前言:
直升机航模最高境界当然是3D暴力飞行,但是对于许多新上手、也包括悬停神和逍遥派,航线,仿真,航拍,慢飞都是乐趣无穷。国外直升机论坛helifreak也有一个LowRPM(低转速)专区,供大家探讨分享。因为Low RPM分享基本都是鸟语,我来翻译一些实践和经验。
基础理论:
第一点:电力做功基础知识:功率= 电压 x 电流。热损耗= 电流的平方 x 电阻。其他相对不变,电压越高,电流越小,电池能效越高。 经过PUG同学提点,上述第一点有误,需要修改,先跳过。 第二点:针对电直,上述的电池能效仅仅是整体飞行能效的一小部分,还有传动效率、机身重量,旋翼阻力等等
第三点:在主旋翼切角15度以内,主旋翼的升力 跟 “ 切角x 转速 ” 成正比例。大部分旋翼,大于15度切角,就会出现乱流,导致阻力迅速加大。
-因此所有直升机,为了安全,有一个最低转速警报,防止飞行员升力不够,再错误加大切角来挽救升力,导致乱流,恶性循环,然后坠机 - 这个在主流电动遥控直升机甚少出现。原因是今天主流3D电直转速远远远远高于普通巡航需求。
第四点:(这是最容易被忽略),接着上面讲,今天主流3D电直,其实转速远远高于实际航飞需求。450机动辄3500以上转速,700机动辄2000以上转速。这些高转速是为了稳定和快速反应。但是代价是几何级别增加的空气阻力,空气阻力跟速度的3-4次方成正比。比如2000转@5度切角悬停 vs 1000转@10度切角悬停,能耗可能相差4倍以上。
- 另外,本帖66楼和85楼也补充了无刷电机系统的一些基础科普。
理论最高效率飞行:
不谈3D或者F3C飞行比赛,逐步降低主旋翼转速,在11-12度切角 (预留3度切角作为储备),勉强起飞,这是最省电的飞行。
安全警示: 如楼下hawk208, colt1981等谈到,低转速飞行的抗风能力减弱,单靠陀螺仪不能完全弥补偏移。操控要专注,避免分神。
实际应用: - 在700级直升机,最低主旋翼转速大概在700rpm,缓慢3D大概1000rpm(youtube上有大量老外视频是在700-1200rpm)。 - 在450级,以360mm主旋翼,1600rpm基本是最低的了,稳定一点2000-2200rpm。
第一个问题: - 700级要维持1000转,还要最高电池能效的12s电压,而且考虑esc要90%以上油门曲线,那么电机往往只有200-300kv。这种电机基本要自己绕线 - 450级别要维持2000转,还要最高电池能效6s电压,配90%油门曲线,电机kv一般也要在1000以下,市面上不多,或者很重。
权宜解法: - 700级按12s设置(500kv电机,5kg重量),搭载6s电池。部分机型可以容纳两块6s5300mah, 飞行时间轻松30分钟。 - 450级按6s设置(1700-2000kv电机,1kg重量),搭载3s电池。一块3s2600mah飞行15分钟 - 上述配置,飞行15-30分钟,电机和esc基本常温,轻松写意。
第二个问题: 转速低了,尾桨控制差。快速变换主旋翼切角时,尾巴甩出blow out。
解法: - 加大尾桨直径(450用68mm,700用115mm) - 单独加快尾桨转速,比如lynx为X3出了一个14T尾轴 - 加长尾管,加长皮带/传动轴 - 在三轴陀螺仪内调整补偿设置。以vbar为例,有两个设置,一个是5.3.4版本叫collective pre-comp。6.0 neo版本里叫DMA Collective。另一个是acceleration。 - 改为3片/4片尾桨。
分享一些极端案例:
- 案例1:簖桥残血大侠的compass7hv能鲸吞两块6s10000mah电池。我判断并联跑1200rpm,最少飞行45分钟。
世界纪录案例:
2014年德国模友TimoWendtland用Mikado Logo 400直接拉长到800级
2013年留空2小时31分钟,用Logo 600SE拉长,DIY电机机325kv,800mm主旋翼,115mm尾桨,搭载3公斤松下锂离子电池33800mAh,起飞重量5.6公斤。介绍链接
2012年 - redbird300和他朋友用塑料机身,木头桨,搭载铁锂电池。飞行时间1小时46分钟。
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