İnsanlı Hava Aracı Tahrik Sistemleri: Üç T-Motor U15 Motoru Karşılaştırması

Bir İnsanlı Hava Aracı Tahrik Sistemleri için motor boyutlandırmak, insansız bir gövde için boyutlandırmaktan farklı bir öncülle başlar. İnsansız bir hava aracı bir görev ve bir maliyet etrafında tasarlanabilir ve pek çok görev için tahrik arızasının uçuşu bitirmesine izin vermek makuldür. Bir insan taşıyan hava aracı bu şekilde tasarlanamaz. Görev süresi daha uzundur, çalışma noktası zarfın sürekli ucuna daha yakın oturur, tek bir arıza yalnızca olasılık dışı değil atlatılabilir olmak zorundadır ve entegratörün dayandığı her değerin bir manşete değil bir teste kadar izlenebilir olması gerekir. Bu kılavuz üç T-Motor U15 motorunu ele alıyor - kayıtlı en geniş besleme penceresine sahip 1740 g'lık bir ünite, 24S besleme için üretilmiş 4408 g'lık bir ünite ve üçü içinde en yüksek itme kuvvetini kaydeden 5130 g'lık bir ünite - ve her durumda seçimi hangi kayıtlı değerin kesinleştirdiğini, hangi değerlerin ise üreticinin veri sayfasında yer aldığını açıklıyor.

Üçünün tamamı harici bir ESC ile sürülen fırçasız dış rotorlu motorlardır ve üçü de ToBMS'in tek bir kategorisinde, UAV Motorları içinde yer alır. Onları birbirinden ayıran şey kütle, KV, kayıtlı itme kuvveti ve her birinin üretildiği beslemedir; bu farklar hafif iki kişilik gövdeler, motorlu yamaç paraşütü trikeleri ve mürettebatlı kullanıma uyarlanan daha büyük kargo platformlarına karşılık gelir. Burada alıntılanan her değer ilgili ToBMS ürün kaydından gelir; gram ile kilogram arasındaki dönüşümler, iki kayıtlı değerden kurulan oranlar ve hücre kimyasından çıkarılan her büyüklük türetilmiş olarak işaretlenmiştir, değer taşımayan bir alan ise komşu bir modelden doldurulmak yerine eksik olarak belirtilmiştir. Üç kayıttan ikisinin elektrik sütunları tam olarak yer almıyor ve hangi sütunun hangi kayıtta eksik olduğunu bilmek seçimin bir parçasıdır.

Kısa Yanıt

Bu kategoride ilk karar itme kuvveti değil, gövdenin kaç motor taşıdığı ve bunlardan biri durduğunda ne olacağıdır. Geri kalan her şey - KV, kütle, besleme, pervane - daha sonra nominal bir havada asılı kalma noktasına göre değil, bu arıza durumuna göre boyutlandırılır. Bu temelde buradaki üç motor bir sıralama oluşturmak yerine üç ayrı rol üstlenir.

Gövdenin küçük olduğu, bağlayıcı kısıtın batarya paketi olduğu ve tahrik düzeninin bir üniteyi kaybetmenin rahat bir marj bırakacağı kadar çok ünite taşıdığı yerde, U15 II KV80 üçü arasında 12-24S kabul eden tek ünitedir ve 1740 g ile diğerlerinin yarısından daha hafiftir. 180 saniyelik bir pencere boyunca 36.5 kg maksimum itme kuvveti ve 8580 W kaydeder ve kaydı herhangi bir güç değeri yayımlayan tek ünite de odur.

Gövdenin sabit bir 24S tasarımı olduğu ve kütle bütçesinin daha ağır bir motora izin verdiği yerde, U15XL KV38 kaydı 4408 g'da 81.2 kg itme kuvveti, 180 A tepe akım değeri, 10 V'ta 3.5 A boşta akım ve bu grupta kaydedilen en düşük direnç olan ve U15 II ile aynı değeri taşıyan 17 mΩ'lik bir sargı kaydeder; bu da onu kütle aralığının ortasında elektrik kaydı en eksiksiz ünite yapar.

Motor başına kayıtlı en yüksek itme kuvvetinin tasarımın ihtiyacı olduğu yerde, U15XXL KV29 aynı 24S beslemede ve aynı 36N42P statorda 5130 g'da 101.4 kg kaydeder; buna 210 A tepe akım değeri ve 20 mΩ sargı direnci eşlik eder. Üç kaydın hiçbirinin taşımadığı şey sürekli ve süresiz bir güç nominal değeridir. Mevcut en yakın ikameler U15 II'deki 180 saniyelik güç değeri ile diğer ikisindeki tepe akım değerleridir ve bunlar sürekli nominal değerler değil rejim penceresi beyanlarıdır - bir tasarım incelemesi bir tırmanışın ne kadar süre korunabileceğini sorduğunda akılda tutulmaya değer bir ayrımdır bu.

Hava aracı bir insan taşıdığında ne değişir

Bu motorların yapısında onları kategorideki herhangi bir büyük dış rotorlu motordan ayıran hiçbir şey yoktur. Değişen, gereksinimin şeklidir ve İnsanlı Hava Aracı Tahrik Sistemleri içinde gereksinim, kaydın hangi sütununun bağlayıcı hâle geldiğine karar verir.

Arızalar yalnızca olasılık dışı değil, atlatılabilir olmak zorundadır

İnsansız bir gövde, tahrik arızasının görevi bitireceği şekilde tasarlanabilir ve bu ölçekte ödün genellikle kabul edilebilirdir. Mürettebatlı bir gövde bunu yapamaz: tahrik düzeninin en az bir üniteyi kaybedip hava aracını yine de havada tutabilmesi gerekir; bu da yararlı değeri motor başına itme kuvvetinden, en kötü ünite çıkarılmış hâlde motor başına itme kuvvetine taşır. Dört motorlu bir düzende kurulu itme kuvvetinin dörtte üçü kalır; altı motorlu bir düzende altıda beşi. Aritmetik basittir ve nominal bir havada asılı kalma noktasına göre aşırı büyük görünen bir motorun sıklıkla arıza durumuna göre doğru boyutlandırılmış olmasının nedeni de budur.

Bu gruba karşı okunduğunda, U15XXL KV29 motorları üzerine kurulu dört motorlu bir gövdede tek bir arızadan sonra üç ünite kalır ve dördünün birlikte kaydettiği 406 kg'ın yaklaşık 304 kg'ını taşır - her iki değer de motor başına kayıtlı 101.4 kg'dan türetilmiştir. Aynı aritmetik U15 II KV80'de dördünün kaydettiği 146 kg'ın 110 kg'ını bırakır. İki sayıdan hiçbiri bir gövdenin üç motorla uçup uçmayacağına karar vermez; bu tasarıma bağlıdır ve tasarım motora değil entegratöre aittir. Sayıların gösterdiği şey, hangi motorun eklediği kütle karşılığında daha büyük marjı satın aldığıdır ve bir tasarımın marjına yakın oturduğu yerde bütün seçim tartışması bu farktır.

Sürekli çalışma noktası tepe değerden daha önemlidir

Mürettebatlı bir hava aracındaki havada asılı kalma geçici bir durum değildir; seyir tırmanışı da değildir. İnsansız bir görev profili zamanını rahat bir ortalamanın üzerindeki kısa sapmalarda geçirirken, mürettebatlı bir profil mevcut gücün yüksek bir oranını dakikalarca koruma eğilimindedir - bu da kararın merkezine tepe çıktı yerine termal davranışı koyar. Tepe değerler yine de önemlidir, ama farklı bir amaç için: kablo demetini, konnektörü ve ESC'yi boyutlandırırlar; çünkü bir iletkenin hissettiği şey güç değil akımdır.

Sürekli çalışmaya işaret eden sütunlar, bulunmama olasılığı en yüksek olanlardır. U15 II KV80 kaydı 180 saniyelik bir pencere için 8580 W taşır; bu bir nominal değer değil rejim beyanıdır ve diğer iki kaydın hiçbiri bir güç değeri taşımaz. O ikisinde mevcut elektrik bilgisi, 10 V'ta ölçülen bir yüksüz boşta akımın yanında bir tepe akım değeridir - U15XL KV38'de 180 A ve U15XXL KV29'da 210 A. Bu, bir kablo demetini boyutlandırmaya ve sargıları karşılaştırmaya yeter; sürekli bir çalışma noktası ilan etmeye yetmez ve öyleymiş gibi davranmak, mürettebatlı bir tahrik kestiriminin yanlış gitmesinin en yaygın tek yoludur.

Pervane ucundaki kütle iki kez ödenir

Bir hava aracında motor kütlesi yalnızca kaldırılmaz, aynı zamanda hızlandırılır. Bir kanatta ya da bir kolda, dış uçtaki dönen ve dönen olmayan kütle, gövdenin yunuslama ve yalpalama ekseninde yenmesi gereken ataleti artırır; bu da itme kuvveti açığı olarak değil, kontrol tepkisi ve sürüş kalitesi olarak kendini gösterir. Etki sürekli hissedilir, oysa bu kütleyle satın alınan itme kuvveti yalnızca zarfın tepesinde kullanılır.

Bu gruptaki yayılım önem taşıyacak kadar büyüktür. Dört U15 II KV80 motoru toplam 7.0 kg, dört U15XL KV38 ünitesi toplam 17.6 kg ve dört U15XXL KV29 ünitesi toplam 20.5 kg gelir - hepsi kayıtlı kütlelerden türetilmiştir. En hafif ile en ağır dört motorlu set arasındaki fark bu nedenle 13.6 kg'lık bir gövde kütlesidir; hafif iki kişilik bir platformda bu bir yuvarlama hatası değil gerçek bir sayıdır. Bu aynı zamanda buradaki en hafif ünitenin otomatik olarak doğru başlangıç noktası olmamasının nedenidir: üçü içinde en az itme kuvvetini kaydeder ve itme kuvvetine ihtiyaç duyan bir tasarım bunu başka bir yerde kütle kırparak geri alamaz.

Kayıtlı veri bir tasarım girdisidir, bir özet değil

İnsansız bir projede eksik bir teknik özellik sütunu, testle çözülebilecek bir aksaklıktır. Mürettebatlı bir projede ise bir tasarım incelemesinde açık bir iş kalemidir; çünkü bir incelemeyi kapatan sayıların bir çıkarım yerine belgelenmiş bir testten gelmesi gerekir. Bu, bir sütunu eksik olan bir kaydın nasıl okunması gerektiğini değiştirir: benzer bir motordan ödünç alınan makul bir değerle doldurulacak bir boşluk olarak değil, parça seçilmeden önce üreticiye sorulacak bir soru olarak.

Buraya uygulandığında, U15 II KV80 kaydı gücü ve ölçüleri belgeler, tepe ve boşta akım ise üreticinin veri sayfasında tutulur; U15XL KV38 ile U15XXL KV29 kayıtları tepe ve boşta akımı, direnci, mili ve kabloyu belgeler, güç değeri ise üreticinin veri sayfasında tutulur. Üçünden her biri bu nedenle bir tür entegrasyonun ihtiyaç duyduğu sütunları taşır ve bir başkası için bir sütunu açık bırakır, ve dürüst yanıt boşluğu kapatmaya çalışmak yerine adını koymaktır. Şunu belirtmek gerekir ki üreticinin bu ünitelerden ikisi için kendi adlandırması doğrudan mürettebatlı kullanıma işaret eder; bu nedenle bir tasarım incelemesi bu adlandırmayı kayıtlı itme kuvveti ve akım değerleriyle birlikte okuyabilir.

Seçimi belirleyen sayılar

Altı değer grubu, İnsanlı Hava Aracı Tahrik Sistemleri çalışmasındaki kararın neredeyse tamamını taşır. Bunlardan üçü üç motorun tamamı için yayımlanmıştır, üçü yayımlanmamıştır; bu, bir kısa liste çizilmeden önce saptanmaya değerdir.

Bir motor çıkarıldığında kaldırma

Bu, adayları sıralayan değil eleyen süzgeçtir ve geleneksel bir itme kuvveti karşılaştırmasının ters yönünde çalışır. Burada bir motor, kendi anma değeriyle hiçbir ilgisi olmayan bir nedenle elenir: kendi arızasından sonra kardeşlerinin üretebileceği itme kuvveti yetersiz kalır; bu nedenle soru her zaman birey hakkında değil set hakkında sorulur. Bu grupta kayıtlı maksimum itme kuvveti 36.5 kg ile 101.4 kg arasında değişir ve dört motorlu bir düzenin koruyacağı dörtte üç değeri 110 kg ile 304 kg arasında koşar - baştan sona kayıtlı motor başına değerlerden türetilmiştir.

Bu aritmetiğe iki uyarı eşlik eder. Birincisi, maksimum itme kuvveti ToBMS tarafından üreticinin test verilerinden alınan tek bir değer olarak kaydedilir ve tek bir pervaneyi, tek bir gaz ayarını ve tek bir gerilimi tanımlar; bir tavan değerdir, bir çalışma noktası değil. İkincisi, üçünden hiçbiri havada asılı kalma için nominal bir itme kuvveti değeri kaydetmez; bu nedenle maksimum değerden hesaplanan bir marj bir tavana karşı marjdır ve gerçek havada asılı kalma marjı, ikisini ayıran boşluk kadar daha küçüktür. Bir tasarım çizgiye yakın oturuyorsa, gövde düzeni sabitlenmeden önce bu boşluğun üreticinin test verilerinden kapatılması gerekir.

Kayıtların sürekli çalışma hakkında söyledikleri

Bu gruptaki tek sürekli değer U15 II KV80'in 180 saniyelik bir pencere için kaydettiği 8580 W değeridir. Bir rejim beyanı olarak okunduğunda, ünitenin bu gücü bir test sehpasında üç dakika boyunca koruduğunu söyler; bu, termal yetenek için yararlı bir göstergedir ama süresiz olarak neyin korunabileceğinin tanımı değildir. Bir türetilmiş kontrol mevcuttur: 8580 W, 12-24S penceresinin tepesinde çekilseydi, yaklaşık 88.8 V nominal değerindeki 24S'lik bir paket - motor teknik özelliği değil, standart hücre başına 3.7 V kabulü - tahminimize göre yaklaşık 97 A anlamına gelir; bu, kayıtlı değerlerden türetilmiş bir sayıdır, üretici anma değeri değil. Bu, motorun sınırı hakkında değil, testin nasıl yürütüldüğü hakkında daha çok şey söyler.

Diğer iki motor bir güç değeri yayımlamaz, bu nedenle sürekli davranışları akım ve direnç sütunlarından çıkarılmak zorundadır. Bu çıkarım meşrudur ve sınırlıdır: bakır kaybı akımın karesiyle ölçeklenir, dolayısıyla aşağıdaki sayılar karşılaştırma için yararlı, nominal değer olarak kullanışsızdır. Saptadıkları şey, iki ağır motordan hangisinin kendi tepe değerinde daha serin çalıştığıdır ve aynı türden iki kayıt arasında karşılaştırılması makul olan da budur.

Besleme, akım ve arkalarındaki kablo demeti

Besleme gerilimi batarya paketi tarafından belirlenir ve bu grupta büyük ölçüde aday listesini de o belirler. U15 II KV80 kaydı 12-24S kabul eder; bu, üçü içinde kaydedilen en geniş penceredir ve daha düşük gerilimli bir paketi kapsayan tek penceredir. U15XL KV38 ile U15XXL KV29 ise 24S kaydeder. Daha geniş bir pencere otomatik olarak daha iyi değildir - aynı motorun daha yumuşak bir paketle çalıştırılabileceği anlamına gelir; bu, tek bir gövdenin motor değişikliği olmadan bir test programına ve bir uçuş programına hizmet etmesi gereken yerde yararlıdır.

Akım, ağır iki ünitenin en hafiften ayrıldığı yerdir. U15XL KV38 kaydı 180 A tepe, U15XXL KV29 kaydı 210 A tepe verir; U15 II KV80 ise hiçbir tepe akım değeri yayımlamaz, dolayısıyla üçünün tamamı üzerinden eşdeğer bir karşılaştırma mevcut değildir. Yaklaşık 88.8 V nominal değerindeki 24S kabulünde, U15XXL'de 210 A tepe o anda yaklaşık 18.6 kW, U15XL'de 180 A tepe ise tahminimize göre yaklaşık 16 kW anlamına gelir - ikisi de kayıtlı değerlerden türetilmiş sayılardır, üretici anma değeri değil, ve ikisi de esas olarak boyutlandırma için yararlıdır. Aynı sayılar kablolardaki bakır kesitini, konnektörün anma değerini ve ESC'nin sürekli akımını belirler; mürettebatlı bir hava aracında bu üç kalem genellikle motorun kendisinden daha az marjla seçilir.

Sargı direnci ve ısının nereye gittiği

Direnç, akımı sıcaklığa bağlayan sütundur. Belirli bir akımda bakır kaybını sabitler ve bakır kaybı, soğutma için zaten hava akışına güvenen bir motorun içinde üretilen ısıdır. Üç kayıttan ikisi bunu yayımlar: hem U15 II KV80'de hem de U15XL KV38'de 17 mΩ, U15XXL KV29'da 20 mΩ. Kendi kayıtlı tepe akımlarında tutulduğunda, U15XL KV38'in 17 mΩ'lik sargısı yaklaşık 551 W, U15XXL KV29'un 20 mΩ'lik sargısı yaklaşık 882 W harcar - ikisi de kayıtlı değerler üzerinden yaptığımız tahmindir ve sıcaklık düzeltmesi içermez, ikisi de sürekli değil tepe anı değeridir; çünkü sürekli bir tırmanış tepeden çok daha az akım çeker.

Karşılaştırma tam da her eksende daha büyük motoru kayırmadığı için öğreticidir. U15XXL KV29 daha yüksek dirence ve daha yüksek tepe akıma sahiptir, dolayısıyla tepe değerde U15XL KV38'den daha fazla ısı üretir; karşılığında 81.2 kg'a karşı 101.4 kg itme kuvveti kaydeder. Mürettebatlı bir gövdede ikisi arasında seçim yapmak bu nedenle hangi motorun daha iyi olduğu sorusu değil, rejim profiliyle ilgili bir sorudur - yüksek güç kesiminin ne kadar sürdüğü ve bu sırada ne kadar hava akışı bulunduğu. U15 II KV80 bu eksene hiç yerleştirilemez, çünkü tepe akımı kaydedilmemiştir; 17 mΩ'lik sargısı buradaki en düşük dirençtir ve bu da daha küçük bir statorun daha az sarım taşımasıyla tutarlıdır.

Rotor geometrisi ve çevirebileceği pervane

Üç kayıt da aynı 36N42P stator konfigürasyonunu paylaşır; bu, grubun tamamında ortak olan ve seçim için yararlı bir özelliktir: aralarındaki farkların oluk-kutup mimarisinde değil sargıda, mıknatısta, stator paket yüksekliğinde ve kütlede olduğu anlamına gelir. Bu, karşılaştırmadan bir değişkeni çıkarır ve geriye kalan geometrik soru olarak pervane eşleştirmesini bırakır.

KV, bir ünitenin yararlı bir hızda hangi pervaneyi çevirebileceğine karar veren değerdir. Buradaki üç değer - 80, 38 ve 29 - bir güç sıralaması değildir; belirli bir beslemede rotor hızının nereye oturması gerektiği sorusuna üç yanıttır. 24S beslemede 29 KV'lik bir ünite, 80 KV'lik bir ünitenin çevirdiğinden çok daha büyük bir pervaneyi daha düşük hızda çevirir; gövde fiziksel olarak ikisini de kabul edebilse bile ikisinin birbirinin yerine geçmemesinin nedeni budur. Bir tasarım mevcut bir gövdeyi büyütüyor ya da küçültüyorsa, çalışma noktasını koruyan şey KV ile pervane diskinin birlikte eşleştirilmesidir; onu bozan şey ise yalnızca motor boyutunun değiştirilmesidir.

Mil, montaj ve uç kablosu arayüzü

Mekanik sütunlar bir motorun kurulup kurulamayacağına karar verir ve mürettebatlı bir hava aracında bakım kolaylığına da karar verirler. Zarf grupta birbirine yakındır ama aynı değildir: U15 II KV80 ölçü olarak Ø147.5 × 55 mm'dir; U15XL KV38 ile U15XXL KV29 ise Ø151.5 mm ölçülerinde olup uzunlukta 96 mm ve 106 mm ile ayrılır. En hafif ünitenin 55 mm'lik uzunluğu, en büyüğün uzunluğunun yarısından biraz fazladır ve U15XXL KV29'a karşı 3.39 kg'lık kütle avantajının çoğu buradan gelir.

Mil çapı grubu göründüğünden daha fazla önem taşıyan bir biçimde ikiye ayırır: U15 II KV80'de 20 mm'lik bir mil kaydedilirken diğer ikisi 25 mm kaydeder; bu, pervane adaptörünü, tespit yöntemini ve bir göbeğin taşıyabileceği yükü değiştirir. U15XL KV38 ile U15XXL KV29'un her biri 200 mm'lik bir uç kablosu uzunluğu yayımlar; bu, kol ucundan uzakta monte edilmiş bir ESC'ye ulaşmaya ve yüksek akım hattını kısa tutmaya yeter. U15 II KV80 ise bunun yerine 100 mm'lik bir kablo uzunluğu kaydeder; daha yakın bir ESC'ye uyar ama aynı temelde yapılmış aynı ölçüm değildir, dolayısıyla ikisi aynı şeymiş gibi karşılaştırılmamalıdır. Bir değer kaydedilmemişse, varsayım kardeş bir modele değil parçanın kendisine karşı kontrol edilmelidir.

Üç T-Motor U15 motorunun karşılaştırması

Aşağıdaki tablo üç üniteyi artan kütle sırasına göre topluyor. Her değer ilgili ToBMS ürün kaydında yayımlandığı biçimdedir; boşluklar doldurulmak yerine işaretlenmiştir.

Üç motorun tamamı ToBMS UAV Motorları kategorisinde kayıtlıdır ve T-Motor tarafından yayımlanır. İtme kuvveti her kayıtta gram cinsinden saklanır ve burada kilograma çevrilmiş olarak gösterilmiştir; itme kuvveti, kütle ve akım değerleri kaydedildiği biçimdedir ve bu makalenin başka bir yerinde alıntılanan her oran ya da toplam bunlardan türetilmiştir ve göründüğü yerde türetilmiş olarak belirtilmiştir. Tablodaki bir hücre doldurulmak yerine işaretlenmiştir: U15 II KV80 için hiçbir tepe akım kaydedilmemiştir. İki değer daha tablonun dışında durur, çünkü böyle bir sütun hiç taşınmaz - hem U15XL KV38 hem de U15XXL KV29 için güç değeri üreticinin veri sayfasında yer alır - bu nedenle grup bir bütün olarak üçü için de doldurulmuş tek bir elektrik sütununa sahip değildir.

Tabloda görülen ilk örüntü, itme kuvveti ile kütlenin neredeyse tam olarak birlikte ölçeklenmesi ve bu ölçeklenmenin boyutu ödüllendirmemesidir. Üç ünite kütlede 1740 g'dan 5130 g'a yaklaşık 2.9 kat, kayıtlı itme kuvvetinde 36.5 kg'dan 101.4 kg'a yaklaşık 2.8 kat yayılıyor - ikisi de türetilmiştir. Motor kütlesi birimi başına itme kuvveti U15 II KV80, U15XL KV38 ve U15XXL KV29 için sırasıyla yaklaşık 21.0, 18.4 ve 19.8 kat olarak çıkıyor; üçü de aynı yolla türetilmiştir. En hafif ünite bu nedenle üçü içinde kayıtlı en yüksek orana sahiptir, orta ünite ise en düşüğüne; bunu açıkça söylemek gerekir çünkü en büyük motorun itme kuvveti satın almanın en verimli yolu olduğu yönündeki beklentiyle çelişir.

İkinci örüntü eksik olan sütunda. Kayıtlı en yüksek itme kuvvetine sahip ünite hiçbir güç değeri yayımlamıyor, en geniş besleme penceresine sahip ünite ise hiçbir tepe akım yayımlamıyor - yani elektrik tarafında her kayıt tam da diğerinin doldurulmadığı yerde doldurulmuştur. Aynı motor için hem sürekli bir güç sayısına hem bir tepe akım sayısına ihtiyaç duyan bir tasarım bu grupta ikisini birlikte bulamaz ve uygun yanıt, kayıtlar arasında ara değer almak değil soruyu üreticiye götürmektir.

Üçüncü örüntü beslemeyle ilgilidir. İki ünite sabit bir 24S beslemede oturur, biri 12-24S'yi kapsar ve üçündeki ortak stator konfigürasyonu bu farkın mıknatıslarda değil tamamen sargıda olduğu anlamına gelir. Bir tasarım paketini değiştirdiğinde bilinmesi yararlı olan şey budur: iki 24S ünitesinde paket teknik özelliğin bir parçasıdır; U15 II KV80'de ise daha düşük gerilimli bir paket kayıtlı pencerenin içindedir ve yalnızca pervanenin yeniden eşleştirilmesi gerekir.

Her motoru insanlı bir göreve karşı okumak

Kayıtlı sayılar ancak hava aracının ne yaptığına karşı okunduklarında bir karara dönüşür. Aşağıdaki üç ünitenin her biri farklı bir gövde türüne uyar ve hiçbiri üçünün tamamına uymaz.

U15 II KV80 - en hafif ünite ve en geniş besleme

U15 II KV80 kaydı 1740 g, 36.5 kg maksimum itme kuvveti, 80 KV'lik bir sargı, 36N42P stator, 17 mΩ direnç, 20 mm mil, 100 mm kablo uzunluğu ve 12-24S penceresi kaydeder; 180 saniyelik bir pencere boyunca 8580 W kaydedilmiştir. Burada bir güç değeri yayımlayan tek ünitedir ve besleme penceresi daha düşük bir hücre sayısını kapsayan tek ünitedir; 1740 g ile diğer ikisinin her birinin kütlesinin yarısından azdır - 96 mm ve 106 mm'ye karşı 55 mm'lik gövde uzunluğu bunun açıklamasının çoğudur.

Bu bileşimin işaret ettiği şey, kütle ve paket esnekliğinin motor başına tepe itme kuvvetinden daha ağır bastığı bir tasarımdır. Bu ünite üzerindeki dört motorlu bir düzen, diğer ikisindeki aynı düzenler için 17.6 kg ve 20.5 kg'a karşı toplam 7.0 kg motor eder - kayıtlı kütlelerden türetilmiştir - ve uçlar arasındaki 13.6 kg'lık fark yapı, batarya ya da faydalı yük için kullanılabilir hâle gelir. Tek bir arızayı soğuracak kadar çok motoru olan hafif bir gövdede bu dosdoğru bir kazançtır.

Bunun bedeli birim başına itme kuvveti ve elektrik dokümantasyonudur. 36.5 kg'ı U15XXL KV29'un 101.4 kg'ının üçte birinden biraz fazladır; bu nedenle U15 II KV80 motorları üzerindeki dört motorlu bir düzen tek bir arızadan sonra yaklaşık 110 kg korurken daha büyük ünitelerde bu değer yaklaşık 304 kg olur - ikisi de türetilmiştir. Ve kayıtlı bir tepe akım olmadığı için ne kablo demeti boyutlandırması ne de bakır kaybı karşılaştırması yalnızca kayıttan kapatılabilir; mürettebatlı bir projede bu bir dipnot değil bir iş kalemidir.

U15XL KV38 - en eksiksiz elektrik kaydına sahip orta kütle noktası

U15XL KV38 kaydı 4408 g, 81.2 kg maksimum itme kuvveti, aynı 36N42P stator üzerinde 38 KV'lik bir sargı, 17 mΩ direnç, 180 A tepe akım, 10 V'ta 3.5 A boşta akım, 25 mm mil, 200 mm uç kablosu uzunluğu ve sabit bir 24S besleme kaydeder. Üçü arasında elektrik kaydı hem bir tepe akım hem bir direnç değerini bir boşta akım ölçümüyle birlikte taşıyan tek ünitedir; bu da onu üreticiye geri dönmeden termal bir eksene yerleştirilebilen ünite yapar.

Gruptaki konumu, sıklıkla bir uzlaşma değil orta aralığın yanıtı olmasının nedenidir. Üçün en düşük kayıtlı direncini U15 II KV80 ile paylaşır, bu nedenle belirli bir akımda daha büyük U15XXL KV29'dan daha az bakır kaybı üretir - kendi 180 A tepe değerinde yaklaşık 551 W, diğerinin 210 A tepe değerinde yaklaşık 882 W, ikisi de türetilmiştir - ve en hafif ünitenin değerinin iki katından fazla olan 81.2 kg itme kuvveti kaydeder. Bu motorlar üzerindeki dört motorlu bir düzen tek bir arızadan sonra yaklaşık 244 kg korur - türetilmiştir - ve toplam 17.6 kg motor eder.

Kısıtı beslemedir. Sabit bir 24S'de, pencereyi terk etmeden daha yumuşak bir paket çalıştırma seçeneği kayıtlı değildir; bu nedenle uçuş testlerine daha düşük bir hücre sayısıyla başlamak isteyen bir gövde ya motorları ya da paket planını değiştirmek zorundadır. Öte yandan 200 mm'lik uç kabloları ve 25 mm'lik mil, burada kayıtlı iki arayüz setinin daha cömert olanıdır ve ESC'nin kolun iç kısmında oturduğu bir montaja uyar.

U15XXL KV29 - üçü içinde kaydedilen en yüksek itme kuvveti

U15XXL KV29 kaydı 5130 g, 101.4 kg maksimum itme kuvveti, 36N42P stator üzerinde 29 KV'lik bir sargı, 20 mΩ direnç, 210 A tepe akım, 10 V'ta 3.3 A boşta akım, Ø151.5 × 106 mm, 25 mm mil, 200 mm uç kablosu ve sabit bir 24S besleme kaydeder. Gruptaki en ağır ve en yüksek itme kuvvetli ünitedir ve üretici onu insansız hava araçlarının yanı sıra mürettebatlı hava araçları için de doğrudan adlandırır - kayıtlı itme kuvveti ve akım değerlerinin desteklediği, sürekli güç değerinin ise üreticinin veri sayfasında tutulduğu bir adlandırmadır bu.

Bir set olarak okunduğunda, marjı satın alan ünite budur. Dört motorlu bir düzen kayıtlı değerlere göre tek bir arızadan sonra yaklaşık 304 kg korur - türetilmiştir - ve altı motorlu bir düzen 608 kg'ın altıda beşini korur. Buna karşılık dört tanesi 20.5 kg motor kütlesi ekler ve tepe akımda her biri 5130 g'lık bir pakette yaklaşık 882 W bakır kaybı üretir - kayıtlı değerler üzerinden yaptığımız tahmindir, sıcaklık düzeltmesi içermez - ki sürekli bir tırmanışta soğutma yolunun yeterli olup olmadığına karar veren sayı budur. 20 mΩ'lik sargı burada kaydedilen en yüksek dirençtir ve bakır kaybı akımın karesiyle ölçeklendiği için en yüksek akım ile en yüksek direncin aynı ünitede birleşmesi, üzerine kurulu bir montajda termal tasarımı tam da merkeze koyan şeydir.

10 V'ta 3.3 A boşta akımın U15XL KV38'in 3.5 A değerinin biraz altında olması, daha düşük KV'lik bir sargının kendini döndürmek için biraz daha az akım çekmesiyle tutarlıdır ve yüksüz tarafında ikisi arasında mevcut tek karşılaştırma sinyalidir. Tek başına çalışma aralığı boyunca verim hakkında bir sonuç çıkarmak için yeterli değildir ve öyle kullanılmamalıdır.

Bu sistemler nerede kullanılıyor

Aynı üç motor, kısıtları aralarında seçim tartışmasının şeklini değiştirecek kadar farklı olan gövdelerde görünür; İnsanlı Hava Aracı Tahrik alanında platformun kayıt kadar önemli olmasının nedeni budur.

Hafif iki kişilik ve kişisel eVTOL platformları

Bunlar, arıza durumunun her şeyi sürüklediği tasarımlardır; çünkü tahrik düzeni genellikle hava aracını havada tutabilecek tek sistemdir. Altı ya da sekiz motorlu dağıtılmış bir düzen yaygındır; tam da tek bir arızayı toplam bir kayıp yerine kısmi bir itme kuvveti kaybına çevirdiği için. Bu düzen tercihi, daha düşük itme kuvvetli ve daha hafif bir motoru daha yüksek itme kuvvetli bir alternatife karşı uygulanabilir kılan şeydir. Buradaki ilgili kayıtlar, bir kablo demetini boyutlandırmaya yetecek elektrik bilgisi yayımlayanlardır - bu da U15XL KV38 ile U15XXL KV29'u öne çıkarır - ve tasarımın paket gerilimi üzerinde hâlâ iterasyon yaptığı yerde U15 II KV80'in 12-24S penceresi gruptaki tek kayıtlı esnekliktir. VTOL Dronu grubu aynı kaldırma-ve-seyir ödününü kısıt setinin farklı olduğu insansız taraftan kapsar.

Motorlu yamaç paraşütleri ve paramotor trikeleri

Bu gövde sınıfı, kategoride tek bir tahrik ünitesi etrafında kurulmuş bir uçan makineye en yakın şeydir ve kütlenin en doğrudan konuştuğu yer de burasıdır. Bir paramotor trikesi, kütle bütçesi dar ve pervanesi büyük ve yavaş dönen bir yapı üzerinde bir ya da iki motor taşır; bu da maksimum itme kuvvetini değil düşük KV'yi ve hafif bir üniteyi işaret eder. Grubun tamamına yayılan 29 ile 80 KV aralığı hikâyenin tamamı değildir - anlamlı karşılaştırma diğer iki ünitenin 38 ve 29 KV değerlerine karşı yapılandır - ama 1740 g kütlesi ve geniş besleme penceresiyle U15 II KV80, paketin gerilim için değil havada kalış için seçildiği bir gövdeye uyar. Tek motorlu bir montajda ödün, arızayı soğuracak ikinci bir ünite olmamasıdır ve bu konumdaki bir tasarım bütünüyle başka türden bir karar vermektedir.

Mürettebatlı rollere geçen kargo gövdeleri

Bir dizi büyük çok rotorlu platform önce yük taşımacılığı için geliştirilir, sonra bir insan taşımak üzere uyarlanır ve tahrik seti genellikle değişmeden geçen kısımdır. Bu durumda bu kayıtların yararlı okuması nominal itme kuvveti değil arıza durumu aritmetiğidir: bir kargo faydalı yükü etrafında zaten U15XXL KV29 motorlarıyla boyutlandırılmış bir düzen, tek bir arızadan sonra kurulu itme kuvvetinin yaklaşık dörtte üçünü korur - türetilmiştir - ki bu, mürettebatlı varyantın kendisine göre değerlendirileceği marjdır, kanıtlanmış bir yetenek değil. Eksik sürekli güç değerinin en çok zarar verdiği ortam da burasıdır, çünkü mürettebatlı rejim profili yük profilinden daha uzundur ve kısa bir kargo atlayışı için yeterli olan termal marj daha uzun bir mürettebatlı bacak için yeterli olmayabilir. Ağır Yük Dronu uygulaması aynı motorları arıza durumu etrafında değil faydalı yük sınıfları etrafında gruplar ve iki bakış birlikte okunmaya değerdir.

Aynı motorların yanıt olmaktan çıktığı yer

Bu kategoride bir sınır vardır ve adını koymaya değer. Bir tasarım irtifayı korumaktan bir mesafeyi verimli biçimde kat etmeye - havada asılı kalmadan seyire - geçtiği anda yukarıdaki sıralamanın tamamı geçerliliğini yitirir; çünkü çalışma noktası, düşük KV'lik bir sargının, düşük sargı direncinin ve büyük, yavaş dönen bir pervanenin itme kuvveti yerine havada kalışta kazandığı bölgeye taşınır. Bu farklı bir seçim problemidir ve burada değil Uzun Havada Kalışlı UAV altında toplanmıştır. Benzer biçimde, tahrik setinden bir performans hedefi olarak değil bir sertifikasyon girdisi olarak sürekli bir güç değeri tutması beklenen bir gövde, bu üç kaydın hiçbirinin yanıtlamadığı bir soruyu sormaktadır ve yanıt üreticinin test dokümantasyonundan gelmek zorundadır.

Seçim kontrol listesi

Üç kontrol zeminin çoğunu kapsar ve bu sırayla daha iyi çalışırlar; çünkü her biri bir sonrakinin alanını daraltır.

Önce rejim

Motorlar karşılaştırılmadan önce hava aracından istenen şey sabitlenmelidir: yüksek güç kesimleri ne kadar sürüyor, düzen irtifayı havada asılı kalmada mı yoksa yalnızca ileri uçuşta mı koruyor ve paket gerilimi zaten kararlaştırıldı mı. Mürettebatlı bir gövdede bu üç yanıt genellikle herhangi bir teknik özellik sütunundan daha çok aday eler; çünkü sürekli bir değerin gerekip gerekmediğine ve kayıtlı bir tepe akımın yeterli olup olmadığına karar verirler.

İkinci olarak yedeklilik

Gövdenin kaç tahrik ünitesi taşıdığına karar verilmeli ve en kötü tek arıza için korunan itme kuvveti, motor başına kayıtlı değer kullanılarak ve sonuç türetilmiş olarak işaretlenerek hesaplanmalıdır. Korunan bu değer, yalnızca kaldırma için değil kontrol yetkisi için de marj bırakılmış toplam kalkış ağırlığına karşı karşılaştırılmalı ve kayıtlı itme kuvvetinin bir havada asılı kalma nominal değeri değil bir test sehpası değerinden gelen bir tavan olduğu hatırlanmalıdır - buradaki üç kaydın hiçbiri havada asılı kalma için nominal bir değer yayımlamaz, bu nedenle çalışma marjı tavan marjından bu boşluk kadar daha küçüktür.

En son arayüzler ve açık sorular

Mekanik ve elektrik sütunları kalanlar arasında ancak rejim ve yedeklilik sabitlendikten sonra karar verir. Mil çapı, montaj düzeni, uç ve kablo uzunlukları ESC'nin oturacağı yere karşı kontrol edilmeli, kablo demeti güç değerine değil kayıtlı tepe akıma göre boyutlandırılmalı ve kaydın taşımadığı sütunlar yazıya dökülmelidir; böylece parça taahhüt edilmeden önce bunlar üreticinin test verilerinden kapatılabilir.

1. Önce rejim profili ve paket gerilimi sabitlenmeli; ikisinden birine karar vermemiş bir tasarım, motorlar için kısa liste çizmeye henüz hazır değil olarak ele alınmalıdır.
2. En kötü tek arıza için korunan itme kuvveti, motor başına kayıtlı değerden hesaplanmalı ve sonuç türetilmiş olarak etiketlenmelidir.
3. Korunan itme kuvveti, kontrol yetkisi için marj bırakılmış toplam kalkış ağırlığına karşı karşılaştırılmalı ve kayıtlı maksimum itme kuvvetinin bir havada asılı kalma nominal değeri değil bir tavan olduğu hatırlanmalıdır.
4. Kaydın herhangi bir sürekli güç değeri taşıyıp taşımadığı kontrol edilmeli ve bir tepe akım değeri onun yerine geçen bir şey olarak görülmemelidir.
5. Kablolar, konnektörler ve ESC kayıtlı tepe akıma göre boyutlandırılmalı ve o akımdaki bakır kaybı mevcut soğutma yoluna karşı kontrol edilmelidir.
6. Tasarım hâlâ iterasyon yapıyorsa gerçekte mevcut paketleri kapsayan bir besleme penceresi tercih edilmeli ve sabit bir hücre sayısı etrafında tasarlanacak bir teknik özellik olarak ele alınmalıdır.
7. Mil çapı, montaj düzeni ve uç uzunluğu ESC konumuna karşı kontrol edilmeli ve bir kablo uzunluğu bir uç kablosu uzunluğuyla aynı ölçüm gibi karşılaştırılmamalıdır.
8. Ürün kaydının boş bıraktığı her sütun kaydedilmeli; böylece üreticinin test dokümantasyonu seçim taahhüt edilmeden önce bunları kapatabilir.

Sık sorulan sorular

Resmî kaynaklar

Üç motoru da T-Motor yayımlıyor; ToBMS kayıtlarının yeniden üretmediği test verilerini ve dokümantasyonu üreticinin kendi sayfaları taşıyor: U15 II KV80, U15XL KV38 ve U15XXL KV29; daha geniş yelpaze ise T-Motor resmî mağazası adresinde. Bir ToBMS kaydının sessiz kaldığı yerlerde - U15 II KV80'in tepe ve boşta akımı, U15XL KV38 ile U15XXL KV29'un güç değerleri ve üçünde havada asılı kalma için nominal herhangi bir itme kuvveti değeri - boşluğun kapatılacağı yer o sayfalar ya da ilgili veri sayfasıdır.

Sonraki adımlar

Buraya kadar okumak bir karar değil bir kısa liste üretir ve üç araç bu kısa listeyi tek bir karara çevirir: buradaki her motor UAV Motorları kategorisinde yer alır, adaylar Seçim aracında KV, kütle ve beslemeye göre daraltılabilir ve iki ya da üç ünite Ürün Karşılaştırma alanında birbirine karşı konulabilir. Aynı kararın uygulama tarafı, kayıtlı eşleşmeleri teknik özelliğe göre değil platforma göre gruplayan İnsanlı Hava Aracı Tahrik Sistemleri sayfasında toplanmıştır.

Mevcut iki kılavuz buradan yana doğru açılır. ağır yük dronu motoru kılavuzu buradaki üç motordan ikisini faydalı yük sınıfı tarafından ele alıyor; orada düzenleyici fikir arıza durumu değil itme kuvveti bütçesidir ve bu mürettebatlı bakışın karşılığıdır. UAV motoru seçim kılavuzu bu üniteleri soruların bütünüyle şekil değiştirdiği daha geniş T-Motor yelpazesi içine yerleştiriyor ve kapsamlı BLDC motor kılavuzu bir gövdeden değil teknolojiden yola çıkanlar için her sınıfı tek bir çerçevede topluyor.

Kısa özet: motorlar karşılaştırılmadan önce rejim profili ile paket sabitlenir, nominal itme kuvveti yerine en kötü tek arıza için korunan itme kuvveti hesaplanır ve ardından kalanlar arasında kütle ile elektrik dokümantasyonuna göre seçim yapılır. Bu grupta bu sıra genellikle kütle ve paket esnekliğinin baskın olduğu yerde U15 II KV80'e, elektrik kaydının eksiksiz olması gerektiği ve beslemenin zaten 24S olduğu yerde U15XL KV38'e ve motor başına kayıtlı en yüksek itme kuvvetinin gövdenin gerçekten ihtiyacı olduğu her yerde U15XXL KV29'a oturur.