двигатели + винты= характеристики (для мультикоптеров и других ла)

SPer2010

Провёл небольшие испытания ВМГ, пост#1436.
Цель, оценить эффективность соосной схемы в сравнении с однамоторной и возможности применения в коптере Y6 весовой категории примерно 1,2 кг.
Итак, что мы имеем:

  • двигатели Ax2213n 600kv;
  • ESC плюш 10А 3.1;
  • батарея 3S 20C;
  • масса соосного ВМГ 160г;
  • расстояние между плоскостями винтов 115 мм.

Сначала для верхнего винта APC SF 11x4,7.

Ток,А 2 4 6 8
Trust,g 190 350 490 680
g/W 7,9 7,4 6,9 7,2

нижний APC 12x6 тонкий элекрический.

Ток,А 2 4 6 8
Trust,g 200 350 500 620
g/W 8,4 7,4 7,1 6,6

оба винта

Ток,А 4 8 12 16
Trust/g 390 680 870 1080
g/W 8,1 7,2 6,1 5,7

Ну а теперь проанализируем результаты измерений. До тока на один двигатель до 4А эффективность соосной схемы уменьшилась всего на проценты, при токе 6А уменьшилась примерно на 15 процентов и при токе 8А примерно на 20 процентов.
комбинация пропеллеров оказалась достаточно удачной.
Y6 с полётным весом 1,2 - 1,4 кг можно строить. При зависании ток будет меньше 15А.
Фото стенда

Echelon
SPer2010:

Провёл небольшие испытания ВМГ, пост#1436.
Цель, оценить эффективность соосной схемы в сравнении с однамоторной…

Ну а теперь проанализируем результаты измерений. До тока на один двигатель до 4А эффективность соосной схемы уменьшилась всего на проценты, при токе 6А уменьшилась примерно на 15 процентов и при токе 8А примерно на 20 процентов.
комбинация пропеллеров оказалась достаточно удачной.

По-моему выигрыш сомнительный, или его даже нет.
Судя по цифрам одна верхняя ВМГ развивает такую же тягу при 8А что и испытанный соосник.
Ниже по току эффективность грамм/Ватт в целом схожа, но если учесть увеличение собственного веса двухмоторной связки, то ее весовой прирост почти и компенсируется небольшим увеличением эффективности в некоторых режимах.

Наверное все же это не оптимальное сочетание “верха” и “низа”.

RID
Basil:

Сделаю тест в статике с одним ВМГ, потом соосно и результаты выложу.

Ждем, интересно. Мои измерения (пост#843) заставили отказаться от такой соосной схемы для небольшого веса.

Echelon:

Наверное все же это не оптимальное сочетание “верха” и “низа”.

А по моему это отличный результат. В этой соосной схеме почти нет потерь. Ее эффективность почти равна сумме одиночных моторов.
Соосная схема по определению вносит только потери. Она не увеличивает эффективность отдельных моторов.

Echelon

Если только как вариант для упрощенной Y-рамы. Иначе конечно потери в сравнении с классической Ж-гексой.

Covax

Так а почему внизу стоит самолетный винт, в чем изюминка?
Про поставить вниз винт больше чем наверх мне еще более менее понятно, но про поменять тип винта совсем не очень. y6 в принципе интересная схема в плане складываемости (читай мобильности) и надежности, полетные качества конечно более сонительны, но тем не менее.

Basil

Могу предположить что, у первого винта задача перемещать статичные массы воздуха, а у второго имеющие уже некую скорость созданную первым, что больше похоже на самолётный режим. Так как мультикоптеры не имели широкого применения, схема соосного ВМГ для них ещё не оптимизирована. На практике такая схема успешно применяется в компрессорах и вентиляторах, где два разных (разный шаг и количество лопастей)пропеллера работают в трубе и между ними установлен направляющий аппарат.

SPer2010

Василий правильно пишет. А почему нижний самолётный? Просто для него родная стихия работать в скоростном набегающем потоке. Под это и оптимизирована конструкция - узкие лопасти , большой угол. Беда в другом, большой вес. Если 11х4,7 13,5 г, то12х6 аж 28,5. Но нет худа без добра, он практически неубиваемый - что для нижнего винта весьма ценное качество.

Basil

Соосные ВМГ с заметно разными по форме и массе винтами, теоретически правильно использовать в Х8, где “про” и “контро” взаимно скомпенсированы, в схеме У6 разница в противодействии утраивается, что в последствии повлияет на стабильность по рудеру.

SPer2010

Но эту проблемы для Y6, я думаю, можно можно будет сгладить применив для задней ВМГ одинаковые винты и пусть немного пострадает подъёмная сила.
И ещё, навскидку, компактная схема может получится в трикоптере с соосными ВМГ. При этом нагрузка на поворотный узел окажется более сбалансированной. Ведь и у трёхи и Y6 , я так думаю, функциональная нагрузка на передние ВМГ минимальная: подъёмная сила да перекос, так ведь?

AndroNNNio
SPer2010:

Цель, оценить эффективность соосной схемы в сравнении с однамоторной и возможности применения в коптере Y6 весовой категории примерно 1,2 кг.

Интересно было бы посмотреть на реально летающем аппарате.

Basil
SPer2010:

Но эту проблемы для Y6, я думаю, можно можно будет сгладить применив для задней ВМГ одинаковые винты и пусть немного пострадает подъёмная сила.

Потеряются все плюсы.
Может всё таки применить одинаковые винты? Один-то винт согласовать с мотором проблема без должных знаний, а тут два одинаковых мотора с разными винтами!

SPer2010

Одинаковые, так одинаковые.

APC SF 11x4,7

A 4 8 12 16
V 11,7 11,7 11.6 11,4
g 390 670 860 1070
g/W8,3 7,2 6,2 5,9

Ну вот нижние SF при том, что меньше диаметром и шагом оказались бойцами и это уже интересный расклад.
Хотя SF это тоже не вертолётные винты, а самолётные , но оооочень медленные

Covax

Отлично, значит можно не заморачиваться разными пропеллерами.

SPer2010

Сергей, я думаю, что здесь положительный вклад и достаточно большого расстояния между винтами, то есть верхняя и нижняя группы достаточно развязаны по потоку. Периферийная часть верхнего потока, а он имеет достаточно большую конусность, не попадает в рабочую зону нижнего. И каждая группа работает КАК-БЫ независимо. При этом тяга в некотором диапазоне мощностей КАК-БЫ суммируется.

Basil
SPer2010:

Сергей, я думаю, что здесь положительный вклад и достаточно большого расстояния между винтами, то есть верхняя и нижняя группы достаточно развязаны по потоку. Периферийная часть верхнего потока, а он имеет достаточно большую конусность, не попадает в рабочую зону нижнего. И каждая группа работает КАК-БЫ независимо. При этом тяга в некотором диапазоне мощностей КАК-БЫ суммируется.

С помощью дыма можете своё предположение подтвердить или…

SPer2010

Теперь то же , что в #1451, но расстояние между винтами минимально возможное - 95 мм.

A 4 8 12 16
V 11,75 11,6 11,5 11,3
g 370 665 850 1030
g/W 7,9 7,2 6,2 5,7

Практически то же самое, ну может на проценты хуже, хотя эта разница поглощается погрешостью измерений.

Covax

А если моторы поставить на проставки и разнести между собой винты сантиметров на 10, кпд еще больше улучшится?

SPer2010

Так у меня предыдущие измерения были при расстоянии 115 мм.
И ещё один немаловажный момент, для #1155 общий вес соосной ВМГ снизился со 160 до 125 г.

Basil

Как и обещал тест моторы и APC 14x4,7 SF пока лучшие (винты карбон показали эффект. ниже АРС на 15% и шумней, но красивые и легче)
1ВМГ/12v
g ; 250/500/600
А ;1,8/4,0/5,0
W ;21/49/60
g/W;11,9/10,2/10

2ВМГ соосно 12v
g ;250/500/600/900
A ;1,6/4,0/5,0/9,0
W ;20/47/60/105
g/W;12,5/10,6/10/8,6

2ВМГ соосно 15,5v
g ;250/500/750/1000/1500
A ;1,2/2,8/5,0/8,0/14,0
W ;19/45/81/125/220
g/W;13,1/11,1/9,2/8,0/6,8

Между винтами 80мм, вывод, чем ближе, тем лучше!

vet

А ведь верхний и нижний крутятся, по-идее, с разной скоростью? По крайней мере в районе средних оборотов.

Замерял ли кто-нить обороты?

Covax

С чего бы это? Только во время рысканья, а так практически одинаковые обороты.