Propulsi Pesawat Berawak: Memilih Motor T-Motor U15 untuk Wahana Berawak

Menetapkan ukuran motor untuk Propulsi Berawak dimulai dari premis yang berbeda dengan menetapkan ukuran motor untuk wahana tanpa awak. Pesawat tanpa awak dapat dirancang mengelilingi sebuah misi dan sebuah biaya, dan untuk sangat banyak misi adalah wajar membiarkan kegagalan propulsi mengakhiri penerbangan. Pesawat yang membawa manusia tidak dapat dirancang seperti itu. Tugasnya lebih panjang, titik operasinya berada lebih jauh ke ujung kontinu dari selubung, satu kegagalan harus dapat dilalui dan bukan sekadar tidak mungkin terjadi, dan setiap angka yang diandalkan integrator harus dapat dilacak ke sebuah pengujian dan bukan ke sebuah judul. Panduan ini membahas tiga motor T-Motor U15 - unit 1740 g dengan jendela bus terlebar yang tercatat, unit 4408 g yang dibangun untuk bus 24 S, dan unit 5130 g yang mencatat daya dorong tertinggi dari ketiganya - lalu menjelaskan nilai tercatat mana yang memutuskan pilihan pada setiap kasus, dan nilai mana yang berada pada lembar data produsen.

Ketiganya adalah motor outrunner brushless yang digerakkan ESC eksternal, dan ketiganya berada dalam satu kategori ToBMS, Motor UAV. Yang membedakan adalah massa, KV, daya dorong tercatat, dan bus yang menjadi dasar masing-masing dibangun, dan perbedaan itu memetakan ke wahana ringan dua kursi, trike paraglider bermesin, serta platform kargo yang lebih besar yang sedang diadaptasi untuk operasi berawak. Setiap angka yang dikutip di sini berasal dari catatan produk ToBMS yang bersangkutan; konversi antara gram dan kilogram, rasio yang dibangun dari dua nilai tercatat, dan kuantitas apa pun yang disimpulkan dari kimia sel diberi label sebagai turunan, dan kolom yang tidak memuat nilai ditandai sebagai tidak tersedia, bukan diisi dari model sebelahnya. Dua dari tiga catatan tidak memuat kolom kelistrikan secara lengkap, dan mengetahui kolom mana yang hilang dari catatan mana adalah bagian dari pengambilan pilihan.

Jawaban Singkat

Keputusan pertama dalam kategori ini bukanlah daya dorong, melainkan berapa banyak motor yang dibawa wahana dan apa yang terjadi ketika salah satunya berhenti. Segala hal lainnya - KV, massa, bus, propeller - kemudian ditetapkan ukurannya terhadap kasus kegagalan itu dan bukan terhadap titik hover nominal. Atas dasar itu ketiga motor di sini menempati tiga peran yang berbeda dan bukan membentuk sebuah peringkat.

Ketika wahananya kecil, paket baterainya menjadi kendala penentu, dan tata letak propulsinya memiliki cukup banyak unit sehingga kehilangan satu unit masih menyisakan margin yang nyaman, U15 II KV80 adalah satu-satunya dari ketiganya yang menerima 12-24S, dan pada 1740 g unit ini paling ringan dengan faktor lebih dari dua. Unit ini mencatat daya dorong maksimum 36.5 kg dan 8580 W untuk jendela 180 s, dan merupakan satu-satunya dari ketiganya yang catatannya menerbitkan angka daya sama sekali.

Ketika wahananya merupakan desain 24 S tetap dan anggaran massanya memungkinkan motor yang lebih berat, U15XL KV38 mencatat daya dorong 81.2 kg pada 4408 g, dengan angka arus puncak 180 A, arus idle 3.5 A pada 10 V, dan kumparan 17 mΩ - resistansi terendah yang tercatat dalam kelompok ini, setara dengan U15 II - yang menjadikannya unit yang catatan kelistrikannya paling lengkap di bagian tengah rentang massa.

Ketika daya dorong tercatat tertinggi per motor adalah yang dibutuhkan desain, U15XXL KV29 mencatat 101.4 kg pada 5130 g di bus 24 S yang sama dan stator 36N42P yang sama, dengan angka arus puncak 210 A dan resistansi kumparan 20 mΩ. Yang tidak dimuat oleh ketiga catatan itu adalah rating daya kontinu yang tak terbatas. Pengganti terdekat yang tersedia adalah angka daya 180 s pada U15 II dan angka arus puncak pada dua unit lainnya, dan itu adalah pernyataan jendela tugas dan bukan rating kontinu - perbedaan yang layak dipegang ketika sebuah tinjauan desain menanyakan berapa lama sebuah pendakian dapat ditahan.

Apa yang berubah ketika pesawat membawa manusia

Tidak ada yang pada konstruksi motor-motor ini membedakannya dari outrunner besar lain di kategori ini. Yang berubah adalah bentuk persyaratannya, dan dalam Propulsi Berawak persyaratan itulah yang menentukan kolom catatan mana yang menjadi penentu.

Kegagalan harus dapat dilalui, bukan sekadar tidak mungkin

Wahana tanpa awak dapat dirancang sehingga kegagalan propulsi mengakhiri misi, dan pada skala itu pertukarannya biasanya dapat diterima. Wahana berawak tidak bisa: tata letak propulsinya harus mampu kehilangan setidaknya satu unit dan tetap menahan pesawat di udara, yang memindahkan angka yang berguna dari daya dorong per motor menjadi daya dorong per motor dengan unit terburuknya dihilangkan. Pada tata letak empat motor, tiga per empat daya dorong terpasang tetap tersisa; pada tata letak enam motor, lima per enam. Aritmetikanya sederhana, dan itulah sebabnya motor yang tampak terlalu besar terhadap titik hover nominal justru sering tepat ukurannya terhadap kasus kegagalan.

Dibaca terhadap kelompok ini, wahana empat motor yang dibangun di atas motor U15XXL KV29 akan menyisakan tiga unit setelah satu kegagalan, menahan sekitar 304 kg dari 406 kg yang dicatat keempatnya bersama-sama - kedua angka diturunkan dari 101.4 kg per motor yang tercatat. Aritmetika yang sama pada U15 II KV80 menyisakan 110 kg dari 146 kg yang dicatat empat unitnya. Tidak satu pun angka itu memutuskan apakah sebuah wahana terbang dengan tiga motor; hal itu bergantung pada rancangannya, dan rancangan itu milik integrator dan bukan milik motornya. Yang ditunjukkan angka-angka itu adalah motor mana yang membeli margin lebih besar untuk massa yang ditambahkannya, dan ketika sebuah desain berada dekat dengan marginnya, perbedaan itulah keseluruhan argumen pemilihannya.

Titik operasi berkelanjutan lebih penting daripada puncaknya

Hover pada pesawat berawak bukanlah transien, dan pendakian jelajah juga bukan. Ketika profil misi tanpa awak menghabiskan waktunya pada lonjakan singkat di atas rata-rata yang nyaman, profil berawak cenderung menahan sebagian besar daya yang tersedia selama beberapa menit sekaligus - yang menempatkan perilaku termal dan bukan keluaran puncak di pusat keputusan. Angka puncak tetap penting, tetapi untuk tujuan yang berbeda: angka itu menetapkan ukuran perkabelan, konektor, dan ESC, karena yang dirasakan sebuah penghantar adalah arus, bukan daya.

Kolom-kolom yang berbicara tentang operasi berkelanjutan justru yang paling mungkin tidak ada. Catatan U15 II KV80 memuat 8580 W untuk jendela 180 s, yang merupakan pernyataan tugas dan bukan rating, dan tidak satu pun dari dua catatan lainnya memuat angka daya sama sekali. Pada keduanya, informasi kelistrikan yang tersedia adalah nilai arus puncak - 180 A pada U15XL KV38 dan 210 A pada U15XXL KV29 - bersama arus idle tanpa beban yang diukur pada 10 V. Itu cukup untuk menetapkan ukuran perkabelan dan membandingkan kumparan; itu tidak cukup untuk menyatakan titik operasi kontinu, dan memperlakukannya seolah cukup adalah cara paling umum sebuah estimasi propulsi berawak menjadi salah.

Massa di ujung propeller dibebankan dua kali

Massa motor pada pesawat tidak hanya diangkat, tetapi juga dipercepat. Pada sayap atau lengan, massa yang berputar dan yang tidak berputar di ujung luar menaikkan inersia yang harus diatasi wahana dalam pitch dan roll, yang muncul sebagai respons kendali dan kenyamanan terbang dan bukan sebagai kekurangan daya dorong. Efeknya terasa terus-menerus, sedangkan daya dorong yang dibeli dengan massa itu hanya dipakai di puncak selubung.

Sebaran dalam kelompok ini cukup besar untuk berarti. Empat motor U15 II KV80 berjumlah 7.0 kg, empat unit U15XL KV38 berjumlah 17.6 kg, dan empat unit U15XXL KV29 berjumlah 20.5 kg - semuanya diturunkan dari massa yang tercatat. Selisih antara set empat motor yang paling ringan dan yang paling berat karena itu adalah 13.6 kg wahana, yang pada platform ringan dua kursi merupakan angka nyata dan bukan galat pembulatan. Itu juga alasan unit paling ringan di sini tidak otomatis menjadi titik awal yang tepat: unit itu mencatat daya dorong paling sedikit dari ketiganya, dan desain yang membutuhkan daya dorong itu tidak dapat membelinya kembali dengan memangkas massa di tempat lain.

Data tercatat adalah masukan desain, bukan ringkasan

Dalam proyek tanpa awak, kolom spesifikasi yang hilang adalah ketidaknyamanan yang dapat diselesaikan dengan pengujian. Dalam proyek berawak, hal itu menjadi butir terbuka dalam tinjauan desain, karena angka yang menutup sebuah tinjauan harus berasal dari pengujian yang terdokumentasi dan bukan dari sebuah inferensi. Itu mengubah cara catatan yang kehilangan satu kolom harus dibaca: bukan sebagai celah yang harus diisi dengan nilai yang masuk akal yang dipinjam dari motor serupa, melainkan sebagai pertanyaan yang harus diajukan kepada produsen sebelum komponennya dipilih.

Diterapkan di sini, catatan U15 II KV80 mendokumentasikan daya dan dimensi dengan arus puncak dan arus idle berada pada lembar data produsen; catatan U15XL KV38 dan U15XXL KV29 mendokumentasikan arus puncak dan arus idle, resistansi, poros, dan lead, dengan angka daya berada pada lembar data produsen. Masing-masing dari ketiganya karena itu memuat kolom yang dibutuhkan satu jenis integrasi dan menyisakan satu kolom untuk dilengkapi bagi jenis lainnya, dan tanggapan yang jujur adalah menamai celahnya dan bukan menutupinya. Perlu dicatat bahwa penamaan produsen sendiri untuk dua dari unit ini mengarah langsung ke operasi berawak, sehingga sebuah tinjauan desain dapat membaca penamaan itu bersama angka daya dorong dan arus yang tercatat.

Angka-angka yang menentukan pilihan

Enam kelompok nilai membawa hampir seluruh keputusan dalam pekerjaan propulsi berawak. Tiga di antaranya diterbitkan untuk ketiga motor dan tiga tidak, dan hal itu layak dipastikan sebelum daftar pendek disusun.

Gaya angkat dengan satu motor dihilangkan

Ini adalah saringan yang menyingkirkan kandidat dan bukan memberi peringkat, dan cara kerjanya berlawanan arah dengan perbandingan daya dorong konvensional. Sebuah motor dieliminasi di sini untuk alasan yang tidak berkaitan dengan ratingnya sendiri: daya dorong yang dapat dihasilkan motor-motor lain setelah kegagalannya tidak memadai, sehingga pertanyaannya selalu diajukan tentang keseluruhan set dan bukan tentang satu motor. Dalam kelompok ini daya dorong maksimum tercatat berkisar dari 36.5 kg hingga 101.4 kg, dan angka tiga per empat yang akan dipertahankan tata letak empat motor berkisar dari 110 kg hingga 304 kg - diturunkan seluruhnya dari nilai per motor yang tercatat.

Dua peringatan menyertai aritmetika itu. Pertama, daya dorong maksimum dicatat oleh ToBMS sebagai satu angka yang diambil dari data uji produsen, menggambarkan satu propeller pada satu setelan throttle dan satu tegangan; angka itu adalah batas atas dan bukan titik kerja. Kedua, tidak satu pun dari ketiganya mencatat nilai daya dorong untuk kondisi hover, sehingga margin yang dihitung dari angka maksimum adalah margin terhadap sebuah batas atas, dan margin hover yang sebenarnya lebih kecil sebesar celah apa pun yang memisahkan keduanya. Ketika sebuah desain berada dekat dengan garisnya, celah itu layak ditutup dari data uji produsen sebelum tata letak wahananya ditetapkan.

Apa yang catatan katakan tentang operasi kontinu

Satu-satunya angka berkelanjutan dalam kelompok ini adalah 8580 W pada U15 II KV80 untuk jendela 180 s. Dibaca sebagai pernyataan tugas, angka itu menyatakan unit tersebut menahan daya itu selama tiga menit di meja uji, yang merupakan indikasi berguna tentang kemampuan termal dan bukan definisi tentang apa yang dapat ditahan tanpa batas. Satu pemeriksaan turunan tersedia: jika 8580 W ditarik di puncak jendela 12-24S-nya, paket 24 S pada sekitar 88.8 V nominal - konvensi standar 3.7 V per sel dan bukan spesifikasi motor - menyiratkan sekitar 97 A menurut perkiraan kami, angka yang diturunkan dari nilai yang tercatat dan bukan rating pabrikan. Itu lebih banyak menyatakan tentang bagaimana pengujian dijalankan daripada tentang batas motornya.

Dua motor lainnya tidak menerbitkan angka daya, sehingga perilaku berkelanjutannya harus disimpulkan dari kolom arus dan resistansi. Inferensi itu sah dan terbatas: rugi tembaga berskala dengan kuadrat arus, sehingga angka-angka di bawah berguna untuk perbandingan dan tidak berguna sebagai rating. Yang dapat dipastikan adalah motor mana di antara dua yang lebih berat berjalan lebih dingin pada puncaknya sendiri, dan itu hal yang wajar untuk dibandingkan antara dua catatan yang sejenis.

Bus, arus, dan perkabelan di belakangnya

Tegangan bus ditetapkan oleh paket baterai, dan dalam kelompok ini sebagian besar menetapkan daftar kandidat. U15 II KV80 menerima 12-24S, yang merupakan jendela tercatat terlebar dari ketiganya dan satu-satunya yang mencakup paket bertegangan lebih rendah; U15XL KV38 dan U15XXL KV29 keduanya mencatat 24 S. Jendela yang lebih lebar tidak otomatis lebih baik - itu berarti motor yang sama dapat dijalankan pada paket yang lebih ringan bebannya, yang berguna ketika satu wahana harus melayani program pengujian dan program penerbangan tanpa pergantian motor.

Arus adalah titik tempat dua unit yang lebih berat terpisah dari yang paling ringan. U15XL KV38 mencatat puncak 180 A dan U15XXL KV29 mencatat puncak 210 A, sedangkan U15 II KV80 tidak menerbitkan angka arus puncak, sehingga tidak tersedia perbandingan setara untuk ketiganya. Pada konvensi 24 S sekitar 88.8 V nominal, puncak 210 A pada U15XXL menyiratkan sekitar 18.6 kW pada saat itu dan puncak 180 A pada U15XL sekitar 16 kW menurut perkiraan kami - keduanya angka yang diturunkan dari nilai yang tercatat dan bukan rating pabrikan, dan keduanya terutama berguna untuk penetapan ukuran. Angka yang sama menetapkan penampang tembaga pada lead, rating konektor, dan arus kontinu ESC, dan pada pesawat berawak ketiga item itu biasanya dipilih dengan margin yang lebih kecil daripada margin motornya sendiri.

Resistansi kumparan dan ke mana panasnya pergi

Resistansi adalah kolom yang menghubungkan arus dengan suhu. Pada arus tertentu, resistansi menetapkan rugi tembaga, dan rugi tembaga adalah panas yang dihasilkan di dalam motor yang sudah mengandalkan aliran udara untuk pendinginan. Dua dari tiga catatan menerbitkannya: 17 mΩ pada U15 II KV80 maupun U15XL KV38, dan 20 mΩ pada U15XXL KV29. Ditahan pada arus puncak tercatatnya masing-masing, kumparan 17 mΩ pada U15XL KV38 membuang sekitar 551 W dan kumparan 20 mΩ pada U15XXL KV29 sekitar 882 W - keduanya perkiraan kami dari nilai yang tercatat dan tanpa koreksi suhu, dan keduanya angka sesaat pada puncak dan bukan angka tetap, karena pendakian berkelanjutan menarik jauh lebih sedikit daripada puncak.

Perbandingan itu memberi pelajaran justru karena tidak menguntungkan motor yang lebih besar pada setiap sumbu. U15XXL KV29 memiliki resistansi yang lebih tinggi dan arus puncak yang lebih tinggi, sehingga menghasilkan lebih banyak panas pada puncaknya daripada U15XL KV38; sebagai gantinya unit ini mencatat daya dorong 101.4 kg berbanding 81.2 kg. Memilih di antara keduanya pada wahana berawak karena itu adalah pertanyaan tentang profil tugas - berapa lama segmen daya tinggi berlangsung, dan berapa banyak aliran udara yang tersedia selama itu - dan bukan pertanyaan tentang motor mana yang lebih baik. U15 II KV80 sama sekali tidak dapat ditempatkan pada sumbu ini, karena arus puncaknya tidak tercatat; kumparan 17 mΩ-nya adalah yang terendah di sini, yang konsisten dengan stator yang lebih kecil yang membawa lebih sedikit lilitan.

Geometri rotor dan propeller yang dapat diputarnya

Ketiga catatan berbagi konfigurasi stator 36N42P yang sama, yang berlaku umum di seluruh kelompok ini dan berguna untuk seleksi: itu berarti perbedaan di antara ketiganya terletak pada kumparan, magnet, tumpukan, dan massa dan bukan pada arsitektur slot dan kutub. Hal itu menghilangkan satu variabel dari perbandingan dan menyisakan pemadanan propeller sebagai pertanyaan geometris yang tersisa.

KV adalah nilai yang menentukan propeller mana yang dapat diputar sebuah unit pada kecepatan yang berguna. Tiga nilai di sini - 80, 38, dan 29 - bukan peringkat kekuatan; itu adalah tiga jawaban atas pertanyaan di mana kecepatan rotor sebaiknya mendarat untuk bus tertentu. Unit 29 KV pada bus 24 S memutar propeller yang jauh lebih besar pada kecepatan yang lebih rendah daripada yang dilakukan unit 80 KV, itulah sebabnya keduanya tidak dapat dipertukarkan bahkan ketika wahana secara fisik dapat menerima keduanya. Ketika sebuah desain memperbesar atau memperkecil wahana yang sudah ada, memadankan KV dan cakram propeller secara bersamaan adalah yang mempertahankan titik operasinya, dan mengubah ukuran motor saja adalah yang merusaknya.

Poros, pemasangan, dan antarmuka lead

Kolom mekanis menentukan apakah sebuah motor dapat dipasang, dan pada pesawat berawak kolom itu juga menentukan seberapa mudah dirawat. Dimensinya berdekatan di seluruh kelompok tetapi tidak identik: U15 II KV80 berukuran Ø147.5 × 55 mm, sedangkan U15XL KV38 dan U15XXL KV29 keduanya berukuran Ø151.5 mm dan berbeda panjang pada 96 mm dan 106 mm. Panjang 55 mm pada unit paling ringan adalah sedikit lebih dari setengah panjang unit terbesar, dan dari situlah sebagian besar keunggulan massa 3.39 kg-nya atas U15XXL KV29 berasal.

Diameter poros membagi kelompok ini dengan cara yang lebih penting daripada kelihatannya: U15 II KV80 mencatat poros 20 mm sedangkan dua unit lainnya mencatat 25 mm, yang mengubah adaptor propeller, metode penahanan, dan beban yang dapat dibawa sebuah hub. U15XL KV38 dan U15XXL KV29 masing-masing menerbitkan panjang lead 200 mm, yang cukup untuk mencapai ESC yang dipasang jauh dari ujung lengan dan menjaga jalur arus tinggi tetap pendek; U15 II KV80 sebaliknya mencatat panjang kabel 100 mm, yang cocok untuk ESC yang lebih dekat tetapi bukan pengukuran yang sama pada dasar yang sama, sehingga keduanya tidak boleh dibandingkan seolah setara. Ketika sebuah nilai tidak tercatat, asumsinya harus diperiksa terhadap komponennya dan bukan terhadap model sebelahnya.

Tiga motor T-Motor U15 dibandingkan

Tabel di bawah ini menghimpun ketiga unit dalam urutan massa yang menaik. Setiap nilai sesuai dengan yang diterbitkan dalam catatan produk ToBMS masing-masing, dan celahnya ditandai dan bukan diisi.

Ketiga motor tercantum dalam kategori Motor UAV di ToBMS dan diterbitkan oleh T-Motor. Daya dorong disimpan dalam gram pada setiap catatan dan di sini ditampilkan setelah dikonversi ke kilogram; angka daya dorong, massa, dan arus adalah sebagaimana tercatat, dan setiap rasio atau total yang dikutip di tempat lain dalam artikel ini diturunkan darinya dan diidentifikasi sebagai turunan di tempat kemunculannya. Satu sel dalam tabel ditandai dan bukan diisi: tidak ada arus puncak yang tercatat untuk U15 II KV80. Dua angka lain berada di luar tabel karena sama sekali tidak ada kolom semacam itu - angka daya untuk U15XL KV38 maupun U15XXL KV29 berada pada lembar data produsen - sehingga kelompok ini secara keseluruhan tidak memiliki kolom kelistrikan yang terisi untuk ketiganya.

Pola pertama yang ditunjukkan tabel adalah daya dorong dan massa bergerak berskala hampir persis bersama-sama, dan penskalaan itu tidak memberi imbalan pada ukuran. Ketiga unit membentang sekitar 2.9 kali pada massa dari 1740 g hingga 5130 g, dan sekitar 2.8 kali pada daya dorong tercatat dari 36.5 kg hingga 101.4 kg - keduanya turunan. Daya dorong per satuan massa motor menghasilkan sekitar 21.0, 18.4, dan 19.8 kali untuk U15 II KV80, U15XL KV38, dan U15XXL KV29 secara berurutan, semuanya diturunkan dengan cara yang sama. Unit paling ringan karena itu memiliki rasio tercatat tertinggi dari ketiganya dan unit tengah yang terendah, dan hal itu layak dinyatakan terus terang karena berlawanan dengan harapan bahwa motor terbesar adalah cara paling efisien untuk membeli daya dorong.

Pola kedua ada pada kolom yang hilang. Unit dengan daya dorong tercatat tertinggi tidak menerbitkan angka daya, dan unit dengan jendela bus terlebar tidak menerbitkan arus puncak - sehingga di sisi kelistrikan setiap catatan terisi justru di tempat catatan lain tidak terisi. Desain yang membutuhkan angka daya kontinu dan angka arus puncak untuk motor yang sama tidak akan menemukan keduanya dalam kelompok ini, dan tanggapan yang tepat adalah membawa pertanyaannya ke produsen dan bukan melakukan interpolasi antar catatan.

Pola ketiga menyangkut bus. Dua unit berada pada bus 24 S tetap dan satu mencakup 12-24S, dan konfigurasi stator yang sama pada ketiganya berarti perbedaan ini sepenuhnya ada pada kumparan dan bukan pada magnetiknya. Itu hal yang berguna untuk diketahui ketika sebuah desain mengganti paket baterainya: pada dua unit 24 S, paket baterainya adalah bagian dari spesifikasi, sedangkan pada U15 II KV80 paket bertegangan lebih rendah berada di dalam jendela tercatat dan hanya propelernya yang perlu dipadankan ulang.

Membaca setiap motor terhadap misi berawak

Angka-angka tercatat baru menjadi keputusan setelah dibaca terhadap apa yang dilakukan pesawatnya. Masing-masing dari tiga unit di bawah ini cocok untuk jenis wahana yang berbeda, dan tidak satu pun cocok untuk ketiga jenis wahana itu.

U15 II KV80 - unit paling ringan dengan bus terlebar

U15 II KV80 mencatat 1740 g, daya dorong maksimum 36.5 kg, kumparan 80 KV, stator 36N42P, resistansi 17 mΩ, poros 20 mm, panjang kabel 100 mm, dan jendela 12-24S, dengan 8580 W tercatat untuk jendela 180 s. Ini adalah satu-satunya unit di sini yang menerbitkan angka daya dan satu-satunya yang jendela busnya mencakup jumlah sel yang lebih rendah, dan pada 1740 g unit ini kurang dari setengah massa dua unit lainnya - panjang bodi 55 mm berbanding 96 mm dan 106 mm adalah sebagian besar penjelasannya.

Kombinasi itu mengarah pada desain yang mengutamakan massa dan fleksibilitas paket baterai di atas daya dorong puncak per motor. Tata letak empat motor pada unit ini berjumlah 7.0 kg motor, berbanding 17.6 kg dan 20.5 kg untuk tata letak yang sama pada dua unit lainnya - diturunkan dari massa yang tercatat - dan selisih 13.6 kg antara kedua ekstrem itu tersedia untuk struktur, baterai, atau muatan. Pada wahana ringan dengan cukup banyak motor untuk menyerap satu kegagalan, itu keuntungan yang gamblang.

Yang menjadi biayanya adalah daya dorong per unit dan dokumentasi kelistrikan. Angka 36.5 kg-nya sedikit lebih dari sepertiga dari 101.4 kg pada U15XXL KV29, sehingga tata letak empat motor dengan motor U15 II KV80 menyisakan sekitar 110 kg setelah satu kegagalan, berbanding sekitar 304 kg pada unit yang lebih besar - keduanya turunan. Dan karena tidak ada arus puncak yang tercatat, baik penetapan ukuran perkabelan maupun perbandingan rugi tembaga tidak dapat ditutup dari catatannya saja, yang pada proyek berawak merupakan butir tindakan dan bukan catatan kaki.

U15XL KV38 - titik massa tengah dengan catatan kelistrikan paling lengkap

U15XL KV38 mencatat 4408 g, daya dorong maksimum 81.2 kg, kumparan 38 KV pada stator 36N42P yang sama, resistansi 17 mΩ, arus puncak 180 A, arus idle 3.5 A pada 10 V, poros 25 mm, panjang lead 200 mm, dan bus 24 S tetap. Ini adalah satu-satunya dari ketiganya yang catatan kelistrikannya memuat arus puncak maupun angka resistansi bersama pengukuran arus idle, yang menjadikannya unit yang dapat ditempatkan pada sumbu termal tanpa kembali ke produsen.

Posisinya dalam kelompok ini adalah alasan unit ini sering menjadi jawaban kelas menengah dan bukan kompromi. Unit ini berbagi resistansi tercatat terendah dari ketiganya dengan U15 II KV80, sehingga pada arus tertentu unit ini menghasilkan rugi tembaga lebih sedikit daripada U15XXL KV29 yang lebih besar - sekitar 551 W pada puncak 180 A-nya sendiri berbanding sekitar 882 W pada puncak 210 A unit lainnya, keduanya turunan - sambil mencatat daya dorong 81.2 kg, yang lebih dari dua kali angka unit paling ringan. Tata letak empat motor dengan motor ini menyisakan sekitar 244 kg setelah satu kegagalan, turunan, dan berjumlah 17.6 kg motor.

Kendalanya adalah bus. Pada 24 S tetap, tidak ada opsi tercatat untuk menjalankan paket yang lebih ringan bebannya tanpa keluar dari jendela, sehingga wahana yang ingin memulai uji terbang pada jumlah sel yang lebih rendah harus mengganti motor atau mengubah rencana paket baterainya. Sebaliknya, lead 200 mm dan poros 25 mm adalah yang lebih lapang dari dua set antarmuka yang tercatat di sini dan cocok untuk pemasangan tempat ESC berada di bagian dalam lengan.

U15XXL KV29 - daya dorong tercatat tertinggi dari ketiganya

U15XXL KV29 mencatat 5130 g, daya dorong maksimum 101.4 kg, kumparan 29 KV pada stator 36N42P, resistansi 20 mΩ, arus puncak 210 A, arus idle 3.3 A pada 10 V, Ø151.5 × 106 mm, poros 25 mm, lead 200 mm, dan bus 24 S tetap. Ini adalah unit terberat dan berdaya dorong tertinggi dalam kelompok ini, dan produsen menamainya secara langsung untuk pesawat berawak maupun tanpa awak - penamaan yang dikuatkan oleh angka daya dorong dan arus yang tercatat, dengan angka daya berkelanjutan berada pada lembar data produsen.

Dibaca sebagai satu set, inilah unit yang membeli margin. Tata letak empat motor menyisakan sekitar 304 kg setelah satu kegagalan pada angka yang tercatat, turunan, dan tata letak enam motor menyisakan lima per enam dari 608 kg. Sebaliknya, empat unitnya menambah 20.5 kg massa motor, pada arus puncak masing-masing menghasilkan sekitar 882 W rugi tembaga dalam paket 5130 g - perkiraan kami dari nilai yang tercatat, tanpa koreksi suhu - yang pada pendakian berkelanjutan merupakan angka yang menentukan apakah jalur pendinginannya memadai. Kumparan 20 mΩ adalah resistansi tertinggi yang tercatat di sini, dan karena rugi tembaga berskala dengan kuadrat arus, kombinasi arus tertinggi dan resistansi tertinggi pada unit yang sama itulah yang menempatkan desain termal di pusat sebuah pemasangan yang dibangun di atasnya.

Arus idle 3.3 A pada 10 V, sedikit di bawah 3.5 A pada U15XL KV38, konsisten dengan kumparan ber-KV lebih rendah yang menarik arus sedikit lebih kecil untuk memutar dirinya sendiri, dan itu adalah satu-satunya sinyal perbandingan yang tersedia antara keduanya di sisi tanpa beban. Angka itu sendiri tidak cukup untuk menarik kesimpulan tentang efisiensi di seluruh rentang operasi, dan tidak boleh dipakai sebagai dasar untuk itu.

Di mana sistem ini dipakai

Ketiga motor yang sama muncul pada wahana yang kendalanya cukup berbeda sehingga argumen pemilihannya berubah bentuk di antara wahana-wahana itu, itulah sebabnya platformnya sama pentingnya dengan catatannya dalam propulsi berawak.

Platform ringan dua kursi dan eVTOL pribadi

Inilah desain tempat kasus kegagalan mendorong segalanya, karena tata letak propulsi biasanya adalah satu-satunya sistem yang dapat menahan pesawat di udara. Tata letak tersebar dengan enam atau delapan motor umum dijumpai, justru karena tata letak itu mengubah satu kegagalan menjadi kehilangan daya dorong sebagian dan bukan total, dan preferensi tata letak itulah yang membuat motor berdaya dorong lebih rendah dan bermassa lebih ringan layak bersaing dengan alternatif berdaya dorong lebih tinggi. Catatan yang relevan di sini adalah yang menerbitkan cukup informasi kelistrikan untuk menetapkan ukuran perkabelan - yang menguntungkan U15XL KV38 dan U15XXL KV29 - dan ketika desainnya masih melakukan iterasi pada tegangan paket baterai, jendela 12-24S pada U15 II KV80 adalah satu-satunya fleksibilitas tercatat dalam kelompok ini. Pengelompokan Drone VTOL mencakup kompromi angkat dan jelajah yang sama dari sisi tanpa awak, tempat himpunan kendalanya berbeda.

Paraglider bermesin dan trike paramotor

Kelas wahana ini adalah hal yang paling dekat dalam kategori ini dengan mesin terbang yang dibangun mengelilingi satu unit propulsi tunggal, dan di sinilah massa paling langsung berbicara. Trike paramotor membawa satu atau dua motor pada struktur yang anggaran massanya ketat dan yang propelernya besar serta berputar lambat, yang mengarah pada KV rendah dan unit yang ringan dan bukan pada daya dorong maksimum. Sebaran 29 hingga 80 KV pada seluruh kelompok bukanlah keseluruhan ceritanya di sini - perbandingan yang bermakna adalah terhadap 38 dan 29 KV pada dua unit lainnya - tetapi pada 1740 g dengan jendela busnya yang lebar, U15 II KV80 cocok untuk wahana yang paket baterainya dipilih untuk ketahanan dan bukan untuk tegangan. Pertukarannya, pada pemasangan satu motor, adalah tidak ada unit kedua untuk menyerap kegagalan, dan desain dalam posisi itu sedang mengambil jenis keputusan yang sama sekali berbeda.

Wahana kargo yang beralih ke peran berawak

Sejumlah platform multirotor besar dikembangkan lebih dahulu untuk kargo lalu diadaptasi untuk membawa manusia, dan set propulsinya biasanya bagian yang beralih tanpa perubahan. Dalam kasus itu bacaan yang berguna dari catatan-catatan ini adalah aritmetika kasus kegagalan dan bukan daya dorong nominal: tata letak yang sudah ditetapkan ukurannya dengan motor U15XXL KV29 mengelilingi muatan kargo mempertahankan sekitar tiga per empat daya dorong terpasangnya setelah satu kegagalan, turunan, yang merupakan margin yang menjadi acuan penilaian varian berawak dan bukan kemampuan yang sudah terbukti. Ini juga latar tempat angka daya kontinu yang hilang paling merugikan, karena profil tugas berawak lebih panjang daripada profil kargo dan margin termal yang memadai untuk lompatan kargo yang singkat mungkin tidak memadai untuk etape berawak yang lebih panjang. Aplikasi Drone Heavy-Lift mengelompokkan motor yang sama menurut kelas muatan dan bukan menurut kasus kegagalan, dan kedua pandangan itu layak dibaca bersama.

Ketika motor yang sama berhenti menjadi jawabannya

Ada sebuah batas dalam kategori ini dan batas itu layak dinamai. Begitu sebuah desain beralih dari menahan ketinggian menjadi menempuh jarak secara efisien - dari hover ke jelajah - seluruh peringkat di atas berhenti berlaku, karena titik operasinya berpindah ke wilayah tempat kumparan ber-KV rendah, resistansi kumparan yang rendah, dan propeller besar yang berputar lambat unggul pada ketahanan dan bukan pada daya dorong. Itu adalah persoalan seleksi yang berbeda, dihimpun di bawah UAV Endurance dan bukan di sini. Demikian pula, wahana yang set propulsinya diharapkan menahan angka daya berkelanjutan sebagai masukan sertifikasi dan bukan sebagai target kinerja sedang mengajukan pertanyaan yang tidak dijawab oleh satu pun dari tiga catatan ini, dan jawabannya harus datang dari dokumentasi pengujian produsen.

Daftar periksa pemilihan

Tiga pemeriksaan mencakup sebagian besar kebutuhannya, dan ketiganya bekerja lebih baik dalam urutan ini karena setiap pemeriksaan mempersempit bidang bagi pemeriksaan berikutnya.

Tugas lebih dahulu

Tetapkan apa yang diminta dari pesawatnya sebelum membandingkan motor: berapa lama segmen daya tinggi berlangsung, apakah tata letaknya menahan ketinggian pada hover atau hanya pada penerbangan maju, dan apakah tegangan paket baterainya sudah diputuskan. Pada wahana berawak, ketiga jawaban itu biasanya menyingkirkan lebih banyak kandidat daripada kolom spesifikasi mana pun, karena ketiganya memutuskan apakah angka berkelanjutan dibutuhkan sama sekali dan apakah arus puncak yang tercatat sudah cukup.

Redundansi kedua

Putuskan berapa banyak unit propulsi yang dibawa wahana dan hitung daya dorong tersisa untuk kegagalan tunggal terburuk, dengan memakai angka per motor yang tercatat dan menandainya sebagai turunan. Bandingkan angka tersisa itu terhadap massa total dengan margin untuk otoritas kendali dan bukan hanya untuk gaya angkat, dan ingat bahwa daya dorong tercatat adalah batas atas dari nilai meja uji dan bukan nilai untuk kondisi hover - tidak satu pun dari tiga catatan di sini menerbitkan nilai untuk kondisi hover, sehingga margin kerjanya lebih kecil daripada margin batas atas sebesar celah itu.

Antarmuka dan pertanyaan terbuka terakhir

Baru setelah tugas dan redundansi ditetapkan, kolom mekanis dan kelistrikan memutuskan di antara kandidat yang tersisa. Periksa diameter poros, pola pemasangan, serta panjang lead dan kabel terhadap tempat ESC akan berada, tetapkan ukuran perkabelan terhadap arus puncak yang tercatat dan bukan terhadap angka daya, dan catat kolom mana yang tidak dimuat catatannya agar dapat ditutup dari data pengujian produsen sebelum komponennya dipesan.

1. Tetapkan profil tugas dan tegangan paket baterai lebih dahulu, dan perlakukan desain yang belum memutuskan keduanya sebagai belum siap untuk menyusun daftar pendek motor.
2. Hitung daya dorong tersisa untuk kegagalan tunggal terburuk pada angka per motor yang tercatat, dan beri label hasilnya sebagai turunan.
3. Bandingkan daya dorong tersisa terhadap massa total dengan margin untuk otoritas kendali, dengan mengingat bahwa daya dorong maksimum tercatat adalah batas atas dan bukan nilai untuk kondisi hover.
4. Periksa apakah catatannya memuat angka daya berkelanjutan sama sekali, dan jangan memperlakukan nilai arus puncak sebagai penggantinya.
5. Tetapkan ukuran lead, konektor, dan ESC terhadap arus puncak yang tercatat, dan periksa rugi tembaga pada arus itu terhadap jalur pendinginan yang tersedia.
6. Utamakan jendela bus yang mencakup paket baterai yang benar-benar tersedia ketika desainnya masih melakukan iterasi, dan perlakukan jumlah sel yang tetap sebagai spesifikasi yang harus dirancang di sekitarnya.
7. Periksa diameter poros, pola pemasangan, dan panjang lead terhadap lokasi ESC, dan jangan membandingkan panjang kabel dengan panjang lead seolah keduanya pengukuran yang sama.
8. Catat setiap kolom yang dibiarkan kosong oleh catatan produk, agar dokumentasi pengujian produsen dapat menutupnya sebelum seleksi diputuskan.

Pertanyaan yang sering diajukan

Sumber daya resmi

Ketiga motor diterbitkan oleh T-Motor, dan halaman produsen sendiri memuat data pengujian serta dokumentasi yang tidak direproduksi catatan ToBMS: U15 II KV80, U15XL KV38 dan U15XXL KV29, dengan rentang yang lebih luas di toko resmi T-Motor. Ketika sebuah catatan ToBMS tidak menyebut sesuatu - arus puncak dan arus idle U15 II KV80, angka daya U15XL KV38 dan U15XXL KV29, serta nilai daya dorong untuk kondisi hover pada ketiganya - halaman tersebut atau lembar data yang bersangkutan adalah tempat untuk menutup celahnya.

Langkah selanjutnya

Membaca sampai sejauh ini menghasilkan daftar pendek dan bukan sebuah keputusan, dan tiga alat mengubah daftar pendek itu menjadi keputusan: setiap motor di sini berada dalam kategori Motor UAV, kandidat dapat dipersempit berdasarkan KV, massa, dan bus di Seleksi, dan dua atau tiga unit dapat diadu satu sama lain di Perbandingan Produk. Sisi aplikasi dari keputusan yang sama dihimpun pada halaman Propulsi Berawak, yang mengelompokkan padanan tercatat menurut platform dan bukan menurut spesifikasi.

Dua panduan yang sudah ada memperluas hal ini ke samping. panduan motor drone heavy-lift mencakup dua dari tiga motor ini dari sisi kelas muatan, tempat anggaran daya dorong adalah gagasan penatanya dan bukan kasus kegagalannya, dan merupakan padanan bagi pandangan berawak ini. panduan seleksi motor UAV menempatkan unit-unit ini di antara rentang T-Motor yang lebih luas tempat pertanyaannya berubah bentuk sepenuhnya, dan panduan lengkap motor BLDC menempatkan setiap kelas dalam satu kerangka bagi siapa pun yang memulai dari teknologinya dan bukan dari wahananya.

Versi singkatnya: tetapkan profil tugas dan paket baterainya sebelum membandingkan motor, hitung daya dorong tersisa untuk kegagalan tunggal terburuk dan bukan daya dorong nominal, lalu pilih di antara yang tersisa berdasarkan massa dan dokumentasi kelistrikan. Pada kelompok ini urutan tersebut biasanya berakhir pada U15 II KV80 ketika massa dan fleksibilitas paket baterai mendominasi, U15XL KV38 ketika catatan kelistrikannya harus lengkap dan busnya sudah 24 S, dan U15XXL KV29 ketika daya dorong tercatat tertinggi per motor adalah yang benar-benar dibutuhkan wahananya.