Sistemas de propulsión para aeronaves tripuladas: tres motores T-Motor U15 comparados

Dimensionar un motor para la Aeronave tripulada parte de una premisa distinta de la de dimensionarlo para una célula no tripulada. Una aeronave no tripulada puede diseñarse en torno a una misión y un coste, y para muchísimas misiones es razonable aceptar que un fallo de propulsión ponga fin al vuelo. Una aeronave que lleva a una persona no puede diseñarse así. El servicio es más largo, el punto de funcionamiento se sitúa más hacia el extremo continuo de la envolvente, un único fallo tiene que ser sobrevivible y no solo improbable, y cada cifra de la que depende el integrador tiene que ser trazable a un ensayo y no a un titular. Esta guía recorre tres motores T-Motor U15 —una unidad de 1740 g con la ventana de bus más amplia registrada, una unidad de 4408 g concebida para un bus de 24 S y una unidad de 5130 g que registra el empuje más alto de las tres— y explica qué valor registrado resuelve la elección en cada caso, y qué valores figuran en la ficha técnica del fabricante.

Los tres son motores brushless de rotor externo gobernados por un ESC externo, y los tres se sitúan en una sola categoría de ToBMS, Motores para UAV. Lo que los separa es la masa, el KV, el empuje registrado y el bus para el que está concebido cada uno, y esas diferencias se corresponden con células ligeras de dos plazas, trikes de parapente motorizado y las plataformas de carga mayores que se adaptan para operación tripulada. Todas las cifras citadas aquí proceden del registro de producto correspondiente de ToBMS; las conversiones entre gramos y kilogramos, las relaciones construidas a partir de dos valores registrados y cualquier cantidad inferida de la química de las celdas se etiquetan como derivadas, y un campo sin valor se marca como ausente en lugar de rellenarse a partir de un modelo vecino. Dos de los tres registros no recogen las columnas eléctricas en su totalidad, y saber qué columna falta en qué registro forma parte de tomar la decisión.

Respuesta rápida

La primera decisión en esta categoría no es el empuje, sino cuántos motores lleva la célula y qué ocurre cuando uno de ellos se detiene. Todo lo demás —KV, masa, bus, hélice— se dimensiona entonces frente a ese caso de fallo y no frente a un punto nominal de vuelo estacionario. Sobre esa base los tres motores de aquí ocupan tres papeles distintos en lugar de formar una clasificación.

Cuando la célula es pequeña, el paquete es la restricción dominante y la disposición de propulsión tiene suficientes unidades como para que perder una deje un margen cómodo, el U15 II KV80 es el único de los tres que admite 12-24S, y con 1740 g es el más ligero por un factor de más de dos. Registra 36.5 kg de empuje máximo y 8580 W en una ventana de 180 s, y es el único de los tres cuyo registro publica alguna cifra de potencia.

Cuando la célula es un diseño fijo de 24 S y el presupuesto de masa permite un motor más pesado, el U15XL KV38 registra 81.2 kg de empuje con 4408 g, con una cifra de corriente de pico de 180 A, una corriente en reposo de 3.5 A a 10 V y un bobinado de 17 mΩ —la resistencia más baja registrada en este grupo, empatada con la del U15 II— lo que lo convierte en la unidad cuyo registro eléctrico está más completo en la mitad de la gama de masa.

Cuando el mayor empuje registrado por motor es lo que necesita el diseño, el U15XXL KV29 registra 101.4 kg con 5130 g sobre el mismo bus de 24 S y el mismo estator 36N42P, con una cifra de corriente de pico de 210 A y 20 mΩ de resistencia de bobinado. Lo que ninguno de los tres registros recoge es un régimen de potencia continuo e indefinido. Los sustitutos disponibles más cercanos son la cifra de potencia de 180 s del U15 II y las cifras de corriente de pico de los otros dos, y esas son declaraciones de ventana de servicio y no regímenes continuos —una distinción que conviene retener cuando una revisión de diseño pregunta cuánto puede mantenerse un ascenso.

Qué cambia cuando la aeronave lleva una persona

Nada de la construcción de estos motores los separa de cualquier otro rotor externo grande de la categoría. Lo que cambia es la forma del requisito, y en la Aeronave tripulada el requisito decide qué columna del registro se convierte en la restricción dominante.

Los fallos tienen que ser sobrevivibles, no solo improbables

Una célula no tripulada puede diseñarse de modo que un fallo de propulsión ponga fin a la misión, y a esa escala el intercambio suele ser aceptable. Una célula tripulada no puede: la disposición de propulsión tiene que poder perder al menos una unidad y seguir sosteniendo la aeronave, lo que desplaza la cifra útil del empuje por motor al empuje por motor con el peor de ellos eliminado. En una disposición de cuatro motores queda tres cuartos del empuje instalado; en una disposición de seis motores, cinco sextos. La aritmética es sencilla, y es la razón por la que un motor que parece sobredimensionado frente a un punto nominal de vuelo estacionario suele estar correctamente dimensionado frente al caso de fallo.

Leído frente a este grupo, una célula de cuatro motores construida sobre motores U15XXL KV29 tendría tres unidades después de un único fallo, sosteniendo unos 304 kg de los 406 kg que los cuatro registran en conjunto —ambas cifras derivadas de los 101.4 kg registrados por motor. La misma aritmética sobre el U15 II KV80 deja 110 kg de los 146 kg que registran cuatro de ellos. Ninguna de las dos cifras decide si una célula vuela con tres motores; eso depende del diseño, y el diseño corresponde al integrador y no al motor. Lo que las cifras sí muestran es qué motor compra el margen mayor para la masa que añade, y donde un diseño se sitúa cerca de su margen, esa diferencia es todo el argumento de selección.

El punto de funcionamiento sostenido importa más que el pico

Un vuelo estacionario en una aeronave tripulada no es un transitorio, y un ascenso en crucero tampoco. Donde un perfil de misión no tripulada pasa su tiempo en excursiones breves por encima de una media cómoda, un perfil tripulado tiende a mantener una fracción alta de la potencia disponible durante minutos seguidos —lo que pone el comportamiento térmico, y no la salida de pico, en el centro de la decisión. Las cifras de pico siguen importando, pero para otro propósito: dimensionan el cableado, el conector y el ESC, porque lo que un conductor siente es la corriente, no la potencia.

Las columnas que hablan de operación sostenida son las que más probablemente falten. El registro del U15 II KV80 incluye 8580 W para una ventana de 180 s, que es una declaración de servicio y no un régimen, y ninguno de los otros dos registros recoge cifra de potencia alguna. En esos dos, la información eléctrica disponible es un valor de corriente de pico —180 A en el U15XL KV38 y 210 A en el U15XXL KV29— junto a una corriente en reposo sin carga medida a 10 V. Eso basta para dimensionar un cableado y para comparar bobinados; no basta para declarar un punto de funcionamiento continuo, y tratarlo como si lo fuera es la forma más habitual de que una estimación de propulsión tripulada salga mal.

La masa en el extremo de la hélice se paga dos veces

La masa del motor en una aeronave no solo se levanta, también se acelera. En un ala o un brazo, la masa giratoria y la no giratoria en el extremo exterior elevan la inercia que la célula tiene que vencer en cabeceo y alabeo, lo que se manifiesta como respuesta de control y calidad de marcha más que como un déficit de empuje. El efecto se siente de forma continua, mientras que el empuje comprado con esa masa solo se emplea en la parte alta de la envolvente.

La dispersión dentro de este grupo es lo bastante grande como para importar. Cuatro motores U15 II KV80 suman 7.0 kg, cuatro unidades U15XL KV38 suman 17.6 kg y cuatro unidades U15XXL KV29 suman 20.5 kg —todas derivadas de las masas registradas. La diferencia entre el conjunto de cuatro motores más ligero y el más pesado es por tanto de 13.6 kg de célula, que en una plataforma ligera de dos plazas es una cifra real y no un error de redondeo. Es también la razón por la que la unidad más ligera de aquí no es automáticamente el punto de partida correcto: registra el menor empuje de los tres, y un diseño que necesita ese empuje no puede recuperarlo recortando masa en otro sitio.

Los datos registrados son una entrada de diseño, no un resumen

En un proyecto no tripulado, una columna de especificación ausente es una molestia que puede resolverse con un ensayo. En un proyecto tripulado es una acción abierta en una revisión de diseño, porque las cifras que cierran una revisión tienen que proceder de un ensayo documentado y no de una inferencia. Eso cambia cómo debe leerse un registro al que le falta una columna: no como una laguna que rellenar con un valor plausible tomado de un motor similar, sino como una pregunta que plantear al fabricante antes de seleccionar la pieza.

Aplicado aquí, el registro del U15 II KV80 documenta potencia y dimensiones, con la corriente de pico y la corriente en reposo en la ficha técnica del fabricante; los registros del U15XL KV38 y del U15XXL KV29 documentan corriente de pico y corriente en reposo, resistencia, eje y cable, con la cifra de potencia en la ficha técnica del fabricante. Cada uno de los tres recoge por tanto las columnas que necesita un tipo de integración y deja una columna pendiente para otro, y la respuesta honesta es nombrar la laguna en lugar de taparla. Cabe señalar que la propia denominación del fabricante para dos de estas unidades apunta directamente a la operación tripulada, por lo que una revisión de diseño puede leer esa denominación junto con las cifras registradas de empuje y corriente.

Las cifras que deciden la elección

Seis grupos de valores concentran casi toda la decisión en el trabajo de la Aeronave tripulada. Tres de ellos están publicados para los tres motores y tres no lo están, algo que conviene establecer antes de elaborar una lista corta.

Sustentación con un motor eliminado

Este es el filtro que elimina candidatos en lugar de ordenarlos, y funciona en dirección opuesta a una comparación de empuje convencional. Un motor se elimina aquí por una razón que nada tiene que ver con su propia especificación: el empuje que sus compañeros pueden producir tras su propio fallo es insuficiente, así que la pregunta se plantea siempre sobre el conjunto y no sobre el individuo. En este grupo el empuje máximo registrado va de 36.5 kg a 101.4 kg, y la cifra de tres cuartos que retendría una disposición de cuatro motores va de 110 kg a 304 kg —derivada en todo momento de los valores registrados por motor.

Dos advertencias acompañan a esa aritmética. Primera, el empuje máximo está registrado por ToBMS como una única cifra tomada de los datos de ensayo del fabricante, que describe una hélice a un ajuste de gas y una tensión; es un techo y no un punto de trabajo. Segunda, ninguno de los tres registra un valor de empuje nominal en vuelo estacionario, así que un margen calculado a partir de la cifra máxima es un margen frente a un techo, y el margen real de vuelo estacionario es menor en toda la distancia que separa a ambos. Donde un diseño se sitúa cerca de la línea, esa distancia conviene cerrarla con los datos de ensayo del fabricante antes de fijar la disposición de la célula.

Qué dicen los registros sobre la operación continua

La única cifra sostenida de este grupo son los 8580 W del U15 II KV80 para una ventana de 180 s. Leída como declaración de servicio, dice que la unidad mantuvo esa potencia durante tres minutos en un banco de pruebas, lo cual es una indicación útil de capacidad térmica y no una definición de lo que puede mantenerse indefinidamente. Hay una comprobación derivada disponible: si se consumieran 8580 W en la parte alta de su ventana de 12-24S, un paquete de 24 S a unos 88.8 V nominales —la convención estándar de 3.7 V por celda y no una especificación del motor— implicaría unos 97 A según nuestra estimación, una cifra derivada de los valores registrados y no una especificación del fabricante. Eso dice más sobre cómo se realizó el ensayo que sobre el límite del motor.

Los otros dos motores no publican cifra de potencia, así que su comportamiento sostenido tiene que inferirse de las columnas de corriente y de resistencia. Esa inferencia es legítima y es limitada: la pérdida en el cobre escala con el cuadrado de la corriente, así que las cifras de abajo son útiles para comparar e inútiles como régimen. Lo que sí establecen es cuál de los dos motores más pesados funciona más frío en su propio pico, y eso es algo justo de comparar entre dos registros de la misma clase.

El bus, la corriente y el cableado que hay detrás

La tensión de bus la fija el paquete, y en este grupo determina en gran medida la lista de candidatos. El U15 II KV80 admite 12-24S, que es la ventana registrada más amplia de los tres y la única que abarca un paquete de menor tensión; el U15XL KV38 y el U15XXL KV29 registran ambos 24 S. Una ventana más amplia no es automáticamente mejor: significa que el mismo motor puede funcionar con un paquete más suave, lo cual es útil cuando una célula tiene que servir a un programa de ensayos y a un programa de vuelo sin cambiar de motor.

La corriente es donde los dos más pesados se separan del más ligero. El U15XL KV38 registra 180 A de pico y el U15XXL KV29 registra 210 A de pico, mientras que el U15 II KV80 no publica cifra de corriente de pico, así que no hay disponible una comparación homogénea entre los tres. Con la convención de 24 S de unos 88.8 V nominales, un pico de 210 A en el U15XXL implica unos 18.6 kW en ese instante y un pico de 180 A en el U15XL unos 16 kW según nuestra estimación —ambas cifras derivadas de los valores registrados y no especificaciones del fabricante, y ambas útiles sobre todo para dimensionar. Las mismas cifras fijan la sección de cobre en los cables, la especificación del conector y la corriente continua del ESC, y en una aeronave tripulada esos tres elementos suelen seleccionarse con menos margen que el propio motor.

La resistencia de bobinado y adónde va el calor

La resistencia es la columna que enlaza la corriente con la temperatura. A una corriente dada fija la pérdida en el cobre, y la pérdida en el cobre es calor generado dentro de un motor que ya depende del flujo de aire para refrigerarse. Dos de los tres registros la publican: 17 mΩ tanto en el U15 II KV80 como en el U15XL KV38, y 20 mΩ en el U15XXL KV29. Mantenidos en sus respectivas corrientes de pico registradas, el bobinado de 17 mΩ del U15XL KV38 disipa unos 551 W y el bobinado de 20 mΩ del U15XXL KV29 unos 882 W —nuestra estimación a partir de los valores registrados y sin corrección por temperatura, y ambos una cifra de instante de pico y no una cifra estable, ya que un ascenso sostenido consume mucha menos corriente que el pico.

La comparación es instructiva precisamente porque no favorece al motor mayor en todos los ejes. El U15XXL KV29 tiene la resistencia más alta y la corriente de pico más alta, así que produce más calor en el pico que el U15XL KV38; a cambio registra 101.4 kg de empuje frente a 81.2 kg. Elegir entre los dos en una célula tripulada es por tanto una cuestión sobre el perfil de servicio —cuánto dura el segmento de alta potencia y cuánto flujo de aire hay disponible durante él— y no una cuestión sobre qué motor es mejor. El U15 II KV80 no puede situarse en este eje en absoluto, ya que su corriente de pico no está registrada; su bobinado de 17 mΩ es el más bajo de aquí, lo que es coherente con un estator más pequeño que lleva menos vueltas.

La geometría del rotor y la hélice que puede girar

Los tres registros comparten la misma configuración de estator 36N42P, común a todo el grupo y útil para la selección: significa que las diferencias entre ellos están en el bobinado, el imán, el apilamiento y la masa, y no en la arquitectura de ranuras y polos. Eso elimina una variable de la comparación y deja el emparejamiento de la hélice como la cuestión geométrica restante.

El KV es el valor que decide qué hélice puede girar una unidad a una velocidad útil. Los tres valores de aquí —80, 38 y 29— no son una clasificación de potencia; son tres respuestas a la pregunta de dónde debe situarse la velocidad del rotor para un bus dado. Una unidad de 29 KV sobre un bus de 24 S gira una hélice mucho más grande a menor velocidad que una unidad de 80 KV, y por eso las dos no son intercambiables incluso allí donde la célula podría aceptar físicamente cualquiera de ellas. Cuando un diseño escala una célula existente hacia arriba o hacia abajo, emparejar el KV y el disco de la hélice a la vez es lo que preserva el punto de funcionamiento, y cambiar solo el tamaño del motor es lo que lo rompe.

El eje, el montaje y la interfaz del cable

Las columnas mecánicas deciden si un motor puede instalarse, y en una aeronave tripulada deciden además cuán mantenible es. La envolvente es parecida en todo el grupo pero no idéntica: el U15 II KV80 mide Ø147.5 × 55 mm, mientras que el U15XL KV38 y el U15XXL KV29 miden ambos Ø151.5 mm y difieren en longitud, con 96 mm y 106 mm respectivamente. Los 55 mm de longitud de la unidad más ligera son un poco más de la mitad que los de la mayor, que es de donde procede la mayor parte de su ventaja de masa de 3.39 kg frente al U15XXL KV29.

El diámetro del eje divide al grupo de una forma que importa más de lo que parece: el U15 II KV80 registra un eje de 20 mm donde los otros dos registran 25 mm, lo que cambia el adaptador de hélice, el método de retención y la carga que puede soportar un cubo. El U15XL KV38 y el U15XXL KV29 publican cada uno una longitud de cable de 200 mm, suficiente para alcanzar un ESC montado lejos del extremo del brazo y para mantener corto el tramo de alta corriente; el U15 II KV80 registra en cambio una longitud de cableado de 100 mm, que encaja con un ESC más cercano pero no es la misma medición sobre la misma base, así que no deben compararse como si lo fueran. Donde un valor no está registrado, la suposición debe contrastarse con la pieza y no con un modelo hermano.

Tres motores T-Motor U15 comparados

La tabla siguiente reúne las tres unidades en orden creciente de masa. Todos los valores son los publicados en cada registro de producto de ToBMS, y las lagunas se marcan en lugar de rellenarse.

Los tres motores están registrados en la categoría Motores para UAV de ToBMS y los publica T-Motor. El empuje se almacena en gramos en cada registro y aquí se muestra convertido a kilogramos; las cifras de empuje, masa y corriente son las registradas, y toda relación o total citado en otro lugar de este artículo se deriva de ellas y se identifica como derivado allí donde aparece. Una celda de la tabla está marcada en lugar de rellenada: no hay corriente de pico registrada para el U15 II KV80. Otras dos cifras quedan fuera de la tabla porque no se incluye tal columna en absoluto —la cifra de potencia tanto del U15XL KV38 como del U15XXL KV29 figura en la ficha técnica del fabricante— así que el grupo en su conjunto no tiene ninguna columna eléctrica poblada para los tres.

El primer patrón que muestra la tabla es que el empuje y la masa escalan juntos casi exactamente, y que ese escalado no premia el tamaño. Las tres unidades abarcan unas 2.9 veces en masa, de 1740 g a 5130 g, y unas 2.8 veces en empuje registrado, de 36.5 kg a 101.4 kg —ambos derivados. El empuje por unidad de masa del motor sale a unas 21.0, 18.4 y 19.8 veces para el U15 II KV80, el U15XL KV38 y el U15XXL KV29 respectivamente, todas derivadas del mismo modo. La unidad más ligera registra por tanto la relación más alta de las tres y la unidad intermedia la más baja, algo que conviene decir con claridad porque va en contra de la expectativa de que el motor más grande es la forma más eficiente de comprar empuje.

El segundo patrón está en la columna que falta. La unidad con el empuje registrado más alto no publica cifra de potencia, y la unidad con la ventana de bus más amplia no publica corriente de pico —así que en el lado eléctrico cada registro está poblado exactamente donde el otro no lo está. Un diseño que necesite una cifra de potencia continua y una cifra de corriente de pico para el mismo motor no encontrará ambas en este grupo, y la respuesta apropiada es llevar la pregunta al fabricante en lugar de interpolar entre registros.

El tercer patrón se refiere al bus. Dos unidades se sitúan en un bus fijo de 24 S y una abarca 12-24S, y la configuración de estator compartida por las tres significa que esa diferencia está enteramente en el bobinado y no en el magnético. Eso es útil saberlo cuando un diseño cambia de paquete: en las dos unidades de 24 S el paquete forma parte de la especificación, mientras que en el U15 II KV80 un paquete de menor tensión está dentro de la ventana registrada y solo hay que reemparejar la hélice.

Leer cada motor frente a una misión tripulada

Las cifras registradas solo se convierten en una decisión cuando se leen frente a lo que hace la aeronave. Cada una de las tres unidades siguientes encaja en un tipo distinto de célula, y ninguna encaja en los tres.

U15 II KV80: la unidad más ligera y el bus más amplio

El U15 II KV80 registra 1740 g, 36.5 kg de empuje máximo, un bobinado de 80 KV, un estator 36N42P, 17 mΩ de resistencia, un eje de 20 mm, una longitud de cableado de 100 mm y una ventana de 12-24S, con 8580 W registrados en una ventana de 180 s. Es la única unidad de aquí que publica una cifra de potencia y la única cuya ventana de bus abarca un número de celdas inferior, y con 1740 g tiene menos de la mitad de la masa de cualquiera de las otras —los 55 mm de longitud del cuerpo frente a 96 mm y 106 mm son la mayor parte de la explicación.

A lo que apunta esa combinación es a un diseño donde la masa y la flexibilidad del paquete pesan más que el empuje de pico por motor. Una disposición de cuatro motores sobre esta unidad suma 7.0 kg de motores frente a 17.6 kg y 20.5 kg para las mismas disposiciones sobre las otras dos —derivado de las masas registradas— y la diferencia de 13.6 kg entre los extremos queda disponible para estructura, baterías o carga útil. En una célula ligera con suficientes motores para absorber un único fallo, eso es una ganancia directa.

Lo que cuesta es empuje por unidad y documentación eléctrica. Sus 36.5 kg son un poco más de un tercio de los 101.4 kg del U15XXL KV29, así que una disposición de cuatro motores sobre motores U15 II KV80 retiene unos 110 kg tras un único fallo frente a unos 304 kg en las unidades mayores —ambos derivados. Y sin corriente de pico registrada, ni el dimensionado del cableado ni la comparación de pérdidas en el cobre pueden cerrarse a partir del registro solo, lo que en un proyecto tripulado es una acción pendiente y no una nota a pie de página.

U15XL KV38: el punto medio de masa con el registro eléctrico más completo

El U15XL KV38 registra 4408 g, 81.2 kg de empuje máximo, un bobinado de 38 KV sobre el mismo estator 36N42P, 17 mΩ de resistencia, una corriente de pico de 180 A, una corriente en reposo de 3.5 A a 10 V, un eje de 25 mm, una longitud de cable de 200 mm y un bus fijo de 24 S. Es el único de los tres cuyo registro eléctrico incluye tanto una corriente de pico como una cifra de resistencia junto a una medición de corriente en reposo, lo que lo convierte en la unidad que puede situarse en un eje térmico sin volver al fabricante.

Su posición en el grupo es la razón de que a menudo sea la respuesta de gama media y no un compromiso. Comparte la resistencia registrada más baja de las tres con el U15 II KV80, así que a una corriente dada genera menos pérdida en el cobre que el U15XXL KV29 mayor —unos 551 W en su propio pico de 180 A frente a unos 882 W en el pico de 210 A del otro, ambos derivados— mientras registra 81.2 kg de empuje, que es más del doble de la cifra de la unidad más ligera. Una disposición de cuatro motores sobre estos motores retiene unos 244 kg tras un único fallo, derivado, y suma 17.6 kg de motores.

Su restricción es el bus. Con un 24 S fijo no hay opción registrada de funcionar con un paquete más suave sin salir de la ventana, así que una célula que quiera empezar las pruebas de vuelo con un número de celdas inferior tiene que cambiar de motores o cambiar su plan de paquete. Los cables de 200 mm y el eje de 25 mm, en cambio, son los más generosos de los dos conjuntos de interfaz registrados aquí y encajan con una instalación en la que el ESC va montado hacia el interior del brazo.

U15XXL KV29: el empuje registrado más alto de los tres

El U15XXL KV29 registra 5130 g, 101.4 kg de empuje máximo, un bobinado de 29 KV sobre el estator 36N42P, 20 mΩ de resistencia, una corriente de pico de 210 A, una corriente en reposo de 3.3 A a 10 V, Ø151.5 × 106 mm, un eje de 25 mm, un cable de 200 mm y un bus fijo de 24 S. Es la unidad más pesada y la de mayor empuje del grupo, y el fabricante la nombra directamente para aeronaves tripuladas y también no tripuladas —una denominación que las cifras registradas de empuje y corriente respaldan, con la cifra de potencia sostenida en la ficha técnica del fabricante.

Leída como conjunto, esta es la unidad que compra margen. Una disposición de cuatro motores retiene unos 304 kg tras un único fallo según las cifras registradas, derivado, y una disposición de seis motores retiene cinco sextos de 608 kg. Frente a eso, cuatro de ellas añaden 20.5 kg de masa de motor, y a corriente de pico cada una produce unas 882 W de pérdida en el cobre en un conjunto de 5130 g —nuestra estimación a partir de los valores registrados, sin corrección por temperatura— que en un ascenso sostenido es la cifra que decide si el camino de refrigeración es adecuado. El bobinado de 20 mΩ es la resistencia más alta registrada aquí, y como la pérdida en el cobre escala con el cuadrado de la corriente, la combinación de la corriente más alta y la resistencia más alta en la misma unidad es exactamente lo que pone el diseño térmico en el centro de una instalación construida sobre ella.

La corriente en reposo de 3.3 A a 10 V, marginalmente por debajo de los 3.5 A del U15XL KV38, es coherente con un bobinado de KV más bajo que consume algo menos de corriente para girar sobre sí mismo, y es la única señal comparativa disponible entre los dos en el lado sin carga. Por sí sola no basta para extraer una conclusión sobre la eficiencia en todo el rango de funcionamiento, y no debe usarse como tal.

Dónde se usan estos sistemas

Los mismos tres motores aparecen en células cuyas restricciones difieren lo suficiente como para que el argumento de selección cambie de forma entre ellas, y por eso la plataforma importa tanto como el registro dentro de la Aeronave tripulada.

Plataformas ligeras de dos plazas y eVTOL personales

Estos son los diseños donde el caso de fallo lo condiciona todo, porque la disposición de propulsión suele ser el único sistema capaz de sostener la aeronave. Es común una disposición distribuida con seis u ocho motores, precisamente porque convierte un fallo único en una pérdida parcial de empuje y no en una total, y esa preferencia de disposición es lo que hace viable un motor de menor empuje y menor masa frente a una alternativa de mayor empuje. Los registros pertinentes aquí son los que publican información eléctrica suficiente para dimensionar un cableado —lo que favorece al U15XL KV38 y al U15XXL KV29— y allí donde el diseño aún itera sobre la tensión del paquete, la ventana de 12-24S del U15 II KV80 es la única flexibilidad registrada del grupo. El agrupamiento Dron VTOL cubre el mismo compromiso de sustentación y crucero desde el lado no tripulado, donde el conjunto de restricciones es distinto.

Parapentes motorizados y trikes de paramotor

Esta clase de célula es lo más parecido en la categoría a una máquina voladora construida en torno a una única unidad de propulsión, y es también donde la masa se nota más directamente. Un trike de paramotor lleva uno o dos motores sobre una estructura cuyo presupuesto de masa es ajustado y cuya hélice es grande y de giro lento, lo que apunta a un KV bajo y a una unidad ligera y no al empuje máximo. La horquilla de 29 a 80 KV del conjunto no es toda la historia aquí —la comparación significativa es frente a los 38 y 29 KV de las otras dos unidades— pero el U15 II KV80, con sus 1740 g y su amplia ventana de bus, encaja con una célula donde el paquete se elige por autonomía y no por tensión. El intercambio, en una instalación de un solo motor, es que no hay una segunda unidad que absorba un fallo, y un diseño en esa posición está tomando una decisión de otra clase por completo.

Células de carga que pasan a funciones tripuladas

Varias plataformas multirotor grandes se desarrollan primero para carga y después se adaptan para llevar a una persona, y el conjunto de propulsión suele ser la parte que se mantiene sin cambios. En ese caso la lectura útil de estos registros es la aritmética del caso de fallo y no el empuje nominal: una disposición ya dimensionada sobre motores U15XXL KV29 en torno a una carga útil de mercancías retiene unos tres cuartos de su empuje instalado tras un fallo, derivado, que es el margen con el que se evaluaría una variante tripulada y no una capacidad demostrada. Es también el escenario donde la cifra de potencia continua ausente duele más, porque el perfil de servicio tripulado es más largo que el de mercancías y el margen térmico que bastaba para un salto corto de carga puede no bastar para un tramo tripulado más largo. La aplicación Dron de carga pesada agrupa los mismos motores por clases de carga útil en lugar de por el caso de fallo, y conviene leer las dos vistas juntas.

Dónde estos mismos motores dejan de ser la respuesta

Hay una frontera en esta categoría y merece ser nombrada. En el momento en que un diseño pasa de mantener una altitud a cubrir una distancia con eficiencia —del vuelo estacionario al crucero— toda la clasificación anterior deja de aplicarse, porque el punto de funcionamiento se desplaza a la región donde un bobinado de KV bajo, una resistencia de bobinado baja y una hélice grande y lenta ganan en autonomía y no en empuje. Ese es un problema de selección distinto, recogido bajo UAV de larga autonomía y no aquí. De forma similar, una célula cuyo conjunto de propulsión deba sostener una cifra de potencia continua como entrada de certificación y no como objetivo de rendimiento plantea una pregunta que ninguno de estos tres registros responde, y la respuesta tiene que venir de la documentación de ensayo del fabricante.

Lista de comprobación para la selección

Tres comprobaciones cubren la mayor parte del camino, y funcionan mejor en este orden porque cada una acota el campo para la siguiente.

Primero el servicio

Fijar lo que se le pide a la aeronave antes de comparar motores: cuánto duran los segmentos de alta potencia, si la disposición mantiene la altitud en vuelo estacionario o solo en vuelo hacia delante, y si la tensión del paquete ya está decidida. En una célula tripulada esas tres respuestas suelen eliminar más candidatos que cualquier columna de especificación, porque deciden si hace falta una cifra sostenida en absoluto y si una corriente de pico registrada es suficiente.

Segundo la redundancia

Decidir cuántas unidades de propulsión lleva la célula y calcular el empuje retenido para el peor fallo único, usando la cifra registrada por motor y marcándola como derivada. Comparar esa cifra retenida con la masa total con margen para la autoridad de control y no solo para la sustentación, y recordar que el empuje registrado es un techo procedente de un valor de banco de pruebas y no un régimen de vuelo estacionario —ninguno de los tres registros de aquí publica un valor nominal de vuelo estacionario, así que el margen de trabajo es menor que el margen del techo en esa distancia.

Por último, las interfaces y las preguntas abiertas

Solo una vez fijados el servicio y la redundancia deciden las columnas mecánicas y eléctricas entre los supervivientes. Comprobar el diámetro del eje, el patrón de montaje, los cables y las longitudes frente a dónde irá el ESC, dimensionar el cableado frente a la corriente de pico registrada y no frente a la cifra de potencia, y anotar qué columnas no lleva el registro para poder cerrarlas con los datos de ensayo del fabricante antes de comprometer la pieza.

1. Fijar primero el perfil de servicio y la tensión del paquete, y tratar un diseño que no ha decidido ninguno de los dos como aún no listo para preseleccionar motores.
2. Calcular el empuje retenido para el peor fallo único a partir de la cifra registrada por motor, y etiquetar el resultado como derivado.
3. Comparar el empuje retenido con la masa total con margen para la autoridad de control, recordando que el empuje máximo registrado es un techo y no un régimen de vuelo estacionario.
4. Comprobar si el registro lleva alguna cifra de potencia sostenida, y no tratar un valor de corriente de pico como sustituto de ella.
5. Dimensionar cables, conectores y ESC frente a la corriente de pico registrada, y comprobar la pérdida en el cobre a esa corriente frente al camino de refrigeración disponible.
6. Preferir una ventana de bus que abarque los paquetes realmente disponibles allí donde el diseño aún itera, y tratar un número de celdas fijo como una especificación en torno a la cual diseñar.
7. Comprobar el diámetro del eje, el patrón de montaje y la longitud del cable frente a la ubicación del ESC, y no comparar una longitud de cable con una longitud de cableado como si fueran la misma medición.
8. Anotar cada columna que el registro de producto deja vacía, para que la documentación de ensayo del fabricante pueda cerrarlas antes de comprometer la selección.

Preguntas frecuentes

Recursos oficiales

Los tres motores los publica T-Motor, y las páginas del propio fabricante incluyen los datos de ensayo y la documentación que los registros de ToBMS no reproducen: el U15 II KV80, el U15XL KV38 y el U15XXL KV29, con la gama más amplia en la tienda oficial de T-Motor. Donde un registro de ToBMS calla —la corriente de pico y la corriente en reposo del U15 II KV80, las cifras de potencia del U15XL KV38 y del U15XXL KV29, y cualquier valor de empuje nominal en vuelo estacionario en los tres—, esas páginas o la ficha técnica correspondiente son el lugar donde cerrar la laguna.

Adónde ir después

Leer hasta aquí produce una lista corta y no una decisión, y tres herramientas convierten esa lista corta en una: todos los motores de aquí están en la categoría Motores para UAV, los candidatos pueden acotarse por KV, masa y bus en Selección, y dos o tres unidades pueden enfrentarse entre sí en Comparar productos. El lado de aplicación de la misma decisión se recoge en la página de Aeronave tripulada, que agrupa las coincidencias registradas por plataforma y no por especificación.

Dos guías existentes se extienden lateralmente desde aquí. La guía de motores para drones de carga pesada cubre dos de estos tres motores desde el lado de la clase de carga útil, donde el presupuesto de empuje es la idea organizadora y no el caso de fallo, y es la contraparte de esta visión tripulada. La guía de selección de motores para UAV sitúa estas unidades dentro de la gama más amplia de T-Motor, donde las preguntas cambian de forma por completo, y la guía completa de motores BLDC pone todas las clases en un mismo marco para quien parte de la tecnología y no de una célula.

La versión corta: fijar el perfil de servicio y el paquete antes de comparar motores, calcular el empuje retenido para el peor fallo único y no el empuje nominal, y elegir después entre lo que queda por masa y por documentación eléctrica. En este grupo esa secuencia suele aterrizar en el U15 II KV80 donde dominan la masa y la flexibilidad del paquete, en el U15XL KV38 donde el registro eléctrico tiene que estar completo y el bus ya es 24 S, y en el U15XXL KV29 siempre que el mayor empuje registrado por motor sea lo que la célula necesita de verdad.