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分享電動直升機低轉速與長續航

直升機航模最高境界當然是3D暴力飛行,但是對于許多新上手、也包括懸停神和逍遙派,航線、仿真、航拍、慢飛都是樂趣無窮。

談到續航,目前電動直升機的留空時間的世界記錄是2小時58分——天啊!!!他們是如何做到的呢?我經過研究和實踐后,將經驗分享給大家,以供參考。

基礎理論:

第一點:電力做功基礎知識:功率= 電壓 x 電流。熱損耗= 電流的平方 x 電阻。其他相對不變,電壓越高,電流越小,電池能效越高。

第二點:針對電直,上述的電池能效僅僅是整體飛行能效的一小部分,還有傳動效率、機身重量,旋翼阻力等等。

第三點:在主旋翼切角15度以內,主旋翼的升力 跟 “ 切角x 轉速 ” 成正比例。大部分旋翼,大于15度切角,就會出現亂流,導致阻力迅速加大。

因此所有直升機,為了安全,有一個最低轉速警報,防止飛行員升力不夠,再錯誤加大切角來挽救升力,導致亂流,惡性循環,然后墜機。

這個在主流電動遙控直升機甚少出現。原因是今天主流3D電直轉速遠遠遠遠高于普通巡航需求。

第四點:(這是最容易被忽略),接著上面講,今天主流3D電直,其實轉速遠遠高于實際航飛需求。450機動輒3500以上轉速,700機動輒2000以上轉速。這些高轉速是為了穩定和快速反應。但是代價是幾何級別增加的空氣阻力,空氣阻力跟速度的3-4次方成正比。比如2000轉@5度切角懸停 vs 1000轉@10度切角懸停,能耗可能相差4倍以上。

理論最高效率飛行:

不談3D或者F3C飛行比賽,逐步降低主旋翼轉速,在11-12度切角 (預留3度切角作為儲備),勉強起飛,這是最省電的飛行。

安全警示:

如樓下hawk208, colt1981等談到,低轉速飛行的抗風能力減弱,單靠陀螺儀不能完全彌補偏移。操控要專注,避免分神。

實際應用:

在700級直升機,最低主旋翼轉速大概在700rpm,緩慢3D大概1000rpm(youtube上有大量老外視頻是在700-1200rpm)。

在450級,以360mm主旋翼,1600rpm基本是最低的了,穩定一點2000-2200rpm。

第一個問題:

700級要維持1000轉,還要最高電池能效的12s電壓,而且考慮esc要90%以上油門曲線,那么電機往往只有200-300kv。這種電機基本要自己繞線。

450級別要維持2000轉,還要最高電池能效6s電壓,配90%油門曲線,電機kv一般也要在1000以下,市面上不多,或者很重。

權宜解法:

700級按12s設置(500kv電機,5kg重量),搭載6s電池。部分機型可以容納兩塊6s5300mah, 飛行時間輕松30分鐘。

450級按6s設置(1700-2000kv電機,1kg重量),搭載3s電池。一塊3s2600mah飛行15分鐘

上述配置,飛行15-30分鐘,電機和esc基本常溫,輕松寫意。

第二個問題:

轉速低了,尾槳控制差。快速變換主旋翼切角時,尾巴甩出blow out。

解法:

1.加大尾槳直徑(450用68mm,700用115mm)

2.單獨加快尾槳轉速,比如lynx為X3出了一個14T尾軸

3.加長尾管,加長皮帶/傳動軸

4.在三軸陀螺儀內調整補償設置。以vbar為例,有兩個設置,一個是5.3.4版本叫collective pre-comp。6.0 neo版本里叫DMA Collective。另一個是acceleration。

5. 改為3片/4片尾槳。

分享一些極端案例:

案例1:籪橋殘血大俠的compass7hv能鯨吞兩塊6s10000mah電池。我判斷并聯跑1200rpm,最少飛行45分鐘。

案例2:我的forza450ex,并聯2塊3s2600mah電池,2000rpm,30分鐘留空,最大垂直加速度維持1~2米/s^2。

世界紀錄案例:

2014年德國模友TimoWendtland用Mikado Logo 400直接拉長到800級 留空2小時58分鐘。

編輯來源:我愛模型

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