Os Drone de carga pesada são dimensionados de trás para frente a partir da carga útil, e não para frente a partir do motor. A massa total define quanto empuxo o sistema de propulsão precisa gerar, a contagem de rotores divide esse empuxo entre os braços, e o regime com que a aeronave realmente voa decide quanto da classificação do motor sobra para os transientes de controle. Escolher um motor, portanto, começa por dois números que nada têm a ver com o KV: a massa que será levantada e a massa dos motores que fazem o levantamento. Este guia percorre três outrunners T-Motor que cobrem de 2.85 kg a 101.4 kg de empuxo máximo registrado e de 195 g a 5130 g de massa de motor, e explica qual especificação decide a escolha em cada classe de carga útil.

As três unidades abaixo compartilham uma arquitetura — um outrunner brushless de estator grande acionado por um controlador eletrônico de velocidade externo — e ficam em uma única categoria da ToBMS, Motores para UAV. O que as separa é a classe de empuxo, a geometria do estator, a janela de barramento e o envelope, e essas diferenças correspondem a multirrotores de carga pequenos, içamento industrial e plataformas de classe tripulada. Todos os números aqui vêm dos registros de produto da ToBMS ou da especificação publicada pelo fabricante; as conversões de unidade e as razões delas derivadas são marcadas como derivadas onde aparecem, e onde um valor não está registrado ele é marcado como ausente em vez de ser preenchido.

Resposta rápida

A escolha segue a classe de carga útil e a contagem de rotores, e não um ranking. Para uma aeronave que carrega alguns quilogramas de carga útil de câmera ou sensor em seis ou oito braços, o U5 KV400 é o menor dos três, com 195 g, 2850 g de empuxo máximo registrado e uma janela de 3-8S, o que convém a pacotes de bateria modestos e braços curtos. Para frete, pulverização e içamento industrial em geral, o U15 II KV80 é a unidade em que a maioria dos programas de carga pesada converge: 36500 g de empuxo máximo registrado e 8580 W por 180 s em um conjunto de 1740 g em um barramento de 12-24S.

Onde a carga útil passa para dezenas de quilogramas por braço ou a plataforma é tripulada, o U15XXL KV29 é a correspondência registrada: 101449 g de empuxo, 210 A de corrente de pico e 5130 g de massa. Nesse porte, o motor deixa de ser um componente e passa a ser um item estrutural, de modo que a aeronave, os braços e o trem de pouso costumam ser projetados em torno da fixação, e não o contrário.

A verificação isolada mais útil antes de tudo isso é saber se o empuxo registrado está sendo lido como um número contínuo. Nenhum desses registros traz um valor de empuxo nominal para o pairado, e os valores de potência publicados são declarados em uma janela de 180 s. Um orçamento de propulsão que gasta toda a margem nos motores não deixa folga para o controle de atitude, para a resposta a rajadas ou para a falha de um único rotor.

O que caracteriza um motor de drone de carga pesada

Nada muda na construção na extremidade mais pesada. O que muda é qual parte da especificação se torna a restrição determinante. Em uma aeronave pequena, o fator limitante costuma ser o pacote de baterias e a fiação; em uma plataforma de carga pesada, é o regime térmico e a massa do motor, e ambos escalam com a carga útil, e não com o motor.

O orçamento de empuxo é um número da aeronave inteira

O empuxo máximo registrado pertence a um único motor na bancada do fabricante, em uma tensão, uma hélice e uma aceleração declaradas. A aeronave só enxerga a soma sobre os seus braços, e a prática de multirrotores orça essa soma em um múltiplo da massa total, para que o controle de atitude ainda tenha autoridade quando um rotor precisa ser comandado com força ou sai de operação por completo. Seis braços no U15 II, por exemplo, somariam 219 kg se cada motor fosse levado ao seu máximo registrado — um valor derivado, e que nenhum projeto pode de fato usar, porque margem de controle, regime térmico e queda do pacote de baterias consomem parte dele. A leitura prática é que a contagem de motores e a carga útil, e não o número de destaque do motor, decidem quanto do empuxo registrado está disponível para levantar alguma coisa.

Cada grama de motor também é carga útil que a aeronave não queria

A massa do motor se acumula de uma forma fácil de passar despercebida. Oito unidades U15 II pesam 13920 g, e oito unidades U15XXL pesam 41040 g antes de acrescentar uma única bateria, um braço ou um controlador de voo — ambos derivados das massas registradas. Subir uma classe de empuxo, portanto, compra empuxo e custa empuxo ao mesmo tempo, e é por isso que a razão entre o empuxo máximo e a massa do próprio motor é um primeiro filtro mais útil do que o empuxo isolado. Nos números registrados, as três unidades ficam em cerca de 14.6, 21.0 e 19.8 vezes a própria massa, respectivamente — valores derivados, e um lembrete de que a unidade de porte intermediário não é automaticamente o compromisso.

O número de 180 s é uma janela de regime, não uma classificação contínua

Onde um registro da ToBMS declara uma potência máxima, ele a declara por 180 s, e o registro do U5 vai além ao dar ao seu valor de 30 A a mesma janela de 180 s. Esse enquadramento importa em um contexto de carga pesada porque o perfil de missão não é um único disparo: um multirrotor de carga mantém altitude por minutos, e o ponto de pairado consome corrente o tempo todo. Uma janela de 180 s é uma verificação útil para saber se a corrente de pairado fica confortavelmente dentro do envelope térmico, mas não é o número com que se dimensiona uma subida contínua. Onde um projeto passa a maior parte do voo perto do máximo registrado, os dados de ensaio térmico do fabricante, e não o número de potência de destaque, são o documento que decide a resposta.

A tensão de barramento segue o pacote, não o motor

Para uma dada potência, elevar o barramento reduz a corrente, e menos corrente significa cabo mais fino, menores perdas nos conectores e menos perdas no cobre dentro do enrolamento. É todo o argumento a favor das contagens de células com que os motores maiores da série U são classificados (12-24S no U15 II, 24S no U15XXL), e é por isso que plataformas de carga pesada tendem a operar com contagens de células altas mesmo quando uma tensão menor produziria o mesmo empuxo. A troca está do outro lado do balanço: mais células significam mais elementos em série para monitorar, um pacote de baterias maior e mais pesado, e um ESC de tensão mais alta com a sua própria desclassificação. Nos três motores deste artigo o registro não é uniforme — o U5 traz uma janela de 3-8S, o U15 II traz 12-24S e o U15XXL traz uma classificação de 24S para a sua alimentação LiPo. Dimensionar um pacote de baterias pela faixa de células, e não por um único valor de tensão, é a leitura mais segura em todos os casos.

A escolha da hélice fixa o ponto de operação tão firmemente quanto o motor

O KV descreve a rapidez com que o motor gira por volt sem carga; a hélice decide quanto dessa velocidade sobrevive sob carga. Aeronaves de carga pesada usam hélices grandes e de rotação lenta por eficiência, e hélices grandes pedem KV baixo. É por isso que as três unidades aqui avançam de 400 para 80 e para 29 KV conforme a classe de empuxo sobe, e por isso a própria orientação de pareamento do fabricante importa mais do que uma comparação de KV entre portes. O U5 é publicado com hélices de 14 a 16 polegadas em uma recomendação de 6S, enquanto o U15 II é combinado a uma hélice da classe de 40 polegadas e a um controlador HV. Ler os 8580 W registrados do U15 II como propriedade do motor, sem a hélice que os produziu, é a forma mais comum de um orçamento de empuxo dar errado.

Os números que decidem a escolha

Seis valores carregam quase toda a decisão. A maioria deles é publicada para os três motores, e o restante é publicado apenas em parte, o que vale saber antes de montar uma lista de candidatos.

Empuxo por motor, e quantos motores o compartilham

Os máximos registrados são 2850 g, 36500 g e 101449 g. O que os torna comparáveis é o número de braços sob eles: 2.85 kg em uma massa total de 6 kg de um multirrotor de seis braços é uma proposta muito diferente de 2.85 kg em uma plataforma de 25 kg. O número a levar para uma comparação é, portanto, o empuxo por unidade de massa total, com a contagem de rotores fixada primeiro. É também o ponto em que vale abrir a página de aplicação Drone de carga pesada ao lado dos números, porque as classes de carga útil que ela agrupa são exatamente as decisões de contagem de rotores e de faixa de empuxo tomadas aqui.

Massa, e o que ela custa à aeronave

A massa do motor é uma dedução fixa do orçamento de carga útil, e é paga em todo voo, independentemente da missão. Entre o U5, com 195 g, e o U15XXL, com 5130 g, há um fator de cerca de 26 em massa e um fator de cerca de 36 em empuxo — uma taxa de troca que melhora ligeiramente conforme o porte sobe. Na prática, a decisão é guiada pelo menor motor que carrega o empuxo necessário com margem, porque a massa poupada pode ir para a capacidade do pacote de baterias, o que compra tempo de voo, e não empuxo.

KV contra hélice e barramento

Nada no KV é uma declaração de qualidade. O KV é uma declaração de compatibilidade: indica qual contagem de células e qual diâmetro de hélice colocam o motor em um ponto de operação sensato no pairado. Um motor de 400 KV em um pacote de 6S gira uma hélice de 15 polegadas com folga; o mesmo motor em um pacote de 12S precisaria de uma hélice bem menor, e um motor de 29 KV em um pacote de 6S nunca chegaria a um ponto de pairado útil. Quando uma comparação coloca três valores de KV lado a lado, a diferença de KV é a aritmética da diferença de hélice e de pacote, e não uma indicação de capacidade.

Configuração do estator e massa térmica

O U5 usa um estator 12N14P, enquanto as duas unidades maiores usam 36N42P. Mais ranhuras e polos geralmente significam torque mais uniforme e menor contribuição de cogging em baixa rotação, e o estator maior carrega mais cobre, e é por isso que a resistência interna cai de 116 mΩ no U5 para 20 mΩ no U15XXL e 17 mΩ no U15 II. A resistência é onde a aritmética da carga pesada fica incômoda: na corrente de pico registrada de 210 A do U15XXL, o seu enrolamento de 20 mΩ dissipa cerca de 880 W como perdas no cobre, e o U5, no seu valor registrado de 30 A, dissipa cerca de 104 W — ambos são a nossa estimativa com base nos valores registrados, sem correção de temperatura. Essas perdas são calor dentro de um motor ao qual já se pede que sustente altitude, de modo que as colunas de resistência e de corrente pertencem à mesma conversa que a coluna de empuxo.

Corrente contínua contra a janela de 180 s

Apenas parte desse quadro está registrada. O U5 publica 30 A por uma janela de 180 s e uma corrente ociosa de 0.3 A a 10 V; o U15XXL publica 210 A de pico e uma corrente ociosa de 3.3 A a 10 V; no caso do U15 II, ambos os valores de corrente constam na ficha técnica do fabricante. Ler a diferença entre um valor de pico e um valor contínuo é o ponto central da comparação: uma corrente de pico diz o que o enrolamento suporta por pouco tempo, um valor contínuo diz o que o motor sustenta enquanto a aeronave paira, e a distância entre os dois é a margem de controle com que o controlador de voo trabalha.

Envelope, eixo e cabo

A coluna mecânica parece trivial até a massa do motor passar de um quilograma. As três unidades medem Ø42.5 × 37.5 mm, Ø147.5 × 55 mm e Ø151.5 × 106 mm, com eixos de 5 mm, 20 mm e 25 mm e comprimentos de cabo de 600 mm, 100 mm e 200 mm, respectivamente. No U15XXL, o braço precisa carregar 5130 g de conjunto rotativo mais as cargas de empuxo, e o eixo de 25 mm e o cabo de 200 mm definem onde a fixação e o encaminhamento podem ficar. O comprimento do cabo também não é um detalhe: um cabo de 600 mm no U5 atravessa uma aeronave pequena, enquanto o cabo de 100 mm do U15 II pressupõe um ESC montado imediatamente na raiz do braço.

Três motores de drone de carga pesada comparados

A tabela abaixo reúne as três unidades em ordem crescente de empuxo. Todo valor é conforme publicado em cada registro de produto da ToBMS.

ModeloEstatorEmpuxo máximoPotência máx. 180 sPesoEnvelope
U5 KV40012N14P2.85 kg850 W195 gØ42.5 × 37.5 mm
U15 II KV8036N42P36.5 kg8580 W1740 gØ147.5 × 55 mm
U15XXL KV2936N42P101.4 kgNão publicado5130 gØ151.5 × 106 mm

Os três motores estão listados na categoria Motores para UAV da ToBMS. Os valores de empuxo, massa e envelope são extraídos de cada registro de produto, em que o empuxo é armazenado em gramas e convertido para quilogramas aqui; essas conversões são derivadas. Nenhum valor de potência máxima está registrado para o U15XXL, por isso nenhum é citado — a folha de dados do fabricante é o lugar para fechar essa lacuna quando um orçamento de potência contínua depende disso. O registro do U15XXL também traz uma classificação de 24S para LiPo, que é o barramento pelo qual dimensionar um pacote de baterias para essa unidade. Os valores de corrente não estão disponíveis de forma uniforme entre os três: os registros do U5 e do U15XXL os publicam e os valores do U15 II constam na ficha técnica do fabricante, portanto nenhuma coluna de corrente é mostrada.

O primeiro padrão é que empuxo e massa não se movem na mesma proporção. Passar do U5 para o U15 II multiplica o empuxo por cerca de 13 e a massa por cerca de 9, e passar do U15 II para o U15XXL multiplica o empuxo por cerca de 2.8 e a massa por cerca de 2.9. A taxa de troca melhora acentuadamente no primeiro passo e depois se achata, e é por isso que o meio de uma faixa — e não o topo — costuma ser onde uma classe de carga útil se estabelece.

O segundo padrão é que os dois motores maiores se separam pela arquitetura, e não pelo porte. Eles compartilham um estator 36N42P e ficam a poucos milímetros um do outro em diâmetro, em 147.5 mm e 151.5 mm, mas diferem por um fator de cerca de três em massa e de cerca de 2.8 em empuxo, porque o U15XXL tem quase o dobro do comprimento e traz um eixo de 25 mm contra 20 mm. Uma comparação que lesse apenas a coluna de diâmetro concluiria que os dois são quase o mesmo motor; as colunas de comprimento, massa e corrente dizem o contrário.

O terceiro padrão é o que decide a maioria dos projetos: a penalidade de massa por unidade de empuxo é menor no meio da faixa. Nos números registrados, o U15 II rende cerca de 21 g de empuxo para cada grama da própria massa, contra cerca de 19.8 do U15XXL e cerca de 14.6 do U5 — todos os três derivados. Onde a carga útil pode ser distribuída por mais braços, esse meio de faixa é onde o retorno de uma aeronave de carga pesada costuma ser o mais elevado, e o U15XXL só se torna a escolha racional quando a carga útil por braço ultrapassa o que a unidade menor consegue levantar com margem.

Três classes de carga útil, três motores

Os números registrados só se tornam uma decisão quando lidos em relação a uma classe de aeronave. Cada uma das três unidades abaixo é um encaixe razoável para uma faixa de carga útil e um encaixe ruim para a faixa acima dela.

U5 KV400 — cargas úteis pequenas em pacotes de bateria modestos

Com 195 g, 2850 g de empuxo máximo registrado, uma janela de 3-8S, estator 12N14P e 116 mΩ de resistência de enrolamento, este é um motor de aeronave leve que ainda aparece em conversas sobre carga pesada, porque multirrotores que carregam alguns quilogramas de carga útil de sensor ou de entrega em seis a oito braços caem exatamente na sua faixa. O seu pareamento publicado é de hélices de 14 a 16 polegadas em uma recomendação de 6S, o que mantém a aeronave compacta e o pacote de baterias pequeno. Os 30 A registrados em uma janela de 180 s e a potência máxima de 850 W na mesma janela significam que o ponto de pairado de uma aeronave de carga leve fica bem dentro da classificação, e o cabo de 600 mm é longo o suficiente para alcançar um ESC montado internamente. Onde um projeto começa a acrescentar braços ou carga útil além de alguns quilogramas, esta é a unidade que fica sem margem primeiro.

U15 II KV80 — o cavalo de batalha do içamento industrial

O U15 II KV80 é a unidade que a maioria dos programas de carga pesada acaba especificando. Ele registra 36500 g de empuxo máximo e 8580 W por 180 s em um conjunto de 1740 g medindo Ø147.5 × 55 mm, com estator 36N42P, 17 mΩ de resistência interna e uma janela de barramento de 12-24S. Essa janela de barramento é o que o torna prático: uma contagem de células alta mantém baixa a corrente para uma dada potência, o que mantém as perdas em cabos e conectores gerenciáveis em uma aeronave em que cada braço já carrega a sua parte da carga útil.

A sua massa fica no ponto útil da faixa. Com cerca de 21 g de empuxo por grama de massa do motor — um valor derivado —, ele rende mais empuxo por peso próprio do que qualquer um dos outros dois, e é pequeno o suficiente para que oito deles ainda deixem espaço no orçamento de massa para um pacote de baterias sério. O enrolamento de 17 mΩ mantém a perda no cobre moderada em relação à sua classe de empuxo, e o comprimento de cabo de 100 mm pressupõe o ESC montado na raiz do braço, que é onde os construtores de carga pesada o colocam de todo modo para manter curto o caminho de alta corrente.

O que o registro não publica é um valor de corrente, de modo que a razão entre o que o motor sustenta no pairado e o que ele sobrevive em um transiente não pode ser lida no registro da ToBMS para esta unidade. Essa é a primeira pergunta a fazer ao fabricante quando um orçamento de propulsão depende da corrente de pairado ao longo de um voo longo.

U15XXL KV29 — cargas por braço e de classe tripulada

O U15XXL KV29 registra 101449 g de empuxo máximo e 210 A de corrente de pico em um motor de 5130 g medindo Ø151.5 × 106 mm. O fabricante posiciona esta unidade para propulsão de aeronaves tripuladas e para plataformas de carga pesada na classe de 100 kg de empuxo, o que é um problema de engenharia diferente do da unidade abaixo dela: com 5130 g por motor, a fixação, a estrutura do braço e as cargas do rotor precisam ser projetadas em torno do motor, e não adaptadas a ele.

Dois valores registrados definem o envelope de integração. A resistência de enrolamento de 20 mΩ implica cerca de 880 W de perda no cobre na corrente de pico registrada de 210 A — a nossa estimativa com base nos valores registrados, sem correção de temperatura, e um lembrete de que a corrente de pico é um estado transiente, e não um ponto para cruzeiro. O eixo de 25 mm e o comprimento de cabo de 200 mm definem onde a fixação e o encaminhamento de potência podem ficar, e ambos são maiores do que no U15 II, o que é coerente com o empuxo muito maior que a unidade produz. Um estator 36N42P, 29 KV e uma corrente ociosa de 3.3 A a 10 V completam o quadro.

O registro aqui traz uma classificação de 24S para LiPo, de modo que um pacote de baterias pode ser dimensionado diretamente a partir do registro da ToBMS: a tabela de especificação do fabricante lista a mesma classificação de 24S para esta unidade. Esta é também a unidade em que falta um valor de potência máxima, portanto qualquer orçamento de potência contínua tem de vir da folha de dados, e não da comparação acima.

Onde esses motores são usados

As três unidades ficam em uma única categoria da ToBMS, mas em três tipos diferentes de aeronave. Reconhecer que tipo está sendo projetado resolve a escolha mais rápido do que qualquer comparação de especificações, porque a classe de carga útil fixa o empuxo por braço e a contagem de rotores fixa tudo o que vem depois. A faixa para a qual se escolhem os Drone de carga pesada decide o resto da lista.

Frete, entrega e multirrotores de carga

Esta é a principal faixa de carga pesada e a que o U15 II atende. A missão característica carrega de alguns quilogramas a dezenas de quilogramas de carga, voa por minutos e não por horas, e é julgada por conseguir completar a rota com margem. A massa do motor importa aqui porque cada quilograma de propulsão é um quilograma indisponível para o pacote ou para a bateria. Projetos nessa faixa costumam ter de seis a oito braços, para manter o caso de falha de um rotor ainda voável.

Plataformas tripuladas e de classe passageiro

Onde a carga útil se torna uma pessoa ou uma massa equivalente, os 101.4 kg de empuxo registrado e os 210 A de corrente de pico do U15XXL o colocam na conversa sobre propulsão, e o próprio posicionamento da unidade pelo fabricante é para aeronaves tripuladas, e não para carga não tripulada. A ênfase da engenharia muda: a redundância, a rigidez da fixação e a margem térmica dominam, e o sistema de propulsão costuma ser dimensionado para um caso de subida contínua, e não para um ponto de pairado. Requisitos regulatórios e de aeronavegabilidade ficam fora de qualquer coisa que um registro de produto possa expressar, e são essas conversas que decidem se uma plataforma avança, e não o número de empuxo.

Inspeção industrial e aeronaves de longa autonomia

Nem toda aeronave de carga pesada levanta cargas úteis pesadas. Algumas carregam sensores modestos por muito tempo, o que reduz os requisitos de empuxo e eleva os requisitos de eficiência, e é aí que a potência máxima de 850 W e a janela de 3-8S do U5 fazem sentido. Os agrupamentos relacionados de UAV industrial e UAV de longa autonomia reúnem os motores registrados para esses propósitos, e eles se sobrepõem à carga pesada na extremidade pequena, e não na extremidade grande.

VTOL, agrícolas e frotas mistas

Duas outras faixas ficam adjacentes à carga pesada e muitas vezes compartilham motores com ela. Aeronaves agrícolas carregam uma carga útil pesada e variável — um tanque cheio — e por isso pairam no seu ponto mais pesado da missão, o que é um caso de regime severo; a página UAV agrícola reúne as correspondências registradas. Plataformas VTOL usam parte da propulsão para sustentação vertical e parte para cruzeiro, de modo que os motores de sustentação veem empuxo alto em baixa velocidade e o motor de cruzeiro vê o oposto, e o agrupamento Drone VTOL cobre essa divisão. Para plataformas em que o sistema de sustentação é dimensionado para uma pessoa e não para um pacote, o grupo Sistemas de propulsão de aeronaves tripuladas é a correspondência mais próxima do propósito declarado do U15XXL.

Lista de verificação de seleção

Três verificações cobrem a maior parte do terreno, e o melhor é fazê-las em ordem, porque cada uma estreita o campo para a seguinte.

Regime e carga útil

Comece pela massa total, e não pelo número de carga útil. Some o pacote de baterias, a aeronave, a eletrônica de bordo e os próprios motores, porque em um projeto de carga pesada a massa de propulsão é parte significativa do total. Depois fixe a contagem de rotores, verifique se o empuxo máximo registrado por motor cobre o peso com margem para a autoridade de controle, e confirme se o ponto de pairado fica confortavelmente dentro da janela de 180 s, e não na sua borda. Onde a missão mantém altitude por minutos, questione se algum valor de potência contínua é publicado.

Mecânica e envelope

Verifique diâmetro, comprimento, eixo e massa do motor em relação ao braço em que ele precisa ficar. Acima de um quilograma de massa do motor, a fixação se torna um exercício de projeto estrutural, e o diâmetro do eixo e o comprimento do cabo determinam como o conjunto pode ser construído. Confirme se o cabo alcança o ESC sem uma emenda de extensão em um caminho de alta corrente, e confirme se o diâmetro de hélice implicado pelo KV e pelo barramento cabe de fato na geometria da aeronave.

Potência e controle

Dimensione o pacote de baterias pela faixa de células, e não por uma única tensão, e verifique a classificação de corrente do ESC em relação ao valor de pico com a hélice que será usada. Confira a resistência de enrolamento em relação à corrente que o projeto espera consumir, porque as perdas se tornam calor em um motor que já está sustentando uma aeronave. Onde o registro silencia sobre correntes, corrente ociosa ou potência contínua, trate esses pontos como itens em aberto a fechar com o fabricante, e não como valores a presumir.

  1. Some a massa total incluindo motores e pacote de baterias, depois divida pela contagem de rotores para obter o empuxo por braço na margem de controle que o projeto precisa.
  2. Escolha o menor motor cujo empuxo máximo registrado cobre esse número com margem, já que a massa poupada pode ser gasta em capacidade de bateria.
  3. Fixe o barramento a partir da decisão do pacote de baterias, depois verifique se o KV e a hélice escolhidos chegam a um ponto de pairado sensato nesse barramento.
  4. Verifique se a corrente de pairado fica bem dentro da janela de 180 s e se existe um valor contínuo onde a missão precisa de um.
  5. Multiplique a resistência de enrolamento pelo quadrado da corrente de pairado esperada para estimar a perda no cobre antes de fechar o projeto térmico.
  6. Verifique diâmetro de eixo, padrão de fixação, envelope e comprimento de cabo em relação ao braço e à posição do ESC.
  7. Confirme se o diâmetro de hélice implicado pelo KV e pelo barramento cabe na aeronave, e se o ESC é classificado para a corrente de pico registrada.
  8. Registre todo valor que veio de uma folha de dados e não de um registro de produto, para que o orçamento de propulsão possa ser reconferido quando um campo for preenchido.

Perguntas frequentes

QO que separa um motor de drone de carga pesada de um motor de UAV comum?

A construção é a mesma; o que se desloca é a restrição determinante. Em uma aeronave pequena, os limites costumam vir do pacote de baterias e da fiação, enquanto em uma plataforma de carga pesada dominam o regime térmico e a massa do motor, e ambos escalam com a carga útil, e não com o motor. É por isso que a extremidade mais pesada de uma faixa se caracteriza por estatores grandes, KV baixo, contagens de células altas e cabos longos, e por isso a razão entre o empuxo e a massa do próprio motor se torna um filtro mais útil do que o próprio número de empuxo.

QQuanto empuxo por motor é necessário para uma dada carga útil?

Trabalhe a partir da massa total, e não da carga útil, que é a sequência seguida por uma comparação de Drone de carga pesada: some a aeronave, o pacote de baterias, a eletrônica de bordo e os motores, depois divida pela contagem de rotores. A prática de multirrotores orça o total em um múltiplo da massa total, para que o controle de atitude mantenha autoridade quando um rotor é comandado com força ou se perde, o que significa que o empuxo máximo registrado por motor é um teto, e não um ponto de trabalho. Nenhum dos registros deste artigo publica um valor de empuxo nominal para o pairado, de modo que o ponto de pairado tem de ser confirmado nos dados de ensaio do fabricante na tensão, na hélice e na aceleração pretendidas.

QO valor de 8580 W no U15 II KV80 é uma classificação contínua?

Não. Ele está registrado como potência máxima por 180 s, que é uma janela de regime, e não uma classificação térmica contínua. A mesma convenção aparece no U5, cujo valor de 30 A também está registrado em uma janela de 180 s. Um número de 180 s é uma verificação útil para saber se a corrente de pairado fica dentro do envelope, mas uma missão que mantém altitude por minutos precisa também de um valor contínuo, e onde um registro não publica um, a folha de dados é o lugar a consultar.

QPor que a massa do motor importa tanto em uma aeronave de carga pesada?

Porque ela é paga em todo voo e se multiplica com a contagem de rotores. Oito unidades U15 II pesam 13920 g e oito unidades U15XXL pesam 41040 g, ambos derivados das massas registradas, antes de acrescentar uma bateria ou um braço. Subir uma classe de empuxo, portanto, compra empuxo e consome empuxo de uma só vez. Nos números registrados, o U15 II rende cerca de 21 g de empuxo por grama da própria massa, contra cerca de 19.8 do U15XXL e cerca de 14.6 do U5, todos os três derivados — e é por isso que o meio de uma faixa muitas vezes acaba sendo a escolha eficiente.

QUm motor menor, como o U5 KV400, pode ser usado em uma plataforma de carga pesada?

Sim, dentro da sua faixa. Com 195 g, 2850 g de empuxo máximo registrado, uma janela de 3-8S e 850 W de potência máxima por 180 s, ele serve a aeronaves que carregam alguns quilogramas de carga útil de sensor ou de entrega em seis a oito braços, e o seu pareamento publicado com hélices de 14 a 16 polegadas mantém a aeronave compacta. Ele se torna a escolha errada assim que a contagem de braços ou a carga útil empurra o empuxo necessário por braço para além do seu máximo registrado com margem, porque a margem restante é o que o controlador de voo usa para o controle.

QQue tensão de barramento usar em uma plataforma de carga pesada?

Aquela que o pacote de baterias consegue fornecer com a corrente de que os motores precisam e uma perda no cobre gerenciável. Elevar a contagem de células reduz a corrente para uma dada potência, o que corta perdas na fiação e no enrolamento, e é por isso que as unidades maiores desta comparação trazem contagens de células altas — 12-24S no U15 II e 24S no U15XXL —, enquanto o U5 registra 3-8S. O custo está do lado do pacote de baterias e do controlador: mais elementos em série para gerenciar, mais massa e um ESC de tensão mais alta com a sua própria desclassificação. Vale notar que o registro do U15XXL traz uma classificação de 24S para LiPo, de modo que a faixa de células está disponível como base para dimensionar um pacote de baterias.

QComo o KV interage com a escolha da hélice em um motor de carga pesada?

O KV define a rapidez com que o motor gira por volt sem carga, e a hélice decide quanto dessa velocidade permanece sob carga. Hélices grandes e de rotação lenta são o que torna o içamento pesado eficiente, e elas precisam de KV baixo para chegar a um ponto de pairado sensato em uma contagem de células utilizável. É por isso que as três unidades aqui avançam de 400 KV para 80 KV e para 29 KV conforme a classe de empuxo sobe, e por isso a própria orientação de pareamento do fabricante — hélices de 14 a 16 polegadas com o U5, uma hélice da classe de 40 polegadas com o U15 II — importa mais do que uma comparação de KV feita entre portes diferentes.

Recursos oficiais

Os três motores são publicados pela T-Motor, e as próprias páginas do fabricante trazem as folhas de dados, os dados de ensaio e a orientação de pareamento que os registros da ToBMS não reproduzem: o U5 KV400, o U15 II KV80 e o U15XXL KV29, com a gama mais ampla no site oficial da T-Motor. Onde um registro da ToBMS silencia — a potência máxima do U15XXL, os valores de corrente do U15 II e qualquer valor de empuxo nominal para o pairado —, essas páginas ou a folha de dados correspondente são o lugar para fechar a lacuna.

Para onde ir depois

Para passar da leitura a uma lista de candidatos, três ferramentas funcionam em sequência: todo motor desta comparação fica na categoria Motores para UAV, os candidatos podem ser estreitados por classe de empuxo, KV e massa em Seleção, e as unidades escolhidas podem ser colocadas umas contra as outras em Comparar produtos. O lado da aplicação da mesma decisão está reunido na página Drone de carga pesada, que agrupa as correspondências registradas por classe de carga útil.

Três guias existentes se estendem lateralmente a partir daqui. O Motores para UAV: como ajustar KV, empuxo e massa à aeronave percorre a mesma categoria pelo lado da aeronave, cobrindo KV, configuração do estator, resistência e empuxo nas linhas mais amplas U, Navigator, P e AT, e é a contraparte desta visão guiada pela carga útil. O Motores para drones: seleção para FPV, asa fixa e VTOL cobre a extremidade menor da mesma família, em que a autonomia da bateria e a resposta dominam, e o Motores BLDC: guia de tipos, especificações e seleção de motores CC sem escovas coloca todas essas categorias — motores para UAV, motores para drones, motores para gimbal, propulsores e atuadores — em um único quadro para quem parte da tecnologia, e não de uma aeronave. O ramo tripulado dessa mesma questão é comparado em separado: Sistemas de propulsão de aeronaves tripuladas: como escolher entre três motores T-Motor U15 coloca o U15 II, o U15XL e o U15XXL lado a lado pelas cargas e pelos regimes de serviço que uma plataforma tripulada acrescenta.

A versão curta: fixe primeiro a massa total e a contagem de rotores, use-as para derivar o empuxo necessário por braço com margem de controle, escolha o menor motor cujo empuxo máximo registrado o cobre, e depois deixe KV, contagem de células e hélice definirem o ponto de operação. Nesta faixa, essa sequência geralmente leva ao U15 II para içamento industrial, ao U15XXL assim que a carga útil por braço ultrapassa o que a unidade intermediária levanta com margem, e ao U5 onde a carga útil permanece na casa dos poucos quilogramas.