Stejný výpočet jako pro Havrana jsem provedl pro Castora.
Castor je poháněn motorem AXi 2814/10 s vrtulí Ae 9.5×5, baterie je buď 2čl. nebo 3čl. Lipol 2200, rozpětí 2500 mm, plocha 40 dm2, profil HN 1033 a hmotnost 1100 g s 2 čl. a 1200 g se 3čl.

Statické údaje pohonu z Drivecalcu jsou následující:

Vrtule	Napětí (V)	Proud (A)	Otáčky (1/min)	Účinnost
9.5×5	7	33.2	9773	74.6%
11×7	7	54.5	8309	65.0%
9.5×5	10.5	60.2	13312	69.3%

Z těchto hodnot a zadaných parametrů draku spočítá program následující stoupavosti modelu s různými vrtulemi.

Na vodorovné ose rychlost letu. Model však nemůže stoupat rychleji, než letí. Tenká černá čára proto označuje právě kolmé stoupání vzhůru. Křivky vlevo od černé čáry nemají význam. Stejné omezení platí i pro graf celkové účinnosti.

Tolik teorie. Změřený příkon na zemi pro 2čl. a vrtuli 9.5×5 je asi 180 W z „hodně unavené“ baterie. Z tvrdého 3čl. si pohon bere tak 55 A při 10 V. Možná je to i obroušenou vrtulí na menším trámci :-).

Změřená doba kluzu je tak 6-8 minut na 30 s stoupání s 2 čl. Když vezmu účinnost 34% a příkon 180 W, je tedy stoupavost asi 180*0.34/1.1/10 = 5.6 m/s (vzoreček je příkon x účinnost / hmotnost / 10) a dosažená výška asi 170 m. Při 6 minutách kluzu je potom klesavost 170/360 = 0.47 m/s.

A při psaní tohoto příspěvku se mi v tomto místě rozsvítilo – ačkoliv jsem si už v článku o maximální dosažitelné účinnosti jednou „posypal hlavu popelem“, pořád je to blbě 🙁 . Podívejte se na první graf nahoře, na zelenou čáru. Vrchol stoupavosti je vlevo od černé čáry, tj. v zakázané, či nedosažitelné oblasti. Při velkých výkonech je tedy skutečná stoupavost menší než to, co program vrátí jako vrcholek, což jsem v původním článku přehlédl (při malých výkonech to je i v původním článku dobře). Takže prosím o shovívavost a ještě jednou a lépe:

Model: „něco jako Castor“ (1000 g, 2500 mm, 40 dm2)

Příkony: od 100 do 600 W.

Účinnost motoru je vždy 80%, otáčky motoru postupně 4000, 8000 a 12000 ot./min (na grafech dále naznačené pouze čísly 4, 8 a 12 – tj. přibližně motor s převodovkou, oběžka na přímo a inrunner). Předpokládám, že motor s daným výkonem a účinností při daných otáčkách lze vždy vybrat. Výkon spotřebovávaný vrtulí je funkcí otáček a průměru vrtule. Z výkonu motoru a předepsaných otáček lze tedy spočítat průměr vrtule.

Účinnost vrtule maximální dosažitelná nastavením optimálního stoupání. Jako v případě motoru, i zde předpokládám, že stoupání vrtule lze vybrat tak, aby byla účinnost maximální.

Tedy, celková účinnost (tj. kolik z příkonu z baterie se přemění na výšku) roste s klesajícími otáčkami a tudíž větší vrtulí.

Do určité úrovně výkonu roste i s rostoucím výkonem, po dosažení určité hodnoty ale zase klesá.

Má to logiku: účinnost vrtule a tudíž i (řekněme) tah roste s rychlostí letu. Odpor draku modelu roste s rychlostí letu a tudíž účinnost draku s rostoucí rychlostí letu klesá. Účinnost vrtule roste, účinnost draku klesá, takže musí existovat optimální hodnota.

Závěr je tedy ten, že model by měl mít takový výkon, aby mohl stoupat kolmo vzhůru, ale zase „ne moc rychle“. Upozorňuji, že to platí pro termický model, ne hotliner, tam budou charakteristiky draku jiné.


Na druhém obrázku je energie potřebná k nalétání jedné minuty, opět za uvedených optimálních podmínek.

A opět porovnání s praxí: pro RCEX i X5J potřebuji průměrně 40 s motoru při 200 W/kg k nalétání 10 minut. To je 13.3 W.min/min/kg, tj. asi o 30% více než je optimum. Alespoň je kam se zlepšovat.

Honza
6.7.2010