Search in topic

Доработки микросамолёта SU-26m

уважаемый М.Ф. вот Вы пишите, что Vladimir88 человек из прошлого, а что тогда Вы привнесли в наше настоящее? у Vladimir88 я лично многому научился и многое для себя подчерпнул, его эксперименты дают огромную почву для разного рода размышлений и расчётов. если бы хоть 5 % от моделистов делилось бы так своим опытом, то возможно подростков, которые на лавочках пьют пиво у подъездов и матерятся было бы меньше.

Владимир вы так сильно не бейте себя в грудь про свои заслуги, тем более, что я их не умаляю 😃 Я в действительности очень благодарен вашим сообщениям, т.к. сам купил сушку прочитав ваши темы.
И насчет “человека из прошлого” на что вы собственно обиделись, внимательно прочитайте. Я сказал что решения вами принимаются исходя из прошлого опыта, а я смотрю из будущего. Другими словами вы говорите: “без редуктора невозможно”, а я говорю: “мне нужно без редуктора и поэтому я найду приемлемое решение”

приведу выдержку авторитетного мнения из вашего сообщения

При очень малых отношениях шаг/диаметр очень большая часть энергии тратится просто на сопротивление лопастей (не создавая тягу).
…из двух винтов, имеющих близкую тягу, лучше выбрать тот, на котором обороты больше (это значит, что двигатель меньше потребляет тока

Здесь я вижу для себя, что винт с маленьким шагом на высоких оборотах более эффективен, чем винт с большим шагом на малых оборотах. Это я и планирую осуществить на моторе с высоким kV и винтом маленького шага. Планирую обойтись без редуктора.

Я не говорил, что без редуктора нельзя, а говорил, что с редуктором при равной тяге мото-установки самолёт получается легче.
Не больше и не меньше.
И это всё!

Михаил, извините меня за резкость и эмоциональность!
Желаю Вам осуществления ожиданий от нового двигателя, да я его и сам с нетерпением жду для замеров и использования!

уважаемый М.Ф. вот Вы пишите, что Vladimir88 человек из прошлого, а что тогда Вы привнесли в наше настоящее? у Vladimir88 я лично многому научился и многое для себя подчерпнул, его эксперименты дают огромную почву для разного рода размышлений и расчётов. если бы хоть 5 % от моделистов делилось бы так своим опытом, то возможно подростков, которые на лавочках пьют пиво у подъездов и матерятся было бы меньше.

Уважаемый Брик. Мой ответ вам немного не в тему про микросамолеты, но все же это мой личный опыт и второго такого вертолета на форуме нет. Вот, например, это привнес в настоящее. 😃
rcopen.com/forum/f96/topic95129
Я там отвечаю на вопросы по этому микробу кому интересно. Имеет смысл прочитать всю тему и ссылки мои на другие темы посмотреть.

Почитал немного племику на тему “редуктор” - “без редуктора”…
Независимо от самой полемики очень понравился подход Vladimir88 - проверить (и измерить) разные движки с разными винтами, регуляторами, аккумуляторами. Еще очень понравился комплексный подход к оценке веса - надо учитывать все.
Теперь о “редуктор” - “без редуктора”.
Легко доказать, большой низкооборотистый винт с большим шагом на той же подводимой мощности даст бОльшую тягу, чем более высокооборотистый винт с мЕньшим диаметром и/или шагом.
Редуктор имеет недостатки - вес, надежность, КПД не равный 100%
Но имеет и серьезное преимущество - может ПРАВИЛЬНО нагрузить двигатель с достаточно крупным (шаг, диаметр) винтом.
Что значит ПРАВИЛЬНО?
Крутящий момент двигателя пропорционален I-I0, где I - рабочий ток, I0 - ток без нагрузки. Обороты двигателя равны Kv*(U-I*R). U - напряжение питания, R - сопротивление всей цепи питания ( сопротивление обмоток + сопротивление проводов + сопротивление регулятора + сопротивление Акк).
При плавном увеличении нагрузки (размер винта) сначала достигается точка максимального КПД, затем (на токах в 2-3 раза бОльших) точка максимальной мощности. Если нагрузку (винт) увеличивать дальше, то мощность двигателя начнет падать (просто обороты будут падать быстрее, чем расти ток). И вот ПРАВИЛЬНАЯ нагрузка подразумевает (если Вы хотите получить большую тягу), что ток должен находиться между точкой максимального КПД и точкой максимальной мощности. Чем ближе при этом окажется точка максимального КПД, тем лучше.
Прозвучала здравая и интересная мысль - подобрать движок с подходящим Kv и обойтись без редуктора. К сожалению, тут есть подводный камень - чем больше Kv, тем больше возможная мощность двигателя (имеется ввиду одна и та же серия двигателей). Причина простая Kv обратно пропорциональна количеству витков, а сопротивление обмотки пропорционально КВАДРАТУ количества витков.
Вот пример. D1400 TURNIGY (не знаю, насколько они хорошие, просто на них есть подробные данные)
D1400-2000 I0 - 0.2A, R - 1.46 Ом
D1400-3000 I0 - 0.3A, R - 0.585 Ом
D1400-4500 I0 - 0.4A, R - 0.382 Ом

Вот что получается при рассчете по вышеописанным формулам для 3.7 В. Реально будет хуже.

Точка максимального КПД (мощность на валу, ток, обороты)
D1400-2000 Мощность на валу - 1.3 Вт, I - 0.7 А, N -5300
D1400-3000 Мощность на валу - 3.1 Вт, I - 1.4 А, N -8600
D1400-4500 Мощность на валу - 4.2Вт, I - 1.8 А, N - 13500

Точка максимальной МОЩНОСТИ (мощность на валу, ток, обороты)
D1400-2000 Мощность на валу - 1.9 Вт, I - 1.3 А, N -3500
D1400-3000 Мощность на валу - 5.1 Вт, I - 3.0 А, N -5700
D1400-4500 Мощность на валу - 7.8 Вт, I - 4.2 А, N -9300

Сравните возможные мощности. В итоге вопрос “редуктор - не редуктор” определяется тем, где Вы хотите потерять… На маленьком винте? На КПД/надежности редуктора? На более тяжелом двигателе? На тяжелом реге и Акке?
P.S. Забыл написать чему равна мощность на валу
W=(I-I0)*(U-I*R) Естественно, это “в идеале”. А практически все эти формулы не учитывают довольно много всяких “мелочей”. Тем не менее, ими активно пользуются для оценок.

…Сравните возможные мощности. В итоге вопрос “редуктор - не редуктор” определяется тем, где Вы хотите потерять… На маленьком винте? На КПД/надежности редуктора? На более тяжелом двигателе? На тяжелом реге и Акке?..

Сергей, спасибо за полезную информацию, которую Вы нам дали.
Но несмотря на это у меня остались “простые” вопросы.

1. Берём один и тот же мотор с редуктором и без него.
   В каком случае максимально- возможная тяга будет выше, и что будет с потребляемой мощностью в этих вариантах.

2. Если с редуктором тяга получается больше, то на сколько гипотетический, аналогичный по свойствам мотор может иметь меньшую электрическую мощность, чтобы сравняться по тяге с мотором без редуктора?

Я там отвечаю на вопросы по этому микробу кому интересно. Имеет смысл прочитать всю тему и ссылки мои на другие темы посмотреть.[/QUOTE]

извините и меня тоже. наверно тоже слегка погорячился, что Вы ничего не привнесли в настоящее, наверное каждый, кто пишет на этом форуме привносит свою крупицу в общее дело моделизма, просто у кого-то эта крупица немного больше, у кого - то меньше.
с наступающим всех!

Владимир и все, кто сюда заглядывает!
Поздравляю с наступающим Новым годом! И желаю всем здоровья и много новых, интересных микро-моделей! А также, удачных полетов и летной безветренной погоды!

1. Берём один и тот же мотор с редуктором и без него.
   В каком случае максимально- возможная тяга будет выше, и что будет с потребляемой мощностью в этих вариантах.
2. Если с редуктором тяга получается больше, то на сколько гипотетический, аналогичный по свойствам мотор может иметь меньшую электрическую мощность, чтобы сравняться по тяге с мотором без редуктора?

Проще ответить на второй вопрос. На примере. Из моего предыдущего сообщения.
Допустим на каком-то винте на двигателе D1400-3000 (возможно 6*4 или 7*3) получили максимальную тягу и ток при этом был 3А. Для него имеем:
Мощность на валу - 5.1 Вт, I - 3.0 А, N -5700
Ту же мощность развивает двигатель D1400-4500 на токе 2А (близко к максимальному КПД), но обороты у него при этом около 13000. Так что, мы получим ту же тягу, использовав D1400-4500 с редуктором около 1:2.5. При этом ток будет в полтора раза меньше.
Чтобы ответить на первый вопрос, нужно будет немного “теории на пальцах” - в том смысле, что не будет “заумных формул реального винта”, а будут только довольно общие соображения (которые при этом, с точностью до коэффициентов, достаточно точно отражают работу винта).
1 Тяга винта создается отбрасыванием струи воздуха назад с некоторой скоростью. Условно можно считать количество отбрасываемого воздуха равным M=P*S*V*T*K1*K2, где P - плотность воздуха, S - ометаемая площадь( 3.14*D*D; D - диаметр винта), V - произведение шага на скорость вращения (в м/с), T - время, K1 - коэффициент, связывающий ометаемую площадь винта и “площадь струи”, K2 - коэффициент, связывающий N(об/сек)*H (шаг) и “скорость струи”.
Если вспомнтить из физики F*T=M*V, то получим тягу
F=(P*S*V*T*K)*V=D*D*V*V*K, где K=3.14*P*K1*K2, Первое V - “скорость, попавшая из массы”, а второе V - просто скорость
F=D*D*V*V*K
Какая нужна мощность (в идеале, без учет всяческих потерь)?
Вспомним кинетичекую энергию.
E=M*V*V/2 ; W=E/T (W мощность); W=(D*D*V)*V*V*Kw
W=D*D*V*V*V*Kw (Kw - коэффициент, куда вошла 1/2 и остальные коэффициенты)
Итог:
Тяга винта пропорциональна КВАДРАТУ его диаметра и КВАДРАТУ произведения шага на скорость вращения.
Потребная мощность пропорциональна КВАДРАТУ его диаметра и КУБУ произведения шага на скорость вращения
*** Конкретный расчет ведется по заумным формулам, учитывающим:

• форму лопастей;
• кривизну лопастей;
• профиль лопастей;
• краевые эффекты на концах лопастей;
• краевые эффекты в центральной области винта;
• и, вообще, струя воздуха подсасывается из окружещего воздуха и распространяется в нем же, так что работает куча математики, описывающаа взаимодействие со средой (самые простейшие из них - законы Паскаля и Бернули).
  ***
  2 Следствие п1.
  Подобные винты (что считать ПОДОБНЫМИ) - отдельный вопрос) обладают следующими свойствами:
  Тяга винтов пропорциональна КВАДРАТУ отношений их диаметров и КВАДРАТУ отношения произведений шага на скорость вращения.
  Потребная мощность пропорциональна КВАДРАТУ отношений их диаметров и КУБУ отношения произведений шага на скорость вращения.

3 “Очевидные потери”. Имеются ввиду потери, не связанные с “жуткой математикой”.
1 Профильное сопротивление лопастей. Лопасть движется в воздухе. Есть трение, есть неидеальность обтекания. Так же как и у крыла, есть ПРОФИЛЬНОЕ сопротивление. Большой у него вклад или маленький?
Попробую просто на примере. Есть винт 5*3 и винт 6*3. Попробуем оценить разницу профильных сопротивлений на скорости вращения 9000 об/мин=150 об/сек. D1=12.5см D2=15см. Так что, оцениваться будет сопротивление кончиков лопастей по 1.25см, средний диаметр 13.75см.
V (скорость лопастей) = 150(1/сек)*13.75(см)*3.14=6475см/сек=65м/сек
Будем считать, что средняя ширина кончиков лопастей чуть меньше 1см и площадь кончиков S=2 см^2= 0.02 дм^2
Подсчитаем Re (для ширины лопасти 1см=10мм) Re=69*X*V=69*10*65=45000.
Для таких Re (и учитывая малую хорду, и, как следствие хреновый профиль)
Сх (коэфициент профильного сопротивления) будет иметь величину от Сх=0.03 до Сх=0.05; будем считать, что Сх=0.04
Упрощенная формула расчета аэродинамических сил F=0.6*С*S*V*V, где С - аэродинимический коэффициент (Сх, Сy, CL, CD, сила в граммах, площадь в дм^2, скорость в м/сек)
F=0.6*0.05*0,02*65*65=2г. Потребная для этого мощность W=F*V=2*65/102=1.3 Вт (102 - перевод в Ньютоны)
А теперь сравните эту мощность с мощностью на валу используемых двигателей (винт 6*3 на этих оборотах дает 120-150г тяги). И при этом посчитана “бесполезно теряющуюся мощность” при переходе от 5*3 к 6*3. То есть, полная “бесполезная потеря” будет больше в раза в два - три…
Следствие.
У маленьких маломощных винтов очень приличный процент мощности теряется просто на “вращение винта” (несколько десятков процентов).
Эти потери пропорциональны КУБУ скорости вращения (если считать в об/мин; сила пропроциональна квадрату скорости и умножается на скорость) и ЧЕТВЕРТОЙ степени диаметра (площадь лопасти условно можно считать пропорциональной диаметру и скорость пропорциональна диаметру).
Следствие. Винты с маленьким шагом менее выгодны, чем винты с большим шагом (близкие к оптимальным - “квадратные”, у которых диаметр и шаг равны), так как у них, при тех же “бесполезных потерях” больше энергии уходит на “толкание воздуха”)
2 Закручивание воздуха винтом. Никогда не пытался толком оценить. Для не очень больших шагов (шаг меньше 1.5* диаметр) эти потери не очень велики.
************
А теперь посмотрите на все, что написано выше. К сожалению, это надо учитывать при оптимизации ВМГ.
Возьмем движок D1400-4500
На напряжении 3.7 В с винтом 5*3 он даст тягу около 100г (у меня столько же
дал приблизительно на тех же оборотах D1811-1800 на 7.4В) и ток при этом будет около 4А, обороты - 9000.
" бесполезные потери" я когда-то для этого режима оценивал W=2-3 Вт
Ставим редуктор 1:3 и рассчитываем под те же обороты двигателя.
Поставим винт с шагом 6. Тогда N*шаг составит 2/3 от исходного. Тяга при том же диаметре - 4/9, мощность 8/27.
“Восстановим мощность” увеличением диаметра. Диаметр надо увеличить в корень квадратный из 27/8. D=9. При этом ометаемая площадь будет 27/8.
Сответственно, тяга - (4/9)*(27/8)=3/2. То есть, тяга увеличилась в полтора раза при той же мощности. Винт получился - 9*6. Можно оценить и изменение “бесполезных потерь”. Скорее всего, они уменьшатся (за счет уменьшения скорости лопастей в м/с)…

К сожалению, это - “теория”, а практически надо все подбирать и пробовать.
Лично у меня попытка использовать редуктор не получилась - не сумел сделать хороший редуктор и все потерял на нем…

Сергей, большое спасибо за такой подробный анализ, из которого следует подтверждение моих практических замеров.

Таким образом Вы подтвердили с теоретической точки зрения, что использование качественного редуктора при одной и той же тяге позволяет экономить на потребляемой мотором мощности и как следствие- на весе системы , т.к. для меньшей мощности можно использовать меньшие по весу мотор, регулятор и аккумулятор.

…такой подробный анализ, из которого следует подтверждение моих практических замеров…

К сожалению, анализ, даже подробный - это только слова. Намного важнее и полезнее то, что сделали Вы. На этих размерах и мощностях теория работает очень условно. Не зря же на винтах разных фирм (с похожим параметрами) получаются разные результаты.
Практически анализ пригоден только для первоначальных оценок и позволяет (не всегда правильно) определить, в каком направлении двигаться при оптимизации ВМГ.
И последне из теории и практики (скорее, следствие моих замеров).
Я проводил измерения на карусели - то есть, измерял не статическую тягу, а тягу на разных скоростях движения от нуля до скорости, близкой к скорости полета моего мотопланера. Измерения не особо хорошие (было лень действительно хорошо оборудовать карусель).
Обычно на картинках приводят почти линейное падение тяги от скорости полета. Максимум - статическая, а потом практически линейно падает до нуля при скорости полета равной N*(шаг) (м/с).
Я проводил замеры при разных N*(шаг) и разных небольших винтах (N*(шаг) был от 10 до 15м/с). Скорость карусели - от нуля до 6м/с. Результат:
Тягу лучше описывает не линейная зависимость, а разность квадратов скоростей
F=Fst*(Vv*Vv-V*V)/(Vv*Vv), где Fst - статическая тяга, Vv = N*(шаг) (м/с), V - скорость полета (м/с).
И разгрузки двигателя (уменьшения тока потребления при полете модели по сравнению со статической) тоже практически нет до скоростей V=0.5Vv

Ну вот и дошли руки до установки элитного мотора Mighty Midget 13/3/12

Производитель- www.microbrushless.com/productsG1.htm
Купить можно здесь- www.bsdmicrorc.com/index.php?productID=840

Напомню- в пределе тяга этого мотора при питании от 4,2 вольт достигла 70 грамм! (Два веса сушки!)

Сегодня отлетал на сушке с этой доработкой при морозе минус 15-17 градусов!
Среднее время полёта составило около пяти минут на АККах 350 мА/ч.

Было два полёта, больше сам не выдержал из-за мороза с сильным ветром до 5 м/с.

А я сегодня полетал на полностью штатной сушке. Время полета при такой же погоде было менее 2 минут на каждом акке. Самолет в штатном исполнении при такой погоде да еще против ветра мне показался очень слабый. Это для меня дополнительная мотивация переделать его в БК вариант.

Акки, кстати, на 240 на хобях появились.

Владимир, вы на хоббисити липучку для акков не встречали?

На ХоббиСити есть липучка, но её надо приклеивать-
www.hobbycity.com/hobbycity/…/uh_viewItem.asp?idPr…
www.hobbycity.com/hobbycity/…/uh_viewItem.asp?idPr…

А сейчас использую эту липучку, мне очень нравится-
www.bsdmicrorc.com/index.php?productID=690

Сегодня ветер в Южном Бутово был настолько сильным, что даже с моей последней доработкой мотора, самолёт едва справлялся с ним.

В ходе работы с идеальным редуктором, опять выяснилась неидеальность и опять в китайской части- теперь в моторе, т.е. проворачивалась его ось относительно корпуса ротора, пришлось закреплять её циакрином. Последняя китайская деталь в этом мотор-редукторе и опять достала.
Жду с нетерпением для этого редуктора французский мотор “Micro brushless MPS 2g” -
www.microplanesolution.com/mps_000004.htm.

Достали китайцы!
Осталось заменить их последнее слабое звено.

Сегодня впервые испытал в полёте этот идеальный мотор с редуктором, правда на микро- Мустанге.
Летал шустро, мотор с редуктором оказался настолько лёгким, что центровка оказалась чересчур задняя (правда я её усугубил расположением ближе к заду платой и проводами для бортовых огней).
После нескольких полётов и неудачной случайной фиксации винта при работающем моторе- отказало клеевое крепление оси мотора относительно корпуса ротора и ось опять стала сильно проворачиваться!
Да, как я понимаю Вас всех, не желающих связываться с редукторами!
Но я всё-таки создам реально идеальный БК мотор- редуктор для этого класса самолётов.

Владимир вы его на локтайт 603 зеленый для втулок посадите. Не будет проворачиваться. Я на него пинионы у вертолетов сажу.
И еще вопросик к тем у кого есть весы. Думаю купить. Цены деления 1 г достаточно будет?

Если взвешивать микро-самолёты целиком - то цена деления должна быть не более - 0,1 грамм.
А для взвешивания комплектации и отдельных узлов- цена должна быть не более 0,01 грамм.
Не путайте цену деления и погрешность измерения, грубо, как правило- погрешность в несколько раз больше цены деления.

По-моему, этот вариант оптимален (0,01 гр.)-
www.solo-k.ru/opis.php?razdel=8&sub_razdel=2&type_…

А я уже не могу обойтись без таких весов (0,001 гр.)-
www.solo-k.ru/opis.php?razdel=8&sub_razdel=2&type_…

Дауж… А я то думал пойду завтра в Мвидео и убью 2-х зайцев разом-весы на кухню, а заодно и мне пригодятся. А тут все сложнее гораздо. Возможно своего зайца убить не получится 😃 Куплю для начала на кухню наверно. Для замера тяги мотора достаточно будет. Я тут решил изготовить приспособу для замера тяги, как тут на ссылке где-то видел. Мотор будет дуть горизонтально, чтобы исключить эффект воздушной подушки, а приспособа через шарнир будет другим рычагом давить на весы. Для минимизации потерь в шарнире поставлю подшипники от соосника 8х4х3 2 шт.

Для замера тяги цена деления тоже не должна быть более 0,1 грамма!
При такой цене реальная погрешность весов составит около 0, 5 грамма, что является удовлетворительной погрешностью для замера тяги от 10 грамм (5 %), а при 50 граммах погрешность измерения составит около 1%.

Наконец-то руки дошли доковырять Сушку.

Вот кликабельные фото:

Вес с акком 240мАч - 38.3 грамма.
Тяги с винтом GWS 6х5 за глаза. Но моторчик греется порядком. Думаю, поставлю 6х3.

При проверке тяги самолет рванул так, что я от неожиданности упустил его и он в размаху в потолок ушел. Обошлось без повреждений (побелку с винта только стер). Но тяга явно выше 1.

Спасибо Владимиру за всё, что он тут пишет и показывает! 😃

Не умаляя вклада всех и каждого, скажу, что Владимир Иванов рулит 😃 Посты полезны, информация конкретная, всегда дает ссылки! Спасибо всем кто продвигает тему микро, оказывается все хотя и сложно но жуть как интересно!