|
|
| Строка 1: |
Строка 1: |
| − | Методика расчёта предложена Книжниковым ВВ
| |
| | | | |
| − |
| |
| − | Полётная масса
| |
| − |
| |
| − | Эмпирика прикидки максимальной массы мультироторных коптеров от габаритов платформы или длины диагонали между моторами при условии максимально вписанных винтов----- масса в кг равна десять умножить на диагональ в метрах в квадрате-----м=10d2----
| |
| − | например при диагонали 32 см или 0.32 метра получаем 10 х (0.32)х0.32=10х0.1=1 кг типично для 8 дюймовых вмг. При диагонали в 1 метр получим 10 кг приемлимой максимальной полетной массы!
| |
| − | можно решить и обратную задачу------заказчик просит спроектировать мультиротарную платформу на 10 кг полезной нагрузки------значит масса полётная будет 4х10 кг =40кг , тогда сразу прикидываем что размер диагонали равен корень квадратный из 40/10 или корень из 4 и получаем 2 метра!
| |
| − |
| |
| − |
| |
| − | Академический метод расчета мощности электро вмг по тяге в режиме висения в полгаза ----
| |
| − |
| |
| − | 1) желаемая тяга в ньютонах делить на ометаемую площадь винта в метрах квадратных---нагрузка в паскалях!
| |
| − | например хочу получить 500 г силы = 5 н тяги на стопе с винта диаметром 10 дюйм или 5 дм2 =0.05 м2-----получаем нагрузку 5н/ 0.05м2=100 н/м2!
| |
| − |
| |
| − | 2) корень квадратный из соотношения нагрузки к плотности среды---это скорость потока метры в секунду в плоскости винта!
| |
| − | корень квадратный из соотношения 100 н/м2 /1.23 кг/м3=( 81)0.5=9 м/с!!!
| |
| − |
| |
| − | 3) потребляемая электро мощность на среднем газу в ваттах с учётом кпд вмг ----это произведение тяги на скорость делённое на кпд электро-вмг!
| |
| − | потребляемая моща равна 5 н х 9 м/с / 0.66=67.5 ватт-----это эквивалентно мотору массой 65-70 грамм в полгаза!
| |
| − |
| |
| − | 4) для режима статики удобно применять эмпирическое выражение зависимости геометрии двухлопастного винта и размеров статора многополюсного бк электромотора как произведение диаметра на шаг пропеллера в см эквивалентна произведению диаметра на длину статора в мм D(см)хH(см)=d(мм)хl(мм)---- например для винта 10х4,5 слоу-флаер------25,2см х11,6см=295=22мм х13мм
| |
| − |
| |
| − |
| |
| − | Эффективность по тяге при висении
| |
| − |
| |
| − | эмпирическая зависимость для модельных размеров пропеллеров мультироторов в полгаза с грузом в полёте, диаметр винта в дюймах приблизительно равен оптимальной удельной тяге электро-вмг например
| |
| − |
| |
| − | 3дюйм=3 грамм на ватт----4д=4г/вт----5д=5г/ вт----6д=6 г/вт и так далее вплоть до 15дюйм!
| |
| − |
| |
| − | Обычно наибольшую эффективность по удельной тяге показывают двухлопастные пропеллеры----но при ограничении габарита по диаметру из-за конструктива используют трёх и четырех лопастные для повышения тяговооруженности при том же моторе и акку!
| |
| − | Также многолопастные винты лучше работают в турболизированом потоке от ветра в приземленном слое---по причине
| |
| − | меньшей паразитной пульсации давления при проходе лопастями секторов ометания в косом потоке и пересечении луча!
| |
| − | Как результат -----меньше трясёт весь аппарат, корректней работает АП и видеокартинка не дерганая!
| |
| − |
| |
| − | Косой поток
| |
| − | Коптер при движении в горизонте относительно воздуха летит благодаря наклону оси винта от вертикали в направлении полёта ---этот режим вызывает косой обдув на плоскость вращения винта------явление очень сложное с точки зрения мгновенного аэродинамического обтекания каждого фрагмента лопасти в зависимости от сектора расположения лопасти!
| |
| − | В классическом одновинтовом вертолёте для адаптации к косому обдуву придумали автомат перекоса угла установки лопастей в зависимости от сектора----при этом лопасть начинает работать как крыло и частично разгружает мотор по потребляемой мощности в полтора раза правда только в узком диапазоне горизонтальной скорости ----называется крейсер ! В мультироторах винту с фиксированным шагом удаётся адаптироваться благодаря упругому динамическому кручению лопасти из эластичного материала типа термопластика плюс-минус пару градусов----разгрузка мотора на крейсере около 1.1-1.2 раза относительно режима висения!
| |
| − |
| |
| − | минимальная скорость крейсера тождественна скорости потока через винт в режиме висения для квадрокоптера ----- Vвис=Vкр=(1.1mg )^0.5/2D
| |
| − |
| |
| − | диапазон крейсерских скоростей коптера любого типа Vкр=(1-1.4)Vвис!!!
| |
| − |
| |
| − | Например квадрик полётной массой 800грамм с винтами диаметром 10 дюйм или 0.25 м-----то
| |
| − | корень квадратный из 1.1веса в 8.8 ньютон делить на 2х0.25 м ----получаем 2.96/0.5=6 метров в секунду!
| |
| − | Тогда поглащённая мощность висения или потока в штиль равна вес 8 н х 6 мвс=48 вт-----потребляемая моща 48 вт делить на кпд вмг 66% или 0.66 равна 72 вт !
| |
| − | В горизонтальном полёте на крейсере около 6 м/с мощность упадет до 0.9 мощности висения или 65 вт, так как
| |
| − | винт в косом потоке начинает работать как крыло в набегающем потоке! А вот при максимальной скорости полёта в два раза выше, чем скорость потока при весении потребляемая мощность вмг вырастет также в 2 раза!
| |
| − |
| |
| − | Угол наклона коптера при висении в ветер, то есть неподвижно земле, как раз указывает истинную скорость ветра!
| |
| − | Тогда скорость можно принять как половину от угла наклона или например 0.5 х10 град=5 метров в секунду для большинства мультиротарных коптеров! На практике если наклон при висении более 20 град например на высоте 100 метров и выше, то ветер уже критичный для невозврата против ветра------выход жаться к земле, где ветер слабее 1.5 раза и огородами ползти домой!
| |
| − |
| |
| − | Максимальная воздушная горизонтальная скорость коптера эмпирически это произведение шага на частоту----- Vпол=Hf !
| |
| − |
| |
| − | Парадокс работы винта в косом потоке для мультироторных платформ заключается в следующем -----максимальная воздушная скорость ла определяется скоростью потока, как произведение геометрического шага винта на частоту вращения и равна именно скорости потока в плоскости винта несмотря на то что ось или вектор тяги не параллелен движению самого коптера по сравнению с самолетом,а развернут под большим углом к горизонтали и почти вертикальный 60-80градусов----получается что
| |
| − | струя воздуха относительно коптера выворачивается из прямой классической воронки при висении в змееобразную загогулину похожую на раструб саксофона засасывающего набегающий поток с трансформацией скоростей в горизонтальную составляющую!
| |
| − |
| |
| − |
| |
| − | "10 заповедей" авиаконструктора квадрокоптера(дрон)
| |
| − |
| |
| − | 1) масса полётная это четыре массы полезного груза mпол=4mгруз, где mрамы+авионика =mвмг=mакку=mгруз
| |
| − |
| |
| − | 2) диагональ между моторами в сантиметрах это корень квадратный из полётной массы дрона в граммах L=(m)^0.5
| |
| − |
| |
| − | 3) удельная тяга винта (грамм/ватт) в режиме висения на полгаза равна диаметру пропеллера в дюймах D(дюйм)=m/Рпот
| |
| − |
| |
| − | 4) скорость крейсера в горизонтальном полёте равна скорости потока через винт при весении Vкр=Vвис(м/с)=5(m(г))^0.5/D(см)
| |
| − |
| |
| − | 5) мощность потребления вмг при весении равна произведению массы на скорость потока и делить на эффективность вмг с бк моторами Pст=UаккуIст=0.01m(г)Vвис/КПДвмг---------где КПДвмг =40% у крошечных квадриков диагональю до 12см,КПДвмг =50% у мелких квадриков диагональю до 25см, КПД=60% у средних коптеров с диагональю до 50см, КПД=70% у больших до 100см, КПД=80% у крупных квадрокоптеров с диагональю свыше 2м
| |
| − |
| |
| − | 6) напряжение аккумулятора эмпирически корень квадратный из одной десятой полётной массы в граммах Uакку(в)=(0.1m)0.5
| |
| − |
| |
| − | 7) перегрузка на ла или относительный запас тяги это максимальная тяговооруженность ---- Fст(г)/m(г)=Kт=2-4единицы
| |
| − |
| |
| − | 8) относительный запас скорости полёта это корень степени 0.66 из тяговооруженности Kск=(Тст)^2/3------тогда Vмах=VвисKск
| |
| − |
| |
| − | 9) коэф.полезного действия электро-вмг в горизонтальном полёте на полном газу 50% -----Pпотреб=0.02m(г)Vмах=UаккуIпол
| |
| − |
| |
| − | 10) произведение диаметра и шага двухлопастного винта в см равно произведению диаметра и длины статора бк в мм DH(см2)=dl(мм2)
| |
| − |
| |
| − | более подробно смотри статью "долголёт"
| |
| − |
| |
| − | [[Файл:косойпоток.jpg]]
| |
| − | [[Файл:вода4.jpg]]
| |
