多旋翼论坛长航时高手多，请教如何给3D电直延长飞行航时

amphibia · 发表于 2016-1-20 14:42

本帖最后由 amphibia 于 2016-1-20 15:04 编辑

如题，我在另一个跟帖也提问了。怕被淹没，单独发一个。电直专区对长航时感兴趣的模友不多。因此我大多数探讨是在国外几个论坛。

我的3D电直JR forza700起飞重量5.2kg，含2块6s5300mah并联，用1000rpm低转速飞行，持续航线飞行21分钟消耗6100mah大约57%电力，

- 航飞平均电流17A，平均功率390瓦

- 按照简单线性计算，30分钟飞行消耗80%电力

- 暴力3D电直结构，标准3D电机、futaba无刷舵机、F3C加重螺旋桨，以及升级了竞速机齿轮等强化补强零件，以及半包围头罩和尾管包围。

- 5.2kg重量中，电池占1.38kg，电池占飞行重量的27%

- 测试帖链接在这里

第二：我本周已经测试forza700电池仓位置，确认可以携带2块6s10000mah电池，同时准备把forza700飞机拉长到800级，换成轻型碳纤维尾管和轻型800级主旋翼

- 起飞重量6.4kg左右。2.75kg电池，占起飞重量的43%

- 再把主旋翼转速再下降10%到900rpm

- 按照飞行时间和重量大致成反比计算，消耗80%电力，可以飞行46-55分钟。

- 测试装机链接在这里

进一步改装方向，大家给出出主意
1. 把飞机偷轻，各位高手有没有能简单去掉几百克的建议？
1.a 舵机考虑到电直是无冗余，四个舵机必须继续使用futaba无刷舵机。其他都可以考虑偷轻
1b 比如电机下降一个标号功率，可以减少150克左右
1c forza700的电池实际是固定在飞机主体结构上，电池保护仓碳纤板连脚架整个可以拆掉，做一个轻型起落架，可以减少200克以上
1d 主要矛盾是主轴，旋翼头等等承重结构都是按照2000rpm高速暴力3D设计的，太厚重，对于这些组件，我实在没有简单偷轻的办法
2. 自己制作18650电池组，好像还能提高电池的电能重量比例提高10%左右
3. 进一步降低主旋翼转速，只不过影响储备升力，飞行就没有乐趣了
4. 换非对称桨，国内不好买，国外spinblade的安全口碑也欠佳
5. 安装飞控，是不是能减少舵机修正操作，是否能延长飞行时间？
5. 各位长航时高手，还有建议吗？谢谢

snowynight · 发表于 2016-1-20 15:06

本帖最后由 snowynight 于 2016-1-20 15:11 编辑

这个？

其实18650意义不大，亲测很多因素导致它不能很好的应用在目前的飞机上，哪怕使用的是极品电芯。

zuiaimoxing · 发表于 2016-1-20 15:08

amphibia · 发表于 2016-1-20 15:30

snowynight 发表于 2016-1-20 15:06
这个？
其实18650意义不大，亲测很多因素导致它不能很好的应用在目前的飞机上，哪怕使用的是 ...

我有如下数据，
格氏3s2600mah，227克，能量重量比34
格氏6s5300mah，760克，能量重量比42
格氏6s10000mah，1370克，能量重量比44
格氏6s12000mah，1545克，能量重量比47
格氏6s30000mah，3610克，能量重量比50
18650组装6s12000mah，6s4p 用LG3000mah电芯，连电池带10%的支架导线，算1200克，能量重量密度60

对比格氏10000mah，60/44 = 多出35%以上能量。

我的使用是1-2C以内放电，极限垂直爬升5C以下，我以为LG最新3000mah电池能放电5C以上绰绰有余。请问楼主你说18650应用有问题是指哪一方面？

EDY-阿拉丁 · 发表于 2016-1-20 15:48

LG有3500动力型，单节10A放电能放出3300mAh的容量

amphibia · 发表于 2016-1-20 16:42

EDY-阿拉丁发表于 2016-1-20 15:48
LG有3500动力型，单节10A放电能放出3300mAh的容量

所以，你的理解在无法实质降低飞行器机身重量的前提下，换LG动力型18650是唯一增加航时的办法?
- 3层宽，3层高，4层前后，3x3x4=36节
- 组成6s6p=6s21000mah结构？

Salem · 发表于 2016-1-20 20:21

用燃料电池吧。http://www.5imx.com/forum.php?mod=viewthread&tid=1169601&extra=page%3D4

Salem · 发表于 2016-1-20 20:22

信不信会有一群人说用高电压。

Salem · 发表于 2016-1-20 20:24

LG3000mah容量是虚标的信不信。

Salem · 发表于 2016-1-20 20:30

总体就3个方面：电机-桨组合、电调、电池。电机和桨选适配的，电调用有感正弦波RPM闭环控制的，开源的有VESC，闭源有ESC32。电池用燃料电池—常规电池组合。

amphibia · 发表于 2016-1-20 21:00

本帖最后由 amphibia 于 2016-1-23 11:51 编辑

Salem 发表于 2016-1-20 20:30
总体就3个方面：电机-桨组合、电调、电池。电机和桨选适配的，电调用有感正弦波RPM闭环控制的，开源的有VES ...

旋翼直径一米以上的电直照例说应该飞行能耗低于多旋翼飞行器，但是问题是今天的主流3D电直都是互相比拼3D暴力飞行能力，机身设计太坚固太结实了。

基于主流3D电直改装成长航时飞行，方向如下：
- 机身越轻越好，
   - 一般模友飞800级用600-700级拉长，forza700/雷虎E700/Logo600SE/Triabolo 800
   - 飞600-700级选Logo600SE带710桨
   - 550级选JR E6-550已经够轻
   - 450级选JR Forza450最轻，再拉长到380mm主旋翼
   - 世界记录是把400级拉成800级，飞2小时58分
   - 其他轻量化目前看都会牺牲机身强度、美观、功能

- 搭配电机电调刚刚够最好
   - 700级用40xx最低标号，kontronik 80HV/好盈100A V3额定就够了
   - 550级用30xx最低标号，好盈50A V3或者60A V4
   - 450级用20xx最低标号，好盈50A V3或者60A V4

- 电调选择你说的有感正弦波rpm闭环？
   - 最高档德国Kontronik开100%油门吗？
   - 考虑到直升机旋翼需要电调帮助旋翼恒定转速，开80%油门给电调留有20%空间去稳定转速

- 桨越长，转速越低，越轻越好
   - 有条件自制非对称木桨
   - 有渠道买spinblade 非对称碳纤维桨
   - 有米把直升机主桨和尾桨换成3片桨，可以进一步降低转速
   - 没条件芬记/JR的常规2片碳纤维桨

- 主桨转速
   - 800级800转
   - 700级900转
   - 550级1300转
   - 450级1800转

- 电池实在取决于材料和能力限制
   - 以一般模友水平，能把18650电池组安全焊接好就不错了
   - 燃料电池等高逼格留给高人

看看有没有漏的？

yangxueso · 发表于 2016-1-22 23:43

最简单就是那个550上700桨

yangxueso · 发表于 2016-1-22 23:48

然后换高效率桨，3d桨效率低，你看长航鸡架都是定制的，非常简单，很多东西都去掉了，550加长尾管，用高效率长桨，逆向过来，就是用能买到的最轻最长效率最高的桨配上最轻的鸡架，然后配上效率最高的重量合适的电池加电机

Himalaya · 发表于 2016-1-23 12:18

其实俺脚得吧，要长航时，还是换飞机最靠谱。

3D电直的直板桨就不是为长航时打算的，虽有 air foil 但正反面一样，效率比航时优化的MR桨差远了。在3D电直这个限定条件下，要长航时必然降低转速，必然损失机动性，失去3D能力，于是形成了悖论：用3D机，无3D能力。。。。。

Himalaya · 发表于 2016-1-23 12:27

本帖最后由 Himalaya 于 2016-1-23 12:29 编辑

然后就一楼提到的细节说一点想法：
*）非对称桨，只适用于固定螺距（fixed pitch）形式的直机，或螺距变化范围很小的情况下。这类桨从根部到尖端的扭转倾角是连续变化的，在低螺距时会造成根部低螺距而尖端已经负螺距的囧况，能量内耗。
*）电池。18650的钢壳，还是算了吧。。。。建议抛弃任何10C以上的电池，改用类似 dji inspire 所用的 5C 4.35V单体，相比常见的30C以上的沉重LiPo，有望在同样重量下多容纳20%以上的能量—— 反正只飞航线。。。。

amphibia · 发表于 2016-1-23 20:52

Himalaya 发表于 2016-1-23 12:27
然后就一楼提到的细节说一点想法：
*）非对称桨，只适用于固定螺距（fixed pitch）形式的直机，或螺距变 ...

我承认，像你说的，3D机这个前提是悖论。但是我喜欢3D电直机的外貌和飞行和机械结构。
在这个前提下，有几个问题想进一步跟您讨论：
1. 3D对称桨肯定不是最优，但是比较中庸。比如占民用载人直升机销量过半的轻型robinson R22、R44都是用对称主旋翼（尾旋翼是非对称）而且是50-60年代的技术的8升排量的活塞内燃机，极其落后的机械结构，8升排量转速低而且只有200多马力。当然优点是极其稳定，飞机价格便宜。

回到模型电直，究竟对于12-15度螺距，换非对称主旋翼能提高有多大效率？10%？20%？隐患在哪里，比如升力中心点不固定导致摇摆？或者不能倒着飞。我毕竟还要一个轻型3D + 长航时，不是纯粹长航时。

2. 电池，DJI的电池是低C数的锂聚合物电池吗？你推荐的是这个方案吗？我认可你的观点，一般玩，用市场能买到的最低C数的锂聚合物电池就算了。别折腾自己焊接电池。

只不过较真说，我以为按能量重量比，18650最起码还是比任何锂聚合物电池轻20%。国外那个世界纪录还是用18650做的。

skypup · 发表于 2016-1-23 21:12

本帖最后由 skypup 于 2016-1-23 21:13 编辑

楼主的电调设置定速了吧。
去掉定速试试呢？

改一下油门曲线，像早期没有定速功能时的有副翼450那样飞。
我飞450时就感觉到，如果不用定速功能飞的明显久一些，同样的设备只是电调刷了程序设置定速之后，虽然飞起来轻松多了，但是明显不如之前飞的久。

Himalaya · 发表于 2016-1-23 21:22

amphibia 发表于 2016-1-23 20:52
我承认，像你说的，3D机这个前提是悖论。但是我喜欢3D电直机的外貌和飞行和机械结构。
在这个前提下，有 ...

请勿用低倍率笔记本18650跟高C动力LiPo相对比，不是一码事。IT消费18650跟手机LiPo相比；或者电动工具的动力18650与dji 5C动力电，还有点可比性。

当然，如果续航能到2h以上，消费级电池也足以胜任了。即便此时，用当今的4.3v手机LiPo仍然可以飞的更久，它们的能量密度普遍超过200Wh/kg。

根本的根本，是你打算为了长航时付出多大努力。

amphibia · 发表于 2016-1-23 21:42

skypup 发表于 2016-1-23 21:12
楼主的电调设置定速了吧。
去掉定速试试呢？

你这么说，我想起来了，用最便宜的好盈100A V3电调，开100%油门，飞行时间的确略长于最贵的德国K牌Jive电调开75%油门。只不过出于妥协，而且因为K牌电调有高级同步整流功能（active free-wheeling），因此K牌在低油门比例发热比好盈小很多。因此我放心开75-80%油门。

用好盈的时候，确实开到90-95%油门，当然定速性能非常差。

dawanpi · 发表于 2016-1-24 11:04

Salem 发表于 2016-1-20 20:30
总体就3个方面：电机-桨组合、电调、电池。电机和桨选适配的，电调用有感正弦波RPM闭环控制的，开源的有VES ...

ESC32无感的，而且也不是正弦波驱动，只不过有闭环模式。

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RE: 多旋翼论坛长航时高手多，请教如何给3D电直延长飞行航时

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