Dimenzování komponent pohonů copterů a letadel

Jak už název napovídá, budeme se trochu věnovat dimenzování jenotlivých komponent pohonů jak v letadlech, tak v copterech. Na první pohled by se mohlo zdát, že je to jednoduché a není zde co řešit. Opak je pravdou.

Motory

Je celkem jedno, jestli se budeme zabývat letadly či coptery, správným výběrem motoru si zajistíme dlouhodobý bezproblémový provoz svého stroje a je jedno, jestli je to motorové letadlo, motorový větroň nebo copter. Samozřejmě před výběrem motoru již musíme vědět, do jakého modelu přijde umístit a podle toho musíme motor vybrat. Samozřejmě jiný motor se bude hodit do 3D akrobata a jiný do termického větroně. Výběr motoru tedy začínáme předpokládaným stylem letu a předpokládanou hmotností stroje. Výběr motoru máme většinou usnadněn tím, že většina výrobců motorů má u svých produktů naznačeno, na jaký styl letu je jejich motor vhodný a na jakou hmotnost modelu je „stavěn“.

A zde narážím na první úskalí při výběru – co když je moje hmotnost letadla někde na rozhraní, mezi větším a menším motorem, jaký vybrat. Obecně se doporučuje raději silnější motor ( pokud to dovolí mechanické umístění ). Důvod tohoto výběru je jednoduchý – nikdy nevíme, kdy se dostaneme do krizové situace a budeme potřebovat „za to vzít“ a potom se každý watt výkonu navíc bude hodit. Taktéž při silnějším motoru si můžeme dovolit létat „na půl plynu“ a budeme tedy šetřit jak motor, tak i trochu energie.

Naopak pokud se rozhodneme použít slabší motor, tak samozřejmě vyjma případu, že zvolíme motor tak slabý, že ani neodstartujeme, tak pokud už odstartujeme, bude motor pracovat na vysoký výkon ( pro něj vysoký ), bude se o to více zahřívat a samozřejmě každé teplo navíc se musí jednak chladit a jednak negativně ovlivňuje životnost motoru. Z těchto důvodů raději volíme motory silnější.

U copterů je situace podobná, odlišnost je pouze v tom, že zde vybíráme motory také podle toho, kolik jich na copteru bude a jakou užitnou nosnost požadujeme. A zde bych varoval nad zjednodušeným výpočtem, že nosnost bude ( počet motrů ) * ( tah jednoho motoru naplno ) – hmotnost copteru. Z takové rovnice by nám například vyšlo, že hexacopter s motory o tahu 1kg a vlastní hmotností 3kg musí unést navíc ještě další 3kg zátěže. Toto je samozřejmě nesmysl, u copterů je i důležité, v jaké části křivky motoru se pohybujeme a proto výběr motorů pro copter není vůbe jednoduchý. Zjednodušeně ale lze říci, když tah každého motoru snížíme na cca 70% maximálního, že dostaneme trochu smysluplné výsledky. Pro můj modelový případ by tedy užitečná zátěž byla cca 1.2kg, což už je smysluplnější údaj. Samozřejmě že i s tou maximální zátěží by copter asi letěl, ale již by nezbyla žádná energetická rezerva na vlastní manévrování, takže by copter stěží visel na místě a to by ještě muselo být bezvětří.

Regulátory

Povýběru motorů máme dále na výběr a na rozhodování regulátor, který nám bude daný motor ovládat. Zde máme rozhodování poměrně snadné. Pro modely letadel se stačí podívat na maximální proud motoru a podle toho volit regulátor. Někteří výrobci dokonce i sami uvádějí k motorům doporučovaný regulátor. Z vlastní zkušenosti doporučuji volit regulátory s rezervou, proto k motoru, který má uveden maximální proud například 30A, nebudeme dávat regulátor přesně 30A, ale dám raději 40A. Cenový rozdíl je většinou pár desetikorun, ale to co tím získáme je rezerva a taktéž větší pocit klidu, že jsme pro bezpečnost zase udělali správný krok.

V případě copterů je situace stejná, zde ještě musíme koukat na to, aby uměl regulátor na vstupu větší frekvenci řídících pulzů, ideálně nad 400Hz. Co se týče proudové dimenzace platí to samé co pro letadla.

Z výše uvedeného by někdo mohl dostat „dobrý nápad“ dát do letadla s proudovým odběrem 30A regulátor s dimenzací 120A a tím tedy udělal pro bezpečnost maximum. Bohužel to není tak zcela pravda.Sice regulátor zvládne mnohem větší proudy než budou v letadle, ale jelikož je regl tak nesmyslně naddimenzovaný, nebude pracovat v optimálních podmínkách a tím pádem nebude podávat tak dobré výkony, jako regl, který by odpovídal lépe. Pro představu si vezmětě dimenzaci reglu jako potrubí a nyní chtějte nasadit ventil, kterým budete regulovat výstupní proud vody. A zkuste si na velkém potrubí jemně regulovat výstupní tok vody tak, aby jste nepřekročili maximální proud jaký zvládne „spotřebič“. Jde to, ale mnohem jemněji se bude regulovat na menším potrubí, které odpovídá maximálnímu proudu do motoru.

Baterie

Baterie pro pohon modelů jsou také velmi důležitou součástí a i zde je nutné dbát na vhodný výběr baterie. Prvním úkolem je zvolit vhodný počet článků, tedy napěťí baterie. Zde většinou doporučenou baterii uvádí výrobce motoru ( s přihlédnutím ke zvolené vrtuli na modelu ). Po tomto výběru musíme zvolit kapacitu baterie podle toho, jak dlouho chceme model napájet, podle místa v modelu atd. I tyto informace většinou nalezneme v propozicích k modelu. Pokud nejsou dostupné, musíme volit s rozmyslem. Je nesmysl chtít do modelu, který sám váží 500g nacpat baterii o stejné hmotnosti s tím, že takto budeme létat hodiny a hodiny. Pokud už máme zvolenou kapacitu, je dobré se také zajímat o proudovou zatížitelnost baterie. I zde platí, že čím větší je zatížitelnost bateri, tím stabilnějšího napájení dosáhneme i při velkých proudových odběrech. Hodnota této zatížitelnosti se udává v „céčkách“ jako násobek kapacity baterie. Například údaj na baterii 2000mAh / 10C nám ukazuje na baterii, která zvládne trvalý odběr 20A. Při stejné kapacitě, ale údaji 20C už baterie zvládne 40A.

Zde bych hlavně uvedl na pravou míru tuto „honbu za céčky“. Výrobci tyto údaje samozřejmě trošku nadsazují, takže baterie 20C dá v pohodě 15C a při 20C se sice nezničí, ale její naětí bude klestat rychleji. Samozřejmě nechci házet všechny výrobce do jednoho pytle a tvrdit, že všichni „přikrášlují“, ale podle praktických zkušeností jsem zatím měl pouze dvoje baterie, kde údaj o C odpovídal bezproblémově. U všech ostatních prostě takové proudy nebyly schopny dát.

Takže pro praktické použítí je nutné opět „céčka“ mírně upravit a já používám koeficient 0.7, takže baterie, která má uvedeno 30C, je z mé strany považována za solidní baterii 20C u ketré mám jistotu, že tyto proudy rozhodně dá.

Pomohl vám tento článek? Pomozte nám v psaní dalších! Odešlete SMS ve tvaru PAY 85377 na číslo 9002020 Cena jedné sms je 20Kč včetně DPH.
Více možností podpory ZDE

4 Replies to “Dimenzování komponent pohonů copterů a letadel”

  1. Dobrý den, pročítám články na Vašich stránkách, je to užitečné čtení, létám cca. 6 rok a stále se vlastně učím, nemůžu říct že čas strávený čtením článků by mi nic zajímavého nedal. Osobně mám za sebou kompletní stavbu několika copter včetně vlastní výroby kompletních rámů, dá se říct že úspěšného protože 9 jich léta u nových majitelů v Čr a 1 dokonce v Sr. Zajímalo by mě které 2 typy baterií se Vám osvědčili, ve všem co léta používám výhradně elektro pohon a vyzkoušel jsem cca. 10 značek baterií s menším ve 2 případech celkem uspokojivých výsledcích. Předem děkuji za odpověď.

    • Co se týče baterií, je to v poslední době opravdu sázka do loterie. Poslední dobou používám baterie GensAce a jsem s nimi zatím velice spokojen. Používám je jak v copterech, tak ve vrtulnících a i v letadlech a zatím žádný problém nenastal ( a doufám že ani nenastane ). Druhý typ baterií, který se mi osvědčil jsou baterie Foxy G2, ale i tady už jsou to baterie opravdu spotřební ale stále ještě dobře použitelné.

      Co se týče ostatních baterií co jsem zkusil, tak zbytek se dá zařadit do skupiny preůměr až podprůměr a tyto baterie do coptrů bych nedával ( a nedávám ).

      Samozřejmě jistě existují i další baterie, ale ty jsem nezkoušel a tak je nemohu posoudit.

  2. To jsme na tom podobně, prozatím jsem skončil u Gens Ace s vybíjecím proudem 55c, ty druhé výborné byly staré červené Kokam, bohužel již nejsou dostupné a nový typ jsem nevyzkoušel. Po zkušenosti nejen z coptrů se opravdu nevyplatí investice do levných baterií, ze začátku se jeví jako ok ale po pár cyklech se i běžnému uživateli ukáže proč ta nízká cena a to i při nízkém vybíjencím proudu, třeba v modelech malých cvičných letadel. Baterie i některých známých výrobců už nejsou co bývali. Snad bude naše diskuze přínos pro další co neví jakou značku vybrat.

    • No já jsem byl kdysi nejvíce znechucen z baterií ThunderPower. Prodejce mi je i na veletrhu vychvaloval jako opravdu špičkovou kvalitu a nakonec jsem tedy pořídil 4 sady do copteru. Nakonec po pár cyklech se začaly nafukovat, po zimní přestávce na storage se rozjížděly články a nakonec to dopadlo tak, že jsem 2 baterie reklamoval a zbývající 2 jsem vyhodil do šrotu. A proto od té doby co si na 1 – 2 kusech neodzkouším, tak neberu. A to ty baterie byly neskutečně drahý ( třeba i v porovnání s GENSama ). Potom taky kdysi byly dobré Hyperiony, ale kamarád si kupoval relativně nedávno a ta nová série stála taky za prd. Přitom původní byly super.

      A přesně jak píšeš, tak už po nějakých 10-ti cyklech se dá u baterie poznat, jaká bude. Pokud se začne nafukovat a nedává dost proudu, tak optom to skončí jako moje baterky v akrobatovi, kde jedna měla 22 cyklů a kapacitu něco mírně nad polovinou nominální. Jenže když jsem přidal plyn, tak to prostě nebylo ono už někde od 1/3 kapacity.

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

*

+ 27 = thirty one