Bignami dimensionamento multirotori

[mapi69]

Salve a tutti!
Sono Marco, 44 anni, perfetto neofita (ma con tanta passione) in procinto di realizzare il mio primo drone.
Dopo aver letto centinaia (forse anche migliaia, il tasto "Cerca" s'è sbiadito...) di pagine su questo splendido forum, cercando di farmi una cultura sui multirotori, sono molte le persone che dovrei ringraziare per quello che ho appreso.
Sento però il "dovere morale" di spendere il mio primo post per ringraziare pubblicamente Blade-slap per questo foglio di calcolo che, a differenza di eCalc (forse eccessivo per le mie scarse cognizioni in materia), mi ha concretamente aiutato a fare qualche utile simulazione per dimensionare opportunamente l'esa che vorrei assemblare.
G R A Z IE

Marco

[Blade-slap]

Grazie a Te
si non vuole essere un sostituto di ecalc, anche perchè non ti dirà se i motori che hai scelto non ce la fanno, pero come hai visto puo aiutare senza troppe complicazioni
Purtroppo il calcolo del coefficiente di efficienza tiene conto solo del carico sui dischi eliche se riusciro a forza di far prove aggiungerò un fattore che tiene conto della velocità periferica delle eliche,

[Sir Cris]

Provo a ricarcarlo

ciao

puoi spigarmi nei paramentrri da impostare la voce

Inserire i Kv da voi definiti

grazie

[Aduken]

ciao

puoi spigarmi nei paramentrri da impostare la voce

Inserire i Kv da voi definiti

grazie

i kv dei motori che vuoi mettere

[Blade-slap]

Se tu consulti le tabelle sotto e a fianco vedi che c'è tutta una serie di valori consigliati per i diversi diametri eliche
ed i diametri eliche li puoi definire in base alle tabelle peso massimo al decollo vs dia eliche
consigliato cioe non stare nelle aree rosse (anche se si vola lo stesso se sei ai margini delle aree rosse con quelle gialle , ma meglio stare nelle aree verdi) per 4-esa-otto
dopo avere indicativamente definito le eliche puoi nelle tabelle che ci sono a sinistra avere una indicazione di dove (righe 40...in giù) devi andare com KV per avere un multi = normale.

poi i KV nel calcolo dell'autonomia sono usati per avere una indicazione della velocità periferica per vedere se è in area rossa o verde o gialla (compare un bollino) , ma non dice nulla di piu e non viene tenuta in conto nel calcolo della efficienza.
Almeno per ora ..quando avro tempo con tutte le prove che ho fatto vorrei legarlo (i KV) all'efficienza...chissa quando.

[Vega29]

Cosa sono quei numeri su casella bianca all'estrema destra, solo sulle ultime due colonne (0,32 e 0,44)?

[Blade-slap]

Per calcolare l'autonomia nelle formule c'è un coefficiente di efficienza del multi
Il file excel lo calcola automaticamente in base al carico sul disco.

Pero si puo anche calcolarlo o ricavarlo da prove gia fatte sul multi che avete.
questo lo si puo calcolare nella parte tutta a sinistra della tabella.
Inserendo i dati ed il tempo reale di volo.
Il coefficiente ricavato dalle vostre prove e caratteristico del vostro multi puo essere usato nelle ultime due colonne dove invece di calcolare in automatico si puo scrivere il valore vero del vostro multi. cosi potete poi usarlo per fare altri calcoli pero solo nelle utlime due colonne.

PS ricordo che è un modello di calcolo molto semplificato.
proprio per avere dimensionamenti di massima e per confrontare soluzioni e autonomie
senza grandi inserimenti di dati.
serve per rispondersi alle domande , ma se metto piu batterie cosa succede , se aumento le eliche cosa succede, se aumento gli s cosa succede.

[Luca:]

Buonasera a tutti gli utenti del forum.
Sono un neo iscritto (da Perugia) e lettore da tempo della sezione Multirotori.
Grazie ai consigli e pareri letti nelle varie discussioni di questa sezione nel 2012 ho assemblato con successo un kit della DJI (F450 + motori/esc DJI + elettronica, quella allora disponibile, NAZA M V1 e successivo upgrade al GPS).
A parte qualche "incidente di percorso" - che credo sia inevitabile e comunque "costruisce" esperienza - sono molto soddisfatto del quadricottero.
Questa stagione, con l'intento di effettuare qualche ripresa video in aperta campagna, ho deciso di "aumentare" le prestazioni del multirotore in termini di payload; ho acquistato un kit di estensione dei bracci (in carbonio 3k) portando la distanza diagonale motore/motore dagli originali 45 cm agli attuali 58 cm. Sostituiti i motori stock DJI con i T-Motor MN3110-17 700kv Motore Brushless T-MOTOR MN3110-17 700Kv [MN3110-17] - 47.60EUR : SDModel, Prodotti per Multirotori, modellismo dinamico e statico e preso eliche 11x5 (sia in legno della Xoar XOAR 11 x 5 coppia Legno: Mj Multicopter Multirotori videoriprese aeree sia in GRP della Graupner 11x5 Elica Electro E-prop Graupner (CCW) [1326.11X5] - 7.80EUR : SDModel, Prodotti per Multirotori, modellismo dinamico e statico , mantenuti gli ESC DJI di scatola per l'F450. Effettuate alcune modifiche per poter montare un GoPro Hero2, aggiunta la telemetria Quanum per il monitoraggio del voltaggio delle celle della batteria. Il peso complessivo del multirotore in odv completo di tutto è di 2 kg (alla fine vorrei comuque provare "l'ebrezza" del datalink DJI ed il volo per waypoint). Dopo questa -scusate la lungaggine- introduzione, vengo al dunque: alla ricerca di un tempo minimo di volo "accettabile" (10 minuti) ho installato in parallelo due batterie 3S da 3300 mAh (quindi 6600 complessivi). Seguendo l'utilissimo foglio elettronico di Blade (credo che "un grazie" sia appena sufficiente per manifestare il mio apprezzamento per la sua competenza e quanto condivide con il forum...e non solo in materia aereonautica) pur con tutti i limiti della configurazione, mi sarei aspettato di raggiungere agevolmente il tempo di volo sopra detto...invece (allarme LiPo impostato a 3,7 volt/cella) inesorabilmente non riesco a oltrepassare i 4/5 minuti...ho pure provato (spinto dalla "delusione" ho ulteriormente speso) queste eliche 12x6 in carbomio della aXes aXes Eliche carbonio coppia DX/SX 12x6 pala stretta | Jonathan.it vendita modellismo dinamico online - spedizioni in 24 ore che nel configuratore davano dei parametri di ottimizzazione ancora migliori delle 11x5...alla prova - paradossalmente - ho perso un minuto volo (si intende volo tranquillo, trasversali lenti per riprese video). Evidentemente mi sfugge qualcosa...immagino sia da "lavorare" su qualche sinergia degli elementi che non comprendo. Mantenendo i componenti che ho descritto (motori/eliche) potete suggerirmi, sulla scorta della vostra esperienza, come ottimizzare il discorso batterie (3 o 4S, configurazione singola o in parallelo, mAH)?
Grazie e saluti dalla -oggi ventosissima(= non si vola)- verde Umbria.
Luca

[Blade-slap]

Quel valore di 1150 che hai messo come ricarica è quello vero che hai rilevato dopo le tue prove?
Se si forse stai scendendo troppo presto , che soglia ti sei dato sui volt per cella per atterrare?
Stai usando un cicalino o il voltage monitor del naza?
i due kg sono incluse le batterie?

di primo acchito mi verrebbe da dirti che hai preso eliche con troppo passo in particolare le 12 x 6 se hai letto ho scritto diverse volte che è meglio passi bassi.
nel caso delle 12 meglio sarebbe stato un 4,5 o 4,7

[Luca:]

Si, il valore 1150 è quello medio di ricarica mAh (determinato su tre cicli di volo e successive ricariche). Si, i 2 kg sono batterie in parallelo comprese. In effetti, dopo riletture varie, potrei aver messo delle soglie troppo "conservative" per le LiPo..ora devo testare questi valori: soglia di allarme al raggiungimento di 10,8 volt (complessivi) soglia di primo avviso/allarme 3,7 volt per cella, soglia di secondo avviso/allarme 3,6 volt per cella (il sistema di telemetria Quanum permette queste programmazioni). Ho disabilitato il sistema di controllo volt della Naza...troppo complicato da gestire con pacchi batteria di diverse marche (ho constatato molte fluttuazioni di prestazioni).
Per le eliche, mi era proprio sfuggito il discorso del passo...
in ogni caso (anche considerano quanto riporta il foglio elettronico) diresti che sono sicuramente più prestanti le 12x4,5 (o 4,7) delle 11x5?
Saluti

[Blade-slap]

Release 3.5

Ho aggiornato il file excel cercando di considerare nel calcolo del coefficiente di efficienza almeno in parte l'effetto combinato diametri pala/tipspeed ed altre cavolate sempre in ambito drogheria, le formule correttive sono in base ai test che ho fatto circa 6100 min di volo in hovering, che non possono essere certo esaustivi e possono avere vizi dovuti al sottoscritto

Ricordo che il file da solo un idea e non tiene conto se il motore ce la fa o no a dare la potenza necessaria , quando da indicazioni in rosso o giallo di avvertimento queste sono in base alla configurazione del multi ma non al motore che voi avete installato.

[mapi69]

Ho aggiornato il file excel cercando di considerare nel calcolo del coefficiente di efficienza almeno in parte l'effetto combinato diametri pala/tipspeed ed altre cavolate sempre in ambito drogheria, le formule correttive sono in base ai test che ho fatto circa 6100 min di volo in hovering, che non possono essere certo esaustivi e possono avere vizi dovuti al sottoscritto

Ricordo che il file da solo un idea e non tiene conto se il motore ce la fa o no a dare la potenza necessaria , quando da indicazioni in rosso o giallo di avvertimento queste sono in base alla configurazione del multi ma non al motore che voi avete installato.

Grande Blade-slap, GRAZIE!

Ne approfitto per chiederti un chiarimento:
stavo riflettendo sull'opportunità di sperimentare degli arm extender tipo questi

14gr cadauno viti incluse x 6 motori = 84gr in più da portare in volo.

Ho messo i dati nel tuo foglio di calcolo considerando le attuali eliche da 9,4 (Kit E300), quelle da 10 (dove ancora non servono gli extender), quelle da 11 e quelle da 12 (aumentando il peso totale di 84gr).

La cosa che non sono riuscito a capire è la diminuzione dell'assorbimento di corrente all'aumentare del diametro delle pale.
Lo dirò in parole povere e assai poco tecniche: se la pala più grande sposta più aria, il motore non dovrebbe sforzare di più e quindi consumare più corrente?

Aiutami a capire !

Grazie, come sempre, per la tua disponibilità.
Marco

[Blade-slap]

Grande Blade-slap, GRAZIE!

Ne approfitto per chiederti un chiarimento:
stavo riflettendo sull'opportunità di sperimentare degli arm extender tipo questi

14gr cadauno viti incluse x 6 motori = 84gr in più da portare in volo.

Ho messo i dati nel tuo foglio di calcolo considerando le attuali eliche da 9,4 (Kit E300), quelle da 10 (dove ancora non servono gli extender), quelle da 11 e quelle da 12 (aumentando il peso totale di 84gr).
Marco

Gli estender , non sono il massimo per me ne ho provati di simili e purtroppo a parte la facilità di poter mettere eliche non diametri maggiori si basano sempre sui soliti braccetti della dji che mostrano il fianco come rigidezza ..diventano via via meno rigidi assorbendo umidità ... per giunta quelli dell'immagine che hai postato non sono neanche originali e come dico io invece di essere in poliammide (nylon) caricato fibra di vetro scherzo dicendo caricati segatura ...ma poco ci manca.
Quindi se li prendi per far prove o test possono andare , ma io la riterrei non una soluzione definitiva.

La cosa che non sono riuscito a capire è la diminuzione dell'assorbimento di corrente all'aumentare del diametro delle pale.
Lo dirò in parole povere e assai poco tecniche: se la pala più grande sposta più aria, il motore non dovrebbe sforzare di più e quindi consumare più corrente?

Cercherò di essere il piu semplice possibile

1) il multi vola quando le eliche con la loro portanza bilanciano il peso .
2) Se aumenti il diametro delle eliche e queste devono sempre sollevare lo stesso peso di eliche piu piccole, avendo piu portanza come disco dell'elica gireranno leggermente di meno (rpm) delle eliche a diametro inferiore.
3) qualunque profilo alare ha due resistenza una dovuta alla portanza vera e propria e l'altra alla resistenza dovuta all'attrito dell'aria che dipende dalla velocita.
4) se la portanza è uguale xche deve bilanciare lo stesso peso (sto semplificando xche dipende anche dal profilo alare e dalla sua inclinazione) la resistenza indotta dalla portanza non cambia
5) la l'elica piu grande per dare la stessa portanza girera piu piano quindi la resistenza d'attrito diminuisce

in definitiva avrai bisogno di meno potenza e quindi meno A.

Attenzione ripeto ho semplificato al massimo per essere piu semplice...non ne abbiano a male gli ing aeronautici specializzati im eliche ed elicotteri per questa aerodinamica sentimentale da droghieri ,, ma penso che renda idea del fenomeno.

PS ATTENZIONE non si puo esagerare ad aumentare il dia eliche perche prima o poi a parita di s batterie comunque l'elica girera forte e quindi potrebbe consumare di piu, oppure i motori non tirano quell'elica con quel grande diametro.

[mapi69]

Gli estender , non sono il massimo per me ne ho provati di simili e purtroppo a parte la facilità di poter mettere eliche non diametri maggiori si basano sempre sui soliti braccetti della dji che mostrano il fianco come rigidezza ..diventano via via meno rigidi assorbendo umidità ... per giunta quelli dell'immagine che hai postato non sono neanche originali e come dico io invece di essere in poliammide (nylon) caricato fibra di vetro scherzo dicendo caricati segatura ...ma poco ci manca.
Quindi se li prendi per far prove o test possono andare , ma io la riterrei non una soluzione definitiva.



Cercherò di essere il piu semplice possibile

1) il multi vola quando le eliche con la loro portanza bilanciano il peso .
2) Se aumenti il diametro delle eliche e queste devono sempre sollevare lo stesso peso di eliche piu piccole, avendo piu portanza come disco dell'elica gireranno leggermente di meno (rpm) delle eliche a diametro inferiore.
3) qualunque profilo alare ha due resistenza una dovuta alla portanza vera e propria e l'altra alla resistenza dovuta all'attrito dell'aria che dipende dalla velocita.
4) se la portanza è uguale xche deve bilanciare lo stesso peso (sto semplificando xche dipende anche dal profilo alare e dalla sua inclinazione) la resistenza indotta dalla portanza non cambia
5) la l'elica piu grande per dare la stessa portanza girera piu piano quindi la resistenza d'attrito diminuisce

in definitiva avrai bisogno di meno potenza e quindi meno A.

Attenzione ripeto ho semplificato al massimo per essere piu semplice...non ne abbiano a male gli ing aeronautici specializzati im eliche ed elicotteri per questa aerodinamica sentimentale da droghieri ,, ma penso che renda idea del fenomeno.

PS ATTENZIONE non si puo esagerare ad aumentare il dia eliche perche prima o poi a parita di s batterie comunque l'elica girera forte e quindi potrebbe consumare di piu, oppure i motori non tirano quell'elica con quel grande diametro.

Hai reso perfettamente il concetto, con la tua usuale disarmante chiarezza
Sei il mio "droghiere" preferito

Grazie,
Marco

[elbandolerostanco]

Si...grande blade, ma io hò notato che anche a parità di eliche e motori, la differenza di tiro la fanno i regolatori, probabilmente per un fatto di TIMING, x es...passando dai classici dji ad un Qbrain ( sempre mantenendo gli stessi motori ed eliche e n° di celle ovviamente) hò notato meno tiro.....Qualcun'altro ha notato la stessa cosa?