Теория вертолета и мультикоптера
По многочисленным просьбам участников форума решил создать новую тему по теории вертолетов (в том числе многороторных). Предлагаю размещать здесь вопросы и ответы, касающиеся расчета летательных аппаратов с несущим винтом, теории и расчета их отдельных компонентов, а также ссылки на материалы (статьи, книги, записи в дневниках), относящиеся к этим вопросам.
Итак:
-
Прекрасная библиотека книг на русском и английском языках по авиационной тематике: airspot.ru/library Все бесплатно.
-
Серия статей по вопросам проектирования, которые опубликовал в своем дневнике (в обратном хронологическом порядке, новые - первые):
-
Максимальная продолжительность полета и коэффициент совершенства электрического вертолета
-
Еще один критерий выбора массы аккумулятора для электрического вертолета
-
Продолжительность полета электрического беспилотного вертолета
Поехали…
Сейчас меня очень интересует вопрос расчета характеристик бесколлекторного мотора. Не его внутренних процессов, а именно внешних характеристик. То есть зависимость момента от оборотов при постоянном напряжении (газе, управляющем сигнале) и зависимость оборотов от величины управляющего сигнала при постоянной нагрузке (моменте). Какие данные нужны для расчета этих характеристик?
Вот здесь www.avislab.com/blog/tag/brushless/ есть самый толковый, на мой взгляд, из того, что видел, материал по бесколлекторным моторам. Но ответов на свои вопросы там не нашел. Написал два письма с вопросами автору материала, но он не отвечает 😦
Сегодня на сайте APC появилась новая версия аэродинамических данных пропеллеров: www.apcprop.com/v/…/datalist10-20-14.asp
Статический потолок электрического вертолета: офигеть!
вопрос не в теории, а в скороподъемности. для достижения 3км уходит минут 10-12 (5м\с). При этом если висение 50%, то для обеспечения скороподъемности тратится на 20%-25% больше энергии.
т.е. “40 минут плавнолетающий долголет” запрыгнет максимум на 4-4.5 км. это из расчета энергопотребления 0.75 для управляемого спуска в штиль (на всей высоте полета, что практически нереализуемо, т.к. на 700м и 2 км почти всегда чуток поддувает больше ожидаемого)
Если говорить про падение камнем вниз с последующим торможением на высотах 150-200м, то тут необходимо проверять способность системы раскрутить ВМГ и восстановить равновесие.
P.S. Не стоит забывать про разность температур на земле и на 4км. (падение характеристик АКБ, которое не учтено в расчетах). при этом взлетая в +10 градусов во влажной среде, на 3 км вы получаете обледенение части поверхностей, что невозможно не учитывать.
вопрос не в теории, а в скороподъемности.
Согласен с тем, что Вы написали. Кроме процитированной фразы 😃 Теория и скороподъемность никак друг другу не противоречат. И скороподъемность тоже можно считать. Отчасти сейчас этим и занимаюсь. Видимо, можно считать полученные цифры теоретическим верхним пределом потолка. Проблема с батареей от охлаждения, мне кажется, преувеличена. Во-первых, возможна термоизоляция, во-вторых, при работе она сама греется.
И вообще, потолок - это максимальная высота, на которой аппарат может висеть. А не та, на которую он может подняться 😃
Вот интересный материал по теории мультикоптера. В первую очередь меня интересовало описание мотора.
Там очень внятные формулы. Расчеты по ним дают хорошее соответствие с экспериментальными данными, в частности, с данными Никиты Есенина.
Но остаются вопросы.
-
Как я понимаю, под током и напряжением в формулах надо понимать действующие (то есть усредненные) ток и напряжение на моторе, а не на регуляторе.
-
Ток I0. Вроде бы, понятно. Но, например, в калькуляторе в данных о моторе дается ток холостого ходя при указанном напряжении. Например, для мотора Sunny Sky X4108S 380KV ток 0,2А при 10В. Значит ли это, что этот ток будет меняться пропорционально напряжению? Или как?
Кто разбирается в вопросе, подскажите.
У меня просьба к тем, у кого есть стенды для тестирования ВМГ. Сделайте пожалуйста опыт с холостым ходом моторов. То есть мотор без пропеллера крутим от малых оборотов до полных и фиксируем напряжение, ток и обороты. Можно и процент газа, если не лень. Ну, и марку мотора, конечно, фиксируем. Мне бы такую статистику по нескольким моторам надо. Заранее благодарю.
То есть мотор без пропеллера крутим от малых оборотов до полных и фиксируем напряжение, ток и обороты.
На дешевых ESC на макс. оборотах (полной мощности) на холостом ходу грозят выходом и строя регулятора
макс. оборотах (полной мощности)
На холостых макс обороты - это не полная мощность, а очень малая мощность. Про опасность такого режима для регуляторов не возьмусь судить. Но, по идее, токи минимальные.
В идеале тестовый стенд ВМГ желательно разместить в неком гермообъеме подобрав соответствующую емкость. Врезать вакуумметр, глубокий вакуум нам не нужен, соответственно можно обойтись недорогим насосом, если никуда не спешить подойдет пожалуй даже вакуумный водоструйный насос.
Соответственно постепенно откачивая давление можно отследить нужные параметры. В том числе максимально возможный статический потолок при котором конкретный экземпляр ВМГ может выдавать приемлемую тягу которой еще хватит для удержания аппарата в воздухе.
В идеале тестовый стенд ВМГ желательно разместить в неком гермообъеме
Это остроумно, конечно! Но вряд ли кто-то будет этим заниматься. К тому же, “сосуд” должен быть немаленький, иначе замкнутые потоки воздуха исказят всю картину.