RC-Flight-Control Ein Bolt für alle Fälle (Vorschau)

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Der verwendete Quadcopter Wanze
betrug dieser Wert 0,35. Der geringe
Wirkungsgrad der Wanze ist auf den
geringen Durchmesser der Propeller
zurückzuführen. Da für beide Multikopter
die gleiche Elektronik mit einem ähnlichen
Energieverbrauch benutzt wurde,
wirken sich diese Verluste stärker auf den
Gesamtwirkungsgrad des kleinen Multikopters
aus. (Siehe Diagramm 1 und 2)
www.rcflightcontrol.de
Flugzeit / [min]
Wanze mit 2.600-Milliamperestunden-
LiPo – das ging nur im Bodeneffekt
16
14
12
10
8
6
4
2
0
Der Quadrokopter Wanze konnte den
2.600-mAh-Akku nicht aus dem Bodeneffekt
herausheben. Darum wurde
die Flugzeit mit 0 angegeben. In dem
Diagramm 1 und 2 muss man beachten,
dass man aus den Kurven nicht einfach
entnehmen kann, wie lange die Flugzeit
ist. Es muss auch sichergestellt sein, dass
der Multikopter die Leistung und Kraft
hat, den Akku anzuheben. Das begrenzt
die Größe des Akkumulators. Im Vergleich
der Flugzeiten für die Wanze und
den Ninja ist zu erkennen, dass beide
Multikopter bei höheren geflogenen
Akkukapazitäten größere gemessene
Flugzeiten als die Berechnung erreicht
hatten. Das kann damit zusammenhängen,
dass sich die Strömungsverhältnisse
an den Propellern bei den höheren
Geschwindigkeiten verbessern. Aus dem
Grund verwenden Segelflugzeuge auch
Wassertanks. Damit erhöht sich die Fluggeschwindigkeit,
aber damit können sich
auch die aerodynamischen Eigenschaften
der Profile des Segelflugzeugs oder der
Propeller verbessern.
einstellen, wenn der verwendete Flugakku
doppelt so schwer wie der leere Multikopter
ist. Für die Wanze entspricht das
einem LiPo mit einer Kapazität von 3.967
mAh und bei dem Ninja von 7.822 mAh.
Der Wert für die Wanze konnte im Flug
nicht erprobt werden, weil die Leistungsgrenze
des Antriebs schon bei kleineren
Akkumulatoren erreicht wurde.
Der richtige Akku
Bei der Auswahl des richtigen Flugakkus
müssen mehrere Dinge berücksichtigt
werden. Aus den Motor- 36 und Propellerdaten
legt man zuerst die Anzahl der
Zellen und damit die
32
Spannung für den
Das Zeit-Optimum
Akkumulator fest. Bei 28der Erprobung der
In den Diagrammen 1 und 2 kann man Motor- und Propellerkombination hat
24
erkennen, dass es eine maximale Flugzeit sich bei der Wanze die Zellenanzahl von
gibt. Diese Zeit erhöht sich auch nicht 2s und bei dem Ninja 20von 3s-LiPos als
Berechnung
mehr, wenn man die Akkukapazität oder günstig ergeben. Bei dieser Auswahl war B
16
die Akkumasse erhöht. Messung Man kann dieses genügend Schub bei geringer Leistungsaufnahme
vorhanden. Nach der Bestim­
M
12
Maximum für Akkumasse : (Leermasse
+ Akkumasse) 1,5 in der Gleichung 8 ermitteln.
Durch Differentiation (Gleichstellen Flugmission ausgewählt 4 werden. Das
mung der Spannung muss 8 eine typische
der Ableitung mit 0), erhält man das können ganz unterschiedliche Aufgaben
erstaunlich einfache Ergebnis, dass die und Anforderungen sein.
0
Typische Flüge
0
Flugzeit
1000
maximal
2000
wird, wenn
3000
der Akkumulator
doppelt Akkukapazität so schwer, wie / [mAh] der leere
Akkukapazitä
4000 5000
können zum Beispiel sein: 0 2000 4000
Multikopter ist.
Mission A: Entspanntes Hobbyfliegen
Will man zum Feierabend etwas Multikopter
fliegen, dann kann man einen kleinen
mAkku = 2 ⋅ m leer
(11) (11)
Akku auswählen. Das begrenzt die Kosten
und minimiert auch das Absturzgewicht.
Dieses Ergebnis ist auch in den Diagrammen
1 und 2 zu sehen. Das Ergebnis ist stark belastet, wie mit einem schweren
Der Rahmen ist bei einem Sturz nicht so
unabhängig von der Größe des Multikopters.
Es ist auch nicht wichtig, was für ein ben, dass der Akku etwa halb so schwer,
Akku. Als Empfehlung kann man ange­
Akkutyp verwendet wird. Andere Akkus wie der leere Multikopter sein sollte. Die
(zum Beispiel Nickel-Cadmium oder Flugzeit kann man aus der Formel 10
noch bessere zukünftige) werden zwar berechnen. Die Wanze wird bei dieser
zu anderen wirklichen Flugzeiten führen, Mission meist mit einem 2s-LiPo mit 800
aber das Optimum wird sich auch dort mAh geflogen. Das ergibt eine Flugzeit
Verwendete Formelzeichen
E= Energieinhalt in [J]
U= Spannung in [V]
I= Stromstärke in [A]
T= Zeit in [s]
m= Masse in [kg]
Wanze mit 1.200-Milliamperestunden-Akku
d= Rotordurchmesser in [m]
m
g= Erdbeschleunigung = [9.81 s
2
h= Höhe in [m]
a
a
a
]
Flugzeit / [min]
a