Motores BLDC para UAV de larga autonomía: eficiencia, masa y tensión del bus

Un motor BLDC para UAV de larga autonomía se elige por el punto en el que la aeronave pasa realmente su tiempo y no por el pico que puede soportar un instante, y los siete modelos de la serie MN listados actualmente en la categoría Motores para UAV muestran hasta qué punto esos dos requisitos están alejados. En el conjunto, el KV va de 160 a 470, la masa de 68 g a 171 g, la resistencia interna de 55 mΩ a 194 mΩ y la potencia publicada a 180 segundos de 380 W a 1200 W. Esa dispersión debe responder por un multirrotor de levantamiento de menos de un kilogramo en un extremo y por una plataforma VTOL de elevación de varios kilogramos en el otro, de modo que la pregunta útil no es cuál de los siete es el más potente, sino cuál mantiene su eficiencia y su temperatura en el punto de vuelo estacionario alrededor del cual se diseña la misión. Esta guía lee los siete registros frente a esa pregunta, y el mismo servicio se describe en la página de aplicación UAV de larga autonomía.

Respuesta rápida

El tiempo de vuelo lo fija una cadena y no una sola columna, y la cadena va de la hélice a la tensión del bus y al bobinado. El diámetro y el paso de la hélice fijan la velocidad del eje y el par que el motor debe entregar; el número de celdas fija la tensión que ve el bobinado; y el KV une ambos, porque el KV es la relación entre la velocidad del eje y los voltios aplicados. Una aeronave de larga autonomía quiere una hélice grande y lenta y un bus alto, de modo que la corriente que el bobinado transporta durante toda la misión se mantenga baja, y los registros de este grupo publicados para 6-12S y 12S son los concebidos para esa disposición.

Dos de las columnas pesan más de lo que sugiere su anchura. La resistencia interna es el coeficiente de la pérdida en el cobre, y la pérdida en el cobre se paga de forma continua durante todo el vuelo y no a ráfagas, de modo que una cifra de resistencia que difiere en un factor de tres entre dos candidatos es una diferencia que la misión notará. La potencia publicada a 180 segundos es una ventana térmica y no un régimen de crucero, y se lee mejor como una señal de margen entre candidatos de servicio similar que como un número que sustituir en una estimación de tiempo de vuelo. La selección de un motor BLDC para UAV de larga autonomía parte por tanto de la hélice y de la masa total, pasa al bus y al KV, y solo entonces compara los registros columna a columna.

Donde se dividen los siete registros es en el bus y no en la masa. Cuatro de ellos se publican para 6S o menos y tres para 6-12S o 12S, y las cifras de KV siguen la misma división, de 340 a 470 KV en los registros de menor tensión y de 160 a 240 KV en los de mayor tensión. Los dos grupos pueden alcanzar velocidades de eje comparables a partir de tensiones de paquete distintas, y la cifra que los separa es la corriente que cada uno consume para su potencia publicada. Las secciones siguientes descomponen esa cadena en orden y después ponen los siete registros uno junto a otro como un único conjunto de especificaciones.

Dónde se pierde realmente el tiempo de vuelo

El tiempo de vuelo de un motor BLDC para UAV de larga autonomía no se pierde porque el motor sea ineficiente en abstracto; se pierde en un punto de funcionamiento concreto, y ese punto es el vuelo estacionario. Todo lo que queda por debajo del punto de vuelo estacionario —el tamaño del paquete que hay que transportar, el ascenso que hay que presupuestar, la reserva que hay que mantener— se deriva de la potencia que la aeronave necesita para mantenerse en el aire. Por eso una preselección de larga autonomía se escribe en torno a la eficiencia y el comportamiento térmico en vuelo estacionario y no en torno a la mayor cifra de potencia publicada en una gama de producto.

El punto de vuelo estacionario es donde se consume una misión

Un vuelo de levantamiento o de inspección asciende una vez, se estabiliza y después mantiene la altitud durante la gran mayoría de su duración, de modo que la potencia eléctrica consumida en ese régimen estable es la cifra que fija la autonomía. La potencia de pico se consume durante segundos en el ascenso y está limitada por el ESC y el paquete, no por el bobinado. La consecuencia para una preselección es directa: dos motores con idéntica potencia de pico publicada pueden quedar muy separados en el punto de vuelo estacionario, y el que es mejor en vuelo estacionario es el que importa para una misión larga. Es también la razón de que la columna de 180 segundos no pueda sustituir a los datos de vuelo estacionario, y de que las secciones siguientes separen ambas cifras allí donde una comparación depende de la diferencia.

La carga de disco es una decisión de hélice antes que de motor

La potencia que un multirrotor necesita para mantener el vuelo estacionario con una masa total dada disminuye a medida que crece el área de disco bajo él, y el área de disco es una propiedad de las hélices y no de los motores. Un rotor más grande en la misma aeronave acelera una masa de aire mayor a una velocidad menor, lo que produce el mismo empuje con menos potencia inducida. El motor entra en escena solo como el componente que debe girar ese rotor mayor a una velocidad viable y sin sobrecalentarse, y por eso los registros de KV bajo de este grupo son también los publicados para los mayores números de celdas: una hélice grande y lenta necesita una velocidad de eje baja por voltio, y un bus alto es lo que entrega la velocidad de eje requerida sin un KV alto.

La autonomía es empuje por vatio, no vatios

La cifra que describe la economía en vuelo estacionario es el empuje obtenido por cada vatio de entrada eléctrica, y el fabricante la publica directamente. Los datos de ensayo del MN3510 KV360 con una hélice 15 × 5 CF a 14.8 V van de 340 g de empuje con 15.32 G/W al 50 por ciento de gas, pasando por 580 g con 13.06 G/W al 65 por ciento y 760 g con 11.41 G/W al 75 por ciento, hasta 1000 g con 9.94 G/W a pleno gas. En un motor y una hélice, el punto del 50 por ciento devuelve por tanto alrededor de 1.5 veces el empuje por vatio del punto a pleno gas. La eficiencia de un UAV de larga autonomía se compra en el extremo de gas parcial de esa curva, que es exactamente donde pasa su tiempo una aeronave que no está ascendiendo, y es la razón de que una preselección leída frente a una columna de potencia de pico pueda apuntar en la dirección equivocada.

Resistencia, corriente y el calor con el que tiene que convivir una misión larga

La pérdida en el cobre es la corriente al cuadrado multiplicada por la resistencia del bobinado, y cada término de ese producto se comporta de forma distinta a lo largo de un vuelo largo. La corriente la fijan la hélice y el bus; la resistencia es una propiedad del bobinado; y la pérdida resultante se convierte en calor dentro de un estator que no tiene refrigeración activa y solo dispone del flujo de aire que le proporcione la aeronave. A lo largo de una salida de veinte minutos la pérdida se acumula de forma continua, de modo que la cifra de resistencia interna de un motor para UAV es un coeficiente sobre un coste continuo y no momentáneo, y la eficiencia de un UAV de larga autonomía es lo que ambos términos deciden juntos a lo largo de una descarga completa.

La resistencia es una pérdida que dura toda la misión

Como la pérdida escala con el cuadrado de la corriente, su valor lo decide sobre todo la posición de la corriente en vuelo estacionario, y esa corriente la deciden la carga de la hélice y la tensión del bus. En este grupo la resistencia va de 55 mΩ en el MN5008 KV340 a 194 mΩ en el MN4006 KV380, un factor de aproximadamente tres y medio entre registros de potencia publicada comparable. Leída junto a la columna del bus, esa ordenación queda en gran medida explicada: cuanto mayor es el número de celdas, menor es la corriente necesaria para una potencia de eje dada, y menos cuesta el término de resistencia. Una lectura sincera de una preselección de UAV de larga autonomía tiene que usar las dos columnas juntas, porque una resistencia alta en un registro de baja tensión y una resistencia baja en un registro de alta tensión no miden el mismo servicio.

La línea de corriente en vacío y lo que cuesta en una hora

La corriente en vacío es la que consume el motor sin carga de hélice, y cubre las pérdidas que no proceden de la carga en absoluto: rozamiento de rodamientos, resistencia aerodinámica y pérdidas en el hierro del estator. Esas pérdidas están presentes siempre que el motor gira, de modo que a lo largo de una hora son un impuesto fijo sobre el paquete. La columna se publica de forma desigual en este grupo, y se publica a distintas tensiones de referencia, lo que es una limitación que conviene declarar con claridad: el MN4006 KV380 aparece con 0.3 A y el MN5008 KV340 con 0.9 A, ambos a 10 V, mientras que el MN6007 II KV160 aparece con 0.5 A a 18 V. Los cuatro registros restantes del grupo no llevan el campo, de modo que no puede hacerse una clasificación de vacío homogénea entre los siete a partir de los registros; cuando un montaje depende de la pérdida en vacío, la cifra pertenece a las preguntas que se plantean a la documentación del fabricante.

Un estator que se mantiene frío conserva su margen de eficiencia

La resistencia del cobre aumenta con la temperatura, de modo que un bobinado que trabaja caliente en el punto de vuelo estacionario es un bobinado cuyas pérdidas crecen a lo largo del vuelo y cuyo margen disponible se reduce con ellas. Eso convierte el comportamiento térmico en una propiedad de primer orden de un motor de larga autonomía y no en una secundaria, y es la parte del servicio que las tablas publicadas describen de forma menos directa. La propia nota de ensayo del fabricante es explícita sobre la condición que hay detrás de su columna de temperatura: la cifra es la temperatura superficial del motor a pleno gas después de que el motor haya funcionado 10 minutos. Un vuelo estacionario estable a gas parcial es un caso térmico distinto de diez minutos a pleno gas, de modo que los datos de temperatura son evidencia sobre cómo gestiona el calor el diseño y no una predicción de la temperatura en vuelo estacionario, y los supuestos de montaje y ambiente que hay detrás quedan en la documentación del fabricante.

Qué pide una misión larga que no pide una corta

Un vuelo corto y un vuelo largo leen la misma tabla de especificaciones de forma distinta, y la diferencia no es solo la duración. Una misión larga expone el bobinado a una corriente sostenida y a una carga térmica sostenida, descarga el paquete lo suficiente como para mover la tensión del bus bajo el motor, y no deja margen para un componente cuyas cifras publicadas solo se cumplen al principio de la curva de descarga. Esos tres efectos son la razón de que las columnas que importan cambien entre los dos servicios.

Qué mide realmente la columna de 180 s

La potencia publicada a 180 segundos es la potencia que el motor puede absorber durante 180 segundos antes de alcanzar el límite térmico fijado por su clase de aislamiento y su montaje, y el fabricante declara la convención de temperatura que hay detrás. Se sitúa entre un ascenso y una salida: más larga que cualquier ráfaga de despegue, mucho más corta que un vuelo. Su papel útil en una preselección de larga autonomía es comparativo: un registro de 1200 W frente a uno de 380 W es una diferencia real en cuánta corriente puede transportar el bobinado antes de alcanzar el límite, y en cuánto margen tiene una aeronave más pesada si el punto de vuelo estacionario se desplaza. No es una cifra entre la que dividir la energía del paquete, y las secciones anteriores muestran por qué: el empuje por vatio en el punto de vuelo estacionario, y no el techo térmico, es lo que convierte la energía almacenada en tiempo en el aire.

El servicio a lo largo del tiempo y por qué una cifra de pico no puede sustituirlo

Una misión tiene una forma, y esa forma es lo que experimenta un bobinado. Un ascenso de decenas de segundos, un vuelo estacionario de muchos minutos, un tramo de reposicionamiento y un descenso presentan cada uno una corriente distinta, y solo el segmento de vuelo estacionario dura lo suficiente para importar en régimen térmico estable. La tabla de especificaciones no lleva ninguna columna para ese perfil, lo que significa que la comparación debe armarse con las partes que sí existen: la eficiencia en el punto de vuelo estacionario de los datos de ensayo, la resistencia que convierte la corriente de vuelo estacionario en calor y las cifras publicadas para los extremos del rango. Leer una preselección por el número más alto de la columna de potencia sustituye una distribución por un extremo, y es la forma más común de que una selección de larga autonomía se haga sobre una base equivocada.

La caída de tensión al final del paquete

Un paquete que ha entregado la mayor parte de su capacidad se sitúa a una tensión más baja que uno lleno, y el motor lo nota directamente, porque el KV convierte los voltios en velocidad de eje. Al final de un vuelo, la velocidad de eje disponible a un gas dado cae por tanto, y mantener el mismo empuje exige más corriente, lo que eleva la pérdida en el cobre justo en el momento en que el paquete tiene menos margen que dar. Los registros describen esto solo a través de la columna del número de celdas, y esa es una razón por la que conviene leer el número como parte del servicio y no como un detalle de empaquetado. Un montaje cuyo vuelo completo se planifica frente a la tensión de paquete lleno se está planificando frente a la parte alta de una curva que desciende.

La masa y la capacidad de batería que desplaza

En un motor BLDC para UAV de larga autonomía, la masa no es gratuita: se paga con los dos presupuestos que deciden la autonomía, la carga útil y el paquete. Cada gramo añadido en el motor hay que elevarlo durante todo el vuelo, lo que eleva la potencia de vuelo estacionario y por tanto descarga el paquete más rápido; ese mismo gramo restado del paquete elimina energía almacenada. El compromiso es real y es medible, y por eso la columna de masa pertenece al lado de las columnas de eficiencia y no a un apéndice mecánico.

La masa del motor se paga con carga útil o con paquete

Los siete registros abarcan de 68 g a 171 g, y el intervalo no es casual: los registros más ligeros son los de baja tensión, que llevan menos cobre, y los más pesados llevan el bobinado y el material magnético que exige un servicio de mayor empuje. Colocar un motor más pesado en una aeronave no añade simplemente su propia masa, porque la capacidad de empuje extra puede permitir una hélice mayor o un ascenso más corto, lo que puede devolver parte de la masa. Lo que no puede hacer es escapar de la aritmética del vuelo estacionario: con una masa total fija, un conjunto de propulsión más pesado deja menos para el paquete, y el paquete es el presupuesto de autonomía. La columna de masa se lee por tanto en último lugar en la secuencia siguiente, pero se lee frente a las columnas de eficiencia y no de forma aislada.

La masa sin cable es la que transporta la aeronave

En los registros existen dos convenciones de masa y no son intercambiables. La cifra de la tabla siguiente es el peso publicado incluidos el cable y el conector; una cifra aparte solo del motor se publica para únicamente tres de los siete registros, 80 g en el MN3110 KV470, 97 g en el MN3510 KV360 y 150 g en el MN4014 KV400. Esos tres muestran que el cable y el conector representan una parte significativa del peso publicado, entre aproximadamente el 12 y el 18 por ciento del total en esos registros, de modo que un presupuesto de masa construido sobre el valor de la tabla es conservador en la dirección correcta. Aquí no se hace ninguna concesión a una cifra sin cable en los cuatro registros que no la publican, y ninguna se estima.

Tensión del bus y la hélice que el motor debe girar

En un motor BLDC para UAV de larga autonomía, el número de celdas y el KV se tratan con frecuencia como decisiones separadas cuando son las dos mitades de una misma relación. El KV convierte los voltios aplicados en velocidad de eje, de modo que la tensión del bus y la cifra de KV se multiplican para situar la velocidad sin carga; la hélice decide después cuánta de esa velocidad sobrevive bajo carga y cuánta corriente consume el motor para girarla. Leer las dos columnas por separado es lo que produce montajes que son razonables por separado y están desajustados en conjunto.

El número de celdas y el KV son las dos mitades de una misma relación

Como la velocidad sin carga escala con el KV a un bus fijo, la relación entre dos cifras de KV es la relación entre sus velocidades de eje con un paquete común. En este grupo el MN3110 KV470 y el MN6007 II KV160 ocupan los extremos, con 470 KV en 3-6S y 160 KV en 12S, y la relación entre ambos —cercana a tres a uno— es toda la razón de que los dos extremos de la tabla no sean intercambiables. La misma velocidad de eje puede alcanzarse con un motor de KV alto y pocas celdas o con un motor de KV bajo y muchas celdas; lo que cambia es la corriente. Manteniendo constante la potencia de eje, elevar el bus reduce la corriente, lo que reduce la pérdida en el cobre del bobinado y la corriente que el ESC debe suministrar.

KV más bajo, hélice más grande, menor carga de disco

Una hélice más grande es una palanca más larga sobre el eje y necesita más par a una velocidad dada, y el par en un motor brushless lo produce la corriente. Así, una hélice grande y de paso grueso en un motor de KV bajo es una pareja ajustada, y la misma hélice en un motor de KV alto exigiría o bien un ajuste de gas más bajo —alejando el punto de funcionamiento de su región eficiente— o bien una corriente para la que el bobinado no está dimensionado. Esa es la mitad mecánica del argumento que la sección de vuelo estacionario plantea en el lado eléctrico, y explica la ordenación del grupo: las cifras de KV caen a medida que sube el empuje publicado, de 470 KV en el registro más ligero a 160 KV en el de mayor empuje. La eficiencia de un UAV de larga autonomía y la carga de disco están conectadas a través de esa ordenación, no a través de la columna de potencia.

Motor BLDC para UAV de larga autonomía: matriz de comparación de especificaciones

Los siete registros listados actualmente en la categoría Motores para UAV se presentan a continuación como un único conjunto de especificaciones, ordenados por masa publicada de modo que el salto del registro más ligero al más pesado sea visible en la propia columna. Cada valor es la cifra que el fabricante publica para ese modelo, y ninguna celda es una estimación. Cuando un registro no lleva un campo, la tabla lo dice en lugar de rellenar el hueco. Los mismos siete modelos son los agrupados bajo el servicio UAV de larga autonomía tratado en las secciones anteriores.

Modelo, configuración del estator, resistencia interna, número de celdas publicado, empuje máximo, potencia máxima a 180 segundos y peso según lo publicado por el fabricante para los siete modelos de la serie MN listados actualmente en la categoría Motores para UAV, ordenados por peso publicado. El empuje máximo y la potencia a 180 segundos son las cifras que el fabricante publica para cada modelo; ambas dependen de la hélice y de la tensión del bus usadas en el ensayo, de modo que solo son comparables dentro del grupo en el sentido de que describen la condición publicada de cada modelo. El número de celdas se muestra tal como se publica, de modo que una cifra única significa una única ventana publicada y un rango significa que ese modelo se publica en todo el rango. El peso incluye el cable y el conector. No aparece ninguna columna de KV porque cada nombre de modelo de la tabla lleva su propia cifra de KV, y no aparece ninguna columna de envolvente porque el servicio aquí descrito gira en torno a las columnas eléctricas y no a las dimensiones del cuerpo.

Dos lecturas destacan una vez que los siete están en una misma página, y ninguna de ellas es la columna de potencia. La primera es que la resistencia interna de un motor para UAV no sigue el mismo orden que la masa: el MN5008 KV340 lleva 55 mΩ con 135 g, mientras que el MN3510 KV360 lleva 188 mΩ con 117 g y el MN4006 KV380 lleva 194 mΩ con 68 g. Leída hacia abajo, esa columna muestra que los dos registros más ligeros son los de mayor resistencia, que es el aspecto que tiene un bobinado dimensionado para una aeronave ligera, y que los cuerpos 24N28P del centro de la tabla son los de cifras bajas. Una preselección construida solo sobre la columna de masa colocaría esos registros en el orden equivocado para un vuelo largo y estable.

La segunda es que el número de celdas divide la tabla en dos. Tres registros se publican para 6-12S o 12S y cuatro para 6S o menos, y las cifras de KV siguen esa división: los cuatro registros de menor tensión van de 340 a 470 KV y los tres de mayor tensión de 160 a 240 KV. Como el KV es rpm por voltio, los dos grupos alcanzan velocidades de eje comparables a partir de tensiones de paquete muy distintas, y la cifra que los separa es la corriente que cada uno consume para su potencia publicada. Esa es la lectura que la secuencia de dimensionamiento siguiente convierte en una decisión.

Una tercera lectura se refiere a los registros que están más próximos en la tabla. El MN501-S KV240 y el MN4014 KV400 son adyacentes en masa, con 170 g y 171 g, pero están concebidos para extremos distintos del servicio: uno es un registro 24N28P 6-12S de 1200 W y el otro un registro 18N24P 4-8S de 900 W. Una masa adyacente con un estator distinto, una ventana de bus distinta y una potencia publicada distinta es el recordatorio más claro de la tabla de que la masa es un resultado del empaquetado y no una descripción del servicio. Elegir entre ambos depende del bus que la aeronave puede llevar y de la hélice que cada uno debe girar, no del 1 g que los separa.

Siete registros frente a tres bandas de masa de plataforma

La tabla ordena por peso, que es el orden correcto para una preselección y el orden equivocado para entender qué contiene el grupo. Leídos por plataforma en cambio, los siete motores BLDC para servicio de UAV de larga autonomía listados actualmente en la categoría Motores para UAV se reparten en tres bandas, y los límites de las bandas los fija la masa de despegue de la aeronave y no el motor. Las tres secciones siguientes colocan cada registro donde corresponde y señalan lo que los registros no dicen.

Plataformas por debajo de 2 kg y lo que los registros dejan abierto

El extremo ligero del grupo lo cubren tres registros concebidos para pequeñas plataformas de cámara. El Motor para UAV T-Motor MN4006 KV380 es el más ligero con 68 g, un registro 18N24P 4-6S que publica 2309 g de empuje y 380 W; el Motor para UAV T-Motor MN3110 KV470 es un registro 12N14P 3-6S de 98 g que publica 1220 g y 330 W; y el Motor para UAV T-Motor MN3510 KV360 es el registro de 117 g 12N14P 3-6S que publica 1900 g y 330 W. Los dos registros 12N14P ilustran por qué una cifra de empuje necesita su condición de ensayo adjunta: la curva publicada por el fabricante para el MN3510 KV360 alcanza 1000 g con una hélice 15 × 5 CF a 14.8 V, de modo que su valor de registro de 1900 g pertenece a un bus más alto dentro de su ventana 3-6S. Lo que los registros dejan abierto para esta banda es la cifra de corriente en vuelo estacionario con una hélice y un bus concretos, que es el número que necesita un presupuesto de autonomía por debajo de 2 kg y que no se lleva como columna.

La banda de cartografía e inspección de 2-5 kg

Dos registros cubren la banda intermedia, y son los que por su construcción de estator están más cerca de un servicio dedicado de larga autonomía. El Motor para UAV T-Motor MN4014 KV400 pesa 171 g en un cuerpo 18N24P y publica 3360 g y 900 W en una ventana 4-8S; el Motor para UAV T-Motor MN5008 KV340 pesa 135 g en un cuerpo 24N28P y publica 4215 g y 760 W en 6S. Los dos difieren en la dirección que importa para este servicio: el MN5008 KV340 lleva 55 mΩ de resistencia frente a los 67 mΩ del MN4014 KV400, y su número de celdas publicado es un único 6S en lugar de una ventana 4-8S. Una plataforma de cartografía que ha fijado un paquete de 6S y quiere la menor pérdida en el cobre está leyendo el MN5008 KV340; una plataforma que quiere que el bus sea una variable libre en todo el montaje, o que necesita la mayor potencia publicada, está leyendo el MN4014 KV400. La diferencia entre 135 g y 171 g es 36 g de masa de aeronave, que es una fracción de la carga útil que cualquiera de los dos puede elevar y una fracción real de un paquete pequeño.

La banda de larga autonomía y elevación VTOL de 5-10 kg

El extremo pesado del grupo lo llenan dos registros que difieren de todo lo que está por debajo de ellos en la tabla. El Motor para UAV T-Motor MN501-S KV240 es un registro 24N28P 6-12S de 170 g que publica 4660 g y 1200 W; el Motor para UAV T-Motor MN6007 II KV160 es un registro 24N28P 12S de 159 g que publica 6419 g y 1120 W, el mayor empuje publicado del conjunto. Ambos llevan una ventana de bus amplia o alta y un KV bajo, que es la combinación que necesita una hélice grande y lenta, y ambos servirían para el papel de elevación de una plataforma VTOL con la misma facilidad que para un papel de vuelo estacionario en un multirrotor. El MN6007 II KV160 combina el mayor empuje publicado con la segunda resistencia más alta, 178 mΩ, que es el aspecto que tiene una relación alta de KV por empuje en un bobinado de KV bajo: menos vueltas de hilo más grueso no se deduce del empuje por sí solo, y la columna de resistencia es donde eso se ve.

Seleccionar un motor BLDC para UAV de larga autonomía: una secuencia de dimensionamiento

El orden siguiente es el orden en que las cifras publicadas se convierten en decisiones, porque cada paso elimina candidatos que un paso posterior no puede recuperar. Está escrito para una preselección extraída de los siete registros listados actualmente en la categoría Motores para UAV, pero la secuencia en sí no depende de qué registros estén en el grupo. La página de aplicación UAV de larga autonomía contiene los mismos siete modelos con sus atributos de filtro.

Primero el servicio y el presupuesto de vuelo estacionario

El perfil de misión se fija antes de leer motor alguno: la duración del vuelo estacionario, el ascenso, la carga útil y la reserva dan juntos la energía que el paquete debe contener y la potencia de vuelo estacionario que la aeronave debe producir. Esos dos números acotan después la búsqueda, porque un motor cuyas cifras publicadas no puedan sostener la potencia de vuelo estacionario a una eficiencia que el paquete pueda costear no será rescatado por ningún paso posterior. En este grupo la potencia publicada a 180 segundos sube con el empuje publicado en el mismo orden, de 330 W en el registro 12N14P más ligero a 1200 W en el MN501-S KV240, de modo que un candidato cuya potencia quede muy fuera de esa progresión para su empuje merece inspección antes de entrar en la preselección.

Integración eléctrica y el paquete

El bus es en sí mismo una decisión, porque fija la masa del paquete y el régimen del ESC al mismo tiempo que fija la corriente que el bobinado transporta en el punto de vuelo estacionario. En este grupo la elección es en la práctica entre los registros publicados para 6S o menos, de 330 W a 760 W de potencia a 180 segundos, y los registros publicados para 6-12S o 12S, con 1120 W y 1200 W. Un KV bajo en un bus alto reduce la corriente en vuelo estacionario para una potencia de eje dada, lo que reduce la pérdida en el cobre y prolonga el tiempo que el mismo paquete puede sostener la aeronave, y lo paga con un paquete más pesado y un ESC de mayor tensión. Este es el paso donde la columna de resistencia interna de un motor para UAV decide un empate ajustado, y es también el paso donde la cifra de 180 segundos debe usarse solo como señal de margen entre candidatos de servicio similar.

Envolvente mecánica y los registros

Solo después de que el servicio, el bus y el bobinado hayan estrechado la lista entra en juego el lado del montaje de la decisión, y para entonces el conjunto de candidatos suele ser lo bastante corto para que el espacio libre, el eje y el trazado del cable lo resuelvan. La columna de masa se lee frente al presupuesto del paquete en este paso y no como una puntuación de calidad, y la cifra sin cable se usa allí donde el registro la publica, en tres de los siete modelos de aquí, porque esa es la masa que transporta la estructura de la aeronave. Cuando un registro no lleva un campo del que depende el montaje —corriente en vacío en cuatro de los siete, un peso sin cable en cuatro— el movimiento honesto es plantear la pregunta a la documentación del fabricante en lugar de inferir el valor a partir de un modelo vecino.

Los tres pasos aplicados a este grupo dan una preselección y no una respuesta:

1. Pequeñas plataformas de cámara y aeronaves por debajo de 2 kg. El MN4006 KV380, el MN3110 KV470 y el MN3510 KV360 son los registros 3-6S y 4-6S de 68 g a 117 g, y su empuje publicado de 1220 g a 2309 g encaja con el extremo ligero del servicio en un paquete pequeño.
2. Plataformas de cartografía e inspección en la banda de 2-5 kg. El MN5008 KV340 y el MN4014 KV400 están separados por 36 g de masa, 21 mΩ de resistencia y una ventana de bus de 6S frente a 4-8S, y la elección entre ambos se deriva de cuánta libertad quiera el montaje en la tensión de su paquete.
3. Papeles de multirrotor pesado y de elevación VTOL en la banda de 5-10 kg. El MN501-S KV240 y el MN6007 II KV160 son los registros 6-12S y 12S, y el MN6007 II KV160 publica el mayor empuje del conjunto con 6419 g en el KV más bajo.

Preguntas frecuentes

Recursos oficiales

T-Motor publica una página de producto oficial para cada unidad con su panel de especificaciones y sus datos de ensayo, y esas páginas siguen siendo la fuente de referencia para cada cifra citada en esta guía, por ejemplo la página de producto del MN5008 KV340, la página de producto del MN501-S KV240 y la página de producto del MN6007 II KV160. Las cifras de resistencia, número de celdas, empuje, potencia y masa de la tabla anterior son los valores que esas páginas publican para cada modelo. Una cifra de corriente en vuelo estacionario con una hélice y una tensión concretas, un supuesto térmico detrás de la cifra de 180 segundos, o una corriente en vacío para un modelo cuyo registro no la lleva, es una pregunta para la documentación del fabricante y no un valor que pueda derivarse del panel de especificaciones.

Adónde ir después

Para preseleccionar en lugar de leer, tres herramientas de la plataforma hacen el trabajo en secuencia. Explorar la categoría completa de Motores para UAV para ver los siete registros de aquí junto a los modelos de gran carga útil y agrícolas, usar Seleccionar para acotar por número de celdas, masa y potencia publicada, y después enfrentar los candidatos entre sí en Comparar productos. La página de aplicación UAV de larga autonomía contiene el mismo servicio con sus propios atributos de filtro.

Otros tres artículos cubren las partes de este tema que una selección de larga autonomía no resuelve. Motores para UAV: ajuste de KV, empuje y masa a la aeronave cubre el panorama más amplio de la propulsión aérea, incluidos los registros de la serie U para servicios de mayor elevación que quedan fuera de la serie MN aquí comparada. Motores BLDC para modelo de ala fija: casar KV, hélice y potencia de crucero toma la misma cadena de hélice, KV y número de celdas y la aplica a una aeronave sustentada por alas, donde el punto de funcionamiento es un crucero y no un vuelo estacionario. Motores para drones de carga pesada: tres opciones T-Motor de 2.85 kg a 101 kg de empuje cubre el extremo de elevación del mismo servicio, donde las aeronaves se especifican frente a un empuje sostenido a escala de varios kilogramos.

La versión corta: fijar primero la hélice y la masa total, porque la hélice fija la velocidad de eje que el motor debe alcanzar y la masa fija la potencia de vuelo estacionario que debe producir; ajustar después el KV al bus que la aeronave puede llevar, porque el KV solo se convierte en velocidad de eje cuando se le asocia una tensión y el bus es lo que decide la corriente; y leer el bobinado frente a la corriente de vuelo estacionario en último lugar, porque la cifra de potencia a 180 segundos es una ventana térmica y no un régimen. Dentro de este grupo, esa secuencia separa los registros 3-6S y 4-6S de los dos modelos de la banda intermedia, 6S y 4-8S, y del par 6-12S y 12S antes de sopesar un modelo individual frente a otro.