我正在寻找一个方程式(或一组方程式),该方程式(或一组精确度)可以预测四轴直升机能够提起的有效载荷。

我假设主要变量是直升机的重量以及4个旋翼的大小+功率。可以使用哪种一般方法来做出这样的决定?

#1 楼

该帖子的类似答案:
选择三角帆的电动机

这取决于您要对直升机进行的操作。

悬停:100-150瓦/ kg
磅秤飞行:200-300瓦特/ kg
一些令人不寒而栗的杂技飞行:350-400瓦特/ kg
3D杂技500+瓦特/ kg
Hardcore 3D 1000D / kg

只要考虑一下您的电动机和您的飞行方式,您就会获得一些直升机最大重量的值

我也有相关资料,但我只知道德国人: http://www.heli-planet.de/index.php?section=auslegung_von_e_motoren

此值非常准确。有几种数学方法可以计算四旋翼的升力,但这是一种非常理论性的方法。您必须考虑环境,风,气压,反应速度,可控制性。

评论


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哇-感谢@TobiasK(+1)!如果您不介意,可以为您提供一些后续措施:(1)我可以确认我正确理解了您吗?假设我想要“ Hardcore 3D”飞行能力,并且说我的直升机重5公斤。那将是1000 W / kg * 5 kg = 5000 W,除以4大约为1250瓦/转子,对吗? (2)螺旋桨长度也不会算在这里吗?并且(3)方程是否按转子数缩放?换句话说,如果我有8个转子,我会除以8吗?再次感谢!
$ \ endgroup $
–smeeb
2015年6月9日在18:04

$ \ begingroup $
另外,既然我实际上是在纸上做数学运算,那么您是否绝对确定方程式是相当准确的?这意味着每个转子将必须提供大约1250瓦的功率。我用Google搜索了“ RC直升机马达”,并随机找到了它的最大输出功率仅为114瓦。这是因为5公斤重的直升机太重了,还是我在某处算错了数学?
$ \ endgroup $
–smeeb
2015年6月9日18:27

$ \ begingroup $
第一条评论:(1)是,(2)确定取决于。您需要正确的道具尺寸。当您购买电机时,通常会在规格表中看到正确的支撑尺寸。 (3)仅确保电动机不相互影响。第二点评论:两者都很小,五公斤重。我用7000瓦特的马达制造了直升机。这个家伙举起了五公斤。但是请确保允许您启动这种大小的直升机。
$ \ endgroup $
– TobiasK
2015年6月9日18:42

$ \ begingroup $
感谢@TobiasK-(再次为+1,绿色复选标记)-您是否有机会向我发送7000瓦电机的链接?我在任何地方都找不到!再次感谢!
$ \ endgroup $
–smeeb
2015年6月9日18:44

$ \ begingroup $
www.scorpionsystem.com/catalog/helicopter/motors_4/hk-45_1/HK_4535_500_8/请务必小心。这是很大的力量。如果使用其中的四个,它们可以抬起一个人。
$ \ endgroup $
– TobiasK
2015年6月9日在18:54

#2 楼

即使量级是正确的,我也要比TobiasK走得更远。为了能够飞行,您的TWR至少应等于1。要起飞,您需要TWR> 1。在我看来,TWR = 2可以提供相当动态的四轴飞行器。

对于给定的螺旋桨,您可以获得其推力与rpm(每分钟转数)之比,这样就可以获得目标rpm(如果您有4台电机,并且希望TWR = 2,则每台电机的推力应等于无人机重量的一半。您还可以获取其转矩与rpm的关系曲线,并获得达到目标RPM的机械转矩。目标转速会给您电动机的Kv。 Kv根据电动机的转速指示电动机反电动势的幅度。如果使用3S LiPo电池,则电池电量可能会下降至9.6V,因此,如果要在整个飞行过程中保持动力,则应选择可以达到9.6V rpm目标的电动机。假设您需要10k rpm来获得TWR = 2,电动机的Kv至少应为1040 rpm / V。您应该选择更高的Kv,因为Kv是在没有负载的情况下给出的,而负载下的实际速度要慢一些。

电动机的输出转矩与您输入的电流成正比。我在Google上寻找“ quadcopter电动机”,很快找到了1300Kv和最大19A的电动机(我不知道该电动机,也无法说质量好与否)。 10k rpm除以1300 rpm / V得到7.7V。当以10k rpm的速度驱动电机时,电调输出的平均电压为7.7V。最大电流为19A,这意味着在10k rpm下的最大功率为7.7 * 19 = 146W。这种电动机在负载时的典型效率约为0.7(如果您选择的Kv高得多,则通常会降低其负载效率)。因此,我希望输出机械功率为100W。机械功率是速度乘以扭矩(检查您使用的单位)。在TWR = 2时,最大扭矩必须高于您的螺旋桨扭矩。

提到了“ Hardcore 3D”。我认为,用5公斤重的无人机进行密集的3D飞行非常疯狂。我认为您应该将总重量控制在1公斤以下(400克适合3D杂技)。 3D飞行还面临另一个弊端:螺旋桨通常经过优化,可以以一种方式运行,并且您通常都希望同时使用它,因此,要么反向TWR差得多,要么双向效率都低(对称)而且比反向的经典螺旋桨要好)。

#3 楼

简短的答案是:取决于情况。
诸如电动机,螺旋桨和车身构造之类的变量非常重要。多年来,我一直在我的车库里建造无人机。您会惊讶于螺旋桨会带来什么变化。

由于建造重型无人机非常困难,因此大多数人应该通过购买重型无人机感到满意。亚马逊上有几种型号可供选择,因此最好检查一下要提供的市场。