Как подобрать мощность двигателя для авиамодели

Как подобрать мощность двигателя для авиамодели

авиамоделизм — мир увлеченных

Главная > Двигатели > Электрические > Электрическая силовая авиамодели

Электрическая силовая установка авиамодели –
простейшие расчеты и практическая реализация.

Что бы не раздувать статью до уровня многотомного труда, я хочу сразу опустить упоминание некоторые типов двигателей и нюансы их использования. Мы будем рассматривать бесколлекторные двигатели с внешним ротором – они составляют около 95% самолетных электромоторов, а расчеты редуцированных мотоустановок с двигателями с внутренним ротором (инраннеры) имеют те же принципы, что и расчеты аутраннеров, лишь с небольшими нюансами.

В целом, приведенные способы расчета на практике проверенно работают в диапазоне мотоустановок от 50 до 2500 ватт. Честно признаюсь, расчеты для микросамолетов весом в 100-150 грамм не всегда совпадали с практическими замерами (вернее, совпадали, но наилучшие результаты получались эмпирическим подбором компонентов, иногда в противоречие расчетам), а расчеты свыше 2,5квт мне не удавалось ни проверить, ни подтвердить, хотя у меня есть надежда, что они будут тоже верны.

В целом, адресуя статью скорее начинающим строителям и пилотам, думаю, что их запросы будут удовлетворены диапазоном мощностей в 50-2500 ватт. Итак.

Какие параметры БК мотора нам нужно знать, чтоб подобрать необходимую модель?

Первое – максимально допустимый ток, который мотор в состоянии безболезненно переварить. Если в процессе работы это значение будет превышено – мотор попросту сгорит. Если ток в предельных режимах работы будет существенно ниже – значит мы не до конца «нагружаем» двигатель, и попросту не используем его потенциальные возможности.

Иногда в описании присутствует параметр «рабочий ток», или «ток максимального КПД» — это как раз тот диапазон токов, при котором мотор используется максимально эффективно. Если этот параметр не указан – значит его значение лежит где-то в районе 80-90% от максимально допустимого тока в предельных режимах работы.

Сразу отмечу, что в 99% случаев под предельным режимом подразумевается работа мотоустановки на 100% газа в статическом состоянии (грубо говоря — на самолете, который стоит на земле и удерживается руками). Более тяжелого режима для самолета подобрать сложно — попробуйте свой автомобиль привязать к дереву и попробовать как следует погазовать, будучи на первой передаче. Неизвестно кто кого победит, но я уверен, что для мотора и трансмиссии это будет куда более суровым испытанием, чем езда на максимальной скорости или светофорные гонки. Слава богу, для самолета с воздушным винтом такое испытание менее вредно. В любых других условиях – полет на максимальной скорости, висение и фигуры пилотажа – нагрузка на мотор и протекающие в нем токи будут ниже. Об этом надо помнить.

Второй параметр – это количество оборотов на вольт, или kV. Оно обозначает, сколько оборотов в минуту делает вал мотора без нагрузки (без винта), на каждый вольт поданного на него напряжения (аккумуляторной батареи). Попросту говоря, если на мотор с kV=1000 подать 7 вольт, то он будет без винта вращаться со скоростью 7000 об/мин. Если подать 11 вольт – то 11000 об/мин.

Внимательный читатель сразу заметит практическую сторону этого параметра. Действительно, если с мотором с kV = 1000 и аккумулятором 7,4в абстрактный винт заставить вращаться со скоростью 5000 об.мин, то для мотора с kV=500 для достижения тех же оборотов придеться использовать аккумулятор в 14,8 вольт. Замечу сразу, что в этом примере мы не говорили о разнице в токах! Об этом будет ниже, куда более серьезно.

Третий параметр – внутреннее сопротивление обмоток. Оно сильно влияет на КПД нашего мотора, и на его токопотребление. Обычная единица измерения – мОм, но иногда у некоторых производителей и в некотрых таблицах эту единицу подменяют например кОм-ами или Ом-ами, просто сдвинув запятую в сторону. Это не должно сильно пугать, достаточно посмотреть в параметр похожего мотора, что бы понять куда следует сдвигать запятую в числе, чтоб привести данные к принятому нами стандарту.

Теперь, как применять имеющиеся параметры. Ставим задачу – вращать определенный винт с нужными оборотами (т.е. получая необходимую тягу и скорость потока), не выходя за пределы допустимого для мотора тока, и обеспечивая нужное время работы мотоустановки (обычно 7-10 минут). Все это мы должны рассчитать, исходя из возможностей использовать те или иные аккумулятор (сборку), укладываясь в допустимый вес и бюджет.

Логика расчетов электродвигателя

Мы примерно оцениваем, какое питание мы можем обеспечить для мотора, исходя из веса и размеров модели, и имея уже два более-менее понятных нам компонента (винт и напряжение питания) – ищем последнее «неизвестное» — мотор. Используя более высокое напряжение, мы уменьшаем потребляемые токи при одинаковой потребляемой мощности, но проигрываем в весе аккумуляторов из за большого количества банок.

Применяя низкое напряжение питания – мы экономим на количестве банок аккумулятора, но поднимает токи и соответственно емкость и токоотдачу аккумуляторов (опять же – вес немного растет). Опять же компромисс. Единственно, этот компромисс имеет устойчивую тенденцию — чем больше вес самолета и необходимая мощность мотоустановки, тем большее напряжение эффективнее всего использовать.

Приведу примеры наиболее популярных решений, от которых можно отталкиваться:

Источник

Как подобрать мощность двигателя для авиамодели

Подписываемся на VK

Ежедневные новости, видео и приколы.

YouTube канал


Подбор двигателя

Меню сайта

Магазин

TOP статьи

Оборудование

Плосколеты

Создание авиамоделей

  • Фотоинструкции
  • Cessna 150
  • Cessna 152 +закрылки
  • Сам5Бис2
  • «Рама» для FPV
  • Чирок низкоплан
  • Изготовление Crazy Pig
  • Полукопия DHC-2 Beaver
  • Бутербродный Mustang P-51D
  • Katana 3D
  • Ultron 3D
  • Слойка-С
  • Биплан Manon 3D
  • Биплан Ultimate
  • Птиц — мелколет
  • Тренер в 64 см
  • Минипланер
  • Полукопия Як-3
  • Go-Go Dancer для FPV
  • IKAR1600 для FPV
  • Видеоинструкции
  • 3 авиамодели
  • Авиамодель Тренер
  • Messerschmitt Bf.109
  • Летающий Картинг
  • Обзоры изготовления
  • Бутылочная технология
  • Делаем Slow Stick
  • Фламинго верхнеплан
  • Из микромашинки
  • Мультяшная авиамодель
  • Планер из потолочки
  • Снежинка
  • Shark Bait
  • Shark Bait Биплан
  • Слойка 3D
  • Делаем ЛК
  • ЛК Вжик
  • ШокФлаер Як 55
  • GoGo Dancer 1.2м
  • Alula — слопер из потолочки
  • Моторная Алула
  • Питтс Питон
  • Строим полукопию

Часто у новичков возникает вопрос – а какой электродвигатель мне поставить на авиамодель?

Первое на что с чего надо начинать – это с размаха крыла авиамодели.

На небольших радиоуправляемых авиамоделях (от 60 до 90 см) я предпочитаю использовать 2 S LiPo батареи.

Так делаю потому, что у небольших самолетов главное это сделать авиамодель наиболее легкой. А 2 S LiPo батареи на треть легче 3 S LiPo той же емкости.

Под 2 S LiPo необходимо подобрать электродвигатель. Обычно использую с 1300-1600 об/вольт.

Менее оборотистые для 3 D самолетов и более оборотистые для полукопий истребителей.

При выборе мотора смотрим на желательное нам значение об/вольт и подбираем электровигатель для авиамодели с тягой в 1.2-1.5 раза больше веса для полукопий истребителей и 1.5-2 раза больше веса для 3 D авиамоделей.

Исключение из этого правила составляют авиамодели с толкающим винтом, например пушеры сделанные по технологии Плоская контурная полукопия с толкающим винтом.

Для толкающего винта нет необходимости в большом винте, так как винт не обдувает крыло а только создает толкающий поток, то можно (и желательно) ставить винты меньшего размера.

Размах у таких авиамоделей не велик, а вот площадь крыла (в которой выступает практически весь контур авиамодель) достаточна.

Рулевые поверхности «омываются» только набегающим потоком воздуха и начинают работать на достаточно высоких скоростях.

По этому для увеличения скорости и уменьшения размеров винта на такие авиамодели желательно ставить электромоторы с об/вольт 1500 – для 3 S LiPo и 2000-2500 – для 2 S LiPo .

Для авиамоделей околометрового размаха – от 95см до 1.5 метра я предпочитаю использовать 3 S LiPo батареи.

Моторы для 3 D авиамоделей берутся с оборотами 900, для пилотажных авиамоделей 1000, модели истребителей комплектуются моторами до 1200 об/вольт.

На толкающий винт 1500-2500 в зависимости от задач авиамодели.

Регулятор для мотора берется с запасом. Например — максимально допустимый ток для мотора 10А, регулятор надо брать на 15-18А. Если мотор тянет 15А – то рег на 20-25А.

Мотор в пике своем может откушать 23А – регулятор минимум на 30А!

Так же необходимо проверить (прочесть аннотацию или инструкцию к регулятору), что выбранный регулятор поддерживает ту батарею с которой собираетесь летать. 3 S LiPo обычно держат все регуляторы, а вот с 2 S или 4 S могут возникнуть проблемы.

Полетный вес авиамодели считается из веса самой авиамодель + вся электроника +5-10% на ремонт в случае неудачных посадок.

Давайте прикинем на реальном примере – авиамодель биплан по статье Видеоинструкции изготовления авиамоделей.

Вот такая авиамодель:

Вес ее без всей электроники составляет 420 грамм.

Добавляем 4 сервы по 9 грамм = 36 гр.

Регулятор ориентировочно 30 гр.

Батарея 3 S 1300-1500 20 C = 175гр.

Итого = 661 грамм.

+ вес двигателя и крепления, скажем 60 грамм.

Полетный вес авиамодели составляет 721 грамм. Накинем 72 грамма на ремонт и получим 793. Это тот вес который не стоит превышать. + 10% веса авиамодели достигают в конце сезона если их активно шмякать об землю в каждом вылете 🙂

Так как для 3 D такая авиамодель тяжеловата, то будем считать этот биплан полукопией.

Умножаем 721 на 1.5, получаем 1081 грамм тяги с двигателя максимально.

Двигатель с максимальной тягой больше этого значения брать не стоит, даже приближенный к этому значению будет большеват и брать его можно только «на вырост», те текущая авиамодель будет временным тренером.

Идем на hobbycity.com в раздел двигатели и смотрим, что есть.

Внимание уделяем 2-м параметрам: тяге – не более 850-1000 грамм (боремся с желанием взять с тягой до 2х кг – такому мотору биплан такого размаха будет просто мешать) и обороты на вольт (Kv), достаточно быстро находим подходящий — TR 28-30B 14A 1050Kv Brushless Outrunner

Max Eff: 12A
Max Load: 14A
Kv: 1050
Weight: 57.9gr
Pull: 400

900gr
Prop: 10×5 or 10×6
Voltage: 6

10v
No Load Curr: .9A
Size : 30mm

Винты к мотору берем 10х4.7 SF и 10х6.

Регулятор любой на 20-25А

Тяги в 900 грамм при полетном весе в 720-790 грамм – хватит на любой пилотаж! На полном газу авиамодель будет уходить в небо свечкой, летать в горизонте придется на средних оборотах.

Если авиамодель только промежуточный вариант или ее предполагается грузить до веса в 1 кг всякими радостями авиамоделиста – бомболюком с кучей бомбочек или фотоаппаратом, FPV системой, в общем всем, что придет в голову — то смотрим дальше:

Operating Current (Amps) 6-21 А

Peak Amps (15sec) 25 А

Регулятор к такому двигателю берем минимум на 30А. Винты так же 10х4.7 SF и 10х6.

Источник

Читайте также:  Что такое водометный двигатель для судомодели
Adblock
detector