Quadcopter LiPo Akku Gewicht / Kapazität Kompromiss

Ich versuche herauszufinden, wo zusätzliche Batteriekapazität im Verhältnis zum zusätzlichen Gewicht eines Quadcopters wertlos wird. Derzeit kann ich mit einer 5500-mAh-Batterie mit 11,1 V zwischen 12 Minuten und 12:30 Flugzeit davon profitieren. Meine Frage ist also: Gibt es innerhalb der Hubfähigkeit des Quads eine Möglichkeit, herauszufinden, wo das zusätzliche Gewicht einer größeren Batterie (oder mehrerer Batterien) eine Verbesserung der Flugzeit aufhebt? Offensichtlich wird es nicht so lange dauern wie zwei Flüge, Landung und Batteriewechsel; Ich versuche nur, meine ununterbrochene Zeit in der Luft zu maximieren. Ich versuche herauszufinden, wo sich die Linie befindet (und wenn ich sie bereits überschritten habe), indem ich größere Batterien in den Quad stecke und einen Rückgang der Renditen feststelle. Vielen Dank!

(Fürs Erste nehme ich wieder an, dass der Quad stark genug ist, um alles zu heben, was du auf ihn wirfst. Mit einem 5500mAh, ~ 470 Gramm, beträgt mein maximaler Gaspedal ungefähr 70%.)

Bei Quadcopter-Konstruktionen wird im Allgemeinen ein Schub-Gewichts-Verhältnis von etwa 2: 1 angestrebt . Das heißt, bei 100% Gas soll Ihr kombinierter Propellerschub das Zweifache des Gewichts des Fahrzeugs heben können.

Sie müssen dann die Leistung bestimmen, die die Motoren benötigen, um diesen Schub zu erzeugen (normalerweise auf dem Datenblatt angegeben). Wenn Sie über diese Energiemenge verfügen, können Sie auf einfache Weise die Lebensdauer Ihrer Batterie berechnen.

Diese Seite zu Quadcopter Performance bietet ein gutes Beispiel:

Betrachtet man die Daten aus der Motorleistungstabelle, sieht es so aus, als ob das absolute Maximalgewicht, das die Motoren tragen können, jeweils 560 beträgt, also 2240 Gramm. Dies ist der Fall, wenn die Motoren zu 100% mit 95,2 Watt arbeiten, was etwa 8,6 Ampere bei 11,1 Volt bedeutet.

Betrachtet man die Daten aus dem Diagramm „Fluggewicht vs. Leistung und Batterielebensdauer“, sollte der Hubschrauber nicht mehr als 1700 Gramm (61 Unzen) wiegen. Bei diesem Gewicht werden 61 Watt Leistung verwendet, was 5,5 Ampere bei 11,1 Volt entspricht.

Die Grafik zeigt auch, dass eine Unze Fluggewicht ein Watt Leistung benötigt und die beiden linear korreliert sind. Unter der Annahme, dass das Fahrzeug 60 Unzen wiegt, werden 60 Watt Leistung benötigt.

Dieses Zitat ist allerdings etwas irreführend. Dem ursprünglichen Autor fehlen die Worte "pro Motor" in ihrer Schlussfolgerung. 230 W / 4 Motoren = 57,5 ​​Watt. Das ist, wo sie die Schlussfolgerung "60 Unzen braucht 60 Watt (pro Motor)" haben. Die allgemeine Methode zum Zeichnen der Leistung ist jedoch für die Beantwortung der Frage von Vorteil.

Wenn Sie das maximale Schub-zu-Gewicht-Verhältnis erhöhen, können Sie den Gashebel niedriger halten, weniger Leistung verbrauchen und länger in der Luft bleiben. Sie können also entweder den Schub erhöhen oder das Gewicht verringern, um längere Flugzeiten zu erzielen.

Zur präziseren Beantwortung Ihrer Frage kommt der Punkt, an dem die Rendite abnimmt, wenn das von der Batterie hinzugefügte zusätzliche Gewicht Ihr Schub-zu-Gewicht-Verhältnis im unteren Bereich unter 1,5: 1 bringt.

Beachten Sie auch die Energiedichte Ihrer Batterietechnologie. Wie viel Leistung pro Gewichtseinheit die Batterie leisten kann. Sie verwenden wahrscheinlich Lithium-Ionen-Batterien, die vom Preis bis zur Leistung die wahrscheinlich besten sind. Aber wenn Sie wirklich versuchen, längere Flugzeiten ohne Gewichtszunahme zu erreichen, können Sie einige der esoterischeren (und viel teureren) Technologien in Betracht ziehen.

Und es ist wahrscheinlich erwähnenswert, dass selbst innerhalb der Lithium-Ionen-Kategorie nicht alle Batterien gleich sind.

Die Batterien sollten ungefähr so ​​schwer sein wie alles andere auf der Flugzeugzelle zusammen.

Bei einem bestimmten Flugzeug - mit Ausnahme der Masse der Batterien - ergibt sich die absolute maximale Flugzeit, wenn das Gewicht der Batterien doppelt so hoch ist wie das Gewicht aller anderen Teile der Flugzeugzelle zusammen. Viele andere Eigenschaften - Aufstiegszeit, Reaktionsfähigkeit, Vermeidung von Ständen usw. - funktionieren jedoch besser mit weniger Batteriegewicht. Eine bessere Faustregel lautet daher, dass Batterien ungefähr das (einmalige) Gewicht von allem anderen haben kombiniert. Hinweis: Andres 2011. Optimale Batteriekapazität . über Heino R. Pull .

Diese Faustregel gilt für alle Arten von batteriebetriebenen Flugzeugen - Starrflügler, Quadrocopter, Hubschrauber usw.

(Vergib mir, dass ich meine Antwort auf die Wirksamkeit eines mobilen Roboters in Bezug auf die Masse wiederverwertet habe. )

EDIT: Selbst widersprüchliches Urteil gefixt - danke, Gustav.

Haben Sie diese neuen Zink Air 8-Zellen-Drohnenbatterien mit 10.000 mAh und 12 V gesehen? http://www.tradekorea.com/product-detail/P00265914/drone_battery_10000mAh.html#.UjpxM2QpY2K hat in der obigen Diskussion den Vergleich der Effizienz zu Brennstoffzellen (die immer noch zu schwer sind, 1,2 kg + Brennstoff) in der Tabelle zu unterschiedlichen Leistungs-Gewichts-Verhältnissen gesehen ^ 800g +)

Ich spielte mit der Idee eines Quad mit einer 10.000-mAh-Zink-Luft-Batterie, 4xGenesys-Generatoren und 2x Superkondensatoren

Barry Densley

Und wie wäre es mit ein bisschen Experimentieren?

Ich würde die leichteste Batterie nehmen, die ich finden kann, und dann versuchen, Gewichte hinzuzufügen. Für jedes Gewicht würde ich die Flugzeit messen, ein Diagramm "Flugzeit / mAh" gegen "Startgewicht" erstellen und eine Kurve durch die Datenpunkte ziehen. Dann ging ich zum Hobbykochen und berechnete die Flugzeit für jeden Akku dort anhand meiner neuen magischen Grafik. Finde Maximum und du bist fertig :-)