Potkurin design: Hyötysuhde, inertia, stabiilisuus jne.

[Rollerah]

Arvon multi-gurut,

Tarkoituksena olisi rakentaa Tarotin Ironman 650 quad-rungon ympärille noin 2500g AUW kokonaisuus pokkarin tai pienen mikrojärkkärin lennättämiseen kohtalaisen hyvällä hyötysuhteella. Koska ns. järkibudjetilla yritetään pärjätä, niin jouduin luopumaan haaveilemistani T-Motorsin pannuista ja kokeilemaan onneani "vastaavan" Sunnyskyn kanssa:

http://www.banggood.com/Sunnysky-V3508-580KV-Outrunner-Brushless-Motor-For-RC-Model-p-78181.html

Ymmärtääkseni parempaan hyötysuhteeseen (Virran jäädessä pieneksi) päästään 3s setupilla ja isommalla potkurilla verrattuna 4s setuppiin, joten olen yrittänyt etsiä sopivaa potkuria 15 - 16"-kokoisista hiilaripotkureista. Koska tässäkään ei valitettavasti ole varaa käyttää perheen kuukauden ruokabudjettia yhteen potkuriin, ajattelin tilata kokeeksi kehuttuja ja haukuttuja RCTimerin hiilaripotkureita. Tässä kokoluokassa erilaisia malleja on kuitenkin useita, enkä oikein osaa valita leveätyvisen ja ns. normaalin potkurin väliltä.

Kuulisinkin mielelläni kokemuksia mm. seuraavista potkuridesigneistä tai mikäli mahdollista niin itse tuotteesta:

Leveätyvinen läpyskä:
http://rctimer.com/product-747.html

TM-tyyppinen tasaleveä:
http://rctimer.com/product-922.html

Tietysti ison potkurin tuoman hyötysuhteen kääntöpuolena on heikompi hallittavuus ja stabiilisuuden kärsiminen leijunnassa. Osaako joku kokemuksesta tai edes mutulla kertoa, tuleeko tämä olemaan em. setupilla (3s + V3508 kv580 + 15x5.5) ongelmana? Jos näin tulee käymään, niin varasuunnitelmana on 4s setuppiin ja pienempään potkuriin siirtyminen. Haluaisin kuitenkin ensisijaisesti tähdätä hyvään hyötysuhteeseen, koska kuvauskopterilla ei tulla mitään kovin erikoisia liikkeitä ilmassa tekemään. Lisäksi 3s olisi suoraan yhteensopiva videolähettimien, ledinauhojen yms. kanssa, mikä helpottaa asennusta.

Kiitos!

[Trnquill]

Kontrollerista riippuen stabiiliuden menetystä ei joko huomaa, tai se häiritsee pahasti. Vaihdoin joskus muinoin APM-aivoiseen kopteriin liian painavat potkurit (APC slow-flyn tilalle electric tms.) ja vehje alkoi muljaamaan niin että hyvä kun ilmassa sai pidettyä. Sama toistui myöhemmin Nazalla (v1, joku vanha firmis). Kun jouduin toistamaan tempun kolmannen kerran AutoQuadin kanssa, ei potkureiden vaihtoa edes huomannut, vaan vehje lensi yhä kuin raiteilla. Tämä vertailu ei tosin ole järin tieteellinen, koska kontrollerin lisäksi vaihtui myös runko ja noparit. Mutta antaa osviittaa.

RCTimerin potkureita on parjattu huikeista laatuvaihteluista. Myös hyötysuhde voi niillä jäädä radikaalisti huonommaksi, kuin joillain toisilla, vaikka potkurin malli olisi silmämääräisesti sama. Yritin löytää toiselta foorumilta siellä joskus näkemääni hienoa graafia aiheesta, mutta ei sattunut enää silmään... linkitän sen myöhemmin, jos löydän.

Saman potkurimallin yksilöeroista löytyy juttua esim. tuosta: http://forum.autoquad.org/viewtopic.php?f=27&t=2495&p=14604
Toinen laatuvertailu samalla foorumilla: http://forum.autoquad.org/viewtopic.php?f=24&t=2658

Mulla on itsellä tuollaiset isot kolmion malliset RCTimerit ja nosteen eron huomaa todella räikeästi AutoQuadin logigraafeista. Y6:sen yhden nurkan moottorit joutuvat huutamaan pää punaisena kun kahden muun nurkan moottorit pyörivät merkittävästi pienemmällä teholla, vaikka kopteri on täydellisessä balanssissa. Minulla on ehkä sattunut samaan nurkkaan kaksi huonosti työntävää yksilöä. Ajatuksena oli rakentaa jonkinlainen testilaitteisto asian mittaamiseksi, eli eri potkureiden työnnön/tehokkuuden mittaamiseen läpi koko kierroslukualueen 0-100%.

[Rollerah]

Kiitos perusteellisesta vastauksesta  . Kontrolleriksi on tulossa Pixhawk-klooni RTFHawk Arducopter 3.1:llä. Jos RCTimerillä riski siitä, että neljän potkurin setillä ei saakaan quadia ilmaan on suuri, niin olisiko sen ja T-motorin tai vaikkapa Xoarin välissä jotain muuta harkinnan arvoista kohtuullisella hyötysuhteella? Tarot?

Jos unohdetaan hetkeksi potkurin hyötysuhde ja ajatellaan vain potkurin moottorille tuottamaa vastusta, niin miten spekseiltään vastaavan kokoiset, mutta täysin erimalliset potkurit eroavat toisistaan? Esimerkiksi juuri edellä mainitut 15x5.5 RCTimerin hiilaripotkurit




Kaiketi potkurin nousu määritellään jostain noin 75% (??) kohdalta matkalla tyvestä kärkeen, joten tuon luvun antama kuva voimakkaasti kiertyvän potkurin lavan kohdalla jäänee melko vääräksi. Kun hankkimieni Sunnysky V3508 kv580 moottorien testitaulukossa "DJI 15x5.5" potkurilla saavutetaan 3s setupilla 50% kaasulla 440 g työntöä @ 16 g/W, niin voinko olettaa, että vastaavan kokoinen kolmiomainen potkuri toimii edes jotakuinkin vastaavasti?
Kokemukset tällaisesta näennäisesti samanlaisten mutta erimuotoisten potkurien vertailuista kiinnostaisivat todella paljon!

[Korppi]

Eikö nousun pitäisi olla sama koko lavan matkalla. Kärjessä on kulmaa vähemmän koska sen kulkama matka on pitempi kuin tyven. Jos nousussa olisi eroja lavan matkalla, niin lavan vastushan kasvaisi.

[Rollerah]

Hyvä pointti  , näinhän tämä taitaa mennä, ehkä ihan kärkeä lukuunottamatta.

[Trnquill]

Tässä tämä kuvaaja, jota aiemmin metsästin: http://forum.autoquad.org/viewtopic.php?f=25&t=3268&start=10#p24401

[Trnquill]

Aihe jaettu, dynamometrikeskustelu jatkuu täällä: http://www.kopterit.net/index.php?topic=23791.0

[elvis]

Jos teoria kiinnostaa niin tuolla pääsee alkuun, löytyy sieltä jotain työkalujakin potkurin suunnitteluun. Vaikka kyseessä onkin tässä vähän eri nopeusalueen potkurista kuin tuossa on keskitytty (nopeuslennokit) niin samat perusteet ovat voimassa multikopukoidenkin potkureiden- tai pitäisikö oikeastaan sanoa roottoreiden- suunnittelussa ja optimoinnissa.

http://www.mh-aerotools.de/airfoils/propuls1.htm

[JML]

Onko muuten kokemuksia vaikuttaako pelkkä potkurin painon/inertian muuttuminen multin yaw -suunnan toimintaan havaittavasti? Vai onko potkureiden ilmanvastuskerroin ja sitä kautta saatava moottoreiden vääntömomenttien ero määräävä tekijä?

[Trnquill]

Täsmälleen samalla profiililla olevia, mutta eri painoisia potkureita taitaa olla hankala löytää, joten varmaa kokemustietoa on tuskin kellään... Mutta ainakin omien kokemusteni mukaan potkurin pitäisi olla mahdollisimman kevyt. Keveydellä saavutetaan nopea reagointikyky, eli moottorin kierrosluku seuraa paremmin lentoaivolta tulevia käskyjä. Ja tästä seuraa suoraan parempi lentovakaus.

Toki asiaan vaikuttaa moni tekijä. Muutamat uudet noparit osaavat myös jarruttaa moottoria, jolloin potkurin inertiaa vastaan tappeleminen nopeissa korjausliikkeissä helpottuu. Hitaasti pyörivien potkureiden kierroslukumuutokset ovat puolestaan sen verran pieniä, että potkurikin voi olla painavampi (=suurempi) ilman ongelmia. Ja tietenkin moottorin massa (ja muut ominaisuudet) vaikuttaa myös kokonaispaketin reagointikykyyn.

[Rollerah]

Kerrotaan tähän nyt vähän omia kokemuksia, kun sain Jouluna nopeasti vertailtua kahta malliltaan täysin erilaista 15 x 5,5 hiilaripotkuria. Moottorina SunnySky V3508 KV580 ja akkuna 3s pakka. Ihan tieteellinen testi ei ollut, koska akun jännitteessa oli hieman heittoa mittausten välillä. Kunnollinen säädettävä virtalähde olisi saatava, että tuloksiin voisi luottaa. En myöskään jaksanut vertailla potkureita koko nopeusalueella, vaan valitsin tutkittavaksi alueeksi maagisen 500g/moottori -alueen.

Taulukon tekstistä poiketen kyseessä oli siis RCTimeriltä ostettu potkuri, mutta näyttäisi identtiseltä vastaavan Foxtechin tuotteen kanssa.

http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__61712__1555_Carbon_Fiber_Propellers_CW_and_CCW_Rotation_with_Dual_Mountings_1pair_EU_Warehouse_.html

http://rctimer.com/product-747.html

Varsinainen asia ilmenee taulukosta, mutta sen voisin lisätä, että trapetsisella potkurilla saavutetaan sama työntö vasta aika paljon korkeammalla kaasun asennolla, joten jos 500g 50%-kaasulla on tavoitteena, niin kennojen määrä pitäisi varmaan nostaa neljään. Muuten trapetsinen potkuri vaikutti varsin asialliselta ja on myös paljon kevyempi kuin vastaava leveälapainen.