Quadcopter

Sebuah kuadkopter atau kuadrotor ^[1] adalah sebuah jenis helikopter nirawak dengan empat rotor.^[2]

Meskipun helikopter kuadrotor dan convertiplane telah lama diterbangkan secara eksperimental, konfigurasinya tetap menjadi imajinasi hingga kedatangan pesawat nirawak atau drone modern. Ukuran kecil dan kelembaman drone yang rendah memungkinkan penggunaan sistem kontrol penerbangan yang sangat sederhana, yang telah sangat meningkatkan kepraktisan quadrotor kecil dalam aplikasi ini.

Setiap rotor menghasilkan gaya angkat dan torsi di sekitar pusat rotasinya, serta gaya hambat yang berlawanan dengan arah terbang kendaraan.

Quadcopter umumnya memiliki dua rotor yang berputar searah jarum jam (CW) dan dua berlawanan arah jarum jam (CCW). Kendali penerbangan disediakan oleh variasi independen dari kecepatan dan karenanya daya angkat dan torsi dari masing-masing rotor. Pitch dan roll dikendalikan dengan memvariasikan pusat daya dorong bersih, dan yaw dikendalikan dengan memvariasikan torsi bersih.^[3]

Tidak seperti helikopter konvensional, quadcopter biasanya tidak memiliki kontrol pitch siklis, di mana sudut bilah bervariasi secara dinamis saat berputar mengelilingi hub rotor. Pada masa awal penerbangannya, quadcopter (kemudian disebut sebagai 'quadrotor' atau hanya sebagai 'helikopter') dipandang sebagai solusi yang mungkin untuk beberapa masalah yang terus-menerus ada dalam penerbangan vertikal. Masalah kendali yang diakibatkan oleh torsi (serta masalah efisiensi yang berasal dari rotor ekor, yang tidak menghasilkan daya angkat yang berguna) dapat dihilangkan dengan melakukan rotasi balik, dan bilah yang relatif pendek jauh lebih mudah untuk dibuat. Sejumlah desain quadcopter berawak muncul pada 1920-an dan 1930-an. Kendaraan ini adalah salah satu kendaraan lepas landas dan mendarat vertikal (VTOL) lebih berat dari udara pertama yang berhasil.^[4] Namun, purwarupa awal mengalami kinerja yang buruk,^[4] dan purwarupa-purwarupa berikutnya membutuhkan terlalu banyak kerja pilot karena stabilitas yang buruk^[5] dan otoritas kendali yang terbatas.

Jika keempat rotor berputar pada kecepatan sudut yang sama, dengan dua berputar searah jarum jam dan dua berlawanan arah jarum jam, torsi bersih pada sumbu yaw adalah nol, yang berarti tidak diperlukan rotor ekor seperti pada helikopter konvensional. Yaw disebabkan oleh ketidakcocokan keseimbangan dalam torsi aerodinamis (yaitu, dengan memberi perintah untuk mengubah gaya dorong kumulatif antara pasangan bilah yang berputar berlawanan).^[6][7]

Aerodyne pertama yang lebih berat dari udara yang lepas landas secara vertikal adalah helikopter empat rotor yang dirancang oleh Louis Breguet. Kendaraan tersebut diuji dalam penerbangan yang ditambatkan dan pada ketinggian beberapa kaki. Pada tahun 1908 dilaporkan telah terbang 'beberapa kali', meskipun detailnya minim.^[8]

Etienne Oehmichen bereksperimen dengan desain pesawat rotor pada tahun 1920-an. Di antara desain yang dia coba, helikopter No.2 miliknya memiliki empat rotor dan delapan baling-baling, semuanya digerakkan oleh satu mesin. Oehmichen No.2 menggunakan rangka tabung baja, dengan rotor berbilah dua di ujung keempat lengannya. Sudut bilah ini dapat divariasikan dengan pelengkungan. Lima baling-baling, berputar pada bidang horizontal, menstabilkan mesin secara lateral. Baling-baling lain dipasang di hidung untuk kemudi. Sepasang baling-baling yang tersisa berfungsi sebagai penggerak ke depan. Pesawat itu menunjukkan tingkat stabilitas yang cukup besar dan peningkatan akurasi kontrol pada masanya, dan melakukan lebih dari seribu penerbangan uji selama pertengahan 1920-an. Pada tahun 1923 ia dapat tetap mengudara selama beberapa menit pada suatu waktu, dan pada 14 April 1924 ia menetapkan rekor jarak FAI pertama untuk helikopter 360 m (390 yd). Ini menunjukkan kemampuan untuk menyelesaikan lintasan melingkar^[9] dan kemudian, menyelesaikan penerbangan sirkuit tertutup 1 km dengan pesawat rotor yang pertama kalinya.