NÁVRH ELEKTROPOHONU PRE MODELY

Janko si spravil vlastnú stránku a viac sa dozviete tu

autor: Janko O.

Pred časom Bohdan vo svojom článku zverejnil svoj sen o "malom" modeli. Vraj nič moc: 4kg a aspon 25% prebytku výkonu.

Poďme sa pozrieť bližšie, ako to bude s tým elektropohonom, či mu bude 5s 3000 mAh , ktorú má, stačiť. Z čoho budeme vychádzať? Hmotnosť 4kg a prebytok výkonu 25% znamená ťah (zatiaľ aspon statický) 5kg. Praktickými meraniami som dospel k empirickému vzťahu, že pre dobre navrhnutý vrtulový pohon vychádza na každý spotrebovaný Watt elektrického príkonu ťah vrtule asi 5 gramov. Pre EDF je to len asi 2 gramy. Z toho vychádza príkon rovný kiloWatt. Pre batériu o piatich člankoch (18,5 Voltu) vychádza prúd 54 Ampérov. Takže hneď je jasné koľko C musí mať LiPolka (aspon 20, čo nie je problém). A ako dlho bude taký model letieť na danú batériu? Mne to vychádza asi 3 minúty na plný plyn. No a keďže sa na plný plyn stále nelieta, tak ekonomické polietanie bude tak do 10 minút, mierna divočina tak 7, a akrobacia 4 až 5 minút od štartu po pristátie.

To bol približný výpočet. Ale keďže modelári majú radšej rôzne utilitky, ktoré to za nich v počítači vyrátajú za nich, skúsme to pomocou nich. Jednou takou celosvetovo uznávanou je DriveCalculator od Christiana Perssona, ktorú si môžeme stiahnuť na http:/www.drivecalc.de. Autor ju pravidelne aktualizuje, takže tam nájdeme aj komponenty (vrtule, motory, regulátory a batérie), ktoré väčšinou máme aj my, teda aj z Číny. Tento program nám poskytne množstvo údajov potrebných pre náš návrh elektropohonu. Dovolí nám na základe požadovaného ťahu (Static Thrust) zvoliť tú správnu vrtuľu (Propeller) a motor. Podľa zvoleného napájania (Power Suply) ukáže odoberaný prúd (Current) a ešte ďalšie parametre. Ale z nich nás budú zaujímať len tieto dva: maximálna rýchlosť pohonu (Vopt) a účinnosť ťahu (Thrust Efficiency). Vopt je rýchlosť, pri ktorej bude ťah nulový. Takže rýchlosť modelu bude od tejto hodnoty nižšia v závislosti od jeho aerodynamického odporu (túto hodnotu pre svoj model zoženiete len veľmi ťažko, preto sme rýchlosti modelov radšej merali ako počítali). Thrust Efficiency je ťah získaný z každého spotrebovaného Wattu. To je programom presne spočítaná hodnota, ktorú v predchádzajúcom odstavci nazývam empirickou: "Praktickými meraniami som dospel k empirickému vzťahu, že pre dobre navrhnutý vrtulový pohon vychádza na každý spotrebovaný Watt elektrického príkonu ťah vrtule asi 5 gramov. Pre EDF je to len asi 2 gramy." Žiaľ, DriveCalculator som "objavil" až po krvopotnom získaní týchto empirických hodnôt.

Pri experimentovaní s DriveCalcom si všimneme, že veličiny Vopt a Thrust Efficiency stoja na "opačných stranách barikády". Buď može byť vysoká jedna hodnota alebo druhá. Nikdy nie obidve súčasne. Modelár sa musí vo vnútri sám so sebou dohodnúť, čo chce. Či inklinuje k rýchlemu "nenažrancovi", alebo úspornému "pomaloletu". Nedeľná chvíľka teórie: u rýchlych modelov sa energia nikde nestráca. Pri rovnakom príkone "rýchlika" aj "pomaloletu" je hybnosť (súčin hmotnosti a rýchlosti) urýchleného vzduchu rovnaká. Len v jednom prípade je menšie množstvo vzduchu urýchlené viac a v druhom je väčšie množstvo vzduchu urýchlené menej.

Tu schopnosti DriveCalculatoru v tomto smere končia a ďalej musíme postupovať sami. Ale hodnoty, ktoré nám poskytol, sú neoceniteľné. Pri ďalšom postupe treba na základe elektrotechnických výpočtov získať ďalšie hodnoty (potrebnú kapacitu batérie, jej "Céčka", dobu behu motoru). Ale keďže modelársky národ výpočty všelijakého druhu neobľubuje, narýchlo som "zbúchal" drobnú utilitku (jednoduchý počítačový program), ktorá zvyšok urobí za nás. A ktorú samozrejme k tomuto textu prikladám.

Predchádzajúci text v prevažnej časti riešil problematiku vrtuľového pohonu, ačkoľvek sa v našej komunite nachádza už dosť modelárov tzv. EDF-pozitívnych. Problém je v tom, že sa mi zatiaľ nepodarilo získať podobný program ako DriveCalculator, ktorý by sa zaoberal elektrickými dúchadlami (akýsi EDF-Calculator). Zvyšné elektrotechnické výpočty, vrátane mnou ponúkanej utility, sú spoločné pre oba pohony. Ak sa mi v blízkej dobe podarí prekonať svoju vrodenú lenivosť, pokúsim sa stvoriť utilitu, ktorá by tesnejšie nadväzovala na program DriveCalculator a zahŕňala by aj elektrotechnické výpočty pre elektro-dúchadlá (EDF).