Тяжелогрузные дроны подбирается от полезной нагрузки назад, а не от мотора вперёд. Взлётная масса задаёт, какую тягу должна создавать силовая установка, число роторов делит эту тягу между лучами, а фактический режим полёта решает, сколько номинала мотора остаётся на переходные процессы управления. Поэтому выбор начинается с двух чисел, не имеющих отношения к KV: с поднимаемой массы и с массы моторов, которые поднимают. Этот обзор разбирает три мотора T-Motor с внешним ротором, охватывающих от 2.85 kg до 101.4 kg указанной максимальной тяги и от 195 g до 5130 g массы мотора, и объясняет, какой параметр определяет выбор в каждом классе полезной нагрузки.

Три модели ниже имеют одну архитектуру — бесколлекторный мотор с внешним ротором и крупным статором, управляемый внешним электронным регулятором скорости, — и находятся в одной категории ToBMS, Моторы для БПЛА. Различают их класс тяги, геометрия статора, окно шины и габариты, и эти различия соответствуют малым грузовым мультикоптерам, промышленному тяжелогрузному подъёму и платформам пилотируемого класса. Каждое значение здесь взято из записей о продуктах ToBMS или из опубликованной спецификации производителя; переводы единиц и выведенные из них отношения помечены как производные там, где они встречаются, а где значение не зафиксировано, оно обозначено как отсутствующее, а не додумано.

Краткий ответ

Выбор следует за классом полезной нагрузки и числом роторов, а не за рейтингом. Для аппарата, несущего несколько килограммов камеры или датчиков на шести или восьми лучах, T-Motor U5 KV400 мотор для БПЛА — самый малый из трёх: 195 g при 2850 g указанной максимальной тяги и окно 3-8S, что подходит для умеренных батарейных блоков и коротких лучей. Для грузоперевозок, опрыскивания и общего промышленного тяжелогрузного подъёма T-Motor U15 II KV80 мотор для БПЛА — та модель, на которой сходятся большинство тяжелогрузных программ: 36500 g указанной максимальной тяги и 8580 W за 180 секунд в корпусе массой 1740 g на шине 12-24S.

Там, где полезная нагрузка на луч измеряется десятками килограммов или платформа пилотируемая, соответствующей записью оказывается T-Motor U15XXL KV29 мотор для БПЛА: 101449 g тяги, 210 A пикового тока и масса 5130 g. При таком размере мотор перестаёт быть компонентом и становится элементом конструкции, поэтому аппарат, лучи и шасси обычно проектируют вокруг крепления, а не наоборот.

Самая полезная проверка перед всем этим — читается ли указанное значение тяги как непрерывное. Ни одна из этих записей не содержит тягу, нормированную для висения, а опубликованные значения мощности даны на окне 180 секунд. Бюджет силовой установки, который тратит весь запас на моторы, не оставляет резерва ни на управление ориентацией, ни на реакцию на порывы ветра, ни на отказ одного ротора.

Что делает мотор мотором для тяжелогрузного дрона

На тяжёлом конце конструкции ничего не меняется. Меняется то, какая часть спецификации становится ограничением. На малом аппарате ограничивающим фактором обычно выступают батарейный блок и проводка; на тяжелогрузной платформе — тепловой режим и масса мотора, и оба эти фактора масштабируются вместе с полезной нагрузкой, а не с мотором.

Бюджет тяги — это число для всего аппарата

Указанная максимальная тяга относится к одному мотору на испытательном стенде производителя при заданном напряжении, пропеллере и газе. Аппарат видит только сумму по своим лучам, а практика мультикоптеров закладывает эту сумму кратной взлётной массе, чтобы управление ориентацией сохраняло полномочия, когда один ротор приходится командовать на пределе или он выходит из строя полностью. Шесть лучей на U15 II, например, дали бы в сумме 219 kg, если каждый мотор вывести на его указанный максимум, — производное значение, и такое, которое ни один проект реально не использует, потому что запас на управление, тепловой режим и просадка батарейного блока забирают из него свою долю. Практический вывод: число моторов и полезная нагрузка, а не громкая цифра мотора, определяют, сколько указанной тяги доступно для подъёма чего-либо.

Каждый грамм мотора — это ещё и полезная нагрузка, которой аппарат не хотел

Масса моторов накапливается так, что это легко упустить. Восемь U15 II весят 13920 g, а восемь U15XXL — 41040 g, ещё до того, как добавлены хотя бы батарея, луч или полётный контроллер, — оба числа производные от указанных масс. Переход в более высокий класс тяги поэтому одновременно покупает тягу и отнимает её, и именно поэтому отношение максимальной тяги к собственной массе мотора служит более полезным первым фильтром, чем одна тяга. По указанным значениям три модели дают примерно 14.6, 21.0 и 19.8 раза от собственной массы соответственно — производные значения и напоминание о том, что модель среднего размера не обязательно является компромиссом.

Число 180 секунд — это окно режима, а не непрерывный номинал

Там, где запись ToBMS указывает максимальную мощность, она указывает её на 180 секунд, а запись U5 идёт дальше и даёт своему значению 30 A то же окно 180 секунд. Такая формулировка важна в тяжелогрузном контексте, потому что профиль полёта — это не один всплеск: грузовой мультикоптер держит высоту минутами, и точка висения потребляет ток всё это время. Окно 180 секунд полезно как проверка того, укладывается ли ток висения с запасом в тепловой конверт, но это не то число, по которому рассчитывают непрерывный набор высоты. Там, где проект проводит большую часть полёта вблизи указанного максимума, ответ определяют тепловые тестовые данные производителя, а не громкая цифра мощности.

Напряжение шины следует за батарейным блоком, а не за мотором

При заданной мощности повышение напряжения шины снижает ток, а меньший ток означает более тонкий кабель, меньшие потери в разъёмах и меньшие потери в меди внутри обмотки. В этом весь смысл числа ячеек, на которые рассчитаны старшие моторы серии U (12-24S у U15 II, 24S у U15XXL), и именно поэтому тяжелогрузные платформы склонны работать с большим числом ячеек, даже когда более низкое напряжение дало бы ту же тягу. Расплата лежит на другой стороне баланса: больше ячеек — значит больше последовательных элементов для контроля, более крупный и тяжёлый батарейный блок и регулятор на более высокое напряжение с собственным снижением характеристик. У трёх моторов этой статьи запись неодинакова: U5 несёт окно 3-8S, U15 II — 12-24S, а U15XXL — номинал 24S для питания от LiPo. Рассчитывать батарейный блок по диапазону ячеек, а не по одному значению напряжения, — более безопасное чтение в любом случае.

Выбор пропеллера задаёт рабочую точку так же жёстко, как и мотор

KV описывает, как быстро мотор вращается на вольт без нагрузки; пропеллер решает, сколько этой скорости сохраняется под нагрузкой. Тяжелогрузные аппараты используют крупные, медленно вращающиеся пропеллеры ради эффективности, а крупные пропеллеры требуют низкого KV. Поэтому три модели здесь идут от 400 к 80 и к 29 KV по мере роста класса тяги, и поэтому рекомендации производителя по подбору в паре значат больше, чем сравнение KV между разными размерами. U5 публикуется с пропеллерами 14-16 дюймов при рекомендации 6S, тогда как U15 II подобран под пропеллер класса 40 дюймов и HV-регулятор. Читать указанные 8580 W у U15 II как свойство мотора, без пропеллера, который их дал, — самый частый способ ошибиться в бюджете тяги.

Числа, которые решают выбор

Почти всё решение несут шесть значений. Большинство из них опубликованы для всех трёх моторов, а остальные — лишь частично, и это стоит знать до того, как составлен список кандидатов.

Тяга на мотор и то, сколько моторов её делят

Указанные максимумы — 2850 g, 36500 g и 101449 g. Сопоставимыми их делает число лучей под ними: 2.85 kg на взлётной массе гексакоптера 6 kg — совсем не то же самое, что 2.85 kg на платформе 25 kg. Поэтому число, которое стоит нести в сравнение, — это тяга на единицу взлётной массы при сначала зафиксированном числе роторов. Это же и та точка, где страницу приложения Тяжелогрузные дроны стоит открыть рядом с числами, потому что классы полезной нагрузки, которые она группирует, — это ровно те решения по числу роторов и диапазону тяги, что принимаются здесь.

Масса и то, чего она стоит аппарату

Масса моторов — это фиксированный вычет из бюджета полезной нагрузки, и он оплачивается в каждом полёте, какова бы ни была задача. Между U5 при 195 g и U15XXL при 5130 g лежит разница примерно в 26 раз по массе и примерно в 36 раз по тяге — курс обмена, который слегка улучшается с ростом размера. На практике решение определяет самый малый мотор, который несёт требуемую тягу с запасом, потому что сэкономленную массу можно вложить в ёмкость батарейного блока, а это покупает время полёта, а не тягу.

KV в связке с пропеллером и шиной

Ничто в KV не является утверждением о качестве. KV — это утверждение о согласовании: оно говорит, при каком числе ячеек и каком диаметре пропеллера мотор выйдет на разумную рабочую точку в висении. Мотор 400 KV на блоке 6S уверенно вращает пропеллер 15 дюймов; тот же мотор на блоке 12S потребовал бы куда меньшего пропеллера, а мотор 29 KV на блоке 6S вообще никогда не достиг бы полезной точки висения. Там, где сравнение ставит рядом три разных номинала KV, разница в KV — это арифметика разницы в пропеллере и блоке, а не указание на возможности.

Конфигурация статора и тепловая масса

U5 использует статор 12N14P, тогда как обе старшие модели — 36N42P. Большее число пазов и полюсов обычно означает более плавный момент и меньший вклад залипания на малых скоростях, а более крупный статор несёт больше меди, поэтому внутреннее сопротивление падает со 116 mΩ у U5 до 20 mΩ у U15XXL и 17 mΩ у U15 II. Именно на сопротивлении тяжелогрузная арифметика становится неуютной: при указанном пиковом токе U15XXL 210 A его обмотка 20 mΩ рассеивает примерно 880 W в виде потерь в меди, а U5 при указанном значении 30 A рассеивает около 104 W — оба значения представляют собой нашу оценку по указанным значениям, без поправки на температуру. Эти потери — тепло внутри мотора, которого уже просят удерживать высоту, поэтому столбцы сопротивления и тока относятся к тому же разговору, что и столбец тяги.

Непрерывный ток против окна 180 секунд

Зафиксирована лишь часть этой картины. U5 публикует 30 A на окне 180 секунд и ток холостого хода 0.3 A при 10 V; U15XXL публикует пиковые 210 A и ток холостого хода 3.3 A при 10 V; для U15 II оба значения тока приведены в документации производителя. Чтение разницы между пиковым и непрерывным значением — весь смысл этого сравнения: пиковый ток говорит, что обмотка способна пережить кратковременно, непрерывное значение говорит, что мотор способен удерживать, пока аппарат висит, а разрыв между ними — это запас на управление, с которым работает полётный контроллер.

Габариты, вал и кабель

Механический столбец выглядит мелочью, пока масса мотора не перевалит за килограмм. Три модели имеют размеры Ø42.5 × 37.5 mm, Ø147.5 × 55 mm и Ø151.5 × 106 mm, с валами 5 mm, 20 mm и 25 mm и длиной кабеля 600 mm, 100 mm и 200 mm соответственно. На U15XXL луч должен нести 5130 g вращающегося узла плюс нагрузки от тяги, а вал 25 mm и кабель 200 mm задают, где могут располагаться крепление и прокладка трассы. Длина кабеля тоже не деталь: кабель 600 mm у U5 дотягивается через весь малый аппарат, тогда как кабель 100 mm у U15 II предполагает ESC, установленный прямо у корня луча.

Сравнение трёх моторов для тяжелогрузных дронов

Таблица ниже собирает три модели в порядке возрастания тяги. Каждое значение — как опубликовано в записи о продукте ToBMS.

МодельСтаторМакс. тягаМакс. мощность 180 sМассаГабариты
U5 KV40012N14P2.85 kg850 W195 gØ42.5 × 37.5 mm
U15 II KV8036N42P36.5 kg8580 W1740 gØ147.5 × 55 mm
U15XXL KV2936N42P101.4 kgНе указано5130 gØ151.5 × 106 mm

Все три мотора перечислены в категории ToBMS Моторы для БПЛА. Значения тяги, массы и габаритов взяты из каждой записи о продукте, где тяга хранится в граммах и здесь переведена в килограммы; эти переводы производные. Для U15XXL максимальная мощность не указана, поэтому она и не приводится — даташит производителя и есть то место, где закрыть этот пробел там, где от него зависит бюджет непрерывной мощности. Запись U15XXL также несёт номинал 24S для LiPo, и именно по этой шине стоит рассчитывать батарейный блок для данной модели. Значения тока доступны у трёх моторов неодинаково: записи U5 и U15XXL их публикуют, а значения U15 II приведены в документации производителя, поэтому столбец тока не показан.

Первая закономерность: тяга и масса растут с разной скоростью. Переход от U5 к U15 II умножает тягу примерно на 13, а массу — примерно на 9, а переход от U15 II к U15XXL умножает тягу примерно на 2.8, а массу — примерно на 2.9. Курс обмена резко улучшается на первом шаге и затем выравнивается, поэтому класс полезной нагрузки обычно оседает в середине ряда, а не на его верхушке.

Вторая закономерность: два старших мотора разделяет архитектура, а не размер. Они делят статор 36N42P и сходятся в диаметре в пределах нескольких миллиметров — 147.5 mm и 151.5 mm, — но различаются примерно втрое по массе и примерно в 2.8 раза по тяге, потому что U15XXL почти вдвое длиннее и несёт вал 25 mm против 20 mm. Сравнение, которое читает только столбец диаметра, заключило бы, что это почти один и тот же мотор; столбцы длины, массы и тока говорят иное.

Третья закономерность решает большинство проектов: штраф по массе на единицу тяги наименьший в середине ряда. По указанным значениям U15 II даёт около 21 g тяги на каждый грамм собственной массы против примерно 19.8 у U15XXL и примерно 14.6 у U5 — все три производные. Там, где полезную нагрузку можно распределить по большему числу лучей, именно эта середина и даёт тяжелогрузному аппарату самую большую отдачу, а U15XXL становится рациональным выбором лишь тогда, когда нагрузка на луч превышает то, что меньшая модель способна поднять с запасом.

Три класса полезной нагрузки, три мотора

Указанные числа становятся решением только тогда, когда их читают в сопоставлении с классом аппаратов. Каждая из трёх моделей ниже разумно подходит для одного диапазона полезной нагрузки и плохо подходит для диапазона выше.

U5 KV400 — малые полезные нагрузки при умеренных батарейных блоках

При 195 g, указанной максимальной тяге 2850 g, окне 3-8S, статоре 12N14P и сопротивлении обмотки 116 mΩ это мотор для лёгкого аппарата, который всё же появляется в тяжелогрузных обсуждениях, потому что мультикоптеры, несущие несколько килограммов датчиков или доставки на шести-восьми лучах, попадают точно в его диапазон. Его публикуемый подбор — пропеллеры 14-16 дюймов при рекомендации 6S, что сохраняет аппарат компактным, а блок — небольшим. Указанные 30 A на окне 180 секунд и максимальная мощность 850 W на том же окне означают, что точка висения лёгкого грузового аппарата лежит с хорошим запасом внутри номинала, а кабель 600 mm достаточно длинный, чтобы дотянуться до ESC, установленного внутри корпуса. Там, где проект начинает добавлять лучи или нагрузку сверх нескольких килограммов, именно эта модель первой исчерпывает запас.

U15 II KV80 — рабочая лошадка промышленного тяжелогрузного подъёма

U15 II KV80 — та модель, которую в итоге указывают большинство тяжелогрузных программ. Она несёт 36500 g максимальной тяги и 8580 W на 180 секунд в корпусе массой 1740 g с размерами Ø147.5 × 55 mm, со статором 36N42P, внутренним сопротивлением 17 mΩ и окном шины 12-24S. Именно это окно шины и делает модель практичной: большое число ячеек удерживает ток при заданной мощности низким, что сохраняет потери в кабеле и разъёмах управляемыми на аппарате, где каждый луч уже несёт свою долю полезной нагрузки.

Её масса находится в полезной точке ряда. При примерно 21 g тяги на грамм массы мотора — производное значение — она отдаёт больше тяги на собственный вес, чем любая из двух других, и при этом достаточно мала, чтобы восемь таких моторов оставили в бюджете массы место для серьёзного батарейного блока. Обмотка 17 mΩ удерживает потери в меди умеренными относительно её класса тяги, а длина кабеля 100 mm предполагает ESC, установленный у корня луча, — именно туда сборщики тяжелогрузных аппаратов его и ставят, чтобы сократить путь большого тока.

Чего запись не публикует, так это значения тока, поэтому отношение между тем, что мотор способен удерживать в висении, и тем, что он способен пережить в переходном процессе, из записи ToBMS для этой модели не прочитать. Это первый вопрос к производителю, когда бюджет силовой установки зависит от тока висения на длительном полёте.

U15XXL KV29 — пилотируемый класс и нагрузка на луч

U15XXL KV29 несёт 101449 g максимальной тяги и 210 A пикового тока при массе мотора 5130 g и размерах Ø151.5 × 106 mm. Производитель позиционирует эту модель для силовых установок пилотируемых аппаратов и для тяжелогрузных платформ класса тяги 100 kg, а это уже другая инженерная задача, чем у модели ниже: при 5130 g на мотор крепление, конструкция луча и нагрузки от ротора должны проектироваться вокруг мотора, а не адаптироваться к нему.

Два указанных значения задают рамки интеграции. Сопротивление обмотки 20 mΩ означает около 880 W потерь в меди при указанных пиковых 210 A — наша оценка по указанным значениям, без поправки на температуру, и напоминание о том, что пиковый ток это переходное состояние, а не режим для крейсерского полёта. Вал 25 mm и длина кабеля 200 mm задают, где могут располагаться крепление и прокладка питания, и оба они больше, чем у U15 II, что согласуется с куда большей тягой этой модели. Статор 36N42P, 29 KV и ток холостого хода 3.3 A при 10 V дополняют картину.

Запись здесь несёт номинал 24S для LiPo, поэтому батарейный блок можно рассчитать прямо по записи ToBMS: таблица спецификаций производителя указывает для этой модели тот же номинал 24S. Это также та модель, для которой отсутствует максимальная мощность, поэтому любой бюджет непрерывной мощности придётся брать из даташита, а не из сравнения выше.

Где применяются эти моторы

Три модели находятся в одной категории ToBMS, но в трёх разных типах аппаратов. Понимание того, какой тип проектируется, определяет выбор быстрее любого сравнения спецификаций, потому что класс полезной нагрузки фиксирует тягу на луч, а число роторов фиксирует всё, что за этим следует. Диапазон, для которого выбирается Тяжелогрузные дроны, определяет остальную часть списка.

Грузовые, доставочные и грузоподъёмные мультикоптеры

Это основной тяжелогрузный диапазон, и именно ему служит U15 II. Характерная задача несёт от нескольких килограммов до десятков килограммов груза, летает минутами, а не часами, и оценивается по тому, способна ли она пройти маршрут с запасом. Масса моторов здесь важна, потому что каждый килограмм силовой установки — это килограмм, недоступный для груза или батарейного блока. Проекты этого диапазона обычно сидят на шести-восьми лучах, чтобы случай отказа одного ротора оставался управляемым.

Пилотируемые платформы и платформы пассажирского класса

Там, где полезной нагрузкой становится человек или эквивалентная масса, указанные 101.4 kg тяги и 210 A пикового тока у U15XXL ставят его в центр разговора о силовой установке, а сам производитель позиционирует эту модель для пилотируемых аппаратов, а не для беспилотных грузовиков. Инженерный акцент смещается: доминируют резервирование, жёсткость крепления и тепловой запас, а силовая установка обычно рассчитывается под случай непрерывного набора высоты, а не под точку висения. Нормативные требования и требования лётной годности лежат вне того, что способна выразить запись о продукте, и именно такие разговоры решают, пойдёт ли платформа дальше, а не цифра тяги.

Промышленная инспекция и аппараты большой продолжительности полёта

Не каждый тяжелогрузный аппарат поднимает тяжёлые полезные нагрузки. Некоторые долго несут скромные датчики, что снижает требования к тяге и повышает требования к эффективности, и именно здесь максимальная мощность U5 в 850 W и окно 3-8S обретают смысл. Связанные группы Промышленные БПЛА и БПЛА большой продолжительности собирают моторы, указанные под эти задачи, и они пересекаются с тяжелогрузными на малом конце, а не на большом.

VTOL, сельхозтехника и смешанные парки

Ещё два диапазона примыкают к тяжелогрузному и часто делят с ним моторы. Сельскохозяйственные аппараты несут тяжёлую и меняющуюся полезную нагрузку — полный бак — и поэтому висят в самой тяжёлой точке миссии, а это суровый режим; страница Сельскохозяйственные БПЛА собирает указанные соответствия. Платформы VTOL используют часть силовой установки для вертикального подъёма, а часть — для крейсерского полёта, поэтому подъёмные моторы видят большую тягу на малой скорости, а крейсерский мотор — обратное, и группа VTOL-дроны охватывает это разделение. Для платформ, где система подъёма рассчитана на человека, а не на посылку, группа Силовые установки пилотируемых аппаратов — ближайшее соответствие заявленному назначению U15XXL.

Чек-лист подбора

Три проверки покрывают большую часть пути, и лучше выполнять их по порядку, потому что каждая сужает поле для следующей.

Режим и полезная нагрузка

Начинать следует со взлётной массы, а не со значения полезной нагрузки. Сложить батарейный блок, аппарат, авионику и сами моторы, потому что в тяжелогрузном проекте масса силовой установки — значимая часть общей. Затем зафиксировать число роторов, проверить, что указанная максимальная тяга на мотор покрывает эту массу с запасом на полномочия управления, и убедиться, что точка висения лежит с хорошим запасом внутри окна 180 секунд, а не на его краю. Там, где миссия держит высоту минутами, стоит спросить, публикуется ли вообще какое-либо значение непрерывной мощности.

Механика и габариты

Сверить диаметр, длину, вал и массу мотора с лучом, на котором ему предстоит сидеть. После килограмма массы мотора крепление превращается в упражнение по конструкционному расчёту, а диаметр вала и длина кабеля определяют, как можно собрать узел. Убедиться, что кабель дотягивается до ESC без удлинительного соединения на пути большого тока, и что диаметр пропеллера, который подразумевают KV и шина, действительно вписывается в геометрию аппарата.

Питание и управление

Рассчитывать батарейный блок по диапазону ячеек, а не по одному напряжению, и проверять номинал тока ESC против пикового значения с тем пропеллером, который будет использоваться. Сверить сопротивление обмотки с током, который проект рассчитывает потреблять, потому что потери превращаются в тепло в моторе, который уже удерживает аппарат в воздухе. Там, где запись молчит о токах, токе холостого хода или непрерывной мощности, относиться к этому как к открытым пунктам, которые нужно закрыть у производителя, а не как к значениям, которые можно предположить.

  1. Суммировать взлётную массу, включая моторы и батарейный блок, затем разделить на число роторов, чтобы получить тягу на луч при запасе на управление, который нужен проекту.
  2. Выбрать самый малый мотор, чья указанная максимальная тяга покрывает это число с запасом, поскольку сэкономленную массу можно потратить на ёмкость батарейного блока.
  3. Зафиксировать шину из решения по батарейному блоку, затем проверить, что выбранные KV и пропеллер выводят на разумную точку висения на этой шине.
  4. Убедиться, что ток висения лежит с хорошим запасом внутри окна 180 секунд и что непрерывное значение существует там, где оно нужно миссии.
  5. Умножить сопротивление обмотки на квадрат ожидаемого тока висения, чтобы оценить потери в меди до того, как зафиксирован тепловой расчёт.
  6. Сверить диаметр вала, схему крепления, габариты и длину кабеля с лучом и местом установки ESC.
  7. Подтвердить, что диаметр пропеллера, подразумеваемый KV и шиной, подходит аппарату, и что ESC рассчитан на указанный пиковый ток.
  8. Зафиксировать каждое значение, взятое из даташита, а не из записи о продукте, чтобы бюджет силовой установки можно было перепроверить, когда поле заполнится.

Часто задаваемые вопросы

QЧем мотор для тяжелогрузного дрона отличается от обычного UAV-мотора?

Конструкция та же; смещается то, что становится ограничением. На малом аппарате пределы обычно задают батарейный блок и проводка, тогда как на тяжелогрузной платформе доминируют тепловой режим и масса мотора, и оба масштабируются вместе с полезной нагрузкой, а не с мотором. Поэтому тяжёлый конец ряда характеризуется крупными статорами, низким KV, большим числом ячеек и длинными кабелями, и поэтому отношение тяги к собственной массе мотора становится более полезным фильтром, чем сама цифра тяги.

QСколько тяги на мотор нужно для заданной полезной нагрузки?

Исходить из взлётной массы, а не из полезной нагрузки — именно на такой последовательности строится сравнение для Тяжелогрузные дроны: сложить аппарат, батарейный блок, авионику и моторы, затем разделить на число роторов. Практика мультикоптеров закладывает сумму кратной взлётной массе, чтобы управление ориентацией сохраняло полномочия, когда один ротор получает команду на предел или потерян, а значит указанная максимальная тяга на мотор — это потолок, а не рабочая точка. Ни одна из записей в этой статье не публикует тягу, нормированную для висения, поэтому точку висения приходится подтверждать по тестовым данным производителя при предполагаемых напряжении, пропеллере и газе.

QЯвляется ли значение 8580 W у U15 II KV80 непрерывным номиналом?

Нет. Оно указано как максимальная мощность на 180 секунд, то есть как окно режима, а не как непрерывный тепловой номинал. Та же условность есть и у U5, чьё значение 30 A также указано на окне 180 секунд. Число 180 секунд полезно как проверка того, укладывается ли ток висения в конверт, но миссии, которая держит высоту минутами, нужно ещё и непрерывное значение, а там, где запись его не публикует, смотреть следует в даташит.

QПочему масса мотора так важна на тяжелогрузном аппарате?

Потому что она оплачивается в каждом полёте и умножается на число роторов. Восемь U15 II весят 13920 g, а восемь U15XXL — 41040 g, оба значения производные от указанных масс, ещё до добавления батареи или луча. Переход в более высокий класс тяги поэтому сразу и покупает тягу, и потребляет её. По указанным значениям U15 II отдаёт примерно 21 g тяги на грамм собственной массы против примерно 19.8 у U15XXL и примерно 14.6 у U5, все три производные, — поэтому середина ряда часто и оказывается эффективным выбором.

QМожно ли использовать меньший мотор, например U5 KV400, на тяжелогрузной платформе?

Да, в пределах своего диапазона. При 195 g, указанной максимальной тяге 2850 g, окне 3-8S и максимальной мощности 850 W на 180 секунд он подходит аппаратам, несущим несколько килограммов датчиков или доставки на шести-восьми лучах, а его публикуемый подбор с пропеллерами 14-16 дюймов сохраняет аппарат компактным. Он становится неверным выбором, как только число лучей или полезная нагрузка выталкивают требуемую тягу на луч за его указанный максимум с запасом, потому что именно остаток запаса полётный контроллер использует для управления.

QКакое напряжение шины должна использовать тяжелогрузная платформа?

То, которое батарейный блок способен обеспечить при нужном моторам токе с управляемыми потерями в меди. Повышение числа ячеек снижает ток при заданной мощности, что сокращает потери в проводке и обмотке, и именно поэтому старшие модели в этом сравнении несут большое число ячеек — 12-24S у U15 II и 24S у U15XXL, — тогда как U5 указывает 3-8S. Расплата на стороне батарейного блока и регулятора: больше последовательных элементов в управлении, больше массы и ESC на более высокое напряжение с собственным снижением характеристик. Отметим, что запись U15XXL несёт номинал 24S для LiPo, поэтому диапазон ячеек доступен как основа для расчёта батарейного блока.

QКак KV связан с выбором пропеллера у тяжелогрузного мотора?

KV задаёт, как быстро мотор вращается на вольт без нагрузки, а пропеллер решает, сколько скорости остаётся под нагрузкой. Именно крупные, медленно вращающиеся пропеллеры делают тяжелогрузный подъём эффективным, и им нужен низкий KV, чтобы выйти на разумную точку висения при работоспособном числе ячеек. Поэтому три модели здесь идут от 400 KV к 80 KV и к 29 KV по мере роста класса тяги, и поэтому рекомендации производителя по подбору в паре — пропеллеры 14-16 дюймов у U5, пропеллер класса 40 дюймов у U15 II — значат больше, чем сравнение KV между разными размерами.

Официальные материалы

Три мотора публикуются T-Motor, и страницы самого производителя несут даташиты, тестовые данные и рекомендации по подбору, которые записи ToBMS не воспроизводят: U5 KV400, U15 II KV80 и U15XXL KV29, а более широкий ряд — на официальном сайте T-Motor. Там, где запись ToBMS молчит — максимальная мощность U15XXL, значения токов U15 II и любое значение тяги, нормированное для висения, — эти страницы или соответствующий даташит и есть место, где закрыть пробел.

Куда двигаться дальше

Чтобы перейти от чтения к списку кандидатов, три инструмента работают по очереди: каждый мотор из этого сравнения находится в категории Моторы для БПЛА, кандидатов можно сузить по классу тяги, KV и массе в Подбор, а выбранные модели можно поставить друг против друга в Сравнение продуктов. Прикладная сторона того же решения собрана на странице Тяжелогрузные дроны, которая группирует указанные соответствия по классу полезной нагрузки.

Три существующих обзора расширяют картину в стороны. Моторы для БПЛА: подбор KV, тяги и массы под аппарат разбирает ту же категорию со стороны аппарата, охватывая KV, конфигурацию статора, сопротивление и тягу по более широким рядам U, Navigator, P и AT, и служит парой к этому взгляду, ведомому полезной нагрузкой. Моторы для дронов: выбор для FPV, самолётного типа и VTOL охватывает малый конец того же семейства, где доминируют время работы батареи и отклик, а BLDC-двигатели: типы, параметры и выбор бесколлекторных двигателей помещает все эти категории — UAV-моторы, моторы для дронов, моторы для подвесов, движители и приводы — в одну рамку для тех, кто идёт от технологии, а не от аппарата. Ветвь пилотируемых платформ из этого же вопроса разобрана отдельно: Силовые установки пилотируемых аппаратов: выбор из трёх моторов T-Motor U15 сопоставляет U15 II, U15XL и U15XXL по нагрузкам и режимам, которые добавляет пилотируемая платформа.

Коротко: сначала зафиксировать взлётную массу и число роторов, по ним вывести требуемую тягу на луч с запасом на управление, выбрать самый малый мотор, чья указанная максимальная тяга это покрывает, а затем позволить KV, числу ячеек и пропеллеру задать рабочую точку. В этом ряду такая последовательность обычно приводит к U15 II для промышленного тяжелогрузного подъёма, к U15XXL — когда полезная нагрузка на луч превышает то, что средняя модель способна поднять с запасом, и к U5 — где полезная нагрузка остаётся в низких единицах килограммов.