Расчёт коптера-ликбез

Версия 18:24, 25 марта 2024

Расчёт коптера----автор Книжников ВВ

"10 заповедей" авиаконструктора квадрокоптера для земных условий не уровне моря

1) масса полётная это четыре массы перевозимого груза -----mпол=4m(груз)!, где m(рамы)+m(авионики)=m(вмг)=m(акку)=m(груз)

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 висении ------Vкр=Vвис(м/с)=5.5(m(г))^0.5/D(см)

5) мощность потребления вмг при висении равна произведению массы на скорость потока и делить на эффективность вмг с бк моторами Pст=UIст=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 восьмой полётной массы в граммах----- Uакку(в)=(0.125m)^0.5

7) перегрузка на коптер или относительный запас тяги это максимальная тяговооруженность ---- Fст(г)/m(г)=Kт=(2-4)единицы

8) максимальная скорость полёта ------ Vмах=0.8 Н Кхх Uакку

9) электрическая мощность потребления в полёте -----Pэл=0.01m(г)Vмах/КПДвмг=UIпол

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"

"Марсианский" вертолёт соосник----академический метод расчёта

ускорение свободного падения на Марсе 60% от земной или а=6м/с2

плотность атмосферы на поверхности Марса 1% от земной или ро=0.0125кг/м3

КПДвинта=90%; КПДэд=90%-----КПДвмг=0.81

частота вращения винта 2500об/мин или fвис=42Гц

диаметр ометаемой поверхности ротора D=1.2м и площадь ометания Sомет=D^2 Пи/4=(1.2м)^2 х0.78=1.12м2

масса полётная m=1.8кг Fст=ma=1.8х6=10.8Н

время полёта 1.5мин или 90сек=40С

академическая формула тяги на стопе через осевую скорость потока в плоскости  винта----Fст=Кв ро Sомет Vвис^2

скорость потока в режиме висения------ Vст=(Fст/Кв ро Sомет)^0.5=(10.8Н/0.95 х 0.0125кг/м3 х 1.12м2)^0.5=28.5м/с

шаг винта типа слоуфлаер Н=1.1Vст/fвис=1.05х28.5/42=0.7м

электрическая мощность потребления Рэл=Рст/КПДвмг=FстVст/0.81=10.8Н х 28.5м/с/0.81=380вт

энергия силовой батареи Е=Рэл/40С=380вт/40С=9.5втч с учётом запаса энергии 25%---- Еакку=12втч ----Сакку=1.1Ач и Uакку=11.1В

оборотистость электродвигателя на полном газу Кхх=1.5fвис/Uакку=1.5х42Гц/110.1В=5.7Гц/в или 340 обор/мин на вольт