¿Por qué algunos quadcopters usan cuatro hélices mientras que los helicópteros usan solo dos?

Se trata de la relación potencia / peso y masa giratoria.

Por “Drone” supongamos que te refieres a un quadcopter eléctrico o similar. Utiliza cuatro (o más) motores eléctricos para hacer girar hélices fijas livianas.

Se crean cantidades variables de elevación en las esquinas acelerando o desacelerando la hélice: un pequeño motor eléctrico y una hélice liviana pueden cambiar la velocidad rápidamente.

Un helicóptero es mucho más pesado y utiliza un solo motor de alta potencia para hacer girar una hélice pesada. Se crean cantidades variables de elevación cambiando el paso de la hélice, ya que no es posible acelerarla o desacelerarla rápidamente (es demasiado pesada y el motor no es lo suficientemente potente). Típicamente en un helicóptero, el motor genera la misma potencia todo el tiempo, pero el paso de las palas cambia para crear más o menos elevación.

Si escalaras un dron, los motores y las hélices más pesados ​​serían demasiado grandes para cambiar la velocidad rápidamente, y no sería controlable.

Es por eso que los drones más grandes tienden a tener más motores, para mantener la agilidad de cada par motor / pala dentro de límites aceptables para controlar el vuelo.

Los helicópteros deben resolver algunos problemas para funcionar. Deben descubrir cómo generar empuje en una dirección útil (principalmente hacia abajo) y también rotar. Las hélices son una forma de generar empuje. Cada hélice también genera torque alrededor de su centro. Los helicópteros clásicos equilibran el torque de la pala principal con el empuje del rotor de cola. Los cuadrotorsores equilibran los pares con pares de hélices que giran en direcciones opuestas. Los octocopters tienen pares aún más equilibrados. Los helicópteros coaxiales equilibran los pares girando dos unidades de rotor principal en direcciones opuestas apiladas una encima de la otra.

Respuesta pequeña y simple
La complejidad y el costo son dos factores básicos,

Los helicópteros funcionan en 1 hélice para empujar a otro en dirección. 4 hélices costarán más.
Los drones de rotor múltiple UAV usan más rotores para empuje y estabilidad. Si se ven adecuadamente, los quads tienen circuitos electrónicos y circuitos muy complejos y a gran escala es muy inferior y también son principalmente electrónicos, los helicópteros son básicos y funcionan mucho más simples y son bastante menos digitales. Ambos son buenos en sí mismos, y tienen sus pros y sus contras y se mantendrán a menos que uno de ellos tenga un avance en la tecnología.

Los helicópteros tienen rotores articulados. Lo usan para controlar la dirección del empuje. El mismo efecto se puede lograr con 4 rotores fijos, modulando las velocidades del motor. Esto es más barato, más robusto (no necesariamente más eficiente ni sigiloso).

Los drones requieren una mayor maniobrabilidad y más agilidad ya que vuelan en áreas más confinadas o difíciles. Más rotores proporcionan más control.

Pero más partes móviles significa más riesgo de que algo salga mal. Los drones no están tripulados y el choque no será tan costoso y trágico como el de un helicóptero. Para que puedan darse el lujo de tener más rotores.

Los UAV pequeños con motor eléctrico utilizan diseños Quad debido a la facilidad con la que se programan para los modos de vuelo vertical y horizontal. Pero tienen una carga útil limitada debido a su escala y capacidad de elevación de la cuchilla. No existen aviones Quad de largo alcance porque no tiene sentido desde una perspectiva de diseño hacerlo.

Grandes helicópteros como el Boeing CH-47D / F Chinook
son enormes como son, pero tienen un peso inmenso y tienen un rango razonable de capacidad de carga útil.

Si quisiera la misma capacidad que un Chinook construido como un rotor Quad, el tamaño de la máquina sería inmenso, complejo y costoso de operar. Agregando insulto a la lesión, aumentaría el espacio que requeriría un rotor cuádruple para despegar y aterrizar. ¡El ruido también sería ensordecedor!

Ambos están diseñados para diferentes propósitos y limitaciones de tecnología disponibles.

Usamos 2 drones a motor que se llaman Bicopters o Dual-copters.

También tenemos 2 helicópteros a motor llamados Chinooks.

Helicopters usa solo un motor para levantar, el otro es para evitar que gire debido a los efectos del momento en el aire.

Google todos los términos anteriores para una aclaración visual.

Solo puedo dar una respuesta breve y superficial:

Leí en alguna parte de Internet que la configuración de la hélice de un helicóptero es más eficiente. Su hélice principal es más avanzada porque puede hacer más de lo que puede hacer una hélice en un quadcopter.

Los cuadricópteros son tan ubicuos como lo son porque la tecnología necesaria para obtener un vuelo estable es menos costosa que la del helicóptero. Un quadcopter puede tener hélices fijas, mientras que la hélice principal del helicóptero debe poder hacer más que solo rotar.

Lo siento, esto no es más detallado.

La estabilidad funciona de manera diferente con el tamaño.