רחפן או בשמו הרשמי – רב להב, הינו כלי טיס המקבל את העילוי הדרוש למעופו מכנפיים/להבים סובבות, בדומה למסוק.
הערה: רחפן הוא זה המרחף במצנח רחיפה, אלא מה, הרחפן אינו מרחף במצנח אלא במכנף ומכאן שהן השימוש ב"רחפן" לרב-להב והן השימוש ב"מצנח" למכנף-רחיפה או מכנף-צניחה, שגויים
להבדיל ממסוק המקבל את העילוי מכנף סובבת אחת, הרחפן מקבל העילוי משלוש ויותר כנפיים/להבים סובבות. לרוב, ארבע להבים המונעים ע"י ארבע מנועים חשמליים המקבלים כוחם ממצבר/סוללה חשמלית.
מאחר שהמסוק מקבל העילוי מכנף/להב סובבת אחת, הוא זקוק לאמצעי שימנע את גוף המסוק מלסבוב כנגד כוון הלהב הסובבת ועל כן רובם מצוידים במדחף אחורי המייצר כוח נגדי לכוון שאיפת הסיבוב של הגוף.
מדחף הצורך אנרגיה רבה.
לרחפן שגם הוא מקבל את העילוי הדרוש למעופו מכנפיים / להבים סובבות, לא דרוש מדחף אחורי לבלימת מומנט הסבסוב.
לרחפן שלושה ויותר להבים הסובבים מעליו בכוונים מנוגדים. ע"י כך מתאפס מומנט סיבוב גוף הרחפן ואין צורך בהשקעת אנרגיה למניעת סבסוב גוף הכלי.
בנוסף, לכנף סובבת יחידה יש השפעות נוספות על יציבות המסוק ומחייבות מערכת שליטה מורכבת, של הכנף הסובבת.
גם תופעות אלו מתאפסות ע"י סיבוב להבים מנוגד זה לזה ברחפן.
יתרון נוסף הוא האפשרות לוותר קליל על מנגנון השליטה על הכנף הסובבת, כזה הקיים מסוק ולנהל השליטה בתנועת הכלי, אך ורק ע"י הפרשים במהירות סיבוב להבי הרחפן.
מאחר ולרחפן מספר להבים סובבות, בהכרח הן קצרות ולכן האנרגיה הקינטית של כל אחת מהן נמוכה. המאמצים המופעלים על מבנה הלהב נמוכים יחסית ומאפשרים מבנה קל.
:יתרונותיו העיקריים של הרחפן הם שניים
.יכולת המראה ונחיתה אנכיים
.יציבות הנובעת ממבנה סימטרי ומיקום מרכז הכובד במרכז כלי הטיס
חסרונו העיקרי של הרחפן - רגע שאספקת הכוח ללהבים פסקה, אין לו מקור עילוי והוא נופל כמעט כאבן. נקודת החולשה נובעת מהעדר אפשרות (בעת הזו), לאוטורוטציה מבוקרת ונשלטת.
.הפתרון המקובל כיום להנצלת רחפן בעת תקלה, כמו גם מניעת נזק לעצמים קרקעיים הוא מצנח נשלף
הרחפן הפשוט ביותר הוא זה בעל ארבע להבים סובבות – quadcopter, שתיים צולבות סובבות עם כוון השעון ושתיים צולבות סובבות כנגד כוון השעון.
על מנת למנוע זאת ולהביא ליצירת עילוי שווה לכל אורך הלהב, מקנים ללהב פיתול המשנה את זווית ההתקפה שלה. במרכז זווית ההתקפה גבוהה ואילו בקצה הלהב המרוחק מהמרכז, זווית ההתקפה נמוכה.
זוויות ההתקפה של זוגות הלהבים הצולבות הפוכות זו לזו, מאחר שזוג אחד סובב עם כוון השעון והזוג השני, כנגד כוון השעון.
כיום רק מעט רחפנים מופעלים ע"י מנועי בערה פנימית. רב רובם ע"י מנועים חשמליים.
.מכיוון שכך, מרבית הרחפנים הנם קטנים, החל מצעצועים וכלה בכלי עבודה, בד"כ כנושאי מצלמות
מאחר שהרחפן סימטרי לחלוטין, ההגדרה קידמי אחורי, ימני ושמאלי נקבעת מלאכותית ע"י היצרן ההמתקין אורות ירוקים המגדירים את צדו האחורי ואדומים את הקדמי. כך גם מצלמה אם מותקנת, מכוון לצד המוגדר כקידמי.
מערכת השליטה וניהוג
ברחפן בעל ארבע להבים סובבות, יש ני זוגות הסובבים בכיוונים הפוכים אלו לאלו. בכך כל זוג מבטל את מומנט הפיתול של הזוג השני.
.במצב ריחוף מהירות סיבוב הלהבים זהה בארבעתם
.עבור נסיקה יוגבר הכוח בכולם ועבור הנמכה יופחת
.בכדי ליצור תנועת סיבסוב, תוגבר מהירותם של זוג להבים באלכסון
.בדוגמא זו יתקבל סבסוב שמאלה. היה ונגביר מהירותו של הזוג השני יווצר סבסוב ימינה
.בכדי ליצור תנועת גלגול תוגבר מהירותם של שני להבים שבאותו הצד
.בדוגמא זו יוצר גלגול ימינה. היה ונגביר מהירותו של הזוג הימני, יוצר גלגול שמאלה
.בכדי ליצור תנועת עלרוד תוגבר מהירותם של שני הלהבים הקדמיים עבור הרמת אף, או השניים האחוריים להורדת אף
בכדי ליצור תנועה אופקית לאחד הכיוונים, יש להגביר כוח מנוע ולהטות ברחפן לעבר הכוון המבוקש.
.השליטה בהם מבוצעת מרחוק ע"י בקר טיסה ידני
.הסטיק הימני שולט בתנועות העלרוד ע"י הנעתו קדימה ואחורה ובתנועת הגלגול, ע"י הנעתו ימינה ושמאלה
.הסטיק השמאלי שולט בנסיקה או הנמכה בתנועתו קדימה ואחורה וכמיצר תנועת סיבסוב בתנועתו ימינה ושמאלה.
.WIFI - קשר הפיקוד בין הבקר וכלי הטיס, בד"כ בתחום
.הרחפן הנו כלי טיס סמטרי לחלוטין ועל כן אדיש להגדרת כוון כלי הטיס. משמע שבהגדרה אין לו צד קדמי, אחורי, צד ימין וצד שמאל
.היה והמפעיל יסבסב את הרחפן ב - 90 מעלות יחסית לעצמו, סטיק העלרוד ישלוט בתנועת הגלגלו וסטיק הגלגול ישלוט בתנועת העלרוד היחסית למפעיל
על מנת שהמטיס יוכל לשלוט ברחפן גם כאשר מרוחק ממנו, סומנו לו צדדים מלאכותיים ע"י שתי נורות בד"כ אדומות המגדירות את חזית כלי הטיס ושתיים ירוקות .המגדירות את אחוריי כלי הטיס
.מאחר שמרבית הרחפנים נושאים מצלמה, יש חשיבות תפעולית להגדרות הכוון שלעיל
הערה: יש רחפנים בעלי מבנה שאינו סימטרי. רוחבם גדול מאורכם. המניע לכך הנו ההסתרה שיוצרים מדחפי הרחפן למצלמה בעת שיוט קדימה. ע"י קיצור ממד האורך, גודל ההסתרה קדימה עבור כל מעלת הטית עלרוד, פחות
הגבלה נוספת הנה מניעת הטיית הרחפן במישורי העלרוד וגלגול (באמצעות מערכת חיישנים), מעבר לגודל המוגדר ע"י היצרן. בכך נמנעת האפשרות שהמטיס ברגע של חוסר תשומת לב יביא אותו לביצוע גלגול שסופו ריסוק.(לא קיים ברחפנים אירובטיים
הגברת יציבות הרחפן - יש רחפנים בהם המנועים, ציריהם והמדחפים מוטים מעט למרכז הרחפן. הטיה זו משפרת את יציבות הרחפן ע"ח כושר התמרון בעלרוד וגלגול
.ברחפנים מתקדמים ובפרט אלו המשמים פעילות עסקית יש מערכות עזר רבות המסייעות בתפעול הרחפן ומייתרות חלק מפעולות השליטה שלהלן
השליטה ברחפן
.המראה - הגאי סבסוב, עלרוד וגלגול במצב נטראלי. הגברת כוח המנועים גורמת לו לעלות. הפחתת כוח במידת הצורך, עוצרת את העליה ומשמרת את הגובה
.שיוט - הגברת כוח תוך כדי תנועת הנעת מוט הגוי עלרוד קדימה קלה, תביא את הרחפן לטיסה קדימה
.ככול שיוגבר כוח המנועים תידרש הטיה קדימה רבה יותר. העדר התאמה בין כוח המנוע ומידת ההטיה תגרום לרחפן להאיץ וגם לעלות בגובה
.שיוט לאחור מבוצע באותו תהליך אך בהטיית עלרוד אחורה
פניה - הגברת כוח תך כדי הטיה במישור הגלגול ע"י מוט הגלגול ומעט במישור העלרוד ע"י מוט הגלגול (שניהם באותו המוט), תביא את הרחפן לפנות. בהגיע הרחפן להטיה הנדרשת יש להחזיר מוט הגוי העלרוד לאפס ולהמשיך במשיכת מוט העלרוד לאחור
יישור מפניה - שחרור מוט העלרוד לניוטראל קדימה, ביצוע גלגול ע"י מוט הגלגול והפחתה מותאמת של כוח המנוע, יביאו את הרחפן ממצב פניה לטיסה ישרה ואופקית
.סבסוב - די בהטיית מוט הגוי הסבסוב (המשותף עם כוח המנוע), כדי להביא הרחן לביצוע סבסוב
.אם הסבסוב מבוצע כאשר הרחפן בשיוט, הוא ימשיך בשיוט אך בכוון החדש
סוגי רחפנים
:רחפנים נקראים עפ"י מספר המנועים שלהם
טריקופטר – 3 מנועים
קואדקופטר – 4 מנועים
הקסהקופטר – 6 מנועים
אוקטוקופטר – 8 מנועים.
סוגי רחפנים לפי שימושים שונים
.רחפנים פשוטים - בדר"כ מגיעים מוכנים לטיסה והם קטנים יותר ופשוטים להטסה
.רחפנים קטנים בעלי תכונות מתקדמות - בקר טיסה משוכלל יותר (לעתים עם תכונות מתוחכמות כמו חזרה הביתה באופן עצמאי
.רחפנים בעלי מצלמות או מנשאי ציוד אחר
.רחפנים בהרכבה עצמית נחלקים למספר סוגים
.א. רחפנים לא יציבים באופן מלא לטיסות אוירובטיות בעיקר
.ב. רחפנים מיוצבים באופן מלא כולל
. GPS לשמירת מיקום ולרוב עם פונקציית חזרה הביתה
.ג. רחפנים נושאי ציוד
.ד. רחפנים לצילום, באמצעות מצלמה המותקנת על גימבל - מתקן ייצוב המצלמה
.ה. רחפנים קטנים, נושאי מצלמות, לטיסות מהירות בין עצים ומכשולים שונים
כיום, הנפוץ מאד ביותר הוא רחפן צילום מהאוויר למטרות מסחריות כגון רחפן צילום מבנים, רחפן צילום חפירות ארכיאולוגיות. רחפן צילום בשימוש המשטרה ורחפן צילום צבאי
רעיון השימוש בשני להבי עילוי(ויותר) ובכך להימנע ממדחף אחורי למניעת סיבסוב גוף כלי הטיס, אינו חדש. הרעיון הבסיסי הוצג כבר ב - 1926 ע"י המהנדס ניקולה פלוריני שבנה מסוק דו - להבי ב - 1933.
מסוקים דו-להבים פותחו ויוצרו ע"י מספר יצרנים במדינות: ארה"ב, אנגליה, רוסיה ועוד
(ב - 1948 פותח מסוק בריטי בעל שלושה להבי עילוי. (היחיד מסוגו