بهترین انتخاب ملخ و وزن باتری كوادكوپتر

مقدمه

در این جلسه قصد داريم بررسی کنیم که ملخ و وزن باتری چه تاثیری روی زمان پرواز کوادروتور داره. با ما همراه باشید.

1:تاثیر ملخ در زمان پرواز کوادروتور

اگر بخواهیم یک کوادکوپتر با وزن 1 کیلوگرم را به پرواز در بیاوریم باید ملخ ها هوایی معادل 1 کیلوگرم را به سمت پایین هدایت کنند. به همین ترتیب هرچه وزن کوادکوپتر بیشتر شود ملخ ها هم باید معادل همین وزن، هوا را به سمت پایین بفرستند. برای نگه داشتن کواد در هوا سرعت هوا اهمیت ندارد چیزی که مهم است دبی هوا است.

همانطور که در شکل نشان داده شده است فرض کنیم هر دو کواد دارای وزن 1.2 کیلوگرم باشد و یکی از کوادها اندازه ملخ 10 اینچ و دیگری 7 اینچ باشد کل مساحتی که کواد 10 اینچ تحت پوشش قرار می‌دهد حدودا (A=pi*r^2) 2000cm^2 است و کل مساحتی که کواد 7 اینچ تحت پوشش قرار می‌دهد حدودا 1000cm^2 است.

[ihc-hide-content ihc_mb_type=”show” ihc_mb_who=”2,3,4,5″ ihc_mb_template=”3″ ]

اگر فرض کنیم برای نگه داری1.2 کیلوگرم هر دو کواد نیاز به دبی هوای رو به پایین 1مترمربع بر ثانیه (1000000سانتی مترمربع بر ثانیه) هوا نیاز داشته باشد پس برای کواد 10 اینچ سرعت ملخ به صورت زیر بدست می‌آید:

(2000cm^2) / (1,000,000cm^3/s)=

500cm/s =
5m/s =

برای کواد 7 اینچ نیز به همین طریق ملخ باید با سرعت 10m/sبچرخد

توان مصرفی هر ملخ برای کواد 10 اینچ:

P=F*v=ρ*A*v^3=25

همچنین توان مورد توان مورد نیاز برای کواد 7 اینچ برابر 100 است پس کواد 7 اینچ نسبت به کواد 10 اینچ توان بیشتری مصرف می‌کند و همچنین باید در نظر گرفت که ملخ بزرگتر وزن بیشتر می‌شود و موتور قویتری نیاز دارد که در نتیجه وزن افزایش پیدا کرده و مصرف انرژی بیشتر می‌شود البته قابل ذکر است که شرکت های مختلف بر روی بازده ملخ از طریق ایجاد شیار در ملخ می‌خواهند بازده ملخ را افزایش بدهند.

2:تاثیر وزن باتری در زمان پرواز کوادروتور

واضح است که هرچه وزن کمتری داشته باشیم مدت زمان پرواز بیشتر می‌شود.اگر ما اندازه (وزن) باتری را افزایش دهیم باتری انرژی بیشتری برای ما تامین می‌کند به طوری که باعث افزایش زمان پرواز می‌شود ولی چون وزن نیز افزایش پیدا می‌کند باعث کاهش زمان پرواز می‌شود.پس ما می‌آییم نسبت وزن باتری به وزن کواد بدون باتری را بررسی می‌کنیم تا به بهینه‌ترین حالت برسیم.

این قضیه را از طریق روابط ریاضی بررسی می‌کنیم:

 در روابط بالا اثبات کردیم که بهینه ترین حالت نسبت وزن باتری به وزن فریم (بدون باتری)برابر با 2 است.

نتیجه گیری:

 وزن فریم/ وزن باتری= نسبت وزن

 (وزن فریم= وزن کل کوادکوپتر بدون در نظر گرفتن وزن باتری)

حداکثر زمان پرواز موقعی است که وزن باتری حدودا 2 برابر وزن فریم باشد پس در حالت ایده آل، این وضعیت حداکثر زمان پرواز خواهد بود.

اما با توجه به نمودار از آنجایی که در حالت نسبت وزن 2 هزینه افزایش می یابد ما با در نظر گرفتن نسبت وزن 1 که حدودا93% از زمان پرواز کل را بدست می آوریم در هزینه هم صرفه جویی می کنیم

(افزایش نسبت وزن = افزایش هزینه)

همچنین مشاهده می شود که پس از نسبت وزن 0.6-0.7 افزایش قابل توجهی رخ نمی دهد پس صرف هزینه اضافی بعد از نسبت 0.7 مناسب نیست

در تصویر بالا نمونه هایی از کوادکوپترهای تجاری نشان داده شده است.

[/ihc-hide-content]

به جز پارامترها بالا، زمان پرواز به کیفیت الکترونیک و متعادل نگه داشتن کوادکوپتر بستگی دارد.

مثل همیشه میتونید ما رو در تلگرام و یا اینستاگرام دنبال کنید: