Como escolher um motor de UAV de inspeção: KV, empuxo e pairado estável

Um UAV de inspeção trabalha enquanto paira. Ele mantém um ponto fixo a alguns metros de um pilar de ponte, de uma perna de torre ou de uma borda de telhado, e as imagens são captadas a partir dessa posição mantida, e não de uma passagem em velocidade. Um motor de UAV de inspeção é, portanto, escolhido pelo empuxo que consegue sustentar com aceleração parcial e pela estabilidade do laço de controle que alimenta, e não pelo pico que atinge uma única vez. A massa total ainda define o orçamento, mas a carga útil nessa classe de aeronave é uma câmera e um gimbal, e não um tanque ou uma caixa de carga, e é por isso que os quatro registros reunidos aqui vão de 135 g a 282 g, e não a vários quilogramas.

Os quatro registros de motor de UAV de inspeção desta comparação compartilham uma arquitetura: um outrunner brushless com controlador eletrônico de velocidade externo, montado na extremidade de um braço fino e girando uma hélice grande o suficiente para pairar a uma fração modesta da aceleração total. O que os separa é onde cada um se posiciona em empuxo, massa e tensão de barramento, e são esses três valores que decidem a qual aeronave cada registro se adequa. Dois dos quatro são unidades 24N28P, um é uma unidade 12N14P e um é uma unidade 36N42P, e essa dispersão revela importar mais em aceleração baixa do que sugerem os valores brutos de empuxo.

Resposta rápida

A lista de candidatos segue o tamanho e a demanda em regime permanente da aeronave, e não um ranking. Em um motor de UAV de inspeção pequeno, incumbido de carregar uma única câmera em quatro braços, o Motor para UAV T-Motor MN5008 KV340 registra 4215 g de empuxo máximo a partir de 135 g em um pacote de 6S, e o Motor para UAV T-Motor U5 KV400 cobre uma janela mais ampla de 3-8S, com 2850 g a partir de 195 g.

Onde a aeronave cresce para uma plataforma de seis ou oito braços que carrega um gimbal e uma missão mais longa, o Motor para UAV T-Motor MN501-S KV240 fica um degrau acima, com 4660 g a partir de 170 g em uma janela de 6-12S, e é o registro deste grupo que publica a faixa de células mais ampla.

A extremidade superior de uma comparação de motor de drone de inspeção é o Motor para UAV T-Motor U8 Lite L KV110. Ele registra 11200 g de empuxo e 2140 W por uma janela de 180 s a partir de 282 g em um barramento fixo de 12S, o que basta para uma aeronave que também carrega um conjunto de sensores mais pesado ou uma segunda bateria sem trocar o motor.

Uma ressalva vale para todos os quatro. Nenhum dos registros traz um valor de empuxo nominal para pairado, de modo que os máximos publicados são valores de bancada de teste, com uma hélice e uma tensão declaradas, e, em uma aeronave, cada motor de UAV de inspeção passará a sua vida útil bem abaixo desse ponto. Ler um máximo registrado como um número de pairado utilizável é a forma mais comum de um orçamento de propulsão ser definido de maneira apertada demais.

O que um motor de UAV de inspeção precisa fazer

O regime de um motor BLDC para trabalho de UAV de inspeção é incomum entre as aplicações de multirrotor, porque a aeronave faz o seu trabalho parada. Um multirrotor de carga acelera, sobe e se desloca, e os seus motores são julgados por quanto empuxo conseguem entregar em surtos. Uma aeronave de inspeção sobe até uma altitude de trabalho, chega à estação e então permanece ali, e tudo o que acontece depois é uma pequena correção contra um ponto fixo. O empuxo máximo registrado ainda condiciona a decolagem, mas não é o número em que o enrolamento gasta o seu orçamento térmico.

O pairado é a missão inteira

Um multirrotor que cruza gasta a maior parte da sua energia empurrando ar para trás; um multirrotor que inspeciona gasta a maior parte da sua energia ficando parado em ar em movimento. Essa única diferença é o argumento para tratar um motor de UAV de inspeção, antes de tudo, como um dispositivo de pairado. O motor mantém continuamente um valor de empuxo próximo da parcela da massa da aeronave que repousa sobre ele, em uma aceleração que nunca se aproxima do máximo publicado. É o oposto do regime que convém a um motor de corrida, em que se exige do enrolamento tudo o que ele tem por alguns segundos e depois ele é aliviado.

A consequência prática é que o ponto de operação fica baixo na curva de aceleração, e a extremidade baixa dessa curva é onde um enrolamento se comporta de forma menos eficiente e onde o cogging é mais visível como perturbação de controle. Um motor de UAV de inspeção superdimensionado para a aeronave piora isso em vez de melhorar: um motor grande mantido em uma pequena fração da sua classificação opera em um ponto ruim da curva, e a massa extra tem de ser carregada em cada missão. O tamanho certo é o menor registro cujo empuxo publicado cobre o requisito de pairado com a margem de que a missão precisa.

A manutenção de posição é um problema de controle antes de ser um problema de potência

Manter uma posição em ar turbulento não se resolve só com empuxo. O controlador de voo emite correções pequenas e frequentes, e o motor tem de traduzir essas correções em variações de empuxo sem atraso e sem um degrau na resposta. É por isso que a configuração do estator importa tanto quanto o empuxo em um motor de UAV de inspeção. A contagem de ranhuras e polos define quão suavemente o torque é produzido à medida que o rotor percorre uma volta, e uma contagem maior distribui a produção de torque por mais posições, o que reduz a contribuição do cogging e dá ao laço de controle um sinal mais silencioso com que trabalhar.

O grupo reflete esse raciocínio. O Motor para UAV T-Motor MN5008 KV340 e o Motor para UAV T-Motor MN501-S KV240 usam ambos um estator 24N28P, o Motor para UAV T-Motor U8 Lite L KV110 usa um estator 36N42P, e apenas o Motor para UAV T-Motor U5 KV400 roda com um estator 12N14P. O registro 12N14P é também a unidade de menor empuxo do grupo, o que é coerente: um motor menor e de rotação mais rápida é a resposta habitual em uma aeronave muito leve, e a contagem de ranhuras segue o tamanho, e não a missão.

A rejeição de vento define a margem de empuxo

Um voo de inspeção costuma acontecer ao lado de uma estrutura, e as estruturas criam o seu próprio vento. Um tabuleiro de ponte, uma torre de refrigeração ou o canto de um edifício transformam uma brisa constante em um campo de rajadas de período curto, e a aeronave tem de absorver isso sem ser empurrada para fora do enquadramento da câmera. A margem de empuxo que um motor de UAV de inspeção carrega é, portanto, uma margem de vento, e não uma margem de carga útil, e é a razão pela qual um orçamento de propulsão para essa classe de trabalho costuma ser definido com mais folga do que um cálculo puro de autonomia sugeriria.

A margem em um motor de UAV de inspeção mantido em pairado não é gratuita. Cada incremento de empuxo mantido custa corrente, e a corrente custa calor no enrolamento e capacidade no pacote. Como o valor que resolveria a questão é um valor de empuxo nominal para pairado com uma hélice e uma tensão realistas, e como nenhum dos quatro registros publica um, a margem tem de ser estimada a partir do máximo registrado e depois confirmada na própria tabela de empuxo do fabricante. Tratar o máximo registrado como a margem dá um número que parece confortável e não é.

O sensor é leve, então a aeronave é leve

A carga útil que define uma missão de inspeção é uma câmera, um gimbal e, possivelmente, um lidar ou uma unidade térmica, e a massa combinada desse conjunto é uma pequena fração da aeronave. É isso que mantém leve a classe de motor de UAV de inspeção. Enquanto uma aeronave agrícola é dimensionada em torno de um tanque que muda de massa ao longo do voo, e uma aeronave de carga pesada é dimensionada em torno de frete medido em dezenas de quilogramas, uma aeronave de inspeção é dimensionada em torno de um sensor que pesa algumas centenas de gramas e não muda.

Uma carga útil constante e modesta simplifica a especificação de um motor de UAV de inspeção de uma maneira útil: o ponto de pairado não se desloca ao longo da missão. O motor vê o mesmo requisito de empuxo no início e no fim, de modo que o regime térmico é um estado estacionário, e não uma sequência de picos, e o enrolamento pode ser dimensionado para um único ponto de operação. Isso também significa que a massa de um motor de UAV de inspeção é uma parcela maior do total do que a carga útil, e é por isso que os quatro registros aqui ficam entre 135 g e 282 g e por que um degrau a mais de massa tem de se justificar por algo que não seja a carga útil.

Duração da missão e com que frequência um motor é trocado

O trabalho de inspeção é repetitivo. O mesmo ativo é fotografado dos mesmos ângulos em intervalos, e a aeronave acumula horas, e não voos. Esse padrão desloca parte da decisão para longe de uma única missão. O U8 Lite L KV110 publica um tempo médio entre falhas de cerca de 1000 horas, e o registro do U5 carrega a mesma classe de valor, de modo que a questão que um operador de inspeção enfrenta não é apenas qual motor de UAV de inspeção sustenta melhor a aeronave hoje, mas como o intervalo de manutenção se alinha com a aeronave à qual ele está fixado.

Intervalos de manutenção longos em um motor de UAV de inspeção também tornam a decisão de fixação mais permanente. O diâmetro do eixo, o padrão de fixação e o comprimento do cabo escolhidos no início de um programa tendem a sobreviver a várias aeronaves, de modo que um registro marginalmente melhor em empuxo, mas desconfortável na fixação, pode ser a escolha mais cara ao longo de uma temporada de voos. Vale a pena ler os valores de envelope da tabela abaixo em relação ao braço em que o motor de fato ficará, e não apenas em relação à massa da aeronave.

Os cinco valores por trás de um motor de drone de inspeção

Cinco valores registrados carregam a maior parte da decisão sobre um motor de drone de inspeção, e apenas alguns deles são publicados por completo em todo o grupo. As lacunas importam tanto quanto os valores, porque um orçamento de propulsão que assume silenciosamente um número que o fabricante nunca publicou é um orçamento que terá de ser reaberto mais tarde. Os mesmos cinco valores decidem um motor BLDC para trabalho de UAV de inspeção em qualquer tamanho deste grupo.

Empuxo no ponto de pairado, não na bancada

O empuxo máximo registrado de um motor de UAV de inspeção neste grupo vai de 2850 g a 11200 g, e nenhum desses valores é um número de pairado. Eles são medidos em uma bancada de teste, com uma hélice, uma tensão e uma aceleração declaradas. O que os torna comparáveis entre aeronaves é o número de braços que compartilham a carga: 2850 g em uma aeronave de quatro braços com 4 kg de massa total é uma proposta muito diferente de 2850 g em uma aeronave de oito braços com a mesma massa, ainda que o motor seja idêntico.

A leitura útil para um motor de UAV de inspeção é, portanto, o empuxo por braço em relação à massa que aquele braço tem de sustentar, com a margem de controle somada por cima. Uma aeronave de 4 kg em quatro braços pede a cada motor de UAV de inspeção cerca de 1000 g apenas para pairar, o que qualquer registro do grupo cobre; a mesma aeronave em quatro braços, com uma margem de vento e uma reserva para a falha de um motor, pede consideravelmente mais, e é aí que a escolha entre 2850 g e 4660 g de empuxo registrado começa a importar.

Massa, paga com a capacidade do pacote

A massa de um motor de UAV de inspeção é uma dedução fixa de um orçamento que, fora isso, é gasto em bateria. Cada registro aqui entre 135 g e 282 g é a massa incluindo o cabo, conforme publicado, e a diferença em todo o grupo é de 147 g por motor. Em uma aeronave de quatro braços, essa dispersão se torna 588 g na aeronave inteira, o que é aproximadamente a massa de um pequeno pacote adicional e, portanto, aproximadamente alguns minutos de tempo de pairado.

A massa também se acumula de uma forma fácil de subestimar em uma aeronave de regime de pairado. Um motor de UAV de inspeção mais pesado precisa de mais empuxo para sustentar a aeronave, o que consome mais corrente, o que exige um pacote maior, o que acrescenta ainda mais massa. O ciclo é ameno nessa escala, mas corre em uma única direção, e um motor escolhido para um valor de empuxo de que a missão não precisa é pago duas vezes: uma na massa do motor e outra na capacidade que ele desloca.

KV em relação à hélice e ao barramento

O KV em um motor de drone de inspeção é uma declaração de compatibilidade, e não uma declaração de qualidade. Ele descreve quão rápido o eixo gira por volt sem carga, e só se torna significativo ao lado da hélice que o motor tem de girar e da contagem de células com que é alimentado. Um registro de KV baixo girando uma hélice grande em um barramento de tensão alta atinge o pairado a uma fração moderada da aceleração total; um registro de KV alto no mesmo barramento precisaria de uma hélice pequena para permanecer dentro do seu limite de corrente.

Ao longo dos quatro registros, um motor de UAV de inspeção vai de 110 a 400 KV, e a dispersão acompanha o barramento, e não uma preferência. O U5 KV400 cobre 3-8S, o MN5008 KV340 roda com um 6S fixo, o MN501-S KV240 cobre 6-12S e o U8 Lite L KV110 é fixo em 12S. Lidos em pares, os registros de KV baixo são os que estão pareados com o barramento mais alto, que é o arranjo esperado: um barramento de 12S e um enrolamento de 110 KV colocam a rotação do eixo na faixa que uma hélice de inspeção grande deseja, enquanto um barramento de 6S e um enrolamento de 340 KV fazem o mesmo trabalho com um diâmetro menor.

Resistência e a janela de aceleração parcial

A resistência interna é a coluna que decide quanto da energia do pacote chega à hélice em um motor de UAV de inspeção, porque o motor trabalha com aceleração parcial durante toda a missão, e não em um surto. A perda no cobre sobe com o quadrado da corrente, e, em um ajuste de pairado, a corrente é modesta, mas contínua, de modo que a resistência é uma perda que corre durante todo o voo, e não por alguns segundos de subida.

Os quatro registros diferem por um fator de mais de dois aqui: o MN5008 KV340 publica 55 mΩ, o MN501-S KV240 publica 85 mΩ, o U8 Lite L KV110 publica 105 mΩ e o U5 KV400 publica 116 mΩ. A ordenação segue o tamanho do enrolamento, e não o empuxo, que é o ponto que vale tirar da coluna. A resistência também tem um segundo uso em um motor de drone de inspeção: multiplicada pelo quadrado da corrente de pairado esperada, ela dá uma estimativa do calor que o enrolamento terá de dissipar continuamente, o que é um valor de planejamento térmico melhor do que o número de potência de 180 s.

Envelope, eixo e comprimento do cabo

A coluna mecânica parece secundária até o motor ser montado em um braço. Os quatro registros medem desde Ø42.5 × 37.5 mm no U5 KV400, passando por Ø55.6 × 32 mm no MN5008 KV340 e Ø55.6 × 33.9 mm no MN501-S KV240, até Ø87.1 × 28.05 mm no U8 Lite L KV110, com diâmetros de eixo de 5 mm, 6 mm IN, 6 mm IN com um degrau de 4 mm OUT e 15 mm, respectivamente.

O comprimento do cabo varia mais do que o envelope: 600 mm no U5, 150 mm no MN501-S, 90 mm no U8 Lite L e 80 mm no MN5008. Em uma aeronave de inspeção, o controlador de velocidade costuma ficar no interior, de modo que um cabo curto significa que o ESC se desloca para fora, em direção ao motor, e acrescenta massa na extremidade do braço, enquanto um cabo longo acrescenta massa em cobre que a aeronave carrega em cada missão. Nenhum dos dois está errado, mas os dois não são intercambiáveis, e a escolha pertence ao projeto da aeronave, e não ao registro do motor.

Motores de UAV de inspeção comparados de 135 g a 282 g

A tabela abaixo reúne os quatro registros em ordem crescente de empuxo máximo registrado. Todo valor é conforme publicado para cada modelo, e nenhuma célula é estimada. Onde o fabricante não publica um valor para determinada coluna, a célula é deixada como não listado, em vez de ser preenchida a partir de um modelo vizinho.

Os quatro motores estão listados na categoria Motores para UAV da ToBMS e estão agrupados sob a aplicação UAV de inspeção. Configuração, resistência interna, número de células, empuxo máximo, potência de 180 s e massa são conforme publicado pela T-Motor, medidos em uma bancada de teste com uma hélice e uma tensão declaradas, e devem ser lidos como valores de bancada de teste, e não como classificações de pairado.

Extremidade leve: U5 KV400 e MN5008 KV340

Dois registros de motor de UAV de inspeção cobrem a extremidade leve do grupo, e eles resolvem o mesmo problema de maneiras opostas. O Motor para UAV T-Motor U5 KV400 é a opção de janela mais ampla: um registro 3-8S com 195 g e 2850 g de empuxo registrado, um estator 12N14P, 116 mΩ de resistência e um cabo de 600 mm. É o registro do grupo cuja contagem de células é menos comprometedora, o que convém a um programa que ainda está decidindo em qual pacote padronizar.

O Motor para UAV T-Motor MN5008 KV340 é a opção mais leve e mais específica. Com 135 g, é o registro mais leve daqui, registra 4215 g de empuxo em um barramento fixo de 6S e usa o estator 24N28P que os registros maiores do grupo também usam. Para uma aeronave de inspeção compacta de quatro braços que já roda com pacotes de 6S, é a menor das duas respostas óbvias, e, em uma missão de regime de pairado, os 60 g que economiza em relação ao U5 são um incremento real de capacidade do pacote.

Meio: MN501-S KV240, a janela de barramento mais ampla

O Motor para UAV T-Motor MN501-S KV240 é o degrau acima, e é o registro que cobre mais terreno. Ele aceita 6-12S em um estator 24N28P, registra 4660 g de empuxo máximo a partir de 170 g e publica 1200 W por 180 s, ao lado de um enrolamento de 85 mΩ. Essa combinação de uma janela ampla de células com um valor de empuxo de faixa intermediária é o que o torna um encaixe natural para um motor de drone de inspeção em uma aeronave de seis braços cuja decisão de pacote ainda não está fixada.

Lido em relação ao par leve, o MN501-S troca 25 g e 30 g de massa em relação ao U5 e ao MN5008 por uma faixa de tensão mais ampla e, no caso do MN5008, por um degrau de empuxo de 445 g. É também o único registro do grupo que abrange tanto o barramento de 6S usado pelo registro mais leve quanto o barramento de 12S usado pelo mais pesado, o que o torna o ponto médio útil quando um programa de inspeção está padronizando entre dois tamanhos de aeronave.

Extremidade superior: U8 Lite L KV110

O Motor para UAV T-Motor U8 Lite L KV110 fecha a faixa e é o valor atípico em quase todas as colunas. Ele registra 11200 g de empuxo, mais do que o dobro do próximo registro, a partir de um corpo de 282 g medindo Ø87.1 × 28.05 mm, em um barramento fixo de 12S e um estator 36N42P, com 2140 W publicados por 180 s e uma corrente de pico de 45.8 A. O seu eixo de 15 mm tem três vezes o diâmetro do eixo do U5, e a sua resistência de 105 mΩ fica no meio do grupo, apesar do enrolamento muito maior.

O degrau de massa é o que tem de se justificar. Passar do MN501-S para o U8 Lite L acrescenta 112 g por motor e 448 g em uma aeronave de quatro braços, em troca de um aumento de empuxo muito maior do que uma aeronave leve de inspeção precisa. O registro conquista o seu lugar em plataformas que carregam um conjunto de sensores mais pesado, uma segunda bateria ou um gimbal com uma câmera maior, onde a própria massa da aeronave cresceu e o empuxo extra está comprando margem, e não capacidade.

Como adequar um motor a uma missão de inspeção

Os valores registrados de um motor de UAV de inspeção só se tornam uma decisão quando são lidos em relação a um tipo de trabalho de inspeção. Cada um dos quatro registros se encaixa bem em um perfil e fica superdimensionado para o perfil abaixo dele, e a diferença entre os perfis é uma diferença no que a aeronave tem de fazer parada, e não em quanto ela tem de voar.

Inspeção aproximada de ponte e fachada

A inspeção aproximada de uma fachada ou de uma ponte significa manter uma posição a metros de uma superfície grande, em ar que a própria superfície perturba. A aeronave costuma ser pequena, a câmera fica perto da estrutura, e a tolerância de posição é apertada, porque um desvio de alguns centímetros altera o enquadramento. Um motor de UAV de inspeção leve com uma contagem de ranhuras alta convém a esse perfil: o Motor para UAV T-Motor MN5008 KV340, com 135 g em um barramento de 6S, dá a uma aeronave de quatro braços 4215 g de empuxo registrado por braço para gastar em rejeição de vento, e o estator 24N28P mantém a resposta silenciosa nas pequenas variações de aceleração que esse trabalho envolve.

Linhas de energia e afastamento de torres

O trabalho em linhas e torres empurra a aeronave para mais longe da superfície e acrescenta um sensor com alguma massa, muitas vezes uma câmera com zoom em um gimbal. A tolerância de posição é mais frouxa do que em uma passagem rente a uma fachada, mas a aeronave é mais pesada, de modo que o requisito de empuxo por braço sobe e o barramento muitas vezes passa para 12S, pela corrente mais baixa que isso traz. O Motor para UAV T-Motor MN501-S KV240 cobre esse perfil em uma aeronave de seis braços: 4660 g de empuxo registrado e uma janela de 6-12S deixam espaço para ampliar o pacote sem trocar o motor, e 170 g por unidade mantém a massa na extremidade do braço em proporção.

Espaço confinado e voo em ambiente interno

A inspeção dentro de um tanque, de um poço ou de um duto elimina o problema do vento e o substitui por um limite de diâmetro de hélice. A aeronave tem de ser pequena o suficiente para entrar, o que limita a hélice, o que limita quanto empuxo um dado KV consegue produzir. Esse perfil valoriza a extremidade leve de uma comparação de motor de drone de inspeção e um KV que atinja o ponto de pairado com uma hélice pequena: o Motor para UAV T-Motor U5 KV400, com 400 KV e 195 g, é o registro deste grupo cuja janela de células e cujo KV melhor convêm a uma aeronave compacta que não verá ar aberto e com rajadas.

Ativo linear e levantamento de corredores

Um oleoduto, um corredor ferroviário ou um traçado de rodovia acrescentam uma perna de deslocamento ao que, fora isso, é um regime de inspeção. A aeronave voa entre estações, em vez de pairar em um único lugar, de modo que parte do orçamento da missão se desloca do empuxo de pairado para a eficiência de cruzeiro, e as colunas de resistência e de corrente em vazio se tornam mais importantes do que a coluna de empuxo. Um motor de UAV de inspeção escolhido para esse perfil costuma ser o menor registro que ainda carrega o conjunto de sensores, com o enrolamento selecionado para uma corrente de pairado baixa, e não para um empuxo máximo alto. O Motor para UAV T-Motor U8 Lite L KV110 entra nesse quadro apenas onde a aeronave de corredor é grande o bastante para precisar de 12S e de um eixo de 15 mm.

Tipos de aeronave que usam esses motores

Os quatro registros ficam em uma única categoria de produto e um único grupo de aplicação, mas servem a vários tipos diferentes de aeronave, e um motor de UAV de inspeção escolhido para um deles raramente convém a outro. Reconhecer que tipo está sendo projetado resolve a escolha de um motor de UAV de inspeção mais rápido do que comparar as colunas de especificação.

Plataformas multirrotor com gimbal

Este é o perfil principal de um motor BLDC para trabalho de UAV de inspeção e o que os dois registros 24N28P atendem. A aeronave característica é um quadricóptero ou um hexacóptero na faixa de 2 kg a 8 kg que carrega uma câmera estabilizada, voa missões repetitivas sobre o mesmo ativo e pousa para trocar pacotes, e não para receber manutenção. Nessa aeronave, o ponto de pairado quase não se move, de modo que o enrolamento é dimensionado para um único valor de empuxo em regime permanente, e os registros de resistência baixa são os que deixam mais energia do pacote para tempo de voo.

Aeronaves de inspeção híbridas e VTOL

Onde um programa de inspeção cobre um ativo linear, algumas aeronaves acrescentam uma perna de voo à frente e se tornam projetos híbridos ou VTOL. Os motores de sustentação nessas aeronaves veem o mesmo regime de pairado de um multirrotor, mas apenas na porção vertical do voo, de modo que o quadro térmico é mais fácil e o quadro de empuxo não muda. O Motor para UAV T-Motor MN501-S KV240 fica naturalmente nesse papel na perna de sustentação, porque a sua janela de 6-12S corresponde aos pacotes que uma aeronave VTOL tende a carregar e o seu estator 24N28P convém a ciclos verticais repetidos.

Sistemas de inspeção com cabo e confinados

Uma plataforma de inspeção com cabo troca tempo de voo por um cabo de alimentação e uma altitude de operação fixa, o que desloca o requisito de motor de UAV de inspeção em direção a um empuxo constante e para longe da eficiência do pacote. A aeronave costuma ser compacta e as missões são longas, de modo que a extremidade de baixa massa do grupo é a relevante. O Motor para UAV T-Motor U5 KV400 e o Motor para UAV T-Motor MN5008 KV340 cobrem esse papel com 195 g e 135 g e, como o cabo elimina a penalidade de massa de uma bateria, o mais leve dos dois se torna o registro mais atraente, e não o mais limitado.

Lista de verificação de seleção

Três verificações cobrem a maior parte do terreno de um motor de UAV de inspeção, e o melhor é fazê-las em ordem, porque cada uma estreita o campo para a seguinte. Elas valem para qualquer motor BLDC para trabalho de UAV de inspeção, da extremidade de 135 g do grupo à extremidade de 282 g. As duas primeiras são decisões de aeronave que podem ser resolvidas antes de abrir qualquer registro; a terceira fecha as lacunas que os dados publicados deixam.

Fixe o empuxo de pairado antes do produto

Comece pela massa total da aeronave, e não pela carga útil, divida-a pelo número de braços para obter o empuxo que cada motor de UAV de inspeção tem de manter, e então acrescente a margem de que a missão precisa. A margem tem duas partes nessa classe de trabalho: a margem de controle que mantém a aeronave dentro do enquadramento da câmera em ar com rajadas ao lado de uma estrutura, e a reserva necessária caso um motor se perca. Ambas são decisões de aeronave, e ambas têm de ser tomadas antes de o grupo ser estreitado.

Fixe o barramento, a hélice e a fixação

O barramento e a hélice são selecionados em conjunto, porque o KV os une um ao outro. Um registro de 12S quer uma hélice grande e lenta e um KV baixo; um registro de 6S quer um diâmetro menor e um KV mais alto. Uma vez fixado o par, os registros restantes são filtrados pelo que o braço consegue fisicamente receber: o padrão de fixação, o diâmetro do eixo, o envelope e o comprimento do cabo. A diferença entre um eixo de 5 mm e um eixo de 15 mm é uma classe diferente de extremidade de braço, e costuma ser a coluna que elimina um candidato que parecia atraente em empuxo.

Feche os valores que o registro deixa em aberto

Nenhum dos quatro registros publica um valor de empuxo nominal para pairado, e apenas alguns publicam uma corrente contínua. Onde falta um número, as próprias tabelas de empuxo do fabricante são o lugar para fechá-lo e, onde ele permanece em aberto depois disso, a lacuna deve ser registrada como um item em aberto no orçamento de propulsão, em vez de preenchida com uma suposição. Um orçamento construído sobre um máximo de bancada de teste lido como valor de pairado parecerá confortável e não sobreviverá a um dia com rajadas ao lado de uma ponte.

1. Some a massa total, incluindo motores e pacote, depois divida pelo número de braços para obter o empuxo que cada braço tem de manter no pairado.
2. Acrescente a margem de controle de que o ambiente de trabalho precisa e a reserva que uma perda de motor exigiria, para obter o empuxo por braço que o motor tem de cobrir.
3. Escolha o menor registro cujo empuxo máximo publicado cobre esse valor, para que a massa economizada possa ser gasta em capacidade do pacote.
4. Fixe o barramento a partir da decisão do pacote e depois verifique se o KV e a hélice escolhidos atingem o pairado com uma aceleração sensata nesse barramento.
5. Multiplique a resistência do enrolamento pelo quadrado da corrente de pairado esperada para estimar a perda contínua no cobre antes de fechar o projeto térmico.
6. Verifique a corrente de pairado em relação a qualquer valor contínuo publicado e anote onde o registro deixa esse valor em aberto.
7. Confirme o diâmetro do eixo, o padrão de fixação, o envelope e o comprimento do cabo em relação ao braço e à posição do controlador de velocidade.
8. Confirme que o diâmetro de hélice implicado pelo KV e pelo barramento cabe na aeronave e que o controlador de velocidade é classificado para a corrente de pico publicada.

Perguntas frequentes

Recursos oficiais

Todo motor desta comparação é publicado pela T-Motor, e as próprias páginas de produto do fabricante trazem as tabelas de empuxo, as condições de teste e a orientação de pareamento que os registros da ToBMS resumem, em vez de reproduzir. Onde um valor deste artigo é marcado como não publicado no registro, a página do fabricante é o primeiro lugar onde procurá-lo, e a orientação de pareamento impressa em cada página é a referência para o diâmetro de hélice em relação ao KV e ao barramento.

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 contagem de células, e a visão lado a lado mantém vários registros abertos ao mesmo tempo enquanto se tomam as decisões da extremidade do braço. A página de aplicação UAV de inspeção reúne os registros que carregam esse regime.

Vários guias existentes se estendem lateralmente a partir daqui. Motores para UAV: como ajustar KV, empuxo e massa à aeronave percorre a mesma categoria pelo lado da aeronave e cobre os registros que este artigo não cobre, enquanto Motores BLDC para UAV de longa autonomia: eficiência, massa e tensão de barramento leva o argumento de eficiência mais adiante para aeronaves que voam por horas. Motores BLDC para UAV industrial: regime, redundância e carga útil cobre o caso de missão repetida e redundância, e Motores para drones VTOL: equilibrar empuxo de pairado e eficiência de cruzeiro trata de aeronaves que acrescentam uma perna de voo à frente ao regime de inspeção.

Mais dois guias são relevantes onde um programa de inspeção compartilha hardware com outra aplicação. Motores para drones de carga pesada: três opções T-Motor de 2.85 kg a 101 kg de empuxo cobre os registros T-Motor das séries U e MN a partir de 2.85 kg de empuxo, que é a faixa em que uma aeronave de inspeção entra se o conjunto de sensores crescer para uma carga útil; Motores BLDC para UAV agrícola: KV, estator e torque em cruzeiro cobre o caso que carrega um tanque, em que o ponto de pairado se desloca ao longo do voo, o que é o oposto do regime estável aqui descrito. Um lançamento do fabricante que cobre a linha Navigator está disponível como Motores Navigator MN para UAV de carga pesada: vídeo oficial de lançamento.

A versão curta: fixe primeiro a massa total e a contagem de rotores, use-os para derivar o empuxo que cada braço tem de manter no pairado, acrescente as margens de vento e de perda de motor, escolha o menor registro cujo empuxo máximo publicado cobre esse valor e só então defina KV, barramento e hélice em conjunto. Todo passo depois disso é uma verificação de uma decisão já tomada, que é a ordem que mantém um motor de UAV de inspeção ajustado à missão, e não à folha de dados.