Аккумуляторы.

В современных условиях разумнее всего использовать силовые батареи на основе литиевых элементов. По токоотдаче и удобству эксплуатации на больше всего подходят аккумуляторы с химией LiPo (литий-полимерные) и LiFe (литий-нанофосфатные). Остальные типы батарей ставим за рамками этой статьи, т.к. это отдельная большая тема, по которой разумно будет написать отдельную статью.

Помимо понятных нам параметров (емкость и напряжение), значения которых мы вывели в процессе расчетов, неосвещенными оставались такие понятия, как токоотдача, вес и стоимость аккумуляторных сборок. Как известно, токоотдача - это способность аккумулятора отдавать ток определенного значения, выражаемая в количестве С, где С= емкость аккумуляторной батареи. Скажем, батарея емкостью в 2100мА имеющая токоотдачу в 16С способна отдать ток, в 16 раз больше ее емкости, т.к. порядка 33А В последнее время токоотдача батарей существенно возросла, и продолжает расти дальше. Все чаще встречаются сборки с токоотдачей в 30С, 35С, а то и в 40С.
Лидеры по токоотдаче – аккумуляторы с химией LiFe, их практическая токоотдача составляет более 50С. Неизбежной расплатой за высокую токоотдачу является высокий вес и стоимость таких батарей. Чем выше токоотдача, тем выше «удельный» вес и стоимость сборки. Например, аккумуляторы 3S (3 элемента) 2100мА c токоотдачей 16С весят 150 грамм, а такие же сборки, но с токоотдачей в 35С – уже около 220 грамм. По цене – различия примерно в тех же порядках. Разница существенная. Давайте теперь посмотрим, насколько важна высокая токоотдача для мотоустановки самолета....

Не секрет, что помимо хорошей энерговооруженности, мотоустановка должна обеспечивать еще и некоторую продолжительность ее работы.
Обычно, необходимое время работы (на 1 полет) поставляет порядка 6-10 минут. Меньше 6 минут – это мало, больше 10 минут – особенно нет смысла, потому что уже хочется передохнуть и проанализировать полет. Если посмотреть на расчеты в мотокалке, то мы увидим, что при правильно подобранной мотоустановке и в смешанном режиме полета аккумулятор разряжается до минимально допустимого значения за 8-10 минут при токах, равных 10-12 емкостям такого аккумулятора. На силовых маневрах токи могут достигать 15-25С кратковременно.
Продолжительная токоотдача более 20С нужна в редких случаях, когда нужно выжать максимальную мощность за очень краткосрочный период. Мы можем использовать аккумуляторы небольшой емкости и с высокой токоотдачей, немного экономя на весе и емкости, но мы неизбежно будем терять в продолжительности работы нашей мотоустановки. Более оправданно использования большой токоотдачи в низковольтных системах, где мощность реализуется за счет больших токов, а не за счет напряжения. Чем больше самолет, и выше напряжение питания – тем ниже токи (относительно емкости аккумулятора), и тем меньше может быть токоотдача сборки. Самолеты с высоким напряжением (от 6 банок и выше) редко превышают значения токоотдачи в 15-20С даже на силовых маневрах. По своему опыту, я бы рекомендовал использовать емкости аккумуляторов порядка 1/10-1/12 от максимальных токов в статике, и со значениями токоотдачи в 25-30С – для систем на 2-4 элементах, и 16-25С – на 5-10 элементах. Это даст приемлемый вес батареи, приличное время полета и невысокую стоимость сборки. Сборки с токоотдачей 35-40С оставим вертолетчикам, где необходимое время полета заметно ниже, а пиковые нагрузки - намного выше.

Что бы подвести некоторый итог – приведу очередную табличку наиболее популярных решений:

Вес самолета Емкость сборки/необходимая токоотдача (кол-во элементов)

130-200г 300-500мА /20-25С (2 банки)
200-300г 500-800мА /20-25С (2-3 банки)
400-600г 900-1300мА/16-20С (3 банки)
600-1300г 1500-2200мА/16-25С (3 банки)
1300-1700г 2500-3000мА/25-30С (3 банки), 16-20С (4 банки)
2000-2700г 3300-3700мА/16-20С (5-6 банок)
2500-3000г 3700-4200мА/16-20С (6 банок)
3500-5000г 3300-4000мА/16-20С (8-10 банок)

Опять же, это всего лишь типичные примеры, которые не стоит рассматривать как однозначное и безальтернативное решение.
Эксперементировать можно и нужно. А эта таблица всегда послужит нам хорошей стартовой платформой.

Теперь, когда наша мотоустановка укомплектована, пора переходить к практическим испытаниям, и анализу того, что у нас в итоге получилось.

Вопросы безопасности, и немного о культуре сборки.

Прежде чем запускать мотор хотелось бы еще раз предупредить о элементарных правилах безопасности. Я как то сам, несколько лет назад, был пошинкован игрушечным на вид винтом 9х6Е, с вываливанием вен из запястья, и с последующим наложением 6 швов. Если даже 2212/20 способен натворить такое – думаю, не стоит даже предполагать, что может устроить киловаттный мотор с хорошим электрическим винтом.... Следует строго придерживаться нехитрых правил – включать питание только непосредственно перед запуском мотора, никогда не стоять в плоскости вращения винта, внимательно следить за посадкой винта на вал мотора и его креплением. При испытаниях больших моделей стоит производить все действия с кем либо из коллег или друзей... Никогда не оставляйте без присмотра Вашу модель и пульт управления, если в ней установлен аккумулятор. Не допускайте детей к Вашему рабочему месту, когда на нем доступны аккумуляторы, воздушные винты (Е-серией можно легко пораниться), и тем более, если на столе стоит готовый к вылету собранный самолет. Я понимаю, что это прописные истины, понятные каждому разумному человеку, и тем не менее прошу простить за занудство – лучше перебдеть.

Теперь несколько слов о сборке. Довольно частая причина неустойчивой работы БК- мотора – это непропай или плохой контакт на одной из фаз. Если мотор дергается при запуске, или не может решить в какую сторону вращаться – проверьте в начале разъемы. Если они затянуты термоусадкой – не поленитесь вскрыть ее, и проверить, насколько хорошо провода впаяны в разъемы. Часто, при внешней кажущейся исправности соединений, достаточно прогреть мощным паяльником разъем в месте пайки – и неполадки с запуском устраняются. Второй нюанс – это разъемы питания. При токах до 15-17А можно использовать 2мм штыревые разъемы. Они легкие, и разъединяются с небольшим усилием, обеспечивая при этом надежный контакт. При токах более 20А уже имеет смысл переходить на 3,5 и 4мм штыревые разъемы, либо на Т-соединители типа Deans Ultra. Следует иметь ввиду, что Т-коннекторы сомнительного производства часто не обладают должным качеством контактов, и при токах 40-50А и выше уже не справляются со своими обязанностями. Это выражается как в просто в плохом контакте (искрят, нагреваются), так и в механических разрушениях, которые при токах 50-60А и напряжениях от 20 вольт и выше становятся просто опасными при в эксплуатации. Не следует экономить на разъемах в мощной мотоустановке – выигрыш в 2-3 доллара может обернуться потерей дорогостоящей модели...