Escolhendo um Sistema Elétrico Flight Power

Escolhendo um Sistema Elétrico Flight Power

Esta é provavelmente a melhor regra conhecida, e creio que foi originado pelo conhecido guru de vôo elétrico Keith Shaw. Afirma que, para o desempenho esportivo razoável, o sistema de um plano de alimentação deve ter pelo menos 40W de energia por quilo de avião para o esporte de base do vôo, ou 70W por libra para fortes capacidades acrobáticas. Estes números são potência, que é o poder de entrar no motor (Volts vezes Amperes), e assumir um motor que é de cerca de 75% de eficiência. Ele também pressupõe que você tenha escolhido uma hélice que (a) faz com que o motor de chamar essa quantidade de energia de forma eficiente, e (b) é bem adaptada às características de vôo da aeronave.

Outra regra é que o propulsor escolhido deve resultar em uma velocidade de passo igual a velocidade de 2 ½ a 3 vezes a aeronave de parar. A terceira regra diz respeito a orientação necessária para diferentes tipos de voo. Quanto mais pressão você tiver, mais íngreme o avião pode subir (desde que o motor ea hélice ainda estão operando de forma eficiente). Minimamente, o impulso deve ser 1 / 4 do peso do avião, mas 1 / 3 a 1 / 2 é melhor. A pressão maior ou igual ao peso dará o desempenho vertical ilimitado.

Juntando tudo

Então como é que estas regras se encaixam? Como veremos em breve, a regra watts por quilo é realmente um resumo simplificado da combinação de duas outras regras.

Como flyers elétrica, a maioria de nós sabemos que a energia (medida em Watts) é igual à corrente (em ampères) momentos de tensão (em Volts). Para que um sistema elétrico de potência, este é o poder de "input", ou seja, o poder de entrar no motor.

A dupla motored, triciclo, orientada, conversão elétrica da LT Sig-25. Este é alimentado por duas orientada Kyosho Força Atômica motores de carros de ferrite, juntamente desenho sobre 27A de 14 células (380W). Ele pesa 105 oz Props boaqualidade e com rolamento de esferas caixas ajudar a minimizar as ineficiências e maximizar a potência de saída.

Alimentação também é igual à força vezes a velocidade, ou em termos de modelo de avião, o impulso de velocidade pitch vezes. Para este valor a ser em Watts, o impulso deve ser medido em newtons (N) e velocidade do passo, em metros por segundo (m / s). Este, porém, é "saída" de energia, que é a capacidade de fazer a jogada de avião. Há dois ou três poder roubar números entre a potência ea potência de saída, e estes são a eficiência do motor, hélice eficácia e eficiência da caixa de velocidades, se uma caixa de velocidades está sendo usado.

Eficiências são geralmente expressa em percentagem, tal como 80%. Se um motor é 80% eficiente, apenas 80% da potência de entrada faz com que o eixo (potência de saída ou seja, potência de entrada x = 0,80). Temos agora uma fórmula relativa à potência de saída:

P_OUT = P_IN x E_MOT x E_GEAR x E_PROP

Vamos ajustar a equação de lado por enquanto. Desde que a potência de saída também é igual ao impulso de velocidade pitch vezes, podemos escrever:

P_OUT = Thrust x V_PITCH

Neste ponto, ainda estamos lidando com Newtons e metros por segundo, no lado direito, mas se introduzir um factor de conversão, podemos usar a onça e mph:

P_OUT = 1 / 8 x Thrust x V_PITCH

Agora temos uma fórmula para calcular a potência necessária dado o impulso desejado ea velocidade de arremesso. Uma de nossas regras de ouro sugeriu impulso deve ser 1 / 4 a 1 / 2 do peso do avião, mas que deve ser a velocidade do passo?

Outra regra de ouro afirmou que a velocidade de passo deve ser de cerca de 2 ½ a 3 velocidade de perda vezes. No mês passado falamos sobre pouca velocidade, e eu disse que a velocidade de perda (em mph) foi aproximadamente igual a 4,4 vezes a raiz quadrada da carga alar (em oz / sq.ft):

V_STALL = 4,4 x SQRT (Peso / Região)

Agora que temos uma maneira de estimar velocidade de perda, podemos calcular a velocidade do passo do desejado multiplicando por 2 ½ a 3.

Isto leva a uma receita para a escolha de um sistema de potência.

A Receita

Agora que temos uma fórmula para determinar o quanto nós precisamos, nós podemos desenvolver uma receita para a escolha de um sistema de potência:

Power System Receita

Com base no peso do modelo e os resultados, determinar o quanto você precisa de impulso (cerca de 1 / 4 do peso do avião para um passageiro sedar, 1 / 2 do peso de um passageiro do esporte, ou mesmo mais para um de alta potência aerobat). Com base na carga alar, determinar a velocidade de perda, e multiplicar isso por 2 ½ (para um panfleto do desporto) a 3 (para um aerobat) para determinar a velocidade do passo que você precisa. Multiplique o empuxo (em onças) e velocidade de arremesso (em km / h), e dividir por 8 para determinar a potência necessária (em W). Estimar a eficiência do motor. Uma boa aproximação é de 60% para um motor de ferrite barato, 70% para uma alta qualidade R / C motor de ferrite do carro, 80% para um motor de cobalto, e 90% para um motor brushless. Estes valores assumem que você está operando o motor em condições onde é maximamente eficiente (ou seja, você escolheu um motor adequado). Estimar a eficiência da hélice. Isso é difícil de fazer, já que a eficiência pode variar de cerca de 50% para uma hélice mal concebidos a 90% para uma realmente boa. Meu melhor palpite seria de cerca de 70% para uma típica ou uma hélice Master Airscrew Top-Flite, 75% para um Airscrew Master Electric próximo, 80% para um APC, e talvez 85% para uma hélice de carbono de alta qualidade como a série Graupner CAM. Se você planeja usar uma caixa de velocidades, a eficiência da caixa de velocidades estimativa. Isso também é difícil de estimar, mas caixas são geralmente 90% a 95% de eficiência. Utilizando a estimativa de ganhos de eficiência nas etapas 4 a 6, calcular a potência necessária para atingir a potência de saída é calculado no passo 3. Faça isso dividindo a potência de saída pelo produto dos ganhos de eficiência (expresso como frações decimais). Determinar quantas células você precisa se dividindo a potência de entrada a partir do passo 7 do corrente que você deseja executar em (uma célula de NiCd fornece cerca de 1V a típica e os níveis de vôo atual). Com células 2000mAh, 25A vai dar tempo de vôo razoável. Com 600mAh a 1000mAh células normalmente utilizados em Speed 400 modelos, 10A vai dar tempo razoável e permanecem dentro das capacidades do motor. Selecione um motor que vai chamar a potência desejada no curso desejado e contagem de células. Muitos fabricantes de automóveis fornecer quadros com esta informação. Outros serão capazes de recomendar um motor de sua linha de produtos. Começando com uma hélice recomendada pelo fabricante do motor, fazer alguns testes de bancada para encontrar a hélice direita. O que você está procurando é um que resulta na velocidade do passo do desejado (a partir da etapa 2) na corrente desejada e contagem de células (de etapas 7 e 8). Para fazer isso, você precisará de um meio de medição atual e rpm. Pitch velocidade é aproximadamente igual ao rpm, o propulsor de vezes passo, dividido por 1000.

Quando estiver pronto, você deve ter um sistema de energia que irá fornecer o nível de desempenho que você planejou para. Uma vez que o avião está voando, porém, vale a pena experimentar alterando hélices e / ou pelas relações de engrenagem. Às vezes, um tom ligeiramente superior funciona melhor (alguns hélices destorcer um pouco no ar). Às vezes uma mudança de marca da hélice pode melhorar o desempenho.

Um Exemplo

Plug Vamos em alguns números para um exemplo simples, um oz 48, 3 avião esporte sq.ft. Queremos acrobáticas desempenho razoável, por isso vamos escolher um impulso de 20 oz, e uma velocidade de arremesso de 2 ½ vezes a velocidade de estol. A velocidade de perda é de cerca de 4,4 x SQRT (48 / 3), ou 18 mph. Velocidade Pitch deve ser de 45 mph. Isto significa que precisamos de cerca de 113W de potência (45 mph x 20 oz / 8).

Este plano está a ser alimentado por um motor de cobalto, que é cerca de 80% de eficiência. Vamos usar uma hélice de boa qualidade que também é de cerca de 80% de eficiência. Isso significa que vamos precisar de cerca de 177W de potência (113 / (0,8 x 0,8)). Para produzir uma 177W aproximadamente 25A exige sete células.

	A receita se aplica aos modelos pequenos também. Estes Speed 400 aviões 10A desenhar a partir de 7 células (70W). Devido à baixa eficiência de ambos os motores e hélices, apenas cerca de 35W de potência útil é produzido, mas o que é suficiente para fazer ambos os modelos também. O da esquerda tem 1,5 sq.ft da asa, um à direita tem 1,9 ² Ambas pesam aproximadamente 18 onças

A partir do gráfico em Astroflight's Electric Motor Handbook, Podemos ver que o Astro Motor Sport 05 produz cerca de 140W de potência no eixo em 75% de eficiência na 25A. Isto traduz-187W potência de entrada na 25A, que é bastante perto de nossa figura 177W. A partir do mesmo gráfico, podemos ver que uma hélice 7.5x4 gostaria de chamar a 25A de sete células.

Testes de bancada com uma hélice como nos daria cerca de 13.000 rpm. Isso dá uma velocidade de arremesso de cerca de 49 mph. Isso é ligeiramente superior a 45 mph estávamos apontando para, mas ainda inferior a 3 vezes a velocidade de perda (que seria 54 mph). Desde que seria pouco provável que seja capaz de encontrar uma hélice 7.5x4, teríamos, provavelmente, acabam usando uma vez 8x4. Isso reduziria o rpm e, portanto, a velocidade de arremesso.

Um Exemplo Aumentar

A fórmula funciona tão bem para um modelo maior, como a LT Sig-25. Conversões Electric deste plano, geralmente acabam pesando cerca de 96 oz, e nós vamos escolher um impulso de 40 oz e uma velocidade de arremesso de 2 ½ vezes a velocidade da barraca novamente para treinador-como o vôo. A LT-25 na área de asa é de 5 sq.ft, assim que a velocidade de perda será de cerca de 4,4 x SQRT (100 / 5), ou 19 mph. Pitch velocidade deve ser 48 mph e vamos precisar de 240W de potência (48 mph x 40 oz / 8).

Vamos novamente usar um motor de cobalto e adereços de boa qualidade, para alimentação de entrada terá que ser de cerca de 375W (240 / (0,8 x 0,8)). A cerca de 25A, isso exigiria 15 células.

O Astro 25 desporto automóvel irá utilizar cerca de 370W em 14 células em 25A. Isso soa perto o suficiente. O recomendado próximo a esta corrente e tensão é 9x5.5, e isso iria transformar em cerca de 11.700 rpm, dando um passo de velocidade de 61 mph. Isto é um pouco elevado, assim que nós poderíamos tentar uma 10x5 próximo ao invés, que giraria em cerca de 11.000 rpm, dando um passo de velocidade de 52 km / h, que é próximo do que queríamos.

Twins

Esta receita pode ser aplicada com a mesma facilidade para modelos com dois (ou mais motores). Após o passo 3, divida a potência requerida pelo número de motores e seguir o resto da receita por apenas um motor. Na etapa 8, divida o seu desejado global actual, o número de motores, se os motores serão ligados em paralelo. Após o passo 10, multiplique o número de células, o número de motores, se os motores serão ligados em série. Vamos analisar brevemente a LT-25, um duplo potencial.

Com dois motores e adereços, cada um terá de produzir 120W de potência de saída (total de 240W), e cada um terá 200W de potência (120 / (0,8 x 0,8 x 0,95), o 0,95 é a eficiência da caixa de velocidades). A partir do Electric Motor Handbook novamente, um Astro 05G com caixa de velocidades 2.38:1 padrão irá utilizar cerca de 200W de potência a 7 células de 25A com uma 12x8 próximo a cerca de 5.400 rpm.

Isso dá uma velocidade de arremesso de cerca de 41 km / h, o que não é alta o suficiente. Uma hélice 11x9 dará cerca de 48 mph em apenas um pouco menos corrente. O sistema de energia resultante seria composto por duas Astro 05G motorredutores ligados em série, duas hélices de 11x9 e 14 células.

Este artigo foi um tradução do site http://www.stefanv.com/rcstuff/qf200103.html qualquer erro de tradução favor informar.

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