việc căng hơn. Giống như cánh carbon nói ở trên, khi cánh nhẹ thì quán tính phải chịu cũng ít hơn giúp tốc độ thay đổi của động cơ nhanh hơn mang lại cảm giác lái nhạy bén hơn.
Việc phân bổ trọng lượng trên lưỡi dao cũng có thể làm ảnh hưởng tới hiệu năng: VD trọng tâm của lưỡi dao gần với hub trung tâm (lỗ tròn gắn vào motor) thì phần mũi cánh sẽ mỏng và dễ vỡ hơn nhưng nó sẽ mang lại hiệu năng tốt hơn; nếu ngược lại ở xa hub thì sẽ gặp nhiều lực cản hơn khiến cho việc tăng/giảm tốc khó khăn hơn. 

Chọn cánh theo cách bay và Motor KV

Nếu bạn chỉ bay nhẹ nhàng cinematic thì cánh nào cũng phù hợp hết, còn nếu muốn bay khỏe, nhanh, bay freestyle, nhào lộn cục súc hơn thì nên cân nhắc sử dụng loại cánh có pitch cao. Về motor thì KV cao phù hợp với cánh nhẹ còn KV thấp phù hợp với cánh nặng.

Quad nào sử dụng cánh nào?

Dưới đây là một số gợi ý tham khảo dành cho 1 số loại quad dùng pin 4S (ko thấy ghi 3”, mình chưa đủ trải nghiệm nên sẽ bổ sung sau):
+ Cánh 4″ dùng cho quad có size frame (khung) 150-180mm, 2700KV+ motors
+ Cánh 5″ dùng cho quad có size frame 210mm, 2300KV-2700KV motors
+ Cánh 6″ dùng cho quad có size frame, 1900KV-2300KV motors

Để chọn đúng cánh theo hình dáng, pitch và số cánh còn phụ thuộc vào việc bạn sẽ bay cái gì. Cánh pitch 4.8 ~ 5.1 sẽ phù hợp khi bạn muốn máy bay khỏe, cục súc để freestyle. Còn nếu thích bay nhẹ nhàng tình cảm thì hãy quan tâm đến pitch thấp hơn. Mới chơi thì nên chơi loại thấp trước đã rồi khi quen hãy lên đời cao hơn.
Bonus 4 loại cánh tác giả khuyên dùng cho Quad 5inch để freestyle:
+ Cyclone 5045×3
+ HQ 5043×3
+ Emax Avon Flow 5×4.3×3
+ Gemfan Flash 5152 hay 5.1×5.2×3 3

Thực sự thì mảng cánh này mình vẫn chưa trải nghiệm đủ sâu để chia sẻ kinh nghiệm cho các bạn nên hầu như đây là kiến thức mình đọc để hiểu. Về lâu dài khi có kinh nghiệm hơn mình sẽ update bài cho các bạn.
Anw dù sao thì bài này cũng giúp mình hiểu về cánh đã, chứ không phải cứ đưa cánh nào cũng chơi mà chả hiểu gì 😀 Việc còn lại là tự trải nghiệm để tìm ra chân lý nữa thôi.
Anh em góp ý, chia sẻ thêm kinh nghiệm của mình nhé.

Facebook Đức: https://www.facebook.com/ducnh18
Instagram: @ducnh91