Мотор BLDC для БПЛА большой продолжительности выбирают по той точке, в которой аппарат проводит основную часть времени, а не по пику, который он способен выдержать мгновение, и семь моделей серии MN, представленных сейчас в категории Моторы для БПЛА, показывают, насколько далеко расходятся эти два требования. По всей группе KV идёт от 160 до 470, масса — от 68 g до 171 g, внутреннее сопротивление — от 55 mΩ до 194 mΩ, а опубликованная мощность за 180 секунд — от 380 W до 1200 W. Этот разброс должен отвечать за мультикоптер для аэросъёмки массой менее килограмма на одном конце и за VTOL-платформу подъёма массой несколько килограммов на другом, поэтому полезный вопрос не в том, какая из семи моделей самая сильная, а в том, какая удерживает свою эффективность и свою температуру в точке висения, вокруг которой построена миссия. Этот обзор читает семь записей относительно этого вопроса, и тот же режим описан на странице приложения БПЛА большой продолжительности.
Краткий ответ
Время полёта задаётся цепочкой, а не отдельным столбцом, и эта цепочка идёт от пропеллера к напряжению шины, а затем к обмотке. Диаметр и шаг пропеллера фиксируют скорость вала и момент, который мотор должен передать; число ячеек фиксирует напряжение, которое видит обмотка; а KV связывает эти два параметра, поскольку KV — это отношение скорости вала к приложенному напряжению. Аппарат большой продолжительности хочет, чтобы пропеллер был крупным и медленным, а шина — высоковольтной, так что ток, который обмотка несёт всю миссию, остаётся низким, и записи в этой группе, опубликованные для 6-12S и 12S, — это те, что построены для такой схемы.
Два столбца весят больше, чем можно предположить по их ширине. Внутреннее сопротивление — это коэффициент при потерях в меди, а потери в меди оплачиваются непрерывно в течение всего полёта, а не всплесками, поэтому значение сопротивления, различающееся втрое между двумя кандидатами, — это разница, которую миссия почувствует. Опубликованная мощность за 180 секунд — это тепловое окно, а не крейсерский номинал, и её лучше читать как сигнал запаса между кандидатами с близким режимом, а не как число, которое подставляют в оценку времени полёта. Поэтому подбор мотора BLDC для БПЛА большой продолжительности начинается с пропеллера и полной взлётной массы, переходит к шине и KV и лишь затем сравнивает записи столбец за столбцом.
Семь записей разделяются по шине, а не по массе. Четыре из них опубликованы для 6S или ниже, а три — для 6-12S или 12S, и значения KV следуют тому же делению: от 340 до 470 KV у низковольтных записей и от 160 до 240 KV у высоковольтных. Обе группы могут достичь сопоставимых скоростей вала от разного напряжения батарейного блока, и число, которое их разделяет, — это ток, который каждая из них потребляет для своей опубликованной мощности. Разделы ниже разбирают эту цепочку по порядку, а затем ставят семь записей рядом как один набор характеристик.
Где на самом деле теряется время полёта
Время полёта на моторе BLDC для БПЛА большой продолжительности теряется не потому, что мотор неэффективен сам по себе; оно теряется в конкретной рабочей точке, и эта точка — висение. Всё, что следует за точкой висения — размер батарейного блока, который приходится нести, набор высоты, который нужно учесть, резерв, который нужно удерживать, — выводится из мощности, необходимой аппарату, чтобы оставаться в воздухе. Именно поэтому список кандидатов для большой продолжительности строится вокруг эффективности в висении и теплового поведения, а не вокруг наибольшего опубликованного значения мощности в линейке продуктов.
Точка висения — это то, на что уходит миссия
Полёт для аэросъёмки или инспекции один раз набирает высоту, стабилизируется, а затем удерживает её большую часть своей продолжительности, поэтому именно электрическая мощность, потребляемая в этом установившемся режиме, задаёт продолжительность. Пиковая мощность потребляется секундами во время набора высоты и ограничивается ESC и батарейным блоком, а не обмоткой. Следствие для списка кандидатов прямое: два мотора с одинаковой опубликованной пиковой мощностью могут сильно расходиться в точке висения, и именно тот, что лучше в висении, важен для длительной миссии. Это же и причина, по которой столбец 180 секунд не может заменить данные висения, и причина, по которой разделы ниже разводят эти два числа везде, где сравнение зависит от разницы между ними.
Нагрузка на диск — это решение о пропеллере раньше, чем о моторе
Мощность, необходимая мультикоптеру для висения при заданной полной взлётной массе, падает по мере роста площади диска под ним, а площадь диска — это свойство пропеллеров, а не моторов. Более крупный ротор на том же аппарате разгоняет большую массу воздуха до меньшей скорости, что даёт ту же тягу при меньшей индуктивной мощности. Мотор входит в картину лишь как компонент, который должен вращать этот более крупный ротор с рабочей скоростью и без перегрева, и именно поэтому записи с низким KV в этой группе — это ещё и записи, опубликованные для наибольшего числа ячеек: крупный медленный пропеллер требует низкой скорости вала на вольт, а высоковольтная шина и есть то, что даёт нужную скорость вала без высокого KV.
Продолжительность — это тяга на ватт, а не ватты
Число, описывающее экономичность висения, — это тяга, отдаваемая на каждый ватт электрической входной мощности, и производитель публикует её напрямую. Тестовые данные для MN3510 KV360 на пропеллере 15 × 5 CF при 14.8 V идут от 340 g тяги при 15.32 G/W на 50 процентах газа через 580 g при 13.06 G/W на 65 процентах и 760 g при 11.41 G/W на 75 процентах к 1000 g при 9.94 G/W на полном газу. На одном моторе и одном пропеллере точка 50 процентов поэтому отдаёт примерно в 1.5 раза больше тяги на ватт, чем точка полного газа. Эффективность длительного полёта UAV покупается на оконечности этой кривой со средним газом, то есть именно там, где проводит время аппарат, который не набирает высоту, и это причина, по которой список кандидатов, прочитанный против столбца пиковой мощности, может указывать не туда.
Сопротивление, ток и тепло, с которым длительной миссии приходится жить
Потери в меди — это квадрат тока, умноженный на сопротивление обмотки, и каждый член этого произведения ведёт себя по-разному на протяжении длительного полёта. Ток задаётся пропеллером и шиной; сопротивление — свойство обмотки; а возникшие потери превращаются в тепло внутри статора, у которого нет активного охлаждения и который располагает только тем потоком воздуха, какой обеспечивает аппарат. За двадцатиминутный вылет потери накапливаются непрерывно, поэтому значение внутреннего сопротивления UAV-мотора — это коэффициент при текущих издержках, а не при мгновенных, и эффективность длительного полёта UAV — это то, что оба члена решают вместе за полный разряд.
Сопротивление — это потери, которые идут всю миссию
Поскольку потери масштабируются с квадратом тока, их значение определяется в основном тем, где находится ток висения, а ток висения определяется нагрузкой пропеллера и напряжением шины. В этой группе сопротивление идёт от 55 mΩ у MN5008 KV340 до 194 mΩ у MN4006 KV380 — примерно втрое с половиной между записями с сопоставимой опубликованной мощностью. В чтении рядом со столбцом шины этот порядок в значительной мере объясняется: чем выше число ячеек, тем ниже ток, необходимый для заданной мощности на валу, и тем меньше стоит член сопротивления. Честное чтение списка кандидатов для БПЛА большой продолжительности должно использовать оба столбца вместе, потому что высокое сопротивление у низковольтной записи и низкое сопротивление у высоковольтной измеряют не один и тот же режим.
Строка тока холостого хода и то, во что она обходится за час
Ток холостого хода — это ток, который мотор потребляет без нагрузки пропеллера, и он покрывает потери, вовсе не связанные с нагрузкой: трение в подшипниках, вентиляционные потери и потери в стали статора. Эти потери присутствуют всякий раз, когда мотор вращается, поэтому за час они представляют собой фиксированный налог на батарейный блок. Столбец в этой группе опубликован неравномерно и при разных опорных напряжениях, и это ограничение стоит назвать прямо: MN4006 KV380 указан как 0.3 A, а MN5008 KV340 — как 0.9 A, оба при 10 V, тогда как MN6007 II KV160 указан как 0.5 A при 18 V. Остальные четыре записи в группе не несут этого поля, поэтому сопоставимого ранжирования по потерям холостого хода для всех семи по записям построить нельзя; там, где сборка зависит от потерь холостого хода, это значение относится к вопросам, которые ставят документации производителя.
Статор, который остаётся холодным, сохраняет свой запас эффективности
Сопротивление меди растёт с температурой, поэтому обмотка, которая в точке висения работает горячей, — это обмотка, чьи потери растут на протяжении полёта, а доступный запас вместе с ними сокращается. Это делает тепловое поведение первостепенным свойством мотора большой продолжительности, а не второстепенным, и именно эту часть режима опубликованные таблицы описывают наименее прямо. В собственной тестовой заметке производителя прямо указано условие, стоящее за его столбцом температуры: это температура поверхности мотора на 100 процентах газа после того, как мотор проработал 10 минут. Установившееся висение на частичном газу — это иной тепловой случай, чем десять минут на полном газу, поэтому данные о температуре — это свидетельство о том, как конструкция управляет теплом, а не предсказание температуры висения, и допущения по креплению и окружающей среде остаются в документации производителя.
Что требует длительная миссия, чего не требует короткая
Короткий и длительный полёт читают одну и ту же таблицу характеристик по-разному, и различие не только в продолжительности. Длительная миссия подвергает обмотку длительному току и длительной тепловой нагрузке, она разряжает батарейный блок настолько, что напряжение шины под мотором смещается, и она не оставляет места компоненту, чьи опубликованные значения держатся только в начале кривой разряда. Эти три эффекта — причина того, что значимые столбцы смещаются между двумя режимами.
Что на самом деле измеряет столбец 180 s
Опубликованная мощность за 180 секунд — это мощность, которую мотор способен поглощать 180 секунд до достижения теплового предела, заданного его классом изоляции и его креплением, и производитель указывает температурную условность, стоящую за ней. Она находится между набором высоты и вылетом: дольше любого взлётного всплеска, но куда короче полёта. Её полезная роль в списке для большой продолжительности — сравнительная: запись на 1200 W против записи на 380 W — это реальная разница в том, какой ток обмотка способна нести до достижения предела, и в том, какой запас есть у более тяжёлого аппарата, если точка висения сместится. Это не то число, на которое делят энергию батарейного блока, и разделы выше показывают, почему: именно тяга на ватт в точке висения, а не тепловой потолок, превращает накопленную энергию во время в воздухе.
Режим во времени и почему пиковое число его не заменяет
У миссии есть форма, и эта форма — то, что испытывает обмотка. Набор высоты в десятки секунд, висение в течение многих минут, участок перепозиционирования и снижение предъявляют каждый свой ток, и только сегмент висения длится достаточно долго, чтобы иметь значение для теплового установившегося состояния. В таблице характеристик нет столбца для такого профиля, а значит сравнение приходится собирать из тех частей, что существуют: эффективность в точке висения из тестовых данных, сопротивление, превращающее ток висения в тепло, и опубликованные значения для концов диапазона. Чтение списка кандидатов по наибольшему числу в столбце мощности подменяет распределение крайним случаем, и это самый распространённый способ, которым выбор для большой продолжительности делается на неверной основе.
Просадка напряжения в конце разряда блока
Батарейный блок, отдавший большую часть своей ёмкости, находится при более низком напряжении, чем полный, и мотор видит это напрямую, потому что KV превращает вольты в скорость вала. Поэтому в конце полёта доступная при данном газе скорость вала падает, и удержание той же тяги требует большего тока — что повышает потери в меди ровно в тот момент, когда блоку меньше всего есть что отдать. Записи описывают это лишь через столбец числа ячеек, и это ещё одна причина читать число ячеек как часть режима, а не как деталь компоновки. Сборка, весь полёт которой планируется по напряжению полного блока, планируется по вершине кривой, идущей вниз.
Масса и ёмкость батареи, которую она вытесняет
У мотора BLDC для БПЛА большой продолжительности масса не бесплатна: она оплачивается из двух бюджетов, которые решают продолжительность, — полезной нагрузки и батарейного блока. Каждый грамм, добавленный у мотора, приходится поднимать весь полёт, что повышает мощность висения и потому быстрее разряжает блок; тот же грамм, отнятый у блока, убирает накопленную энергию. Этот обмен реален и измерим, и поэтому столбец массы стоит рядом со столбцами эффективности, а не в механическом приложении.
Масса мотора оплачивается из полезной нагрузки или блока
Семь записей охватывают от 68 g до 171 g, и этот разброс не случаен: более лёгкие записи — низковольтные, несущие меньше меди, а более тяжёлые несут обмотку и магнитный материал, нужные режиму с большей тягой. Установка более тяжёлого мотора на аппарат не просто добавляет его собственную массу, потому что дополнительная способность к тяге может позволить более крупный пропеллер или более короткий набор высоты, что способно вернуть часть массы. Чего она не может — так это уйти от арифметики висения: при фиксированной полной взлётной массе более тяжёлая силовая установка оставляет меньше блоку, а блок и есть бюджет продолжительности. Поэтому столбец массы читается последним в последовательности ниже, но читается он против столбцов эффективности, а не в изоляции.
Масса без кабеля — это то, что несёт аппарат
В записях существуют две условности массы, и они не взаимозаменяемы. Значение в таблице ниже — это опубликованная масса, включающая кабель и разъём; отдельное значение для одного мотора опубликовано лишь у трёх из семи записей: 80 g у MN3110 KV470, 97 g у MN3510 KV360 и 150 g у MN4014 KV400. Эти три показывают, что кабель и разъём составляют заметную долю опубликованной массы — примерно от 12 до 18 процентов от общей в этих записях, — поэтому бюджет массы, построенный по значению из таблицы, даёт консервативность в верную сторону. Здесь не делается никаких допущений для значения без кабеля у четырёх записей, которые его не публикуют, и ни одно не оценивается.
Напряжение шины и пропеллер, который мотору предстоит вращать
У мотора BLDC для БПЛА большой продолжительности число ячеек и KV часто рассматривают как отдельные решения, тогда как это две половины одного отношения. KV превращает приложенные вольты в скорость вала, поэтому напряжение шины и значение KV вместе задают скорость без нагрузки; затем пропеллер решает, сколько этой скорости сохраняется под нагрузкой и сколько тока мотор потребляет, чтобы его вращать. Именно чтение этих двух столбцов порознь порождает сборки, разумные по отдельности и несогласованные вместе.
Число ячеек и KV — две половины одного отношения
Поскольку скорость без нагрузки при фиксированной шине масштабируется с KV, отношение двух значений KV — это отношение их скоростей вала на общем блоке. В этой группе MN3110 KV470 и MN6007 II KV160 находятся на крайних точках: 470 KV на 3-6S и 160 KV на 12S, и отношение между ними — близкое к трём к одному — и есть вся причина, по которой два конца таблицы не взаимозаменяемы. Одной и той же скорости вала можно достичь мотором с высоким KV при малом числе ячеек или мотором с низким KV при большом числе ячеек; меняется ток. При постоянной мощности на валу повышение шины снижает ток, что снижает потери в меди в обмотке и ток, который должен выдавать ESC.
Ниже KV, крупнее пропеллер, ниже нагрузка на диск
Более крупный пропеллер — это более длинный рычаг на валу, и ему нужен больший момент при заданной скорости, а момент в бесколлекторном моторе создаётся током. Поэтому крупный грубый пропеллер на моторе с низким KV — согласованная пара, а тот же пропеллер на моторе с высоким KV потребовал бы либо меньшего газа — что уводит рабочую точку из её эффективной области — либо тока, на который обмотка не рассчитана. Это механическая половина аргумента, который раздел о висении делает на электрической стороне, и она объясняет порядок в группе: значения KV падают по мере роста опубликованной тяги, от 470 KV у самой лёгкой записи до 160 KV у записи с наибольшей тягой. Эффективность длительного полёта UAV и нагрузка на диск связаны через этот порядок, а не через столбец мощности.
Мотор BLDC для БПЛА большой продолжительности: матрица сравнения характеристик
Семь записей, представленных сейчас в категории Моторы для БПЛА, изложены ниже как один набор характеристик, упорядоченный по опубликованной массе, так что шаг от самой лёгкой записи к самой тяжёлой виден в самом столбце. Каждое значение — это число, которое производитель публикует для данной модели, и ни одна ячейка не оценена. Там, где запись не несёт поля, таблица говорит об этом, а не заполняет пробел. Те же семь моделей сгруппированы под режимом БПЛА большой продолжительности, рассмотренным в разделах выше.
| Модель | Конфигурация | Внутреннее сопротивление | Число ячеек (LiPo) | Максимальная тяга | Макс. мощность 180 s | Масса |
|---|---|---|---|---|---|---|
| MN4006 KV380 | 18N24P | 194 mΩ | 4-6S | 2309 g | 380 W | 68 g |
| MN3110 KV470 | 12N14P | 135 mΩ | 3-6S | 1220 g | 330 W | 98 g |
| MN3510 KV360 | 12N14P | 188 mΩ | 3-6S | 1900 g | 330 W | 117 g |
| MN5008 KV340 | 24N28P | 55 mΩ | 6S | 4215 g | 760 W | 135 g |
| MN6007 II KV160 | 24N28P | 178 mΩ | 12S | 6419 g | 1120 W | 159 g |
| MN501-S KV240 | 24N28P | 85 mΩ | 6-12S | 4660 g | 1200 W | 170 g |
| MN4014 KV400 | 18N24P | 67 mΩ | 4-8S | 3360 g | 900 W | 171 g |
Модель, конфигурация статора, внутреннее сопротивление, опубликованное число ячеек, максимальная тяга, максимальная мощность за 180 секунд и масса — как опубликовано производителем для семи моделей серии MN, представленных сейчас в категории Моторы для БПЛА, упорядоченных по опубликованной массе. Максимальная тяга и мощность за 180 секунд — это числа, которые производитель публикует для каждой модели; оба зависят от пропеллера и напряжения шины, использованных в тесте, поэтому внутри группы они сопоставимы лишь в том смысле, что описывают собственное опубликованное условие каждой модели. Число ячеек показано как опубликовано, поэтому одно значение означает одно опубликованное окно, а диапазон — что модель опубликована по всему диапазону. Масса включает кабель и разъём. Столбец KV не показан, потому что каждое название модели в таблице несёт собственное значение KV, и столбец габаритов не показан, потому что описанный здесь режим определяется электрическими столбцами, а не размерами корпуса.
Два наблюдения выделяются, как только семь записей оказываются на одной странице, и ни одно из них не относится к столбцу мощности. Первое — внутреннее сопротивление UAV-мотора идёт не в том же порядке, что масса: MN5008 KV340 несёт 55 mΩ при 135 g, тогда как MN3510 KV360 несёт 188 mΩ при 117 g, а MN4006 KV380 несёт 194 mΩ при 68 g. При чтении вниз по этому столбцу две самые лёгкие записи — это записи с наибольшим сопротивлением, что и выглядит как обмотка, рассчитанная на лёгкий аппарат, а корпуса 24N28P в середине таблицы — это те, у которых значения низкие. Список кандидатов, построенный только по столбцу массы, расположил бы эти записи в неверном порядке для длительного равномерного полёта.
Второе — число ячеек делит таблицу надвое. Три записи опубликованы для 6-12S или 12S, а четыре — для 6S или ниже, и значения KV следуют этому делению: четыре низковольтные записи идут от 340 до 470 KV, а три высоковольтные — от 160 до 240 KV. Поскольку KV — это обороты в минуту на вольт, обе группы достигают сопоставимых скоростей вала от очень разного напряжения блока, и число, которое их разделяет, — это ток, который каждая потребляет для своей опубликованной мощности. Именно это наблюдение последовательность подбора ниже превращает в решение.
Третье наблюдение касается записей, стоящих в таблице ближе всего друг к другу. MN501-S KV240 и MN4014 KV400 соседствуют по массе — 170 g и 171 g, — но построены для разных концов режима: одна — это запись 24N28P 6-12S на 1200 W, а другая — запись 18N24P 4-8S на 900 W. Соседняя масса при ином статоре, ином окне шины и иной опубликованной мощности — самое ясное напоминание в таблице о том, что масса это результат компоновки, а не описание режима. Выбор между ними определяется шиной, которую способен нести аппарат, и пропеллером, который каждый из них должен вращать, а не 1 g, который их разделяет.
Семь записей против трёх весовых диапазонов платформ
Таблица упорядочена по массе, и это верный порядок для списка кандидатов и неверный порядок для понимания того, что содержит группа. При чтении по платформам, напротив, семь моторов BLDC для режима длительного полёта UAV, представленных сейчас в категории Моторы для БПЛА, распадаются на три диапазона, и границы этих диапазонов задаются взлётной массой аппарата, а не мотором. Три раздела ниже помещают каждую запись туда, где ей место, и отмечают то, чего записи не говорят.
Платформы до 2 kg и то, что записи оставляют открытым
Лёгкий конец группы несут три записи, построенные для малых съёмочных платформ. T-Motor MN4006 KV380 мотор для БПЛА — самый лёгкий при 68 g: запись 18N24P 4-6S, публикующая 2309 g тяги и 380 W; T-Motor MN3110 KV470 мотор для БПЛА — запись 12N14P 3-6S массой 98 g, публикующая 1220 g и 330 W; а T-Motor MN3510 KV360 мотор для БПЛА — запись массой 117 g в конфигурации 12N14P 3-6S, публикующая 1900 g и 330 W. Две записи 12N14P показывают, почему значение тяги нужно приводить вместе с его условием теста: опубликованная производителем кривая для MN3510 KV360 достигает 1000 g на пропеллере 15 × 5 CF при 14.8 V, поэтому его табличное значение 1900 g относится к более высокой шине внутри его окна 3-6S. Что записи оставляют открытым для этого диапазона — это значение тока висения при конкретном пропеллере и шине, то есть число, которое нужно бюджету продолжительности менее 2 kg и которое не представлено отдельным столбцом.
Официальный релизный ролик серии Navigator MN, который охватывает более лёгкие записи, на которые опирается этот обзор, и показывает, как построены и смонтированы корпуса 12N14P и 18N24P в первых двух диапазонах.
Страница видео на ToBMSСмотреть на YouTubeДиапазон 2-5 kg для картографирования и инспекции
Средний диапазон покрывают две записи, и именно их конструкция статора приближает их к выделенному режиму большой продолжительности. T-Motor MN4014 KV400 мотор для БПЛА — это 171 g в корпусе 18N24P, публикующий 3360 g и 900 W по окну 4-8S; T-Motor MN5008 KV340 мотор для БПЛА — это 135 g в корпусе 24N28P, публикующий 4215 g и 760 W на 6S. Они различаются в том направлении, которое важно для этого режима: MN5008 KV340 несёт 55 mΩ сопротивления против 67 mΩ у MN4014 KV400, а его опубликованное число ячеек — одно 6S, а не окно 4-8S. Платформа для картографирования, остановившаяся на блоке 6S и желающая меньших потерь в меди, читает MN5008 KV340; платформа, для которой шина должна быть свободной переменной по всей сборке или которой нужна более высокая опубликованная мощность, читает MN4014 KV400. Разница между 135 g и 171 g — это 36 g массы аппарата, что составляет долю полезной нагрузки, которую способен поднять любой из них, и реальную долю малого батарейного блока.
Диапазон 5-10 kg для большой продолжительности и VTOL-подъёма
Тяжёлый конец группы заполняют две записи, которые отличаются от всего, что ниже них в таблице. T-Motor MN501-S KV240 мотор для БПЛА — это запись 24N28P 6-12S массой 170 g, публикующая 4660 g и 1200 W; T-Motor MN6007 II KV160 мотор для БПЛА — это запись 24N28P 12S массой 159 g, публикующая 6419 g и 1120 W, наибольшую опубликованную тягу в наборе. Обе несут широкое или высокое окно шины и низкий KV — сочетание, которое нужно крупному медленному пропеллеру, — и обе подошли бы для роли подъёма VTOL-платформы так же легко, как для роли висения на мультикоптере. MN6007 II KV160 сочетает наибольшую опубликованную тягу со вторым по величине сопротивлением в 178 mΩ, и это то, как выглядит высокое отношение KV к тяге в обмотке с низким KV: меньше витков более толстого провода не следует из одной лишь тяги, и именно столбец сопротивления это показывает.
Подбор мотора BLDC для БПЛА большой продолжительности: последовательность расчёта
Порядок ниже — это порядок, в котором опубликованные значения становятся решениями, потому что каждый шаг убирает кандидатов, которых более поздний шаг вернуть не может. Он написан для списка кандидатов, составленного из семи записей, представленных сейчас в категории Моторы для БПЛА, но сама последовательность не зависит от того, какие записи входят в группу. Страница приложения БПЛА большой продолжительности содержит те же семь моделей с их атрибутами фильтрации.
Сначала режим и бюджет висения
Профиль миссии определяется до того, как прочитан хоть один мотор: продолжительность висения, набор высоты, полезная нагрузка и резерв вместе дают энергию, которую должен держать батарейный блок, и мощность висения, которую должен выдавать аппарат. Эти два числа затем ограничивают поиск, потому что мотор, чьи опубликованные значения не выдерживают мощность висения при эффективности, которую блок может себе позволить, не спасёт никакой более поздний шаг. По этой группе опубликованная мощность за 180 секунд растёт вместе с опубликованной тягой в том же порядке: от 330 W у самой лёгкой записи 12N14P до 1200 W у MN501-S KV240, поэтому кандидата, чья мощность сильно выбивается из этой прогрессии для его тяги, стоит осмотреть, прежде чем включать в список.
Электрическая интеграция и батарейный блок
Шина сама по себе является решением, потому что она задаёт массу батарейного блока и номинал ESC одновременно с тем, как задаёт ток, который обмотка несёт в точке висения. В этой группе выбор фактически между записями, опубликованными для 6S или ниже, — от 330 W до 760 W мощности за 180 секунд — и записями, опубликованными для 6-12S или 12S, — на 1120 W и 1200 W. Низкий KV при высокой шине снижает ток висения для заданной мощности на валу, что снижает потери в меди и продлевает время, которое тот же блок способен поддерживать аппарат, и платит за это более тяжёлым блоком и более высоковольтным ESC. Это тот шаг, где столбец внутреннего сопротивления UAV-мотора решает близкий вопрос, и это также шаг, где значение за 180 секунд следует использовать лишь как сигнал запаса между кандидатами со сходным режимом.
Механические габариты и записи
Лишь после того, как режим, шина и обмотка сузили список, в игру вступает сторона решения, связанная с креплением, и к тому моменту набор кандидатов обычно уже достаточно короток, чтобы его решили зазоры, вал и прокладка кабеля. Столбец массы на этом шаге читается против бюджета батарейного блока, а не как оценка качества, и значение без кабеля используется там, где запись его публикует, — у трёх из семи моделей здесь, — потому что именно эту массу несёт конструкция аппарата. Там, где запись не несёт поля, от которого зависит сборка — ток холостого хода у четырёх из семи, масса без кабеля у четырёх, — честный ход — поставить вопрос документации производителя, а не выводить значение из соседней модели.
Три шага, применённые к этой группе, дают список кандидатов, а не ответ:
- Малые съёмочные платформы и аппараты до 2 kg. MN4006 KV380, MN3110 KV470 и MN3510 KV360 — это записи 3-6S и 4-6S массой от 68 g до 117 g, и их опубликованная тяга от 1220 g до 2309 g подходит лёгкому концу режима на малом блоке.
- Платформы для картографирования и инспекции в диапазоне 2-5 kg. MN5008 KV340 и MN4014 KV400 разделяют 36 g массы, 21 mΩ сопротивления и 6S против окна шины 4-8S, и выбор между ними следует из того, сколько свободы сборка хочет в напряжении своего блока.
- Тяжёлые мультикоптеры и роли подъёма VTOL в диапазоне 5-10 kg. MN501-S KV240 и MN6007 II KV160 — это записи 6-12S и 12S, и MN6007 II KV160 публикует наибольшую тягу в наборе — 6419 g при самом низком KV.
Часто задаваемые вопросы
QКак долго БПЛА большой продолжительности может держаться в воздухе на одном блоке?
Универсального числа в часах не существует, потому что продолжительность — это деление, а не характеристика: энергия, которую способен отдать блок, делённая на электрическую мощность, необходимую аппарату для висения. Мощность висения задаётся полной взлётной массой и площадью диска под пропеллерами, и мотор входит в неё лишь через тягу на ватт в этой точке и через тепловое снижение характеристик, следующее из работы в тепле. Именно поэтому опубликованные записи здесь несут тягу, сопротивление и мощность за 180 секунд, а не время полёта, и поэтому честный способ задать требование по продолжительности — это профиль миссии, а не одно число. Там, где производитель публикует тягу на ватт по диапазону газа, оконечность этой кривой со средним газом и есть то, что использует длительный полёт.
QОзначает ли более низкий KV большее время полёта?
Не сам по себе. KV — это отношение между скоростью вала и приложенным напряжением, а не мера эффективности, поэтому низкий KV является преимуществом лишь тогда, когда он сочетается с более крупным пропеллером и напряжением шины, которые вместе ставят мотор в эффективную рабочую точку. Мотор с низким KV на малом тонком пропеллере вращает его слишком медленно, чтобы создать полезную тягу; тот же мотор на крупном грубом пропеллере при правильной шине вращает его со скоростью, которую этот пропеллер хочет, и потребляет меньше тока для той же мощности на валу. В этой группе значения KV падают с 470 KV у записи 3-6S до 160 KV у записи 12S, и оба конца достигают сопоставимых скоростей вала от очень разного напряжения. Значение KV — это согласование с пропеллером и блоком, а не самостоятельное качество.
QКак читать значение мощности за 180 s применительно к длительной миссии?
Её читают как тепловое окно и как сигнал запаса, а не как рабочую точку. Это значение описывает мощность, которую мотор способен поглощать 180 секунд, прежде чем его обмотка достигнет предела, заданного её классом изоляции и её креплением, и оно опубликовано при собственном условии теста производителя, а не при условии висения. Длительная миссия большую часть своей продолжительности идёт куда ниже этого значения, поэтому число полезно для сравнения того, какой ток два кандидата со сходным режимом способны нести до достижения предела, и того, какой запас есть у одного из них, если точка висения сместится вверх. Это не то число, на которое делят бюджет энергии батарейного блока, потому что превращение накопленной энергии во время полёта идёт вместо этого через тягу на ватт в точке висения.
QМожет ли один мотор покрыть и роль VTOL-подъёма, и крейсерскую роль?
Может, и те записи, что это делают, — это записи с широким окном числа ячеек. Две роли — это две рабочие точки: подъём с большой тягой и малой длительностью и крейсерский полёт с малой тягой и большой длительностью, — и покрытие обеих одним мотором представляет собой компромисс, которому нужна шина, переносимая мотором в точке подъёма, и KV, сохраняющий крейсерскую точку эффективной. В этой группе это указывает на 6-12S MN501-S KV240 и 12S MN6007 II KV160, которые публикуют, соответственно, самое широкое окно шины и наибольшую тягу. Может ли конкретный аппарат летать таким образом, зависит от данных производителя по тяге и эффективности для этого пропеллера при этом напряжении, поэтому проверять следует значения для выбранного пропеллера, прежде чем останавливаться на однодвигательной компоновке.
Официальные материалы
T-Motor публикует официальную страницу продукта для каждого изделия с его панелью характеристик и тестовыми данными, и эти страницы остаются источником истины для каждого значения, приведённого в этом обзоре, — например, страница продукта MN5008 KV340, страница продукта MN501-S KV240 и страница продукта MN6007 II KV160. Значения сопротивления, числа ячеек, тяги, мощности и массы в таблице выше — это значения, которые эти страницы публикуют для каждой модели. Значение тока висения при конкретном пропеллере и напряжении, тепловое допущение, стоящее за значением 180 секунд, или ток холостого хода для модели, чья запись его не несёт, — это вопрос к документации производителя, а не значение, которое можно вывести из панели характеристик.
Куда двигаться дальше
Для отбора, а не для чтения, три инструмента на платформе выполняют работу последовательно. Изучить всю категорию Моторы для БПЛА, чтобы увидеть семь записей отсюда рядом с тяжелогрузными и сельскохозяйственными моделями, сузить кандидатов по числу ячеек, массе и опубликованной мощности в Подбор, затем поставить кандидатов друг против друга в Сравнение продуктов. Страница приложения БПЛА большой продолжительности содержит тот же режим с собственными атрибутами фильтрации.
Три дальнейших обзора несут те части этой темы, которые подбор для большой продолжительности не решает. Моторы для БПЛА: подбор KV, тяги и массы под аппарат охватывает более широкую картину воздушного движителя, включая записи серии U для более крупных задач подъёма, которые лежат вне серии MN, сравниваемой здесь. Бесколлекторные моторы для моделей самолётного типа: согласование KV, пропеллера и крейсерской мощности берёт ту же цепочку пропеллер — KV — число ячеек и применяет её к аппарату с крылом, где рабочая точка — это крейсерский полёт, а не висение. Моторы для тяжелогрузных дронов: три варианта T-Motor от 2.85 кг до 101 кг тяги охватывает подъёмный конец того же режима, где аппараты задаются под длительную тягу в масштабе нескольких килограммов.
Коротко: сначала зафиксировать пропеллер и полную взлётную массу, потому что пропеллер задаёт скорость вала, которую мотор должен достичь, а масса задаёт мощность висения, которую он должен выдать; затем согласовать KV с шиной, которую способен нести аппарат, потому что KV становится скоростью вала лишь тогда, когда к нему приложено напряжение, а шина и есть то, что решает ток; и последней прочитать обмотку против тока висения, потому что значение мощности за 180 секунд — это тепловое окно, а не номинал. Внутри этой группы такая последовательность отделяет записи 3-6S и 4-6S от двух среднедиапазонных моделей 6S и 4-8S и от пары 6-12S и 12S ещё до того, как какая-либо отдельная модель взвешена против другой.








