Realistické RC modely

Ako dlho môže letieť multikoptéra?

Hoci multikoptéram neholdujeme, tak otázka z nadpisu nám občas vŕta hlavou.

Niektorí hovoria, že „im to lieta“ štvrťhodinu – dvadsať minút, iní spomínajú pol hodiny, ale niekto sa chvastal aj dvomi hodinami.

Nechcelo sa nám veriť.

Ale inšpiráciou k zamysleniu a akémusi „kvalifikovanému odhadu“ bol článok „BRUS - dron Policie České republiky“ na web-stránke Martina Pilného.

Tento „Brus“ má maximum 40 minút.

Môže to tak byť?

autor: Janko O.

Odkaz na článok „BRUS - dron Policie České republiky“ na web-stránke Martina Pilného.
 

V tomto prípade je „BRUS“ zoskupením štyroch začiatočných písmen významového označenia (tak ako je to u silových zložiek štátu bežné), ale inak pre mňa je slovo „brus“ veľmi sexy a má v češtine dosť špecifický význam a tak nemusí byť všetkým Slovákom úplne jasný. My – všetci traja modelárstvom postihnutí bratia (MiOr, Milan a ja) sme v Čechách a na Morave strávili dlhé - dlhé roky a tak sme snáď význam slova brus pochopili správne.

Jednak: s brúsením ako takým má zrejme pramálo spoločného . Ale v tomto prípade by sa tak označil „vymakaný“ (pekný, rýchly, dokonalý …) stroj. Jeden môj veľmi dobrý kamarát – Moravák takto dokonca zvykol označovať „kočky“ či „kosti“ a tak keď zahlásil: „Ty vole, to je brus!“, tak som vedel, že sa oplatí porozhliadnuť, pretože okolo pôjde niečo pekné .
 

Ale vráťme sa k multikoptéram a odhadu času ich letu.

Začnime so superoptimistickým predpokladom, že multikoptéra – to sú len „letiace batérie“, aby nám vyšiel čo najdlhší čas letu a potom to budeme „zreálňovať“ a čas budeme skracovať:

Predpokladajme, že na pohon sú použité LiPolky, pretože sú dostupné, technologicky vyzreté a majú vynikajúci pomer energie ku hmotnosti, teda to, čo nás najviac zaujíma. Na dopracovanie sa k výsledku nechceme použiť nejaké „ťažko stráviteľné“ vzorce, skôr poďme cestou „rukolapnej empírie“ .

Takže, zoberme 1 kg LiPoliek a bude nás zaujímať, koľko energie tento „balík“ obsahuje. „Empiricky“ sme zvážili 3-článkovú LiPolku s kapacitou 2200 mAh a váha ukázala cca 180 gramov. Z čoho vyplýva, že kilo LiPoliek by malo kapacitu 5,55-krát vyššiu, teda 12,2 Ah. Pri menovitom napätí 11,1 Voltu to je asi 135 Wh.

Aby sme to trochu ozrejmili a „zrukolapnili“, tak takýto kilový balíček LiPoliek by dokázal dodávať výkon 135 Wattov, po dobu jednej hodiny (teraz zanedbáme skutočnosť, že vybiť LiPolku „do mrte“ nie je dobrý nápad), alebo iné kombinácie súčinu výkonu a času, ktoré vo výsledku dajú 135 Wh.

Teraz sa poďme pozrieť, že aký elektropohon (motor s vrtuľou, ktorých hmotnosť budeme ešte stále ignorovať) je schopný vyvinúť ťah 1 kilogram (a teda udržať „LiPolkový balík“ vo vzduchu). V našich článkoch: „Účinnosť ťahu elektropohonu - čo to je?“ a „Porovnanie výkonov dvojlistých vrtulí s vrtuľami viaclistými“ sa zaoberáme problémom, koľko gramov ťahu je schopný vyvodiť jeden Watt príkonu nejakého elektropohonu. Pre modely plošníkov (krídlatých lietadiel) s jednou pomerne rýchlo sa točiacou vrtuľou to vychádza 5 až 6 [g/W] a niekedy aj viac.

U multikoptér, kde je (tvarovo optimalizovaných) vrtúľ viac, teda pracujú pri výhodnejších nižších otáčkach a pri použití efektívnych dvojíc protibežných vrtúľ, toto číslo môže presiahnuť aj hodnotu 10. Z toho nám teda vyjde, že na udržanie jedného kilogramu vo vzduchu potrebujeme príkon možno aj (o málo) menej ako 100 W.

To by teda znamenalo, že náš kilový balík LiPoliek môže 100 W do elektropohonu dodávať po dobu 1,35 hodiny, čiže hodinu a 21 minút. Super! 

No a teraz sa vráťme nohami pekne na zem:

• LiPolku nie je dobré (a pri udržaní dodávaného výkonu ani možné) „vyšťaviť“ do nuly. Je dobré (skôr nutné) nechať si rezervu aspoň 20%. A zrazu sa nám 1,35 hodiny „scvrkne“ na 1,08 hodiny (1 hodina a necelých 5 minút) .

• Aby multikoptéra letela, tak LEN batérie nestačia. A tak teraz už musíme vziať do úvahy aj hmotnosť motorov, vrtúľ, regulátorov, riadiacej elektroniky a aj samotnej mechanickej konštrukcie. Ak použijeme špičkové zariadenia a aj materiály a všetko toto bude vážiť asi polovicu hmotnosti batérií, tak nám spotreba elektropohonu stúpne na cca 150 W a „výdrž“ klesne na 0,72 hodiny, čiže na 43 minút .

• Ak multikoptéru vybavíme kamerou či foťákom (BRUS je vybavený kamerami pre denné a nočné videnie), tak sa naozaj dostaneme na maximálny čas letu okolo 40 minút, tak ako je to uvedené v parametroch BRUS-u.

Z toho vyplýva, že česká Policie o trvaní letu svojho dronu neklame, ale tí, čo tvrdia, že im multikoptéra lieta aj dve hodiny, tí asi áno .

Komentáre: 1

.:. Mark

Zaujimavy clanok, kedze clanky o Quad a inych kopterach su tu malokedy, som rad za tento clanok. Mna by zaujimalo, ci ste nerozmyslali, ako by sa dala znizit hlucnost kvadkoptery.
Teoreticky je to znizenim otacok, kde zas musi byt asi vacsia ucinnost vrtule, alebo vacsia vrtula.. v podstate o tom vela neviem, preto ak raz na tej morave pri vinku, budete nad niecim rozmyslat, mozno vas napadne odpoved Budem rad, ked to niekedy rozoberiete v podobnom super clanku. Dakujem Marek

Odpoveď | 2016-07-17 22:22:42

Meno
Web
Mail
Kontrola	Zadajte číslo päť
Text
	Tučné | Podrazené | Kurzíva  | zdroják | odkaz