長時間航続UAV向けのBLDCモーターは、一瞬耐えられるピークではなく、機体が実際に時間を費やす動作点を基準に選ばれます。現在UAV用モーターカテゴリに掲載されているMNシリーズの7機種は、この二つの要求がどれほどかけ離れているかを示しています。この一群では、KVは160から470、質量は68 gから171 g、内部抵抗は55 mΩから194 mΩ、公表されている180秒出力は380 Wから1200 Wに及びます。この広がりは、一方の端にある1 kg未満の測量用マルチロータから、もう一方の端にある数キログラム級のVTOL揚力プラットフォームまでを説明しなければなりません。したがって有用な問いは、7機種のうちどれが最も強いかではなく、ミッションが中心に据えるホバリング点で効率と温度を保てるのはどれか、というものです。本ガイドはその問いに照らして7件の記録を読み解きます。同じデューティは長時間飛行UAVアプリケーションページでも説明されています。

要点

飛行時間は単一の列ではなく連鎖によって決まり、その連鎖はプロペラからバス電圧、そして巻線へと続きます。プロペラの直径とピッチがシャフト回転数とモーターが供給すべきトルクを定め、セル数が巻線に加わる電圧を定め、KVがその二つをつなぎます。KVはシャフト回転数と印加電圧の比だからです。長時間航続の機体は、プロペラを大きく低速に、バスを高くすることを求めます。そうすればミッション全体で巻線が運ぶ電流を低く保てるからです。この一群の中で6-12Sおよび12S向けに公表されている記録は、まさにその構成のために作られています。

二つの列は、その幅が示す以上に大きな重みを持ちます。内部抵抗は銅損の係数であり、銅損は突発的ではなく飛行全体を通じて連続的に支払われるため、二つの候補間で抵抗値が3倍異なれば、それはミッションが実感する差となります。公表されている180秒出力は巡航定格ではなく熱的な枠であり、飛行時間の推定に代入する数値としてではなく、同程度のデューティの候補間における余裕の指標として読むのが最適です。したがって長時間航続UAV向けBLDCモーターの選定は、プロペラと全備質量から始まり、バスとKVへ進み、そのうえで初めて記録を列ごとに比較します。

7件の記録が分かれるのは質量ではなくバスにおいてです。そのうち4件は6S以下向けに、3件は6-12Sまたは12S向けに公表されており、KVの値も同じ区分に従います。低電圧の記録では340から470 KV、高電圧の記録では160から240 KVに及びます。二つのグループは異なるパック電圧から同等のシャフト回転数に到達でき、両者を分ける数値は、それぞれが公表出力に対して引き出す電流です。以下の各節では、この連鎖を順に分解し、その後7件の記録を一つの仕様セットとして並べます。

飛行時間が実際に失われる場所

長時間航続UAV向けBLDCモーターの飛行時間は、モーターが抽象的に非効率だから失われるのではなく、特定の動作点、すなわちホバリングで失われます。ホバリング点より下流のもの - 運ばなければならないパックの大きさ、計上しなければならない上昇、保持しなければならない予備 - はすべて、機体が空中にとどまるために必要とする出力から導かれます。だからこそ長時間航続の候補リストは、製品群の中で最大の公表出力ではなく、ホバリング効率と熱挙動を中心に書かれます。

ホバリング点こそミッションが費やされる場所

測量や点検の飛行は一度上昇し、安定した後、飛行時間の大部分にわたって高度を維持します。したがって、その定常状態で引き出す電気的出力が航続時間を決める数値です。ピーク出力は上昇中に数秒だけ引き出され、巻線ではなくESCとパックによって上限が定まります。候補リストにとっての帰結は直接的です。公表ピーク出力が同一の二つのモーターでも、ホバリング点では大きく隔たることがあり、長いミッションで重要なのはホバリングに優れるほうです。これが、180秒の列がホバリングのデータの代わりにならない理由であり、比較がその差に依存する箇所で以下の各節が二つの数値を区別する理由でもあります。

ディスク負荷はモーターの決定である前にプロペラの決定である

与えられた全備質量でマルチロータがホバリングに必要とする出力は、その下のディスク面積が大きくなるほど下がります。ディスク面積はモーターではなくプロペラの性質です。同じ機体でより大きなローターは、より大きな質量の空気をより低い速度まで加速し、より少ない誘導出力で同じ推力を生みます。モーターが関与するのは、そのより大きなローターを実用的な回転数で、過熱せずに回さなければならない部品としてだけです。この一群で低KVの記録が同時に最も高いセル数向けに公表されているのはそのためです。大きく低速なプロペラは1ボルトあたりの低いシャフト回転数を必要とし、高いKVを使わずに必要なシャフト回転数を得るのは高いバスです。

航続時間はワットあたり推力であり、ワットではない

ホバリングの経済性を表す数値は、電気入力1ワットあたりに返される推力であり、メーカーはそれを直接公表しています。MN3510 KV360の試験データは、15 × 5 CFプロペラ、14.8 Vにおいて、50パーセントスロットルで推力340 g・15.32 G/Wから、65パーセントで580 g・13.06 G/W、75パーセントで760 g・11.41 G/Wを経て、フルスロットルで1000 g・9.94 G/Wに至ります。したがって1台のモーターと1枚のプロペラでは、50パーセントの点はフルスロットルの点の約1.5倍のワットあたり推力を返します。長時間航続UAVの効率は、その曲線の部分スロットル側で買われます。これは上昇していない機体が時間を費やすまさにその場所であり、ピーク出力の列に照らして読んだ候補リストが誤った方向を指しうる理由です。

抵抗、電流、そして長時間ミッションが付き合わなければならない熱

銅損は電流の二乗に巻線抵抗を掛けたものです。この積の各項は、長い飛行の中で異なる振る舞いをします。電流はプロペラとバスによって定まり、抵抗は巻線の性質であり、その結果生じる損失は、能動的な冷却を持たず機体がもたらす気流だけに頼るステータの内部で熱に変わります。20分のソーティーでは損失が連続的に蓄積されるため、UAV用モーターの内部抵抗値は一瞬のコストではなく継続的なコストの係数であり、長時間航続UAVの効率は、放電全体を通じてこの二つの項がともに決めるものです。

抵抗はミッション全体にわたって続く損失である

損失は電流の二乗に比例するため、その値は主にホバリング電流がどこに位置するかで決まり、ホバリング電流はプロペラ負荷とバス電圧で決まります。この一群では、抵抗はMN5008 KV340の55 mΩからMN4006 KV380の194 mΩまで及び、公表出力が同程度の記録の間でおよそ3.5倍の差があります。バスの列と並べて読むと、その順序はおおむね説明できます。セル数が高いほど、与えられたシャフト出力に必要な電流は低くなり、抵抗の項のコストは小さくなります。長時間飛行UAVの候補リストを正直に読むには、二つの列を合わせて使わなければなりません。低電圧の記録における高い抵抗と、高電圧の記録における低い抵抗は、同じデューティを測っているわけではないからです。

無負荷電流の行と、1時間あたりのコスト

無負荷電流は、プロペラ負荷がない状態でモーターが引き出す電流であり、負荷に起因しない損失 - ベアリングの抗力、風損、ステータの鉄損 - を賄います。これらの損失はモーターが回るたびに存在するため、1時間にわたればパックに対する固定の税となります。この列はこの一群では不均一にしか公表されておらず、しかも異なる基準電圧で公表されています。これは率直に述べておく価値のある制約です。MN4006 KV380は0.3 A、MN5008 KV340は0.9 Aと、いずれも10 Vで記載されており、一方でMN6007 II KV160は18 Vで0.5 Aと記載されています。この一群の残り4件はこの項目を持たないため、7件すべてを同一条件で無負荷損失の順位付けをすることは記録からはできません。製作が無負荷損失に依存する場合、その数値はメーカーのドキュメントに寄せる問いの中に属します。

冷えたままのステータは効率の余裕を保つ

銅の抵抗は温度とともに上昇するため、ホバリング点で高温になる巻線は、飛行を通じて損失が増え、それに伴って利用可能な余裕が縮む巻線です。このことが熱挙動を、長時間航続モーターの二次的な性質ではなく一次的な性質にしています。そして、公表された表がもっとも直接には記述していないデューティの部分でもあります。メーカー自身の試験ノートは、温度の列の背後にある条件を明示しています。その数値は、モーターが10分間運転した後の、100パーセントスロットルにおけるモーター表面温度です。部分スロットルでの安定したホバリングは、フルスロットル10分間とは異なる熱的条件です。したがって温度データは、ホバリング温度の予測ではなく、設計が熱をどう扱うかについての証拠であり、その背後にある取り付けや周囲環境の前提はメーカーのドキュメントに属します。

長いミッションが求め、短いミッションが求めないもの

短い飛行と長い飛行は、同じ仕様表を異なる仕方で読みます。その違いは時間の長さだけではありません。長いミッションは巻線を持続的な電流と持続的な熱負荷にさらし、バス電圧がモーターの下で動くほどパックを放電させ、公表値が放電曲線の最初でのみ成り立つ部品には余地を残しません。この三つの効果が、二つのデューティの間で重要になる列が変わる理由です。

180秒の列が実際に測っているもの

公表されている180秒出力は、モーターが絶縁クラスと取り付けによって定まる熱限界に達するまでに180秒間吸収できる出力であり、メーカーはその背後にある温度の取り決めを明示しています。これは上昇とソーティーの間に位置します。離陸のバーストより長く、飛行よりはるかに短いのです。長時間航続の候補リストにおけるその有用な役割は比較にあります。1200 Wの記録と380 Wの記録の差は、限界に達するまでに巻線が運べる電流の量、そしてホバリング点が動いた場合に重い機体がどれだけ余裕を持つかにおける実質的な差です。これはパックエネルギーを割る数値ではありません。その理由は上の各節が示しています。蓄えたエネルギーを空中での時間に変えるのは、熱的な上限ではなく、ホバリング点におけるワットあたり推力です。

時間にわたるデューティ、そしてピーク値がその代わりにならない理由

ミッションには形があり、その形こそが巻線が経験するものです。数十秒の上昇、何分にもわたるホバリング、位置調整の区間、そして降下は、それぞれ異なる電流をもたらし、熱的な定常状態にとって重要になるほど長く続くのはホバリングの区間だけです。仕様表にはそのプロファイルのための列がありません。つまり比較は、存在する部分から組み立てなければなりません。試験データから得られるホバリング点の効率、ホバリング電流を熱に変える抵抗、そして範囲の両端についての公表値です。候補リストを出力の列の最大値で読むことは、分布を極値で置き換えることであり、長時間航続の選定が誤った根拠でなされるもっとも一般的な仕方です。

パック終盤の電圧降下

容量の大部分を放出したパックは、満充電のものより低い電圧にとどまり、KVがボルトをシャフト回転数に変換するため、モーターはそれを直接に見ます。したがって飛行の終盤には、与えられたスロットルで得られるシャフト回転数が低下し、同じ推力を保つにはより多くの電流が必要になります。これは、パックがもっとも余裕を出せないまさにその瞬間に銅損を増やします。記録はこれをセル数の列を通じてしか記述しておらず、セル数が梱包上の細部ではなくデューティの一部として読む価値がある一つの理由がここにあります。飛行全体を満充電電圧に対して計画する製作は、下向きに傾く曲線の頂点に対して計画していることになります。

質量と、それが置き換えるバッテリ容量

長時間航続UAV向けBLDCモーターでは、質量は無償ではありません。それは航続時間を決める二つの収支、すなわちペイロードとパックから支払われます。モーターに加わる1グラムは飛行全体を通じて持ち上げなければならず、それはホバリング出力を高め、したがってパックをより速く減らします。同じ1グラムをパックから取り除けば、蓄えられたエネルギーが失われます。このトレードオフは現実のもので測定可能であり、質量の列が機械的な付録ではなく効率の列の隣に属する理由です。

モーターの質量はペイロードまたはパックから支払われる

7件の記録は68 gから171 gに及び、その幅は偶然ではありません。軽い記録は銅をより少なく運ぶ低電圧のものであり、重い記録はより高い推力を必要とするデューティが求める巻線と磁石材料を運んでいます。より重いモーターを機体に載せることは、単にその質量を加えるだけではありません。追加の推力能力がより大きなプロペラやより短い上昇を可能にし、それが質量の一部を返済しうるからです。しかし逃れられないのはホバリングの算術です。全備質量が固定であれば、重い推進系はパックに残す分を減らし、パックこそが航続時間の収支です。したがって質量の列は以下の手順では最後に読まれますが、単独ではなく効率の列に照らして読まれます。

ケーブルを除いた質量が機体の運ぶものである

記録には二つの質量の慣例があり、それらは互換ではありません。下の表の数値は、ケーブルとコネクタを含む公表重量です。モーター単体の別の数値は7件のうち3件にのみ公表されており、MN3110 KV470で80 g、MN3510 KV360で97 g、MN4014 KV400で150 gです。この3件は、ケーブルとコネクタが公表重量の中で無視できない割合を占め、それらの記録では総量のおよそ12から18パーセントにあたることを示しています。したがって表の値で組んだ質量収支は、正しい方向に保守的です。ここでは、公表していない4件についてケーブルなしの数値を割り当てることはせず、推定もしません。

バス電圧と、モーターが回さなければならないプロペラ

長時間航続UAV向けBLDCモーターでは、セル数とKVはしばしば別々の決定として扱われますが、実際には一つの比の二つの半分です。KVは印加電圧をシャフト回転数に変換するため、バス電圧とKVの値は掛け合わさって無負荷回転数を定めます。次にプロペラが、その回転数のうち負荷の下でどれだけが残るか、そしてそれを回すためにモーターがどれだけの電流を引き出すかを決めます。二つの列を切り離して読むことが、個々には妥当でありながら組み合わせでは食い違う製作を生みます。

セル数とKVは一つの比の二つの半分である

固定されたバスでは無負荷回転数がKVに比例するため、二つのKV値の比は、共通のパックにおけるシャフト回転数の比です。この一群ではMN3110 KV470とMN6007 II KV160が両極に位置し、3-6Sで470 KV、12Sで160 KVであり、その比 - およそ3対1 - が、表の両端が互換でないことの理由のすべてです。同じシャフト回転数は、低いセル数で高KVのモーターによっても、高いセル数で低KVのモーターによっても得られます。変わるのは電流です。シャフト出力を一定に保てば、バスを上げることで電流が下がり、巻線の銅損とESCが供給しなければならない電流が下がります。

低いKV、大きなプロペラ、低いディスク負荷

より大きなプロペラはシャフト上でより長いてこであり、与えられた回転数でより大きなトルクを必要とします。ブラシレスモーターのトルクは電流によって生み出されます。したがって、低KVのモーターに大きく粗いプロペラを組み合わせるのは適合した一対であり、同じプロペラを高KVのモーターに付ければ、より低いスロットル設定 - 動作点をその効率的な領域から遠ざける - か、巻線が想定していない電流のいずれかを求めることになります。これが、ホバリングの節が電気側で述べた議論の機械側の半分であり、一群の順序を説明します。KVの値は公表推力が上がるにつれて下がり、もっとも軽い記録の470 KVからもっとも推力の大きいものの160 KVになります。長時間航続UAVの効率とディスク負荷は、その順序を通じて結びついており、出力の列を通じてではありません。

長時間航続UAV向けBLDCモーター:仕様比較マトリクス

現在UAV用モーターカテゴリに掲載されている7件の記録を、以下に一つの仕様セットとして示します。公表質量順に並べてあり、もっとも軽い記録からもっとも重い記録への段差が列そのものに見えるようにしています。すべての値はメーカーがその機種について公表した数値であり、推定したセルはありません。記録が項目を持たない場合は、表は空欄を埋めるのではなくその旨を示します。同じ7機種は、上の各節で論じた長時間飛行UAVのデューティの下にまとめられているものです。

モデル構成内部抵抗セル数(LiPo)最大推力最大出力 180 s質量
MN4006 KV38018N24P194 mΩ4-6S2309 g380 W68 g
MN3110 KV47012N14P135 mΩ3-6S1220 g330 W98 g
MN3510 KV36012N14P188 mΩ3-6S1900 g330 W117 g
MN5008 KV34024N28P55 mΩ6S4215 g760 W135 g
MN6007 II KV16024N28P178 mΩ12S6419 g1120 W159 g
MN501-S KV24024N28P85 mΩ6-12S4660 g1200 W170 g
MN4014 KV40018N24P67 mΩ4-8S3360 g900 W171 g

機種、ステータ構成、内部抵抗、公表セル数、最大推力、180秒最大出力、質量は、UAV用モーターカテゴリに現在掲載されているMNシリーズ7機種についてメーカーが公表した値であり、公表質量順に並べています。最大推力と180秒出力はメーカーが各機種について公表した数値です。どちらも試験で用いたプロペラとバス電圧に依存するため、一群の中で比較できるのは、各機種自身の公表条件を記述しているという意味においてだけです。セル数は公表どおりに示しており、単一の数値は単一の公表窓を、範囲はその機種がその範囲にわたって公表されていることを意味します。質量はケーブルとコネクタを含みます。KVの列がないのは、表のすべての機種名が自身のKV値を持つためであり、外形の列がないのは、ここで述べるデューティが機体寸法ではなく電気的な列に懸かっているためです。

7件が一枚のページに並ぶと、二つの読み方が際立ちます。いずれも出力の列ではありません。第一は、UAV用モーターの内部抵抗が質量と同じ順序では並ばないことです。MN5008 KV340は135 gで55 mΩを運ぶ一方、MN3510 KV360は117 gで188 mΩ、MN4006 KV380は68 gで194 mΩを運びます。その列を下へ読むと、もっとも軽い二つの記録がもっとも高い抵抗を持ち、これは軽い機体向けに設計された巻線の姿であり、表の中央にある24N28Pのボディが低い値を持つものです。質量の列だけで組んだ候補リストは、長く安定した飛行にとってこれらの記録を誤った順序に置くことになります。

第二は、セル数が表を二つに分けることです。3件の記録は6-12Sまたは12S向けに、4件は6S以下向けに公表されており、KVの値もその区分に従います。低電圧の4件は340から470 KV、高電圧の3件は160から240 KVに及びます。KVは1ボルトあたりのrpmであるため、二つのグループは非常に異なるパック電圧から同等のシャフト回転数に到達し、両者を分ける数値は、それぞれが公表出力に対して引き出す電流です。これが、以下のサイジング手順が決定に変える読み方です。

第三の読み方は、表の中で最も近くに位置する記録に関わります。MN501-S KV240とMN4014 KV400は質量が170 gと171 gで隣り合っていますが、デューティの異なる端のために作られています。一方は1200 Wの24N28P 6-12Sの記録であり、他方は900 Wの18N24P 4-8Sの記録です。質量が隣り合いながらステータ、バスの窓、公表出力が異なることは、質量がデューティの記述ではなく梱包の結果であることを、表の中でもっとも明瞭に思い起こさせます。両者の選択は、機体が運べるバスと、それぞれが回すことになっているプロペラに懸かっており、両者を隔てる1 gに懸かっているのではありません。

7件の記録と3つのプラットフォーム質量帯

表は重量順に並んでおり、それは候補リストにとっては正しい順序ですが、この一群が何を含むかを理解するには誤った順序です。代わりにプラットフォームで読むと、UAV用モーターカテゴリに現在掲載されている長時間航続UAV用途のBLDCモーター7機種は3つの帯に分かれ、その帯の境界はモーターではなく機体の離陸質量によって定まります。以下の3つの節は、各記録をあるべき位置に置き、記録が述べていないことを記します。

2 kg未満のプラットフォームと、記録が未解決のままにしていること

この一群の軽い端は、小型カメラプラットフォーム向けに作られた3件の記録が担っています。T-Motor MN4006 KV380 UAV用モーターはもっとも軽く68 gで、2309 gの推力と380 Wを公表する18N24P 4-6Sの記録です。T-Motor MN3110 KV470 UAV用モーターは98 gの12N14P 3-6Sの記録で、1220 gと330 Wを公表します。そしてT-Motor MN3510 KV360 UAV用モーターは117 gの12N14P 3-6Sの記録で、1900 gと330 Wを公表します。二つの12N14Pの記録は、推力の数値になぜ試験条件を添える必要があるかを示します。MN3510 KV360についてメーカーが公表した曲線は、15 × 5 CFプロペラ、14.8 Vで1000 gに達するため、その記録値1900 gは3-6Sの窓の中でもより高いバスに属します。この帯について記録が未解決のままにしているのは、特定のプロペラとバスにおけるホバリング電流の数値であり、これは2 kg未満の航続時間の収支が必要とする数値でありながら、列としては持たれていません。

00:36MNシリーズNavigatorモーターを扱うメーカーのクリップ

Navigator MNシリーズの公式リリース映像で、本ガイドが参照する軽い側の記録を扱い、最初の二つの帯にある12N14Pと18N24Pのボディがどのように作られ、取り付けられるかを示しています。

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2-5 kgのマッピング・点検帯

中央の帯を覆うのは2件の記録で、ステータの構成が専用の長時間航続デューティにもっとも近づけたものです。T-Motor MN4014 KV400 UAV用モーターは18N24Pボディの171 gで、4-8Sの窓にわたって3360 gと900 Wを公表します。T-Motor MN5008 KV340 UAV用モーターは24N28Pボディの135 gで、6Sで4215 gと760 Wを公表します。両者は、このデューティにとって重要な方向で異なります。MN5008 KV340はMN4014 KV400の67 mΩに対して55 mΩの抵抗を運び、その公表セル数は4-8Sの窓ではなく単一の6Sです。6Sパックに決め、より低い銅損を求めるマッピングプラットフォームはMN5008 KV340を読み、バスを製作全体を通じた自由な変数としたい、あるいはより高い公表出力を必要とするプラットフォームはMN4014 KV400を読みます。135 gと171 gの差は機体質量36 gであり、どちらかが持ち上げられるペイロードの一部であり、小さなパックのかなりの一部です。

5-10 kgの長時間航続・VTOL揚力帯

この一群の重い端は、表の下にあるすべてとは異なる2件の記録が占めます。T-Motor MN501-S KV240 UAV用モーターは170 gの24N28P 6-12Sの記録で、4660 gと1200 Wを公表します。T-Motor MN6007 II KV160 UAV用モーターは159 gの24N28P 12Sの記録で、6419 gと1120 Wを公表し、このセットでもっとも高い公表推力です。どちらも広い、あるいは高いバスの窓と低いKVを備え、これは大きく低速なプロペラが必要とする組み合わせであり、どちらもマルチロータでのホバリングの役割と同様に、VTOLプラットフォームの揚力の役割に適します。MN6007 II KV160は、もっとも高い公表推力と、178 mΩという2番目に高い抵抗を組み合わせています。これは低KVの巻線における推力あたりKV比の高さがどのようなものかを示しており、太い線の巻き数を減らすことは推力だけからは導かれず、それを示すのが抵抗の列です。

長時間航続UAV向けBLDCモーターの選定:サイジング手順

以下の順序は、公表された数値が決定に変わる順序です。各段階が、後の段階では取り戻せない候補を除いていくからです。これはUAV用モーターカテゴリに現在掲載されている7件の記録から候補リストを作るために書かれていますが、手順そのものは一群にどの記録があるかに依存しません。長時間飛行UAVアプリケーションページには、同じ7機種がそのフィルタ属性とともに掲載されています。

まずデューティとホバリング収支

ミッションのプロファイルは、どのモーターを読むよりも前に確定します。ホバリングの継続時間、上昇、ペイロード、予備が合わさって、パックが保持しなければならないエネルギーと、機体が生み出さなければならないホバリング出力を与えます。その二つの数値が探索の範囲を定めます。公表値が、パックが支払える効率でホバリング出力を支えられないモーターは、後のどの段階でも救われないからです。この一群では、公表されている180秒出力は公表推力と同じ順序で上がり、もっとも軽い12N14Pの記録の330 WからMN501-S KV240の1200 Wに至ります。したがって、その推力に対して出力がこの進行から大きく外れる候補は、候補リストに載せる前に検分する価値があります。

電気的統合とパック

バスはそれ自体が決定です。ホバリング点で巻線が運ぶ電流を定めると同時に、パックの質量とESCの定格を定めるからです。この一群では、選択は事実上、6S以下向けに公表された記録 - 180秒出力が330 Wから760 W - と、6-12Sまたは12S向けに公表された記録 - 1120 Wと1200 W - の間のものです。高いバスでの低いKVは、与えられたシャフト出力に対するホバリング電流を下げ、それが銅損を下げ、同じパックが機体を支えられる時間を延ばします。その代償は、より重いパックとより高電圧のESCです。これが、UAV用モーターの内部抵抗の列が僅差の判断を決める段階であり、180秒の数値を同程度のデューティの候補間の余裕の指標としてのみ使うべき段階でもあります。

機械的な外形と記録

デューティ、バス、巻線が候補を絞った後になって初めて、決定の取り付け側が関与します。その時点で候補は通常、クリアランス、シャフト、ケーブルの経路で決着をつけられるほど短くなっています。質量の列はこの段階で品質の点数としてではなくパックの収支に照らして読まれ、ケーブルなしの数値は、ここでは7機種のうち3機種で記録が公表している箇所で使われます。それが機体構造が運ぶ質量だからです。記録が、製作が依存する項目を持たない場合 - 7件のうち4件で無負荷電流、4件でケーブルなしの重量 - 正直な対応は、隣の機種から値を推測するのではなく、メーカーのドキュメントに問いを寄せることです。

この一群に三つの段階を適用すると、答えではなく候補リストが得られます。

  1. 小型カメラプラットフォームと2 kg未満の機体。 MN4006 KV380、MN3110 KV470、MN3510 KV360は68 gから117 gの3-6Sおよび4-6Sの記録であり、その1220 gから2309 gという公表推力は、小さなパックでのデューティの軽い端に適します。
  2. 2-5 kg帯のマッピング・点検プラットフォーム。 MN5008 KV340とMN4014 KV400は、36 gの質量、21 mΩの抵抗、そして6S対4-8Sのバスの窓によって隔てられており、両者の選択は、製作がパック電圧にどれだけの自由度を求めるかから従います。
  3. 5-10 kg帯の重マルチロータおよびVTOL揚力の役割。 MN501-S KV240とMN6007 II KV160は6-12Sおよび12Sの記録であり、MN6007 II KV160はもっとも低いKVでもっとも高い6419 gの推力を公表しています。

よくある質問

Q長時間航続UAVは1つのパックでどれだけ飛行できますか?

普遍的な時間の数値はありません。航続時間は仕様ではなく割り算だからです。パックが供給できるエネルギーを、機体がホバリングに必要とする電気的出力で割ったものです。ホバリング出力は全備質量とプロペラの下のディスク面積で定まり、モーターが関与するのは、その点でのワットあたり推力と、高温で運転することから生じる熱的な減格を通じてだけです。だからこそ、ここに示した記録は飛行時間ではなく推力、抵抗、180秒出力を載せており、航続時間の要件は単一の数値ではなくミッションのプロファイルで述べるのが正直な仕方なのです。メーカーがスロットル範囲にわたってワットあたり推力を公表している場合、その曲線の部分スロットル側こそが長い飛行が使う部分です。

QKVが低いほど飛行時間は長くなりますか?

それだけでは長くなりません。KVはシャフト回転数と印加電圧の比であり、効率の尺度ではないため、低いKVは、より大きなプロペラと、モーターを効率的な動作点に置くバス電圧と組み合わせたときにのみ利点になります。小さく細かいプロペラに低KVのモーターを付けると、有用な推力を生むには遅すぎる回転になります。同じモーターを、適切なバスで大きく粗いプロペラに付ければ、そのプロペラが求める回転数で回し、同じシャフト出力に対してより少ない電流を引き出します。この一群ではKVの値は3-6Sの記録の470 KVから12Sの記録の160 KVへ下がり、両端は非常に異なる電圧から同等のシャフト回転数に到達します。KVの値は、それ自体の品質ではなく、プロペラとパックへの適合です。

Q180秒の出力値は長時間ミッションに対してどう読むべきですか?

それは動作点ではなく、熱的な窓そして余裕の指標として読まれます。この数値は、巻線が絶縁クラスと取り付けによって定まる限界に達するまでにモーターが180秒間吸収できる出力を記述しており、ホバリング条件ではなくメーカー自身の試験条件で公表されています。長いミッションはその大半の時間、その数値をはるかに下回って動作するため、この数値は、同程度のデューティの二つの候補が限界に達するまでにどれだけの電流を運べるか、そしてホバリング点が上へ動いた場合に一方がどれだけの余裕を持つかを比較するのに有用です。これはパックのエネルギー収支を割る数値ではありません。蓄えたエネルギーから飛行時間への変換は、代わりにホバリング点でのワットあたり推力を通じて行われるからです。

Q1台のモーターでVTOL揚力と巡航の両方を担えますか?

担えます。そしてそれを実現する記録は、広いセル数の窓を持つものです。二つの役割は二つの動作点 - 高推力・短時間の揚力と、低推力・長時間の前進飛行 - であり、1台のモーターで両方を覆うのは、揚力点でモーターが許容できるバスと、巡航点を効率的に保つKVを必要とする妥協です。この一群では、それが6-12SのMN501-S KV240と12SのMN6007 II KV160を指し、それぞれがもっとも広いバスの窓ともっとも高い推力を公表しています。特定の機体をそのように飛ばせるかどうかは、その電圧におけるそのプロペラについてのメーカーの推力と効率のデータに依存するため、単一モーター構成に決める前に確認すべきは、選択したプロペラについての数値です。

公式リソース

T-Motorは、各ユニットについて仕様パネルと試験データを備えた公式製品ページを公開しており、それらのページは本ガイドで引用したすべての数値の一次情報源であり続けます。例えばMN5008 KV340の製品ページ、MN501-S KV240の製品ページ、そしてMN6007 II KV160の製品ページです。上の表の抵抗、セル数、推力、出力、質量の数値は、それらのページが各機種について公表している値です。特定のプロペラと電圧におけるホバリング電流の数値、180秒の数値の背後にある熱的な前提、あるいは記録が持たない機種の無負荷電流は、仕様パネルから導ける値ではなく、メーカーのドキュメントへの問いです。

次のステップ

読み物としてではなく候補の絞り込みのために、プラットフォーム上の三つのツールが順に働きます。UAV用モーターカテゴリ全体を探索して、ここに挙げた7件の記録をヘビーリフトや農業用の機種と並べて確認し、製品選定でセル数、質量、公表出力によって絞り込み、次に製品比較で候補を互いに突き合わせます。長時間飛行UAVアプリケーションページには、同じデューティが独自のフィルタ属性とともに掲載されています。

さらに三つの記事が、長時間航続の選定では決着しない主題の部分を扱っています。UAV用モーター:機体にKV、推力、質量を合わせるは、ここで比較したMNシリーズの外側にある、より大きな揚力用途向けのUシリーズの記録を含む、より広い空中推進の全体像を扱います。固定翼モデル向けBLDCモータ:KV、プロペラ、巡航出力の整合は、プロペラ、KV、セル数という同じ連鎖を取り上げ、動作点がホバリングではなく巡航である翼を持つ機体に適用します。ヘビーリフトドローン用モーター:T-Motorの3つの選択肢、2.85 kg-101 kgの推力は、同じデューティの揚力端を扱い、そこでは機体が数キログラム規模の持続推力に対して仕様化されます。

要点を短く言えば、まずプロペラと全備質量を固定することです。プロペラがモーターの到達すべきシャフト回転数を定め、質量が生み出すべきホバリング出力を定めるからです。次にKVを機体が運べるバスに合わせることです。KVは電圧が結びついて初めてシャフト回転数になり、電流を決めるのはバスだからです。そして最後に巻線をホバリング電流に照らして読むことです。180秒の出力値は定格ではなく熱的な窓だからです。この一群の中では、その順序が、3-6Sおよび4-6Sの記録を、中間帯の二つの6Sおよび4-8Sの機種から、そして6-12Sおよび12Sの対から分けます。それは個々の機種を互いに比較検討する前のことです。