سلسلة T-Motor VL: 16 مجموعة دفع VTOL بوزن إقلاع أقصى من 12 kg إلى 150 kg

سلسلة T-Motor VL عائلة من 16 مجموعة دفع VTOL صُمّمت للطور الرفعي في الطائرات ذات الأجنحة الثابتة التي تُقلع وتهبط رأسيًا. وتقرن كل مجموعة محركًا بوحدة ESC ومروحة مطابقتين له، وينشر المُصنّع وزن إقلاع أقصى موصى به لهيكل رباعي الدوّارات عند كل درجة. ويرسم هذا المقال تلك الدرجات ويبيّن كيف تستقرّ كتلة هيكل ما على إحداها.

إجابة سريعة

تغطّي سلسلة T-Motor VL وزن إقلاع أقصى منشورًا لهيكل رباعي الدوّارات من 12 kg إلى 150 kg عبر 16 مجموعة، وكل مجموعة تُقدَّم محركًا و ESC ومروحة، لا محركًا مجرّدًا. وينقسم النطاق إلى ثلاثة نطاقات جهد: عشر مجموعات على 12S، واثنتان على 14S، وأربع على 24S. ويعني MTOW هنا وزن الإقلاع الأقصى، وينشر المُصنّع الرقم لهيكل رباعي الدوّارات، لذا يبلغ الهيكل السداسي أو الثماني الكتلة الكلية نفسها بحمل أقل على كل ذراع.

لذلك يبدأ الاختيار من الهيكل لا من المحرك. وقراءة سلسلة T-Motor VL من الأسفل إلى الأعلى هي أقصر طريق من وزن إقلاع إلى مجموعة بعينها، لأن الدرجات المنشورة منفصلة ولكل واحدة مكوّنات منظومة الدفع VTOL الخاصة بها. والمنصة المصمّمة أصلًا حول ناقل حزمة وقطر مروحة تكون قد ضيّقت الخيار إلى درجات قليلة قبل قراءة أي رقم طراز. وتجمع فئة درون VTOL واجبات الهيكل التي يخدمها هذا النطاق.

ما تحتويه مجموعة الدفع في سلسلة T-Motor VL

النطاق ليس خط إنتاج من محركات مستقلة تُباع ملحقاتها منفصلة. فكل سجل في سلسلة T-Motor VL هو مجموعة دفع، والأجزاء الثلاثة مطابقة في المصنع: المحرك، و ESC الذي يديره، والمروحة التي وُصّف بها. وقراءة النطاق كنطاق محركات تُغفل المكوّنين اللذين يحسمان نجاح التركيب. ولنظرة أوسع إلى موقع هذه العائلة بين محركات الأجنحة الثابتة ومحركات المركبات متعددة الدوّارات، يغطّي مرجع محركات الدرون: اختيار محركات FPV والأجنحة الثابتة وVTOL الميدان الأوسع.

المحرك و ESC والمروحة مجموعة واحدة

المروحة جزء من المواصفة لا إضافة لاحقة. فسلسلة T-Motor VL تنشر مروحة مسمّاة لكل مجموعة، من DZ17 × 6.2 في أصغر سجل إلى VZ45 × 18 في أكبرها، ورقم الدفع المذكور لتلك المجموعة يخصّ تلك المروحة. وتركيب ريشة مختلفة يغيّر الحمل الذي يراه المحرك، وهو ما يغيّر التيار الذي على ESC تزويده. والأجزاء الثلاثة تتحرّك معًا، ولهذا تُحدَّد منظومة الدفع VTOL كوحدة لا تُجمَّع من أجزاء تُختار منفصلة.

كتلة ESC تُحتسب في الوزن الفارغ

ESC عنصر منفصل على الهيكل، وعند قمة النطاق تشكّل الوحدة الواحدة جزءًا معتبرًا من عتاد الرفع. وعمود وزن المحرك في الجدول أدناه هو كتلة المحرك كما ينشرها المُصنّع، بالكابل؛ وهو لا يغطّي ESC ولا المروحة ولا القاعدة ولا الأسلاك. وميزانية الوزن الفارغ المبنية على ذلك العمود وحده تُقلّل من تقدير عتاد الرفع، لذا فكتلة المجموعة الكاملة بعد التركيب هي الرقم الذي تحتاجه الميزانية.

سلّم MTOW: وزن إقلاع أقصى لهيكل رباعي الدوّارات من 12 kg إلى 150 kg

تُقرأ سلسلة T-Motor VL كسلّم لأن القفزات في وزن الإقلاع الأقصى الموصى به لهيكل رباعي الدوّارات منشورة ومنفصلة. وتغطّي السجلات الاثنا عشر الأدنى من 12 kg إلى 70 kg بخطوات من بضعة كيلوغرامات، وتتولّى سجلات 24S الأربعة من 90 kg. والدرجات نطاقات منشورة لا مقياسًا متصلًا، لذا تقع بعض الأوزان بين سجلين لا داخل أحدهما. وقراءة السلّم من الأسفل إلى الأعلى تُظهر أين تضيف كل درجة دفعًا وأين تضيف كتلة.

12S و 14S: من 12 kg إلى 70 kg

تغطّي اثنتا عشرة مجموعة الجزء الأدنى من النطاق. وأصغرها، VL5009 KV275، منشور لهيكل رباعي الدوّارات بوزن 12-15 kg مع 8624 g من الدفع لكل ذراع ومحرك بوزن 280 g. ثم يصعد السلّم عبر VL6011 KV180 و VL6013 KV210 لوزن 15-22 kg، و VL7015 KV190 و VL8015 KV170 عند 22-25 kg، و VL8018 KV180 و VL8020 KV170 لوزن 30-35 kg، و VL8022 KV170 عند 40 kg. ويغلق ثنائي 14S، VL1035 KV150 و VL1040 KV150، هذا النطاق عند 55-70 kg بدفع 36173 g و 45797 g لكل ذراع.

24S: من 90 kg إلى 150 kg

تحمل أربع مجموعات قمة السلّم. فالطراز VL1155 KV65 منشور لوزن 90-105 kg بدفع 57036 g لكل ذراع، والطراز VL1165 KV60 لوزن 115-125 kg بدفع 66032 g، والطرازان VL1180 KV60 و VL1380 KV60 كلاهما لوزن 140-150 kg بدفع 88075 g و 83024 g. والأربعة جميعًا تعمل على ناقل 24S وتقترن بوحدة ESC من طراز VL200A أو VL300A، وهي عائلة تحكّم مختلفة عن وحدات V60A إلى V200A المستخدمة في الأسفل.

المقطع جدير بالمشاهدة قبل الجدول أدناه، لأنه يعرض طرفين من العائلة نفسها تحت الحمل لا كعتاد مجرّد. ويغطّي منظومة الدفع VTOL من سلسلة VL من T-MOTOR على منصات حقيقية هذين الطرازين فقط، والسلّم يستمر بعدهما. وكل نطاق وزن إقلاع أقصى في سلسلة T-Motor VL منشور لأربعة أذرع، لذا يصف الرقم هيكلًا كاملًا لا محركًا واحدًا.

أيّ طرف من النطاق يناسب أيّ هيكل

وزن الإقلاع يحسم أيّ طرف من النطاق ينتمي إليه مشروع ما، لكن عدد الدوّارات وواجب الحمولة يحسمان مقدار الهامش الذي يحتاجه ذلك الطرف. فهيكل رباعي الدوّارات بوزن 40 kg وهيكل ثماني الدوّارات بوزن 40 kg لا يستقرّان على السجل نفسه: فالثاني يوزّع الكتلة نفسها على ضعف الأذرع، فينخفض متوسط الحمل لكل ذراع. والنطاقات المنشورة تصف هيكلًا رباعي الدوّارات، لذا يحتاج الهيكل الثماني تقييمه الخاص لا تصنيفًا منقولًا من الجدول.

واجب الحمولة وعدد الدوّارات

الأرقام المنشورة لسلسلة T-Motor VL تفترض أربعة أذرع، ونطاقات MTOW منشورة لتلك التهيئة. وفي تحويم مثالي يتوزّع فيه الحمل بالتساوي، فإن إضافة أذرع رفع تُخفض متوسط الدفع الذي على كل ذراع إنتاجه لكتلة طائرة معيّنة، لكن ذلك تقدير لا قاعدة انتقال بين الدرجات: فالهيكل السداسي أو الثماني يحتاج تقييمًا خاصًا لهامش الدفع وتفاعل الدوّارات وسلطة التحكم وسلوك التحوّل وحالات العطل، ويحمل عتاد دفع أكثر من هيكل رباعي بالكتلة نفسها. وكتلة الحمولة مسألة منفصلة، لأنها ترفع الوزن الإجمالي ومعها متطلّب الرفع. وموضع الحمولة يحرّك مركز الثقل ويمكن أن يرفع المطالب التحكّمية والإنشائية، لكن حمولة منزاحة عند وزن إقلاع واحد لا تستدعي بمفردها دفعًا أكبر. تُضبط مواصفات منظومة الدفع مقابل الدفع وهامش التشغيل أولًا، ثم تُتحقّق حدود مركز الثقل وسلطة التحكم والأحمال الإنشائية لتوزيع الحمولة.

عدد الدوّارات تقدير لا تصنيف

العلاقة المثالية عكسية: مضاعفة عدد الأذرع تنصّف متوسط الدفع الذي على كل ذراع إنتاجه للوزن الإجمالي نفسه. وذلك تقدير أولي لحالة التحويم لا معامل تحويل لـ MTOW المنشور، لأن النطاقات تفترض أربعة أذرع، والمجموعة المنقولة إلى هيكل ثماني الدوّارات لم تُعتمد لذلك الهيكل. والاتجاه الذي يهمّ في العمل هو الاتجاه الآخر: فمجموعة اختيرت لهيكل ثماني الدوّارات ثم رُكّبت على هيكل رباعي تُطلب منها نحو ضعف الدفع الذي حُدّدت له، ووزن الإقلاع الأقصى المنشور للهيكل الرباعي هو الرقم الذي يكشف عدم التطابق. لذا يأتي عدد الدوّارات قبل رقم الطراز في التسلسل، ويبقى على الطائرة الكاملة أن تُفحص في التهيئة التي ستطير بها.

لماذا يحدّد قفل المروحة هوية السلسلة

القدرة التي يتصدّر بها المُصنّع في سلسلة T-Motor VL هي قفل المروحة، الموصوف بزاوية قابلة للضبط بمقدار 360 درجة يثبّتها ESC. وفي طائرة ذات أجنحة ثابتة تنتقل من التحويم إلى الطيران المحمول على الأجنحة تتوقّف مراوح الرفع، وعلى الريشة المتوقّفة أن تستقرّ في اتجاه معلوم لا حيث يتركها تدفق الهواء، لذا فموضع الراحة ينتمي إلى تصميم الهيكل لا إلى تفاصيل متروكة للصدفة.

قفل المروحة بزاوية 360 درجة

المروحة المتوقّفة التي تستقرّ بزاوية عشوائية تجلس في تدفق الهواء فوق الأجنحة، وموضعها النهائي يتغيّر من رحلة إلى أخرى. والقفل الذي يثبّت الريشة عند زاوية مختارة يجعل ذلك الموضع قابلًا للتكرار. ويذكر المُصنّع أن القفل يدخل في التعشيق في ثوانٍ وأن الزاوية قابلة للضبط، وهو ما يتيح لمصمّم الهيكل اختيار موضع الريشة المتوقّفة. وهل تفيد زاوية معيّنة جنحًا بعينه يعتمد على الهيكل والمروحة والتركيب، لذا فالنتيجة الأيروديناميكية خاصية للطائرة الكاملة لا للقفل وحده.

تيار التثبيت في حالة القفل

تثبيت ريشة في مواجهة تدفق الهواء يحتاج عزمًا، ويوفّره ESC تيارًا. ويصف المُصنّع ESC بأنه يعدّل تيار التثبيت ليطابق الحمل الخارجي لا يثبّت قيمة واحدة، وينشر استهلاكًا في وضع الانتظار قدره نحو 10 W في حالة القفل، وهو ما يُبقي حرارة وظيفة التثبيت منخفضة خلال التحليق. وتوصف عائلة ESC نفسها بدعم CAN 2.0 من جهة المتحكّم، وهو الواجهة المستخدمة لتوجيه المجموعة ومراقبتها من طيّار آلي في تركيب سلسلة T-Motor VL.

القفل نصف مشكلة التحوّل فقط. فنظاما الطيران يطلبان من المحرك نفسه شيئين مختلفين، ويعرض محركات درون VTOL: الموازنة بين دفع التحويم وكفاءة التحليق كيف يشدّ دفع التحويم وكفاءة التحليق في اتجاهين متعاكسين بمجرد انتهاء الطور الرفعي.

نطاقات الجهد: 12S و 14S و 24S

ينظّم النطاق حول ثلاثة جهود ناقل، والنطاق الذي يقع فيه مشروع ما يكون عادةً محدّدًا قبل اختيار المحرك، لأن حزمة البطارية وأسلاك الهيكل يكونان قد حُسما عند تلك المرحلة. ويذكر المُصنّع أن السلسلة ككل تدعم نطاقًا من 6S إلى 24S، بينما تشغل المجموعات الست عشرة المنشورة 12S و 14S و 24S.

12S: عشر مجموعات

عشر مجموعات في سلسلة T-Motor VL تعمل على ناقل 12S، من VL5009 KV275 حتى VL8022 KV170، ثم VL1028 KV190 و VL1032 KV180 فوقهما. ويحمل هذا النطاق وزن الإقلاع الأقصى المنشور للهيكل الرباعي من 12 kg إلى 55 kg. وتمتدّ وحدات ESC في هذه المجموعة من V60A في الأسفل إلى V200A في الأعلى، وتصعد كتلة المحرك من 280 g إلى 1090 g عبر المدى نفسه.

14S: مجموعتان

مجموعتان تنتقلان إلى 14S: VL1035 KV150 بكتلة 1205 g و VL1040 KV150 بكتلة 1100 g. كلتاهما منشورة لنطاق 55-70 kg، وكلتاهما مصنّفة عند 150 KV. وناقل 14S هو ما يفصل هذا الثنائي عن مجموعة 12S: فعند مستوى قدرة كهربائية معيّن وكفاءة منظومة مقاربة، يعني جهد الناقل الأعلى عمومًا تيار تزويد أقل، بينما التيار الذي تسحبه الطائرة فعلًا يتبع نقطة تشغيلها لا وسم الجهد.

24S: أربع مجموعات

أربع مجموعات تعمل على 24S وتغطّي من 90 kg إلى 150 kg من وزن الإقلاع الأقصى للهيكل الرباعي. والقفزة من ثنائي 14S إلى VL1155 KV65 هي أكبر درجة واحدة في سلسلة T-Motor VL، وتأتي مع تغيير عائلة التحكّم إلى وحدات ESC من طراز VL200A و VL300A. والمشروع الذي يعبر تلك الدرجة يغيّر جهد الناقل وعائلة التحكّم مع المحرك، لذا فقمة النطاق مجموعة قدرة مختلفة لا نسخة أكبر من التي تحتها.

اقتران ESC والمروحة في منظومة الدفع VTOL

لأن كل مجموعة في سلسلة T-Motor VL مطابقة في المصنع، فوحدة ESC والمروحة المنشورتان مع المحرك هما الاقتران الذي يخصّه رقم الدفع. واستبدال أي من الجزأين ينقل المجموعة خارج تهيئتها المنشورة، فلم تعد الأرقام تصف ما سيفعله الهيكل. والتعامل مع الاقتران كقيمة ثابتة هو أبسط طريق للبقاء داخل الغلاف المنشور لمنظومة الدفع VTOL.

ثمانية تصنيفات ESC عبر النطاق

تستخدم سلسلة T-Motor VL ثمانية تصنيفات ESC: V60A و V80A و V120A و V150A و V200A و VL248A و VL200A و VL300A. ووحدات السلسلة V تخدم مجموعات 12S و 14S، بينما تخدم وحدات السلسلة VL قمة النطاق. والدرجة من V150A إلى V200A تقع بين VL8022 KV170 و VL1028 KV190، والدرجة إلى وحدات التحكّم من السلسلة VL تقع عند حدّ 24S.

تبديل المروحة يغيّر ESC

المروحة الأكبر تمتصّ عزمًا أكثر عند السرعة نفسها، وهو ما يرفع التيار لدفع معيّن. وإذا كانت وحدة ESC مضبوطة المقاس للريشة المنشورة، فالهامش المتاح فيها يُستهلك بالتغيير. وفي العمل، تبديل المروحة على مجموعة مطابقة سؤال من أربعة أجزاء: هل يستطيع المحرك تحمّل الحمل، وهل تستطيع وحدة ESC تزويد التيار، وهل يبقى المحرك و ESC داخل حدودهما الحرارية، وهل ما زال في الهيكل خلوص أرضي للقرص الأكبر. وأي فشل في واحد من الأربعة ينقل التركيب خارج تهيئة منظومة الدفع VTOL المنشورة.

مصفوفة مواصفات سلسلة T-Motor VL

يسرد الجدول أدناه المجموعات الست عشرة كلها في سلسلة T-Motor VL كما نُشرت، مرتّبة حسب وزن الإقلاع الأقصى الموصى به للهيكل الرباعي. وتتضمّن أسماء الطرازات تصنيف KV، ويحدّد عمود الجهد الناقل الذي تعمل عليه كل مجموعة.

MTOW الموصى به هو رقم المُصنّع المنشور لهيكل رباعي الدوّارات. والدفع الأقصى لكل ذراع ووزن المحرك قيمتان منشورتان من المُصنّع للمجموعة المطابقة، وظروف الاختبار التي يقوم عليها رقم الدفع معطاة في صفحة كل منتج.

تنمو كتلة المحرك من 280 g إلى 2680 g عبر الجدول، وينمو الدفع لكل ذراع من 8624 g إلى 88075 g، فالطرفان يفصل بينهما نحو تسعة أضعاف في الكتلة وعشرة أضعاف في الدفع. وهذا التقابل يصحّ لطرفَي الجدول لا لكل صف: فنسبة الدفع المنشور لكل ذراع إلى كتلة المحرك تمتدّ من نحو 24 g/g في VL8015 KV170 إلى نحو 42 g/g في VL1040 KV150. والنسبة عملية حسابية على قيمتين منشورتين، وليست مقياس كفاءة ولا تنبؤًا لهيكل بعد التركيب.

مجموعة 24S هي حيث يتوقّف السلّم عن التدرّج. فبين VL1040 KV150 عند 65-70 kg و VL1155 KV65 عند 90-105 kg قفزة في كل عمود في آن واحد: الجهد، وكتلة المحرك، وعائلة ESC، والدفع. والمشروع الواقع في تلك الفجوة لا يختار بين سجلين متجاورين، بل يختار أيّ جانبي تغيير مجموعة القدرة يبني حوله.

السجلان المنشوران عند 140-150 kg، VL1180 KV60 و VL1380 KV60، يتشاركان جهد الناقل ووحدة ESC ومقاس المروحة، ويختلفان في كتلة المحرك المنشورة والدفع لكل ذراع. ويُدرجهما المُصنّع بوصفهما 36N40P و 36N42P، فالفارق في عدد الفتحات والأقطاب مذكور في المواصفة لا مستنتج من الجدول. والجدول وحده لا يفسّر انقسام الكتلة والدفع، وصفحات المنتج هي الموضع لمقارنة المواصفة الكاملة وظروف الاختبار قبل معاملة أي من السجلين كبديل للآخر.

مطابقة المجموعة مع الهيكل: تسلسل تحديد المقاس

يحوّل التسلسل أدناه وزن إقلاع إلى سجل واحد في سلسلة T-Motor VL. وكل خطوة تضيّق الميدان، والترتيب مهم لأن خطوة لاحقة قد تُبطل خيارًا سابقًا.

الخطوة 1: تثبيت MTOW

يُبدأ من الكتلة الإجمالية التي ستطير بها الطائرة فعلًا، بما فيها البطارية والحمولة وعتاد الرفع. والأرقام المنشورة تخصّ هيكلًا رباعي الدوّارات، لذا يُسجَّل عدد الأذرع إلى جانب الكتلة. والكتلة الواقعة في وسط النطاق أسهل حالة؛ أما الكتلة الواقعة عند أعلاه فلا يبقى لها هامش لبطارية أثقل.

الخطوة 2: القسمة على عدد الأذرع

تُقسم الكتلة الإجمالية على عدد أذرع الرفع للحصول على متوسط الحمل الذي يحمله كل ذراع في التحويم، بافتراض توزّع الحمل بالتساوي. وذلك الرقم متطلّب دفع متوسط لا معيار تحديد مقاس بحد ذاته: فعلى المجموعة المختارة أن تحتفظ بهامش دفع للظروف التي ستطير فيها الطائرة، وعلى رقم الدفع المنشور أن يُقرأ بظروف اختبار المُصنّع ملحقة به. وتُقارن النتيجة بالدفع لكل ذراع لا بـ MTOW الموصى به، ثم تُفحص الطائرة الكاملة عبر التحويم والتحوّل وبقية غلاف الطيران، بما فيه حدوده الإنشائية والتحكّمية.

الخطوة 3: الاستقرار على نطاق جهد

إذا كانت الحزمة مختارة بالفعل، فنطاق الجهد ثابت وتتقلّص قائمة المرشّحين إلى مجموعات 12S و 14S الاثنتي عشرة أو إلى مجموعات 24S الأربع. وإذا كانت الحزمة ما زالت مفتوحة، فوزن الإقلاع يحسم النطاق أولًا: فمجموعة 24S تحمل كل سجل فوق 70 kg، لذا لا يبلغ أي خيار 12S أو 14S ذلك الجزء من النطاق.

الخطوة 4: التحقّق من ESC والمروحة

يُتحقّق من أن وحدة ESC المنشورة مع المجموعة المختارة تستطيع حمل التيار الذي سيسحبه الهيكل، وأن قطر المروحة يناسب الخلوص الأرضي وتخطيط الأجنحة. والمجموعة التي تناسب في الدفع لا في قطر المروحة ليست مناسبة، والاقتران غير قابل للتعديل دون الخروج من التهيئة المنشورة.

الخطوة 5: التحقّق من جهد الناقل وتياره

التحقّق الأخير هو مجموعة القدرة ككل. فجهد الناقل تحدّده الحزمة، وتيار الناقل مجموع ما تسحبه وحدات ESC. وتركيب 24S عند قمة النطاق يسحب تيارًا يجب أن تحمله الأسلاك والموصلات ولوحة التوزيع كلها. والمنطق العام لتحديد المقاس خلف هامش الدفع والهامش الحراري معروض في تحديد حجم محرك درون عالي الدفع: الحمولة والكفاءة والهامش الحراري، وهو ينطبق دون تغيير بعد اختيار مجموعة هنا.

الأسئلة الشائعة

مصادر رسمية

تحمل صفحات المنتجات الست عشرة المواصفة الكاملة وبيانات الاختبار لكل مجموعة، وتصل صفحة المُصنّع بالبرنامج الأوسع. و T-Motor هو المُصنّع لكل سجل في الجدول أعلاه، وتكرّر كل صفحة منتج اقتران منظومة الدفع VTOL لتلك المجموعة.

إلى أين بعد ذلك

يجيب السلّم عن سؤال الوزن. أما سؤال نظام الطيران وسؤال هامش الدفع ومشكلة التحوّل فتغطّيها مواضع أخرى على الموقع، وتحمل صفحات المنتج التفصيل الذي يقف خلف كل صف في المصفوفة.

ويعرض محركات درون VTOL: الموازنة بين دفع التحويم وكفاءة التحليق مشكلة النظامين. ويضع محركات الدرون: اختيار محركات FPV والأجنحة الثابتة وVTOL سلسلة T-Motor VL إلى جانب عائلات أخرى من الأجنحة الثابتة والمركبات متعددة الدوّارات. ويحمل تحديد حجم محرك درون عالي الدفع: الحمولة والكفاءة والهامش الحراري منطق تحديد المقاس إلى مدى أبعد بعد اختيار مجموعة، وتجمع صفحة فئة درون VTOL واجبات الهيكل التي يخدمها النطاق.