電動直升機續航力挑戰討論

范志誠

擷取自 https://read01.com/z48gA3.html#.XSkWqXduJ9A

直升機航模最高境界當然是3D暴力飛行，但是對於許多新上手、也包括懸停神和逍遙派，航線、仿真、航拍、慢飛都是樂趣無窮。
談到續航，目前電動直升機的留空時間的世界記錄是2小時58分——天啊！！！他們是如何做到的呢？我經過研究和實踐後，將經驗分享給大家，以供參考。

基礎理論：
第一點：電力做功基礎知識：功率= 電壓 x 電流。熱損耗= 電流的平方 x 電阻。其他相對不變，電壓越高，電流越小，電池能效越高。
第二點：針對電直，上述的電池能效僅僅是整體飛行能效的一小部分，還有傳動效率、機身重量，旋翼阻力等等。
第三點：在主旋翼切角15度以內，主旋翼的升力 跟 「 切角x 轉速 」 成正比例。大部分旋翼，大於15度切角，就會出現亂流，導致阻力迅速加大。
因此所有直升機，為了安全，有一個最低轉速警報，防止飛行員升力不夠，再錯誤加大切角來挽救升力，導致亂流，惡性循環，然後墜機。
這個在主流電動遙控直升機甚少出現。原因是今天主流3D電直轉速遠遠遠遠高於普通巡航需求。
第四點：（這是最容易被忽略），接著上面講，今天主流3D電直，其實轉速遠遠高於實際航飛需求。450機動輒3500以上轉速，700機動輒2000以上轉速。這些高轉速是為了穩定和快速反應。但是代價是幾何級別增加的空氣阻力，空氣阻力跟速度的3-4次方成正比。比如2000轉@5度切角懸停 vs 1000轉@10度切角懸停，能耗可能相差4倍以上。

理論最高效率飛行：
不談3D或者F3C飛行比賽，逐步降低主旋翼轉速，在11-12度切角 (預留3度切角作為儲備)，勉強起飛，這是最省電的飛行。
安全警示：
如樓下hawk208, colt1981等談到，低轉速飛行的抗風能力減弱，單靠陀螺儀不能完全彌補偏移。操控要專注，避免分神。
實際應用：
在700級直升機，最低主旋翼轉速大概在700rpm，緩慢3D大概1000rpm（youtube上有大量老外視頻是在700-1200rpm）。
在450級，以360mm主旋翼，1600rpm基本是最低的了，穩定一點2000-2200rpm。
第一個問題：
700級要維持1000轉，還要最高電池能效的12s電壓，而且考慮esc要90%以上油門曲線，那麼電機往往只有200-300kv。這種電機基本要自己繞線。
450級別要維持2000轉，還要最高電池能效6s電壓，配90%油門曲線，電機kv一般也要在1000以下，市面上不多，或者很重。

權宜解法：
700級按12s設置（500kv電機，5kg重量），搭載6s電池。部分機型可以容納兩塊6s5300mah, 飛行時間輕鬆30分鐘。
450級按6s設置（1700-2000kv電機，1kg重量），搭載3s電池。一塊3s2600mah飛行15分鐘
上述配置，飛行15-30分鐘，電機和esc基本常溫，輕鬆寫意。

第二個問題：
轉速低了，尾槳控制差。快速變換主旋翼切角時，尾巴甩出blow out。
解法：
1.加大尾槳直徑（450用68mm，700用115mm）
2.單獨加快尾槳轉速，比如lynx為X3出了一個14T尾軸
3.加長尾管，加長皮帶/傳動軸
4.在三軸陀螺儀內調整補償設置。以vbar為例，有兩個設置，一個是5.3.4版本叫collective pre-comp。6.0 neo版本里叫DMA Collective。另一個是acceleration。
5. 改為3片/4片尾槳。

分享一些極端案例：
案例1：籪橋殘血大俠的compass7hv能鯨吞兩塊6s10000mah電池。我判斷並聯跑1200rpm，最少飛行45分鐘。
案例2：我的forza450ex，並聯2塊3s2600mah電池，2000rpm，30分鐘留空，最大垂直加速度維持1~2米/s^2。


世界紀錄案例：
2014年德國模友TimoWendtland用Mikado Logo 400直接拉長到800級 留空2小時58分鐘。

============================我是分隔線============================

看了這篇文章，有一些想法。

我目前450配置：450L機身、325mm主旋翼、65mm尾旋翼
維持325mm主旋翼、改68尾旋(360mm規格)、再不夠甚至來個加長尾管(450L尾管)~ 制尾力道應該更猛
集體螺距做12度、循環螺距6度
電子陀螺儀加大十字盤補償(跟高轉降感度概念一樣)
怕3S飛低轉、突然想拉轉 會拉不上去，所以可能最後還是要改6S才是完美的

這樣子玩 不知道續航力怎麼樣，會不會不能抗風了~ 以後都要挑無風才能飛

另外，是不是阻力越大、電變、馬達越容易發熱，這樣玩 我的電變會不會先燒掉

另外，我覺得他這個文也有一些破綻，例如 低KV馬達、高油門輸出，一樣很耗電吧。(咦，可是他似乎是依旋翼轉速/空氣阻力下去衡量。以旋翼耗能來說 是有比較省)→但是大PITCH 阻力也沒小到哪呀

============================我是分隔線============================
測試機資訊：
3S動力
450L機身、主旋翼組、尾止推旋翼夾
325MM主旋翼、65尾旋翼、450 PRO尾管
好盈50A BEC 7A
CCPM舵機DS450M * 3  
尾舵機 DS455*1
亞拓460MX馬達 3200KV
陀螺SK720
============================我是分隔線============================
07/24

今天挑戰60%油門起飛，不知道是太陽大還是怎麼了，飛30秒下來，電變溫度就有40度左右。
而且一離地就聽到掉轉的聲音，目前放棄低轉飛行了~
等3S電池壽命結束，改6S再繼續努力，期望有其他飛友持續分享
至於十字盤補償，倒是沒甚麼問題，只要掌握好 轉速低/補償感度高、轉速高/補償感度低 這個概念即可
尾旋翼控制倒是有些怪 (速度都會有電子陀螺儀介入，但是轉速低、靈敏度有限，所以還是怪怪的、頓了點)

尾旋翼部分，也許我能直接上69尾旋翼，但是上了 怕就只能玩低轉了
正常飛、還要換來換去的

peter0716

太專業了,給個讚。另外為何dji的四軸續航力能到驚人的30分鐘

johnniechang

要有半對稱的槳
然後用3s慢慢飛航線
應該可以飛很久

范志誠

peter0716 發表於 2019-7-14 00:23
太專業了,給個讚。另外為何dji的四軸續航力能到驚人的30分鐘

我也不知道=口= 對四軸不瞭解

我有在想 之後調整十字盤感度(迎合低轉)

SK720十字盤感度可以接收遙控器的參數

可以隨時切換油門/PITCH/尾感度/十字盤感度設定，可以玩低轉省電、也能正常轉速

應該滿適合這樣搞的


我再觀察電變溫度，擔心低轉大PITCH，會不會燒電變，我先實驗看看@@

范志誠

johnniechang 發表於 2019-7-14 19:56
要有半對稱的槳
然後用3s慢慢飛航線
應該可以飛很久

感謝大大分享

沒玩過半對稱槳，不知道大大有推薦的嗎

范志誠

325MM 3S 60%油門起飛放棄

期待其他飛友分享低轉飛行

johnniechang

325的半對稱槳目前應該沒有了
我有看到這個像真用的:https://www.scaleflying.com/Semi-Symmetrical-Scale-Rotor-Blades-450-Size-Set-of-2-_p_1862.html
或許可以試試
450pro剛出來時我就有看到全原廠6S機用3s 2200的飛航線
也飛了十來分鐘

范志誠

johnniechang 發表於 2019-8-5 17:00
325的半對稱槳目前應該沒有了
我有看到這個像真用的:https://www.scaleflying.com/Semi-Symmetrical-Scale- ...

收到~~ 感謝大大分享^^