המלצה למערכת הנעה

[Pegasus]

שלום לכולם


ברצוני להתייעץ מנוגע לבחירת מערכת הנעה לטיסן FPV מהיר אותו אני מתכנן

קצת נתונים וחישובים:

מהירות טיסה כ 30 מטר לשניה

הספק הגרר של כלי הטייס הוא כ- 170 וואט, הנחתי שנצילות שאר המערכות (מנוע+בקר+מדחף ) יהיו כ 40% יחד, כלומר מהסוללה יש למשוך כ430 וואט.

כח הגרר בתנאי הטיסה צפוי להיות כ 600 גרם , רוב המחשבונים הנפוצים ברשת נותנים פרדיקציה רק לדחף הסטטי אשר רחוק מאוד ממה שמתקבל בפועל בטיסה.

אשמח לשמוע הצעות למערכת הנעה( מנוע+מדחף+מתח סוללה+בקר)

זמן שהייה לא מעניין כרגע.

ברצוני להדגיש, זה לא טיסן אוירובטי , אין דרישות לתמרונים, על הטיסן לטוס מהר בגובה אחיד ( LOS)

[roydor]

הספק הגרר? אני מניח שאתה מניח גרר כפול מהירות (DxV), לכן 600 גרם (6 ניוטון) כפול 30 מטר לשנייה הם כ-180 וואט, במידה וכך חישבת אתה אכן בכיוון.

40% נצילות זה נמוך למדי, ניתן להניח 60% וגם להשיג את זה בקלות יחסית ועל כן מערכת מנוע של 300 וואט ב-50% מצערת (מצערת שיוט) זה סביר.

על מנת שתוכל גם להמריא, נדרש הספק גבוה יותר (לטיפוס סביר).
לרב מומלץ הספק פי 2 עד פי 3 מהספק שיוט וזאת על מנת להתמודד עם נצילות מערכת הנעה נמוכה יותר בסל"ד גבוה (תכונה טיפוסית של מדחפים) ועל מנת לקבל קצב טיפוס הגדול מ-400 רגל לדקה שמתחתיו קשה ההמראה מפחידה למדי (מטוס "לא סוחב")
לכן נדרש לך סדר גודל של 800 עד 1000 וואט כהספק מרבי למשך דקה (להבדיל מהספק מרבי רגעי)

לא ציינת האם אתה רוצה פרופלור מתקפל או לא.
לאור המהירות הגבוהה בא אתה טס, חפש מדחף בעל פסיעה גבוהה יחסית, ככל הנראה 12 ומעלה.
סביר להניח שיידרש מדחף בקוטר יחסית קטן 12 עד 14 לכל היותר.

בתוכנת MOTORCALC ניתן לבחון ביצועים של מערכות הנעה בשיוט, נסה בעזרתה.

זמן שהייה הוא פונקציה של גודל הסוללה וסוללה מודרנית מספקת סדר גודל של 160 עד 200 וואט לק"ג סוללה (סוללה לפריקה מהירה או סוללה לפריקה איטית)
בהנחה שאתה צורך 300 וואט לשיוט, 1 ק"ג סוללה מהסיני יאפשר לך לטוס חצי שעה לכל היותר.

רועי

[Pegasus]

אני יותר סקפטי לגבי הנצילות באופן כללי ובפרט בהתחלה, כלומר כמובן שניתן לשפר אך זה לוקח זמן.
בניסויי מנהרה שעשו באוניברסיטת אילינוי רואים שמדחפים בגדלים שלנו(עשו על APC וגם על מתקפלים) לא מגיעים ליותר מ 60% נצילות.
http://www.ae.illinois.edu/m-selig/props/propDB.html
זה דו"ח מעניין מאוד , בלינק שצרפתי יש לינק לדו"ח שמתאר את ניסויי המנהרה.

הרצון להגיע לנקודת עבודה זו לא במצערת מלאה ואני אכן מודע להספק העודף הנדרש בהמראה ובטיפוס.
אני מתכוון לעבוד עם מדחף מתקפל( פושר)
המהירות אולי לא סטנדרטית אך לא גבוהה מאוד .
בעניין המדחף, רוב הקונפיגורציות בחנתי היו ע"י http://www.ecalc.ch/motorcalc_e.htm?castle , עם motorcalc לא כל כך הסתדרתי משום מה.
ישנם הרבה שילובים שעל פניו נותנים את הביצועים הדרושים.
1. קוטר של כ 13 אינצ'- אך הפסיעה יוצאת כ 8 על מנת לעמוד בהספק כמדובר על אזור ה 9000 סל"ד
2. קוטר של כ 9 אינצ'- עם פסיעה של כ 7 עם סל"ד הרבה יותר גבוה כ 16000

כמובן שלכל אופציה מתאים מנוע עם KV שונה אך הם כולם באזור ה 200 גרם פלוס.
בעניין הסוללה זה לא כל כך מעניין כרגע, והיום ניתן להגיע אף ל 220[watt/kg] לפאק סוללות.

השאלה שלי היא איך הכי נכון להתאים מנוע + מספר תאים(סוללה)+מדחף על מנת לקבל נצילות טובה
מה הקשר בין הערך שמתקבל במחשבונים ל Pitch Speed לבין מהירות הטיסה האמיתית שתתקבל? כלומר המדחף לא מתברג אידיאלית באויר ויש החלקות

[roydor]

PEGASUS,
מזה מספר שנים אני עוסק בין השאר בביצוע SIZING למזל"טים חשמליים.
60% עם מערכת חשמלית מהמדף זה ראלי ויחסית פשוט להשגה.
אף פעם לא מזיק להניח גרוע יותר, מקסימום תקבל הפתעה נעימה.

סוללה של 220 וואט שעה לק"ג ניתן למצוא בסוללות לפריקות נמוכות בלבד, עד 2C באופן רציף ו-5C לזמנים קצרים.
אם זאת, לא ניתן לקבל בפועל צפיפויות אנרגיה אלו בפריקה הגבוהה מ-1/2C עקב דרדור משמעותי בביצועי הסוללה (נפילת מתח)
במידה והצריכה הממוצעת שלך היא סביב 300 וואט, תצטרך סוללה במשקל של כ-3 ק"ג על מנת להוציא ממנה את כל ה-220 וואט שעה לק"ג...
על כן, יותר ראלי לרכוש סוללה מהסיני בצפיפות אנרגיה של 160 וואט שעה לק"ג.

עם כמה תאים אתה רוצה לטוס.
מה המשקל של הטיסן?
במידה והגרר הוא 600 גרם וערך הגלישה הוא רק 15 (ניתן להגיע ליותר), משקל הטיסן נע סביב ה-9 ק"ג, עוד 100 גרם למנוע זה לא נורא
300 וואט - במידה ואתה לא רוצה זרם גבוה מדי, לא בטיפוס ולא בשיוט, כנראה תצטרך 4 תאים ומעלה.
במידה ואתה רוצה להישאר עם ציוד טיסנאי זול ולא לדחוף אותו לקצה, סביר שלא תרצה לעלות מעל 5 תאים.

ב-MOTORCALC ישנה אופציה לשחק עם המצערת של תצורת מנוע כל שהיא ולבחון את הביצועים סביב מהירות טיסה מיוצבת. התוצאה אינה מדויקת אך טובה דיה להשוואה בין מדחפים שונים לבחינת נצילות יחסית (מה יותר טוב).
לגבי אופטימיזציה, אני משתמש בMOTORCALC לקבלת סדרי גודל השוואתיים בין תצורות המנוע ולרב תצורת המנוע הטובה ב-MOTORCALC, גם שהיא לא מדויקת בפועל, היא נקודה מצוינת להתחלה.

רועי

[Pegasus]

בקשר לנצילות:
יצא לך להעיף מבט על הלינק שצרפתי?
להבין את נצילות מערכת ההנעה זה דבר מורכב לפעמים, כלומר עושים חישובים והערכות ואז מקבלים זמן טיסה בתנאים ידועים מכאן יש 2 בעיות:
1. הגרר אשם או לא אשם:)
2. נצילות מערכת הנעה
כך שלדעת להפריד ביניהם הוא דבר לא פשוט אך בכל זאת ניתן לעשות ע"י ניסויי גלישה ללא מנוע
בכל מקרה שאלתי היא לא הייתה מרוכזת בנושא הנצילות.
כמובן שאתה צודק שעל כלי יחסית כבד 100 גרם תוספת למנוע לא יהפכו עולמות.
אם אתה יכול לחוות דעת לגבי שאלתי הקודמת הנוגעת למדחפים וסל"ד בתנאים שציינתי קודם לכן בנוסף הייתי רוצה לשמוע על איזה סטאפים אנשי הפורום היו ממליצים.
וכמובן נושא ה- Pitch Speed ששאלתי לגביו, מה הקשר ( אם יש כלל פשוט או ניסיון) בין הערך שמתקבל במחשבונים למהירות בפועל.

[roydor]

אין לי כוונה לפתח פה וויכוח מיותר,
ניתן יחסית בקלות להשיג נצילות של 60%.
הצהרה זו נתמכת בניסיון רב שנרכש במסגרת עבודתי ומעבר לכך לא ארחיב.

מתוך הקישורים שסיפקת:
שים לב שבגרף הבא הנצילות המיטבית (של הפרופ בלבד) היא רק סביב ה-45%:
http://www.ae.illinois.edu/m-selig/props/plots/apcsp_7x6_eta.png

בגרף הבא הנצילות המיטבית כבר עולה ל-55%:
http://www.ae.illinois.edu/m-selig/props/plots/apcsp_11x6_eta.png

ובגרף הבא הנצילות עולה לסדר גודל של 75%:
http://www.ae.illinois.edu/m-selig/props/plots/apcsp_14x13_eta.png

לא מפתיע שככל שעולים בגודל המדחף ובעיקר בקוטר שלו, הנצילות עולה.
בנוסף, ככל שהפסיעה עולה, כך גם הנצילות המיטבית מתקבלת במנת התקדמות גבוהה יותר (J)

לגבי שאר הרכיבים:
נצילות מיטבית של מנוע חשמלי נעה סביב 90%
בהנחה שהחיווט עבה מספיק וקצר ככל הניתן וכי המחברים איכותיים, אז הנצילות של בקר + החיווט (מהסוללה עד למנוע) עשויה בקלות להגיע ל-95%
על כן, במידה ותשתמש במדחף הטוב שהוצג (נצילות מיטבית של 75% ותאמין לי שיש גם טובים ממנו) ותכפיל את נצילותו המרבית (75%) בנצילות המרבית של הבקר והחיווט (95%) ובנצילות המנוע (90%) תקבל נצילות של 65%.
בהנחה שאתה טס סביב נקודת הנצילות המיטבית של מערכת ההנעה ולא ממש עליה או שהנצילויות המיטביות לא מתקבלות בכל הרכיבים באותה נקודת עבודה בדיוק, עדיין סביר שתוכל להשיג נצילות כוללת של "רק" 60%.

לגבי בחירת מערכת הנעה, שימוש ב-MOTORCALC ייתן לך את תשובות שאתה מחפש ואני לא סתם אומר.
ממליץ בחום שתתחיל לעבוד וללמוד את התוכנה.

נסה את ה- IN FLIGHT ANALYSIS (ראה טבלה שנייה בקישור הבא http://www.motocalc.com/tutorial/index.html#workbench )
אתה יכול לשחק שם עם הסל"ד וכך לבחון את ההספק הנדרש למהירות (תוריד את אחוז המצערת עד מהירות הטיסה הרצויה)

נקודות העבודה שתקבל הן לא רעות, וייתנו לך סדר גודל.
אחרי שתעשה את עבודת הרגליים ותמצא מערכת שנראית לך, אוכל לבדוק אותך ולראות שלא טעית.

מהתכתובות הקודמות שלך בשרשור הזה אני מסיק שיש לך רקע כל שהוא בתעופה ולכן אני מניח שתשתלט על התוכנה מהר מאד ותבין את הכוח שלה בתור כלי עזר לתכנון מערכת הנעה.

בהצלחה

[Pegasus]

תודה

אני אנסה לשחק עם MotorCalc כפי שהמלצת.

עדכונים בהמשך.