Comment calculer le guide étape par étape de la poussée du moteur du drone étape par étape

 

Dans nos articles précédents, nous avons mentionné à plusieurs reprises que le moteur est le système d'alimentation central du drone, qui détermine si le drone peut voler, à quel point il est stable dans l'air, s'il peut prendre du poids et combien de temps il peut voler .Quel moteur CC sans balais (BLDC), Comment fonctionnent les moteurs de drones, etComment choisir différents types de moteurs de drones ...

 

Maintenant, il est temps de regarder de plus près un autre paramètre clé: Thrust .

 

Thrust détermine si un drone peut décoller et planer, et détermine également si vous pouvez monter des caméras, des modules de cartographie, du chargement de chargement et d'autres équipements de mission .

 

Poussée insuffisante → ne peut pas voler; Trop de poussée → gaspille l'énergie et raccourcit l'endurance .

Ce n'est que avec une poussée appropriée que le moteur, l'hélice, le contrôleur de vitesse électrique et la batterie forment un système stable et efficace .

 

Dans la section suivante, nous vous enseignerons les idées de base de l'évaluation de la poussée étape par étape, de la définition de la poussée, du calcul de la puissance du moteur, des recommandations de rapport poussée / poids, pour les méthodes de correspondance de l'ESC .

 

En physique, la poussée est la force qui pousse un objet vers l'avant ou vers le haut, et son unité est généralement Newton (N) ou Gram (G) / kilogramme (kg) . Dans l'industrie du drone, nous utilisons le plus souvent "Grams" ou "Kilogrammes"

 

1. Définition de base de la poussée

Thrust=moteur + forces ascendantes de l'hélice à une certaine puissance d'entrée

 

Par exemple:

Si un moteur produit 1000 g de poussée, cela signifie qu'il peut "soulever" un poids inférieur à 1 kg dans des conditions statiques .

 

La poussée de chaque moteur d'un quadcoptère est de 1000 g, et la poussée totale est de 4000g (4kg), ce qui peut théoriquement supporter un poids de décollage maximal de 2 kg (rapport poussée / poids de 2: 1) .

Cette valeur est directement liée à la "capacité de décollage" de l'avion et à la "capacité de charge" .

 

2. poussée statique vs poussée dynamique

Dans les applications pratiques, nous distinguons souvent la poussée statique et la poussée dynamique:

taper	Définition	Méthode d'essai
Poussée statique	La poussée générée par le moteur + l'hélice dans l'air immobile	Placé sur la plate-forme de test de poussée
Poussée dynamique	La poussée que l'hélice MOTOR + peut fournir en vol / mouvement	Brinnel ou mesure aérienne (plus complexe)

La valeur de poussée du moteur dont nous parlons souvent fait référence généralement à la "poussée statique", qui est également les données standard testées et publiées par les fabricants de moteurs .

 

3. Ratio de poussée / poids: un indicateur de clé pour sélectionner un moteur

Ratio de poussée / poids=La poussée totale ÷ le poids de décollage, est un indicateur important pour évaluer les performances de vol:

Utilisation de vol	Ratio de poussée / poids recommandé	illustrer
Photographie aérienne / cartographie drone	2:01	Assurer la stabilité en planant et en charge
Opérations de reconnaissance industrielle / Highland	2.5:1 ~ 3:1	Améliorer la redondance pour faire face aux changements de pression d'air / environnement
Drone FPV de course	4:1 ~ 6:1	L'accélération rapide et les manœuvres intenses nécessitent un rapport poussée / poids élevé

Par exemple, pour un drone de photographie aérien avec un poids de décollage de 1500 g, la poussée totale recommandée est d'environ 3000g, ce qui signifie que vous devez choisir une solution où chaque moteur peut fournir au moins 750 g de poussée statique .

 

Pour comprendre le mécanisme de la génération de poussée moteur, vous devez comprendre une relation physique de base:

Power moteur (W)=tension (v) × courant (a)

 

La génération de poussée est essentiellement qu'après que le moteur consomme une certaine quantité de puissance électrique, il accélère l'air vers le bas à travers l'hélice, générant ainsi une force de réaction ascendante ., plus la tâche augmente, plus la consommation d'énergie est élevée, plus le courant est élevé, et plus la température augmente rapidement .

 

1. L'influence de la tension, du courant et de la puissance sur la poussée

paramètre	Déclaration d'impact
Tension (v)	Plus la tension est élevée, plus la puissance de sortie est élevée lorsque le courant est le même→ plus adapté aux grandes plates-formes de poussée
Courant (a)	Indique l'intensité de charge actuelle du moteur ., plus la charge est grande, plus elle consomme de puissance et plus la hausse de la température est élevée . doit être adaptée à une ESC suffisante .
Puissance (w)	Plus la puissance est grande, plus la poussée en théorie est grande, mais faites attention qu'elle dépasse les limites du moteur et de l'ESC .

 

L'amélioration de la poussée ne peut pas être obtenue en augmentant simplement un seul paramètre ., par exemple, une simple augmentation de la tension ou du courant peut provoquer une surchauffe, une brûlure ESC, une chute de tension de la batterie, ou même une perte de contrôle de vol .

 

2. La relation entre la valeur KV et la poussée: ne soyez pas confus par "haute vitesse"

La valeur KV (RPM / V) indique la vitesse que le moteur peut atteindre lorsque le moteur est sous condition à vide et que la tension d'entrée est 1V . par exemple, pour un moteur 1 000 KV, la vitesse théorique est de 10 000 tr / min à 10v Tension .

 

Valeur KV élevée: Haute vitesse, mais couple faible, adapté aux petites hélices, aux charges légères et aux scénarios de course;

 

Valeur KV basse: couple à basse vitesse mais élevée, adapté aux grandes hélices, à grande poussée et à chargement des plates-formes .

Idée fausse: un KV plus élevé ne signifie pas nécessairement une plus grande poussée . La poussée réelle dépend de la puissance et de l'efficacité que le moteur peut en continu sous une certaine charge (hélice) .

 

3. Exemple d'analyse: des différences de poussée de différents KV sur la même plate-forme

Prenez deux moteurs VSD à titre d'exemple:

modèle	Valeur KV	Plage de tension	Puissance maximale	Poussée maximale	application
2306	2400KV	6S	901W	1683g	Machine de course FPV
3115	900kv	6S~8S	1617W	4185g	Photographie aérienne multi-rotor

 

Avec la même tension 6s, bien que le 2306 ait une vitesse élevée, sa poussée est évidemment inférieure à celle de 3115., c'est la meilleure explication que la valeur KV n'est pas proportionnelle à la poussée .

 

Le calcul de la poussée du moteur n'est pas aussi "métaphysique" car de nombreuses personnes pensent . même si vous n'avez pas d'équipement de test sophistiqué, tant que vous maîtrisez la logique de base, les données de référence et les estimations raisonnables, vous pouvez porter un jugement préliminaire sur le fait qu'un moteur convient à votre projet de drone .

 

Nous vous apprenons à trois niveaux:

1. Méthode d'estimation du rapport poussée / poids (applicable à la plupart des scénarios d'application)

C'est la base la plus courante et la plus pratique de la sélection:

Pièce totale recommandée=Poids de décollage × rapport poussée / poids recommandé

Type de vol	Ratio de poussée / poids recommandé
Photographie / cartographie aérienne	2:01
Cargaison / enquête industrielle	2.5–3:1
Faire la course à travers	4–6:1

 

exemple:

Vous allez assembler un drone quadcopter pour la photographie aérienne . son poids de décollage lorsqu'il est entièrement chargé est 2 . 2 kg.

Le rapport poussée / poids recommandé est de 2: 1, vous avez donc besoin d'une poussée totale supérieure ou égale à 4 . 4kg (4400g).

Alors la poussée minimale de chaque moteur doit être: 1100g .

 

2. Méthode de comparaison du tableau (applicable lorsqu'il y a des données de test du fabricant)

Si vous choisissez un moteur avec des données de test détaillées, telles que la série VSD, vous pouvez directement vous référer à ses paramètres de poussée statique maximale et les comparer avec vos besoins .

Modèle moteur	Tension recommandée	Poussée maximale	Charge maximale recommandée (rapport poussée / poids 2: 1)
3115	6S–8S	4185g	Moins ou égal à2,1 kg
2808	6S	2910g	Moins ou égal à1,45 kg
2306	6S	1683g	Moins ou égal à0,8 kg

 

De cette façon, vous pouvez rapidement filtrer la gamme de moteurs qui répondent aux exigences de charge de toute la machine .

 

3. Méthode de calcul manuel (pour une estimation détaillée ou des utilisateurs de bricolage)

Si vous êtes très sensible aux paramètres ou si vous n'avez pas de données de poussée prête, vous pouvez également l'estimer en fonction de la relation suivante:

(1) Estimation de la méthode de puissance:

Poussée théorique ≈ c × √ (puissance × diamètre de l'hélice)

Où c est un coefficient empirique, généralement allant d'environ 6 à 9., plus l'hélice est grande, plus l'efficacité . est élevée

 

Exemple: vous estimez la puissance du moteur maximale à 1600W avec une hélice 13- pouce .

La poussée estimée est ≈ 7 × √ (1600 × 13) ≈ 7 × √20800 ≈ 7 × 144 ≈ 1008g

 

Cette méthode convient à une estimation approximative, et la poussée réelle doit encore être basée sur des mesures réelles .

 

Une fois que vous avez déterminé le modèle de poussée et de moteur requis, l'étape suivante consiste à considérer la correspondance du système de support, en particulier l'ESC et la batterie . si le courant ESC est insuffisant et que la sortie de la batterie est instable, le système ne fonctionnera pas de manière stable même si la poussée est suffisante .

 

Voici trois principes de correspondance de base:

1. Le courant ESC doit être supérieur au courant du moteur maximum

La cote de courant ESC devrait dépasser le courant continu maximum du moteur d'un facteur de 1,2 à 1,5

 

Conseil pratique: choisissez une ESC qui est 20-50% plus élevée que le courant maximum du moteur

 

exemple:

Moteur VSD 3115, le courant maximum est d'environ 50A

→ Courant ESC recommandé supérieur ou égal à 60A

 

Moteur VSD 2306, le courant maximum est d'environ 35A

→ Courant ESC recommandé supérieur ou égal à 45A

 

Remarque: Bien que le choix d'une ESC trop grande soit sûre, il peut également augmenter le poids et la consommation d'énergie, ce qui entraîne des déchets d'efficacité .

 

2. La tension de la batterie doit correspondre à la valeur du moteur KV et à l'environnement d'utilisation

La valeur KV détermine le nombre de batteries S que vous devez utiliser (1s=3.7 v) . Le choix de la mauvaise tension de batterie entraînera une poussée ou une surcharge insuffisante et un épuisement professionnel .

Gamme KV	Numéro de batterie recommandé	Suggestions d'application
800–1000kv	6S ~ 8S	Photographies aériennes moyennes et à grande échelle
1300–1500KV	4S ~ 6S	Plate-forme multi-rotor
1800kV et plus	4S ~ 6S	Racing FPV, avion léger

 

exemple:

MOTEUR VSD 4720, 420KV → 6S ~ 8S Recommandé

Moteur VSD 2808, 1500kV → 6S recommandé

MOTEUR VSD 2306, 2400KV → 4S ou 6S recommandé (selon les exigences de la tâche)

 

3. La taille de l'hélice affecte l'efficacité de la poussée et la charge du système

Plus la taille de l'hélice est grande, plus le couple et la poussée sont élevés, mais plus le fardeau de l'ESC et du moteur . est grand.

 

Combiné avec des étuis moteurs VSD, complétez rapidement la sélection et la sélection du système de support

Dans les sections précédentes, nous avons expliqué la définition de la poussée, de la méthode de calcul, de la relation à courant de tension et de la façon de sélectionner l'ESC et la batterie . Maintenant, nous utiliserons les données réelles des moteurs de drones VSD pour vous montrer une logique de sélection pratique . pour vous montrer une logique de sélection pratique .

 

Voici quelques modèles typiques de suggestions de sélection de correspondance, adaptées à différents scénarios de vol, des drones de fond légers à de grands multiples multiples:

Modèle moteur	Valeur KV	Recommandations de tension	Poussée maximale	Pares d'hélice recommandées	Courant ESC recommandé	Scénarios applicables
2306 MOTEUR DE DRONE	1800–2400KV	4S~6S	1683g	5×4.3×3 hélice à trois lames	Supérieur ou égal à40A	FPV Racing / Drone
2808 MOTEUR DE DRONE	1300–1950KV	6S	2910g	7-9 Inch	Supérieur ou égal à45A	Racing moyen / multirotor à petite charge
2207 MOTEUR DE DRONE	1960KV	6S	1702g	Hélice de 5 pouces	Supérieur ou égal à40A	Drone de course
3115 Moteur de drone	900–1520KV	6S~8S	4185g	13×6.5 hélice	Supérieur ou égal à60A	Photographies aériennes / drones de reconnaissance
2812 MOTEUR DE DRONE	900kv	6S	2710g	10-12 Inch	Supérieur ou égal à50A	Photographie aérienne à charge moyenne / plate-forme de vol industriel
2807 MOTEUR DE DRONE	1350–1750KV	4S~6S	2728g	6-8 Inch	Supérieur ou égal à50A	Plate-forme multirotor / flexible de maniabilité élevée
4720 MOTEUR DE DRONE	420kV	6S~8S	7232g	15×7×3 ou 13×9×3	Supérieur ou égal à80~100A	Enquête aérienne / plate-forme commerciale moyenne et grande
5315 MOTEUR DE DRONE	380kv	6S~12S	9034g	18×5.5 hélice	Supérieur ou égal à100A	Drone / plate-forme de livraison de charge utile de qualité industrielle

 

Remarque: La valeur de courant ESC dans le tableau est recommandée comme étant supérieure ou égale au courant du moteur maximum × 1 . 2 ~ 1.5. La taille de l'hélice est recommandée en fonction de l'efficacité de test . La sélection réelle doit être affinée en fonction de la charge, du temps de vol et de la structure corporelle.

 

Conseils de sélection Rappel:

 

Si vous êtes préoccupé par la durée de vie de la batterie, vous devriez donner la priorité à la combinaison de faible hélice KV + à faible KV +;

 

Si vous recherchez une puissance explosive ou une réponse de course, le choix de la petite hélice KV + élevée sera plus agile;

 

Il est recommandé d'utiliser des batteries à taux C

 

L'ESC doit avoir suffisamment de courant pour l'empêcher de s'épuiser en raison de la charge lourde à long terme .

 

Chez VSD, nous avons fourni des données de test complètes et des recommandations de support pour chaque modèle pour vous aider à compléter rapidement la sélection du système d'alimentation et à réduire les coûts d'essais et d'erreur .

 

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