Động cơ drone hạng nặng: ba lựa chọn T-Motor từ 2.85 kg đến 101 kg lực đẩy

Drone hạng nặng được định cỡ ngược từ tải trọng, chứ không phải xuôi từ động cơ. Tổng khối lượng cất cánh quyết định hệ động lực phải tạo ra bao nhiêu lực đẩy, số rôto chia lực đẩy đó cho các cánh tay, và chế độ bay thực tế quyết định còn lại bao nhiêu phần định mức của động cơ cho các quá độ điều khiển. Vì vậy việc chọn bắt đầu từ hai con số không liên quan gì tới KV: khối lượng cần nâng, và khối lượng của chính những động cơ làm việc nâng đó. Hướng dẫn này đi qua ba động cơ rôto ngoài của T-Motor, trải từ 2.85 kg đến 101.4 kg lực đẩy tối đa đã ghi và từ 195 g đến 5130 g khối lượng động cơ, đồng thời giải thích thông số nào quyết định lựa chọn trong mỗi hạng tải trọng.

Ba sản phẩm dưới đây dùng chung một kiến trúc - động cơ rôto ngoài không chổi than với stator lớn, được điều khiển bởi ESC bên ngoài - và cùng nằm trong một nhóm trên ToBMS, Động cơ UAV. Điều phân biệt chúng là hạng lực đẩy, hình học stator, cửa sổ điện áp bus và kích thước bao, và những khác biệt đó tương ứng với máy bay đa cánh chở hàng nhỏ, nâng hạng nặng công nghiệp và nền tảng cấp có người lái. Mọi con số ở đây đều lấy từ dữ liệu sản phẩm trên ToBMS hoặc từ thông số đã công bố của nhà sản xuất; các phép đổi đơn vị và những tỷ lệ suy ra từ đó đều được ghi rõ là giá trị suy ra tại chỗ xuất hiện, và chỗ nào chưa có giá trị thì được ghi là không có thay vì tự điền vào.

Trả lời nhanh

Lựa chọn đi theo hạng tải trọng và số rôto, không theo một bảng xếp hạng. Với một khung bay mang vài kilôgam tải trọng camera hoặc cảm biến trên sáu hoặc tám cánh tay, T-Motor U5 KV400 Động cơ UAV là mẫu nhỏ nhất trong ba sản phẩm với 195 g, 2850 g lực đẩy tối đa đã ghi và cửa sổ 3-8S, phù hợp với bộ pin cỡ vừa phải và cánh tay ngắn. Với vận tải hàng, phun thuốc và nâng hạng nặng công nghiệp nói chung, T-Motor U15 II KV80 Động cơ UAV là sản phẩm mà hầu hết các chương trình nâng hạng nặng hội tụ về: 36500 g lực đẩy tối đa đã ghi và 8580 W trong 180 s trong một khối lượng 1740 g trên bus 12-24S.

Khi tải trọng chuyển sang mức hàng chục kilôgam mỗi cánh tay hoặc nền tảng có người lái, T-Motor U15XXL KV29 Động cơ UAV là lựa chọn tương ứng đã ghi: 101449 g lực đẩy, 210 A dòng đỉnh và khối lượng 5130 g. Ở cỡ đó, động cơ không còn là một linh kiện mà trở thành một chi tiết kết cấu, nên khung bay, cánh tay và càng hạ cánh thường được thiết kế xoay quanh đế lắp chứ không phải theo chiều ngược lại.

Phép kiểm tra hữu ích nhất trước tất cả những điều trên là xem con số lực đẩy đã ghi có đang bị đọc như một giá trị liên tục hay không. Không dữ liệu nào trong số này mang giá trị lực đẩy định mức cho bay treo, và những con số công suất được công bố đều tính theo cửa sổ 180 s. Một ngân sách hệ động lực tiêu hết biên dự phòng vào động cơ sẽ không còn dư địa cho điều khiển tư thế, đáp ứng gió giật hay trường hợp mất một rôto.

Điều gì khiến một động cơ trở thành động cơ cho drone hạng nặng

Ở đầu nặng của dải, cấu tạo không thay đổi. Thứ thay đổi là phần nào của thông số trở thành ràng buộc quyết định. Trên một khung bay nhỏ, yếu tố giới hạn thường là bộ pin và hệ dây dẫn; trên một nền tảng nâng hạng nặng, đó là chế độ nhiệt và khối lượng động cơ, và cả hai đều tỷ lệ với tải trọng chứ không tỷ lệ với động cơ.

Ngân sách lực đẩy là một con số của cả khung bay

Lực đẩy tối đa đã ghi thuộc về một động cơ đơn lẻ trên bàn thử của nhà sản xuất, ở một mức điện áp, một cánh quạt và một mức ga xác định. Khung bay chỉ nhìn thấy tổng trên toàn bộ cánh tay của nó, và thực hành máy bay đa cánh thường tính ngân sách cho tổng đó ở một bội số của tổng khối lượng cất cánh, để điều khiển tư thế vẫn còn thẩm quyền khi một rôto phải chạy hết ga hoặc mất hẳn. Ví dụ, sáu cánh tay trên U15 II sẽ cho tổng 219 kg nếu mọi động cơ chạy tới mức tối đa đã ghi - một giá trị suy ra, và không thiết kế nào thực sự dùng được, vì biên điều khiển, chế độ nhiệt và sụt áp của bộ pin đều lấy đi một phần. Cách đọc thực tế là số lượng động cơ và tải trọng, chứ không phải con số hào nhoáng của động cơ, quyết định bao nhiêu phần lực đẩy đã ghi thực sự có thể dùng để nâng được vật gì.

Mỗi gam động cơ cũng là tải trọng mà khung bay không mong muốn

Khối lượng động cơ cộng dồn theo một cách dễ bị bỏ qua. Tám chiếc U15 II nặng 13920 g, và tám chiếc U15XXL nặng 41040 g trước khi thêm một bộ pin, một cánh tay hay một bộ điều khiển bay nào - cả hai đều suy ra từ khối lượng đã ghi. Vì vậy nhảy lên một hạng lực đẩy cao hơn vừa mua được lực đẩy vừa tiêu mất lực đẩy cùng lúc, đó là lý do tỷ lệ giữa lực đẩy tối đa và khối lượng của chính động cơ là bộ lọc đầu tiên hữu ích hơn so với chỉ riêng lực đẩy. Trên các con số đã ghi, ba sản phẩm lần lượt đạt khoảng 14.6; 21.0 và 19.8 lần khối lượng của chính chúng - những giá trị suy ra, và là lời nhắc rằng sản phẩm cỡ giữa không tự động là phương án thỏa hiệp.

Con số 180 giây là một cửa sổ làm việc, không phải định mức liên tục

Khi một dữ liệu trên ToBMS nêu công suất tối đa, con số đó được nêu cho 180 giây, và dữ liệu của U5 còn đi xa hơn khi gán cho con số 30 A của nó cũng một cửa sổ 180 giây. Cách diễn đạt đó quan trọng trong bối cảnh nâng hạng nặng, vì hồ sơ nhiệm vụ không phải một xung đơn lẻ: một máy bay đa cánh chở hàng giữ độ cao trong nhiều phút, và điểm bay treo tiêu thụ dòng điện suốt thời gian đó. Cửa sổ 180 giây là một phép kiểm tra hữu ích để biết dòng điện khi bay treo có nằm thoải mái trong giới hạn nhiệt hay không, nhưng nó không phải con số để định cỡ một quá trình leo cao liên tục. Khi một thiết kế dành phần lớn chuyến bay ở gần mức tối đa đã ghi, dữ liệu thử nhiệt của nhà sản xuất, chứ không phải con số công suất hào nhoáng, mới là tài liệu quyết định câu trả lời.

Điện áp bus đi theo bộ pin, không theo động cơ

Ở một mức công suất cho trước, tăng điện áp bus sẽ hạ dòng điện, và dòng điện thấp hơn nghĩa là cáp mảnh hơn, tổn thất trên đầu nối nhỏ hơn và tổn thất đồng trong cuộn dây ít hơn. Đó là toàn bộ lý lẽ cho số cell mà những động cơ dòng U lớn hơn được định mức (12-24S trên U15 II, 24S trên U15XXL), và cũng là lý do các nền tảng nâng hạng nặng thường dùng số cell cao ngay cả khi một mức điện áp thấp hơn vẫn cho cùng lực đẩy. Sự đánh đổi nằm ở phía bên kia của sổ sách: nhiều cell hơn nghĩa là nhiều phần tử nối tiếp hơn cần theo dõi, một bộ pin lớn hơn và nặng hơn, và một ESC điện áp cao hơn với mức giảm định mức riêng của nó. Trên ba động cơ của bài này, dữ liệu không đồng nhất - U5 mang cửa sổ 3-8S, U15 II mang 12-24S, và U15XXL mang định mức 24S cho nguồn LiPo. Định cỡ bộ pin theo dải cell thay vì theo một con số điện áp duy nhất là cách đọc an toàn hơn trong mọi trường hợp.

Việc chọn cánh quạt xác lập điểm làm việc chặt chẽ không kém gì động cơ

KV mô tả động cơ quay nhanh bao nhiêu trên mỗi vôn khi không tải; cánh quạt quyết định bao nhiêu phần tốc độ đó còn lại khi có tải. Khung bay nâng hạng nặng dùng cánh quạt lớn, quay chậm để đạt hiệu suất, và cánh quạt lớn cần KV thấp. Đó là lý do ba sản phẩm ở đây đi từ 400 xuống 80 rồi 29 KV khi hạng lực đẩy tăng lên, và cũng là lý do hướng dẫn ghép cặp của chính nhà sản xuất quan trọng hơn một phép so sánh KV giữa các cỡ khác nhau. U5 được công bố với cánh quạt 14 đến 16 inch theo khuyến nghị 6S, trong khi U15 II được ghép với cánh quạt hạng 40 inch và một bộ điều khiển HV. Đọc con số 8580 W đã ghi của U15 II như một thuộc tính của động cơ, mà không kèm cánh quạt đã tạo ra nó, là cách phổ biến nhất khiến một ngân sách lực đẩy đi sai.

Những con số quyết định lựa chọn

Sáu giá trị mang gần như toàn bộ quyết định. Hầu hết trong số đó được công bố cho cả ba động cơ, và phần còn lại chỉ được công bố một phần, điều đáng biết trước khi lập một danh sách rút gọn.

Lực đẩy trên mỗi động cơ, và bao nhiêu động cơ chia sẻ nó

Các mức tối đa đã ghi là 2850 g, 36500 g và 101449 g. Điều khiến chúng so sánh được với nhau là số cánh tay nằm dưới: 2.85 kg trên tổng khối lượng cất cánh 6 kg của một máy bay sáu cánh là một câu chuyện rất khác với 2.85 kg trên một nền tảng 25 kg. Vì vậy con số cần mang vào phép so sánh là lực đẩy trên mỗi đơn vị tổng khối lượng cất cánh, với số rôto được cố định trước. Đây cũng là lúc nên mở trang ứng dụng Drone hạng nặng song song với các con số, vì những hạng tải trọng mà trang đó nhóm lại chính là các quyết định về số rôto và dải lực đẩy đang được đưa ra ở đây.

Khối lượng, và cái giá nó khiến khung bay phải trả

Khối lượng động cơ là một khoản khấu trừ cố định khỏi ngân sách tải trọng, và nó bị trả trên mọi chuyến bay bất kể nhiệm vụ là gì. Giữa U5 ở 195 g và U15XXL ở 5130 g có hệ số khoảng 26 về khối lượng và khoảng 36 về lực đẩy - một tỷ lệ trao đổi hơi tốt lên khi cỡ tăng. Trên thực tế, quyết định được dẫn dắt bởi động cơ nhỏ nhất mang được lực đẩy cần thiết kèm biên dự phòng, vì khối lượng tiết kiệm được có thể dồn vào dung lượng pin, thứ mua thời gian bay chứ không mua lực đẩy.

KV đối chiếu với cánh quạt và bus

Không có gì về KV là một tuyên bố về chất lượng. KV là một tuyên bố về sự khớp cặp: nó cho biết số cell và đường kính cánh quạt nào sẽ đưa động cơ tới một điểm làm việc hợp lý khi bay treo. Một động cơ 400 KV trên bộ pin 6S quay cánh quạt 15 inch thoải mái; cùng động cơ đó trên bộ pin 12S sẽ cần một cánh quạt nhỏ hơn nhiều, và một động cơ 29 KV trên bộ pin 6S sẽ không bao giờ đạt tới một điểm bay treo dùng được. Khi một phép so sánh đặt ba mức KV khác nhau cạnh nhau, khác biệt KV chính là số học của khác biệt về cánh quạt và bộ pin, không phải một dấu hiệu về năng lực.

Cấu hình stator và khối lượng nhiệt

U5 dùng stator 12N14P, trong khi hai sản phẩm lớn hơn đều dùng 36N42P. Nhiều rãnh và cực hơn nói chung cho mô-men mượt hơn và mức đóng góp của mô-men khấc thấp hơn ở tốc độ thấp, và stator lớn hơn mang nhiều đồng hơn, đó là lý do điện trở nội giảm từ 116 mΩ trên U5 xuống 20 mΩ trên U15XXL và 17 mΩ trên U15 II. Điện trở là chỗ mà phép tính nâng hạng nặng trở nên khó chịu: ở dòng đỉnh 210 A đã ghi của U15XXL, cuộn dây 20 mΩ của nó tiêu tán khoảng 880 W dưới dạng tổn thất đồng, còn U5 ở con số 30 A đã ghi tiêu tán khoảng 104 W - cả hai đều là ước lượng của chúng tôi từ các giá trị đã ghi, chưa hiệu chỉnh theo nhiệt độ. Những tổn thất đó là nhiệt bên trong một động cơ vốn đã được yêu cầu giữ độ cao, nên cột điện trở và cột dòng điện thuộc cùng một cuộc trao đổi với cột lực đẩy.

Dòng liên tục đối chiếu với cửa sổ 180 giây

Chỉ một phần của bức tranh này được ghi lại. U5 công bố 30 A cho một cửa sổ 180 giây và dòng điện không tải 0.3 A ở 10 V; U15XXL công bố 210 A đỉnh và dòng điện không tải 3.3 A ở 10 V; với U15 II, cả hai con số dòng điện đều nằm trong bảng dữ liệu của nhà sản xuất. Đọc ra khác biệt giữa một con số đỉnh và một con số liên tục chính là toàn bộ mục đích của phép so sánh: dòng đỉnh nói cuộn dây chịu được gì trong chốc lát, một con số liên tục nói động cơ giữ được gì trong khi khung bay treo, và khoảng cách giữa hai con số đó là biên điều khiển mà bộ điều khiển bay có để làm việc.

Kích thước bao, trục và dây cáp

Cột cơ khí trông có vẻ nhỏ nhặt cho tới khi khối lượng động cơ vượt qua một kilôgam. Ba sản phẩm đo Ø42.5 × 37.5 mm, Ø147.5 × 55 mm và Ø151.5 × 106 mm, với trục 5 mm, 20 mm và 25 mm cùng chiều dài dây cáp lần lượt 600 mm, 100 mm và 200 mm. Trên U15XXL, cánh tay phải mang 5130 g cụm quay cộng với các tải lực đẩy, và trục 25 mm cùng dây dẫn 200 mm quy định đế lắp và đường đi dây có thể nằm ở đâu. Chiều dài cáp cũng không phải một chi tiết nhỏ: dây dẫn 600 mm trên U5 vươn khắp một khung bay nhỏ, trong khi dây dẫn 100 mm của U15 II giả định ESC được gắn ngay tại gốc cánh tay.

So sánh ba động cơ cho drone hạng nặng

Bảng dưới đây tập hợp ba sản phẩm theo thứ tự lực đẩy tăng dần. Mọi giá trị đều đúng như công bố trong từng dữ liệu sản phẩm trên ToBMS.

Cả ba động cơ đều nằm trong nhóm Động cơ UAV trên ToBMS. Các giá trị lực đẩy, khối lượng và kích thước bao được lấy từ từng dữ liệu sản phẩm, nơi lực đẩy được lưu bằng gam và được đổi sang kilôgam ở đây; những phép đổi đó là giá trị suy ra. Không có con số công suất tối đa nào được ghi cho U15XXL, nên không có con số nào được nêu - bản dữ liệu của nhà sản xuất là nơi bù vào chỗ trống đó khi một ngân sách công suất liên tục phụ thuộc vào nó. Dữ liệu của U15XXL cũng mang định mức 24S LiPo, đó là bus để định cỡ bộ pin cho sản phẩm này. Các con số dòng điện không có sẵn đồng nhất giữa ba sản phẩm: dữ liệu của U5 và U15XXL có công bố, còn các con số của U15 II thì nằm trong bảng dữ liệu của nhà sản xuất, nên không có cột dòng điện nào được hiển thị.

Quy luật đầu tiên là lực đẩy và khối lượng không thay đổi cùng một nhịp. Đi từ U5 lên U15 II nhân lực đẩy lên khoảng 13 lần trong khi nhân khối lượng lên khoảng 9 lần, và đi từ U15 II lên U15XXL nhân lực đẩy lên khoảng 2.8 lần trong khi nhân khối lượng lên khoảng 2.9 lần. Tỷ lệ trao đổi cải thiện mạnh ở bước đầu rồi phẳng đi, đó là lý do phần giữa của một dải - không phải phần đỉnh - thường là chỗ một hạng tải trọng dừng lại.

Quy luật thứ hai là hai động cơ lớn hơn được phân biệt bởi kiến trúc chứ không phải bởi kích cỡ. Chúng dùng chung stator 36N42P và có đường kính chỉ cách nhau vài milimét, ở 147.5 mm và 151.5 mm, vậy mà khác nhau khoảng ba lần về khối lượng và khoảng 2.8 lần về lực đẩy, vì U15XXL dài gần gấp đôi và mang trục 25 mm so với 20 mm. Một phép so sánh chỉ đọc cột đường kính sẽ kết luận hai sản phẩm gần như là cùng một động cơ; các cột chiều dài, khối lượng và dòng điện nói điều ngược lại.

Quy luật thứ ba là quy luật quyết định phần lớn dự án: mức phạt khối lượng trên mỗi đơn vị lực đẩy thấp nhất ở phần giữa của dải. Trên các con số đã ghi, U15 II trả về khoảng 21 g lực đẩy cho mỗi gam khối lượng của chính nó, so với khoảng 19.8 của U15XXL và khoảng 14.6 của U5 - cả ba đều là giá trị suy ra. Khi tải trọng có thể trải trên nhiều cánh tay hơn, khoảng giữa đó là nơi một khung bay nâng hạng nặng đạt lợi suất cao nhất, và U15XXL chỉ trở thành lựa chọn hợp lý khi tải trọng mỗi cánh tay vượt quá mức mà sản phẩm nhỏ hơn có thể nâng kèm biên dự phòng.

Ba hạng tải trọng, ba động cơ

Các con số đã ghi chỉ trở thành một quyết định khi được đọc đối chiếu với một hạng khung bay. Mỗi sản phẩm trong ba sản phẩm dưới đây phù hợp hợp lý với một dải tải trọng và không phù hợp với dải cao hơn nó.

U5 KV400 - tải trọng nhỏ trên bộ pin vừa phải

Ở 195 g với 2850 g lực đẩy tối đa đã ghi, cửa sổ 3-8S, stator 12N14P và điện trở cuộn dây 116 mΩ, đây là một động cơ cho khung bay nhẹ nhưng vẫn xuất hiện trong các cuộc trao đổi về nâng hạng nặng, vì những máy bay đa cánh mang vài kilôgam tải trọng cảm biến hoặc hàng giao trên sáu đến tám cánh tay nằm đúng trong dải của nó. Cặp ghép đã công bố của nó là cánh quạt 14 đến 16 inch theo khuyến nghị 6S, giúp khung bay gọn và bộ pin nhỏ. Con số 30 A được ghi cho một cửa sổ 180 giây và công suất tối đa 850 W trong cùng cửa sổ đó nghĩa là điểm bay treo của một khung bay chở hàng nhẹ nằm thoải mái trong định mức, và dây cáp 600 mm đủ dài để tới một ESC gắn bên trong. Khi một thiết kế bắt đầu thêm cánh tay hoặc tải trọng vượt quá vài kilôgam, đây là sản phẩm hết biên dự phòng trước tiên.

U15 II KV80 - con ngựa thồ của nâng hạng nặng công nghiệp

U15 II KV80 là sản phẩm mà phần lớn các chương trình nâng hạng nặng cuối cùng chốt. Nó ghi 36500 g lực đẩy tối đa và 8580 W trong 180 giây trong một khối lượng 1740 g đo Ø147.5 × 55 mm, với stator 36N42P, điện trở nội 17 mΩ và cửa sổ bus 12-24S. Chính cửa sổ bus đó khiến nó thực dụng: số cell cao giữ dòng điện ở mức thấp cho một công suất cho trước, nhờ đó tổn thất trên cáp và đầu nối vẫn ở mức quản lý được trên một khung bay mà mỗi cánh tay đã mang phần tải trọng của mình.

Khối lượng của nó nằm ở điểm hữu ích của dải. Ở khoảng 21 g lực đẩy cho mỗi gam khối lượng động cơ - một giá trị suy ra - nó trả về nhiều lực đẩy trên mỗi đơn vị khối lượng của mình hơn hai sản phẩm còn lại, và nó đủ nhỏ để tám chiếc vẫn chừa chỗ trong ngân sách khối lượng cho một bộ pin nghiêm túc. Cuộn dây 17 mΩ giữ tổn thất đồng ở mức vừa phải so với hạng lực đẩy của nó, và chiều dài cáp 100 mm giả định ESC được gắn tại gốc cánh tay, nơi mà các nhà chế tạo nâng hạng nặng vẫn đặt nó để giữ đường dẫn dòng cao ngắn.

Điều mà dữ liệu không công bố là một con số dòng điện, nên tỷ lệ giữa mức động cơ giữ được khi bay treo và mức nó chịu được trong một quá độ không thể đọc ra từ mục ToBMS của sản phẩm này. Đó là câu hỏi đầu tiên cần đặt cho nhà sản xuất khi một ngân sách hệ động lực phụ thuộc vào dòng điện bay treo trong một chuyến bay dài.

U15XXL KV29 - cấp có người lái và tải trọng theo từng cánh tay

U15XXL KV29 ghi 101449 g lực đẩy tối đa và 210 A dòng đỉnh trong một động cơ 5130 g đo Ø151.5 × 106 mm. Nhà sản xuất định vị sản phẩm này cho động lực máy bay có người lái và cho các nền tảng nâng hạng nặng ở hạng lực đẩy 100 kg, một bài toán kỹ thuật khác so với sản phẩm bên dưới nó: ở 5130 g mỗi động cơ, đế lắp, kết cấu cánh tay và các tải rôto đều phải được thiết kế xoay quanh động cơ chứ không phải thích ứng với nó.

Hai giá trị đã ghi xác lập kích thước tích hợp. Điện trở cuộn dây 20 mΩ nghĩa là khoảng 880 W tổn thất đồng ở dòng đỉnh 210 A đã ghi - ước lượng của chúng tôi từ các giá trị đã ghi, chưa hiệu chỉnh theo nhiệt độ, và là lời nhắc rằng dòng đỉnh là một trạng thái quá độ chứ không phải một chỗ để hành trình. Trục 25 mm và chiều dài dây dẫn 200 mm quy định đế lắp và đường đi nguồn có thể nằm ở đâu, và cả hai đều lớn hơn trên U15 II, điều này nhất quán với lực đẩy lớn hơn nhiều mà sản phẩm tạo ra. Stator 36N42P, 29 KV và dòng điện không tải 3.3 A ở 10 V hoàn thiện bức tranh.

Dữ liệu ở đây mang định mức 24S LiPo, nên có thể định cỡ bộ pin trực tiếp từ mục ToBMS: bảng thông số của nhà sản xuất cũng nêu đúng định mức 24S đó cho sản phẩm này. Đây cũng là sản phẩm không có con số công suất tối đa, nên mọi ngân sách công suất liên tục phải lấy từ bản dữ liệu chứ không phải từ phép so sánh ở trên.

Những nơi các động cơ này được dùng

Ba sản phẩm nằm trong một nhóm trên ToBMS nhưng thuộc ba kiểu khung bay khác nhau. Nhận ra đang thiết kế kiểu nào sẽ chốt lựa chọn nhanh hơn mọi phép so sánh thông số, vì hạng tải trọng cố định lực đẩy mỗi cánh tay và số rôto cố định mọi thứ phía sau nó. Dải mà một Drone hạng nặng đang được chọn cho nó quyết định phần còn lại của danh sách.

Vận tải hàng, giao hàng và máy bay đa cánh chở hàng

Đây là dải nâng hạng nặng chính và là dải mà U15 II phục vụ. Nhiệm vụ đặc trưng mang từ vài kilôgam đến hàng chục kilôgam hàng hóa, bay trong vài phút chứ không phải vài giờ, và được đánh giá ở việc có hoàn thành tuyến đường kèm biên dự phòng hay không. Khối lượng động cơ quan trọng ở đây vì mỗi kilôgam hệ động lực là một kilôgam không còn dành cho kiện hàng hoặc bộ pin. Các thiết kế trong dải này thường dùng sáu đến tám cánh tay để trường hợp mất một rôto vẫn bay được.

Nền tảng cấp có người lái và chở khách

Khi tải trọng trở thành một người hoặc một khối lượng tương đương, 101.4 kg lực đẩy đã ghi và 210 A dòng đỉnh của U15XXL đưa nó vào cuộc trao đổi về hệ động lực, và chính nhà sản xuất định vị sản phẩm này cho máy bay có người lái chứ không phải hàng hóa không người lái. Trọng tâm kỹ thuật dịch chuyển: khả năng dự phòng, độ cứng của đế lắp và biên nhiệt chiếm ưu thế, và hệ động lực nói chung được định cỡ theo trường hợp leo cao liên tục chứ không theo một điểm bay treo. Các yêu cầu về quy định và về đủ điều kiện bay nằm ngoài những gì một dữ liệu sản phẩm có thể diễn đạt, và chính những cuộc trao đổi đó quyết định một nền tảng có tiến triển hay không, chứ không phải con số lực đẩy.

Khung bay kiểm tra công nghiệp và bay lâu

Không phải mọi khung bay nâng hạng nặng đều nâng tải trọng nặng. Một số mang những cảm biến khiêm tốn trong thời gian dài, điều này đẩy yêu cầu lực đẩy xuống và yêu cầu hiệu suất lên, và đó là chỗ công suất tối đa 850 W cùng cửa sổ 3-8S của U5 trở nên hợp lý. Hai nhóm liên quan UAV công nghiệp và UAV thời gian bay dài tập hợp các động cơ đã ghi theo những đề bài đó, và chúng chồng lấn với nâng hạng nặng ở đầu nhỏ chứ không phải ở đầu lớn.

VTOL, nông nghiệp và các đội bay hỗn hợp

Hai dải nữa nằm kề nâng hạng nặng và thường chia sẻ động cơ với nó. Khung bay nông nghiệp mang một tải trọng nặng và thay đổi - một bồn đầy - nên bay treo ở điểm nặng nhất trong nhiệm vụ, một trường hợp làm việc khắc nghiệt; trang UAV nông nghiệp tập hợp các kết quả đã ghi. Nền tảng VTOL dùng một phần hệ động lực cho lực nâng thẳng đứng và một phần cho hành trình, nên động cơ nâng chịu lực đẩy lớn ở tốc độ thấp còn động cơ hành trình chịu điều ngược lại, và nhóm Drone VTOL bao quát sự phân chia đó. Với những nền tảng mà hệ nâng được định cỡ cho một người thay vì một kiện hàng, nhóm Hệ thống động lực máy bay có người lái là chỗ khớp nhất với đề bài đã nêu của U15XXL.

Danh sách kiểm tra khi chọn

Ba phép kiểm tra bao quát phần lớn mặt bằng, và nên làm theo thứ tự, vì mỗi phép thu hẹp phạm vi cho phép tiếp theo.

Chế độ làm việc và tải trọng

Xuất phát từ tổng khối lượng cất cánh, không phải từ con số tải trọng. Cộng thêm bộ pin, khung bay, hệ điện tử hàng không và chính các động cơ, vì trong một thiết kế nâng hạng nặng, khối lượng hệ động lực là một phần đáng kể của tổng. Sau đó cố định số rôto, kiểm tra rằng lực đẩy tối đa đã ghi trên mỗi động cơ bao được khối lượng đó kèm biên dự phòng cho quyền điều khiển, và xác nhận điểm bay treo nằm thoải mái trong cửa sổ 180 giây chứ không phải ở rìa của nó. Khi nhiệm vụ giữ độ cao trong nhiều phút, cần đặt câu hỏi liệu có con số công suất liên tục nào được công bố hay không.

Cơ khí và kích thước bao

Kiểm tra đường kính, chiều dài, trục và khối lượng của động cơ so với cánh tay mà nó phải ngồi trên đó. Vượt qua một kilôgam khối lượng động cơ, đế lắp trở thành một bài tập thiết kế kết cấu, và đường kính trục cùng chiều dài dây dẫn quyết định cụm lắp có thể được chế tạo thế nào. Xác nhận cáp tới được ESC mà không cần một mối nối nối dài trên đường dẫn dòng cao, và xác nhận đường kính cánh quạt mà KV và bus ngụ ý thực sự vừa với hình học của khung bay.

Nguồn và điều khiển

Định cỡ bộ pin theo dải cell, không theo một điện áp duy nhất, và kiểm tra định mức dòng của ESC so với con số đỉnh với cánh quạt sẽ được dùng. Đối chiếu chéo điện trở cuộn dây với dòng điện mà thiết kế dự kiến rút ra, vì các tổn thất trở thành nhiệt trong một động cơ vốn đã đang giữ một khung bay trên không. Khi dữ liệu không nói gì về dòng điện, dòng điện không tải hay công suất liên tục, những giá trị đó nên được coi là các mục còn bỏ ngỏ cần chốt với nhà sản xuất, chứ không phải những giá trị để mặc định.

1. Cộng tổng khối lượng cất cánh bao gồm động cơ và bộ pin, rồi chia cho số rôto để có lực đẩy mỗi cánh tay ở biên điều khiển mà thiết kế cần.
2. Chọn động cơ nhỏ nhất có lực đẩy tối đa đã ghi bao được con số đó kèm biên dự phòng, vì khối lượng tiết kiệm được có thể dồn cho dung lượng pin.
3. Cố định bus từ quyết định về bộ pin, rồi kiểm tra rằng KV và cánh quạt đã chọn đưa động cơ tới một điểm bay treo hợp lý trên bus đó.
4. Xác minh dòng điện khi bay treo nằm thoải mái trong cửa sổ 180 giây và có một con số liên tục ở những chỗ nhiệm vụ cần.
5. Nhân điện trở cuộn dây với bình phương dòng điện bay treo dự kiến để ước tính tổn thất đồng trước khi chốt thiết kế nhiệt.
6. Kiểm tra đường kính trục, kiểu lắp, kích thước bao và chiều dài cáp so với cánh tay và vị trí ESC.
7. Xác nhận đường kính cánh quạt mà KV và bus ngụ ý vừa với khung bay, và ESC được định mức cho dòng đỉnh đã ghi.
8. Ghi lại mọi giá trị đến từ bản dữ liệu thay vì từ dữ liệu sản phẩm, để ngân sách hệ động lực có thể được kiểm tra lại khi một trường dữ liệu được bổ sung.

Các câu hỏi thường gặp

Tài nguyên chính thức

Ba động cơ được T-Motor công bố, và các trang của chính nhà sản xuất mang bản dữ liệu, dữ liệu thử và hướng dẫn ghép cặp mà dữ liệu trên ToBMS không sao chép lại: U5 KV400, U15 II KV80 và U15XXL KV29, cùng dải sản phẩm rộng hơn tại trang chính thức của T-Motor. Ở những chỗ dữ liệu trên ToBMS không nói gì - công suất tối đa của U15XXL, các con số dòng điện của U15 II, và bất kỳ giá trị lực đẩy định mức cho bay treo nào - những trang đó hoặc bản dữ liệu tương ứng là nơi bù vào khoảng trống.

Bước tiếp theo

Để đi từ việc đọc sang một danh sách rút gọn, ba công cụ làm việc theo trình tự: mọi động cơ trong phép so sánh này đều nằm trong nhóm Động cơ UAV, có thể thu hẹp các phương án theo hạng lực đẩy, KV và khối lượng trong Lựa chọn, và có thể đặt những sản phẩm đã chọn cạnh nhau trong So sánh sản phẩm. Khía cạnh ứng dụng của cùng quyết định đó được tập hợp trên trang Drone hạng nặng, nơi nhóm các kết quả đã ghi theo hạng tải trọng.

Ba hướng dẫn hiện có mở rộng sang hai bên từ đây. Động cơ UAV: phối hợp KV, lực đẩy và khối lượng với khung bay đi qua cùng nhóm đó từ phía khung bay, bao quát KV, cấu hình stator, điện trở và lực đẩy trên các dòng U, Navigator, P và AT rộng hơn, và là đối trọng với góc nhìn lấy tải trọng làm gốc ở bài này. Động cơ drone: chọn động cơ FPV, cánh cố định và VTOL bao quát đầu nhỏ hơn của cùng họ sản phẩm, nơi thời lượng pin và độ đáp ứng chiếm ưu thế, còn Động cơ BLDC: hướng dẫn đầy đủ về chủng loại, thông số và cách chọn đặt tất cả các nhóm này - động cơ UAV, động cơ drone, động cơ gimbal, bộ đẩy và cơ cấu chấp hành - vào một khung chung cho những ai bắt đầu từ công nghệ chứ không từ khung bay. Nhánh có người lái của cùng câu hỏi đó được so sánh riêng: Hệ thống động lực máy bay có người lái: ba động cơ T-Motor U15 đặt U15 II, U15XL và U15XXL cạnh nhau theo tải trọng và chu kỳ làm việc mà một nền tảng có người lái cộng thêm.

Bản tóm gọn: cố định tổng khối lượng cất cánh và số rôto trước, dùng chúng để suy ra lực đẩy cần thiết mỗi cánh tay kèm biên điều khiển, chọn động cơ nhỏ nhất có lực đẩy tối đa đã ghi bao được con số đó, rồi để KV, số cell và cánh quạt chốt điểm làm việc. Trên dải sản phẩm này, trình tự đó thường dừng ở U15 II cho nâng hạng nặng công nghiệp, ở U15XXL khi tải trọng mỗi cánh tay vượt quá mức sản phẩm cỡ giữa nâng được kèm biên dự phòng, và ở U5 khi tải trọng vẫn ở mức vài kilôgam thấp.