Poradnik doboru silnika

Autor: Michal Szymczyna W: Artykuły Data: Komentarze: 1 Wyświetleń: 929

Podstawowym kryterium związanym z doborem silnika jest typ modelu jaki chcemy zbudować. Na takim etapie ciężkie jest oszacowanie wagi drona, dlatego zaczynamy od wyboru ramy, co zawęzi zakres poszukiwań. Dla naszego przykładu będzie to rama QAV250. Z racji długości ramion możemy wykluczyć wszystkie silniki, które najlepiej spisują się ze śmigłami 6”, czyli np. MT2206. Takie śmigła nie zmieszczą się do naszej ramy przez pozostają nam 5 calowe śmigła. Dobrym wyborem będą natomiast  silniki MT2204, czy DX2205, które doskonale pracują z 5-calowymi śmigłami. Zawsze staramy się dobrać maksymalnie jak największe śmigło do naszej konstrukcji. Większe śmigło to zawsze większa sprawność naszego układu.

mt2204-specification-2.jpg

Tabela silnika

Głównym źródłem wiedzy dotyczącej silników jest tabela testów, którą dostarcza producent. Znajdziemy tam takie dane jak pobór prądu, moc, wydajność, w konfiguracji z różnymi śmigłami i z określonym napięciem zasilania. Sprawdźmy parametry silnika na przykładzie wcześniej wspomnianego silnika MT2204 firmy Emax.

W tabeli interesują nas przede wszystkim 3 parametry:

Ciąg (thrust) – siła jaką potrafi wytworzyć nasz silnik. Wraz z jego wzrostem rośnie również prędkość i udźwig.

Wydajność (efficiency) – stosunek ciągu do mocy. Oczywiście im większa wydajność tym lepiej, jednakże w przypadku małych silników o wysokiej prędkości obrotowej parametr ten nie jest aż tak ważny, ponieważ ich wydajność jest dość niska. Nie jest to jednak odczuwalne podczas pracy silnika. Inaczej sprawa ma się w większych dronach, gdzie duża wydajność jest ważnym kryterium, a bardziej wydajne silniki są zazwyczaj sporo droższe.

Pobór prądu (current) – maksymalny pobór prądu silnika, na podstawie tego parametru dobieramy odpowiedni regulator ESC pamiętając o niewielkim zapasie.

Stosunek ciągu do wagi

Najważniejszym warunkiem jaki muszą spełnić silniki drona, to łączny ciąg średnio dwukrotności całkowitej masy multicoptera. Innymi słowy, model powinien unosić się w połowie maksymalnej wartości gazu. Jest to wystarczająca ilość dla spokojnego lotu większych dronów, oraz modeli klasy 250 przeznaczonych do nauki i FPV. Chcąc latać szybciej lub wykonywać akrobacje, możemy zwiększać stosunek ciągu do wagi, który w dronach wyścigowych dochodzi nawet do 8:1. Oczywiście stosunek ciągu silników do wagi modelu wynoszący 60% (silniki mają ciąg 10kg, model waży 6kg) również jest dobrym wynikiem. Nie należy przekraczać 70% ponieważ nadmiernie eksploatujemy silniki. Taki model będzie latać jak i również przy stosunku 10kg ciągu i 9kg model (90%) - jednak będzie to bardzo powolny lot z słabymi reakcjami i całkowitym brakiem zapasu mocy.

Przykład:

Chcemy zbudować podstawowego drona klasy 250 przeznaczonego do nauki lotu i FPV.

Lista części:

•  Rama QAV250 – 104g

•  Silniki – możemy oszacować, że łączna waga silników przeznaczonych do tego typu modelu wyniesie 100g

•  ESC 18A z BLHeli_S – 8g x4

•  Śmigła 5030 – 2,5g x4

•  Odbiornik FS-iA6 - 17g

•  Pakiet LiPo 2200mAh 25C 3S – 170g

•  Kontroler lotu Flip32 – 9g

•  Zestaw FPV – 50g

•  Płytka dystrybucji prądu oraz przewody: 20g

Sumując wszystko, otrzymujemy wagę 510g. Biorąc pod uwagę rekomendowany stosunek 2:1, całkowity ciąg modelu powinien wynosić 1000g, czyli 250g na każdym silniku.

Sprawdźmy, czy wcześniej wspomniany silnik nadaje się do tego coptera. Z tabeli danych MT2204 2300KV możemy odczytać, że maksymalny ciąg przy napięciu 3S i ze śmigłami 5x3 wynosi 310g. Wszystkie silniki łącznie wytworzą ciąg 1240g.

Obliczamy stosunek ciągu do wagi tego modelu:

1240/500=2,5

Stosunek ciągu do wagi wynosi 2,5:1, a nasz copter będzie się unosił przy 40% wychyleniu gazu. Taki zapas pozwoli nam na wykorzystanie pakietu o większej pojemności, np. 3000mAh 30C 3S. Możemy również pozostać przy pierwotnej konfiguracji, co zaowocuje większą prędkością drona.


Technologia i miniaturyzacja RC rozwija się na tyle dynamicznie, że w dzisiejszych czasach naprawdę nietrudno zbudować model o niewielkiej masie i imponujących parametrach. Przykładowo, zaoszczędziliśmy sporo wagi wybierając nowoczesne regulatory KS-Servo z oprogramowaniem BLHeli_S, które są 4 razy lższejsze niż tradycyjne ESC BLHeli z kondensatorem. Do naszego modelu nadawałby się również silnik MT1806, który jest lżejszy o 10g niż rotor wybrany przez nas, a oferuje bardzo podobne parametry. Jednakże jego mniejszy rozmiar może spowodować przegrzewanie się, co negatywnie wpłynie na jego pracę i osiągi. MT2204 będzie znacznie lepiej odprowadzał ciepło, a różnica w wadze praktycznie nie wpłynie na zachowanie modelu. W przypadku niewielkiej różnicy wagowej warto decydować się na większy silnik.

Do modelu drona małego i wyścigowego proponujemy rewelacyjne silniki DX2205 w dwóch wersjach 2300kv oraz 2600kv. Posiadają świetne osiągi przy zachowaniu świetnej ceny. Wykonanie silników plasują je bardzo wysoko.

Komentarze

Utworzono środa, styczeń 4, 2017 Autor Jakub Bogaczyk Link do komentarzy
Całkiem nieźle, co do esc od KS to sam latam na na tym OEMie cykad i sprawują sie świetnie :) Mówiąc o śmigłach to proponowałbym zaczynać od 5045 czy 5040x3. Tylko ze względu na to że 5030 potrafią nauczyć złych nawyków przy np ustawianiu PIDsów .
Showing 1 - 1 of 1 item

Zostaw komentarz