Http://forum.rcdesign.ru/f20/thread171881.html

Оглавление:

1. Алгоритм расчета мотоустановки.
2. Воздушные винты
3. Моторы
4. Motocalc и его практическое применение
5. Выбор аккумулятора и контроллера
6. Вопросы техники безопасности
7. Методы испытаний и измерения
8. Заключение

Лирическое отступление.
Массовое использование бесколлекторных моторов и литий-полимерных аккумуляторов прочно обосновалось в нашей жизни не так уж давно...
Какие-то 5-6 лет назад прошли первые успешные опыты hivolt-а – и тут же стайки шустрых ЕПП-самолетов на первых отечественных БК и высокоамперными металл-гидридных аккумуляторах формата «ААА» начали бодро вытеснять коллекторные редуцированные мотоустановки. Все чаще стали звучать непривычные слова - «инраннер», «аутранер». На рынок пришли чешские «AXI» от Model Motors, контроллеры Castl Creations, MGM Compro, Jeti (уже заслужившая хорошую репутацию у нас в стране) .
Бесколлекторные системы начали становиться вполне осязаемой реальностью и для массового моделизма. Энерговооруженность электросамолетов стала стремительно расти. Привычное значение с 0,5-0,6 постепенно подросло до 0,8, дальше до 1, а потом и вовсе стала стремиться к 1,5-2. Рынок быстро реагировал на запросы моделистов, и вот уже с витрин постепенно стали вытесняться 350-е и 400-е коллекторные моторы. Тут в страну пришли первые доступные LiPo аккумуляторы, и это стало воистину переломным моментом. В среде моделистов хоббийного уровня электролет из худосочного бедного родственника превратился в полноценного спортсмена, довольно уверенно играющего мышцами, пускай пока и в «легкой весовой категории».
Года 4 назад еще бодро обсуждались радужные перспективы БК, и его потенциальные возможности подвинуть малокубатурные калильные моторы на самолетах вплоть до 120-130 см размахом.
И «калилки» быстро подвинулись, к большой радости и гордости электролетчиков.
Деление самолетов на «электролеты» и «нормальные самолеты» начало постепенно размываться сначала в .10-.15 классе (100-110см размах, до 1 кг весом) , а затем БК прочно обосновались и в .25-.30 классах (120-130см/до1,5 кг). Вполне серьезно встал вопрос о перспективах дальнейшего развития мотоустановок . Бытовало стойкое мнение, что самолет более .30 класса на электричестве неразумен из за стоимости своей эксплуатации. Большие токи требовали больших аккумуляторов с большой токоотдачей и дорогих контроллеров, а это неприемлемо задирало любой хоббийный бюджет. Дебаты шли долго и шумно, и я в качестве эксперимента приступил к постройке пилотажки .46-го класса с БК в качестве силовой установке, с претензией уложиться в эксплуатационный бюджет аналогичного самолета с калильным мотором. Рынок уже давал некоторый выбор моторов этом классе, аккумуляторы большой емкости тоже были не в диковинку, но все же для того времени поиметь 700-800ватт на электричестве с претензией обойти калильные моторы класса .40-.50 было довольно серьезной заявкой в амфибийной среде. Ведь спор шел не про потенциальную возможность, а именно о доступности таких решений... Камень преткновения – недорогие аккумуляторные сборки с невысокой токоотдачей, которые предполагалось использовать..А штампы, которыми мыслили элетролетчики того времени, предполагали высокий рост токов с увеличением мощности мотора. Один мудрый человек в нашей с ним переписке подал идею поднимать напряжение, оставив токи на приемлемом уровне, и я с благодарностью за эту идею зацепился. Сейчас это кажется забавным, но тогда не было массового опыта использования сборов в 5-6-8 банок. Этим вовсю пользовались спортсмены, но они не баловали массового хоббийного моделиста своим вниманием. Поэтому многое было в новинку, и опираться на «коллективный опыт» не приходилось. Но все складывалось более-менее удачно, и самолет был закончен. Результат превзошел все ожидания. Мотор, потребляя всего 35 ампер при напряжении в 22 вольта, запросто выдал 700 с лишним ватт. Самолет резво набрал высоту, унося с собой последние сомнения в том, что электричество у нас, хоббийных пилотов, рано или поздно будет не менее массовым чем ДВС во всех классах самолетов, а то и станет более популярным.
Через год – 1200 ватт на Экстре 330 .50 – уже ни у кого не вызывает большого удивления. При этом, мотоустановка неожиданно обходит по всем показателям знаменитую Yamada YS-63, имея аналогичный бюджет сезонной эксплуатации, и это подтверждает один из довольно искушенных пилотов, которому я предложил потестировать самолет – и для меня пройден еще один психологический рубеж. БК не только способен тягаться с ДВС. Он уверенно ее превосходит. Проходит еще некоторое время, и ситуация сегодня наглядно подтверждает это. Цены на литий-полимерные аккумуляторы медленно, но неумолимо снижаются, их токоотдача растет, порой далеко превосходя необходимые пределы. Линейки имеющихся на рынке моторов покрывают любые запросы, от 10 граммовых комнатных стрекоз, до электроконверсий 200сс бензиновых самолетов под 25 кило весом. 10-баночная аккумуляторная сборка – обыденность на пилотажных соревнованиях даже в удаленных уголках страны. Даже само понятие «электролет» уже отошло в прошлое. Сейчас есть «просто самолет». Какая силовая установка на борту - решает сам владелец, исходя из своих личных субъективных предпочтений. Калильный мотор, бензиновый или электрический – значения никакого не имеет. А ведь прошло – всего каких-то 5-6 лет... Воистину – революционные темпы!
Думается, развитие моторов в ближайшей перспективе будет пока развиваться в сторону расширения линейки, повышения КПД и общего качества изготовления. Пока не видно предпосылок для появление чего-либо радикально нового. А вот разработчики и производители аккумуляторов вполне могут порадовать моделистов новыми решениями в области химии, а так же дальнейшим развитием существующих типов, и как следствие - дальнейшим снижением веса, ростом емкости, токоотдачи и большими зарядными токами... По большому счету – сегодня накачивание мощности в самолет ограничено лишь приемлемым весом силовой батареи.
Как это сделать наиболее эффективно, не прибегая к сложным расчетам и теоретическим выкладкам – я попытаюсь изложить в этой статье.

1. Алгоритм расчета мотоустановки.

Единственная задача мотоустановки – вращать воздушный винт в определенном диапазоне оборотов. Более – ничего. Поэтому выбор мотора, аккумуляторов и контроллера всегда зависит от воздушного винта, который мы, в свою очередь, выбираем для нашей модели. Для выбранного винта требуется подобрать мотор необходимой мощности, а для его питания требуются определенные параметры аккумулятора. Понимая после расчетов, какие пиковые токи будут проистекать в цепях мотоустановки, мы должны будем выбрать контроллер (регулятор хода). Последовательность наших действий выглядит теперь вполне ясно и логично. А именно:
Винт > Мотор > Аккумулятор >Контроллер.
Итак – «пляшем от винта»!