Hoe u de dronemotor stuwkracht stap voor stap gids berekent

 

In onze vorige artikelen hebben we herhaaldelijk vermeld dat de motor het belangrijkste aandrijfsysteem van de drone is. Deze bepaalt of de drone kan vliegen, hoe stabiel hij in de lucht is, of hij gewicht kan dragen en hoe lang hij kan vliegen. Je weet al wat een borstelloze DC-motor (BLDC) is, hoe dronemotoren werken En hoe je verschillende soorten dronemotoren kiest...

 

Nu is het tijd om een ​​andere belangrijke parameter eens nader te bekijken: stuwkracht.

 

Stuwkracht bepaalt of een drone kan opstijgen en zweven, en bepaalt ook of je camera's, kaartmodules, vracht en andere missieapparatuur kunt monteren.

 

Onvoldoende stuwkracht → kan niet vliegen; te veel stuwkracht → verspilt energie en verkort het uithoudingsvermogen.

 

Alleen met de juiste stuwkracht kunnen de motor, propeller, elektrische snelheidsregelaar en accu een stabiel en efficiënt systeem vormen.

 

In het volgende gedeelte leggen we je stap voor stap de basisprincipes van stuwkrachtevaluatie uit, van de definitie van stuwkracht, de berekening van het motorvermogen, aanbevelingen voor de stuwkracht-gewichtsverhouding tot ESC-matchingmethoden.

 

In de natuurkunde is stuwkracht de kracht die een object naar voren of omhoog duwt. De eenheid is meestal Newton (N) of gram (g)/kilogram (kg). In de drone-industrie gebruiken we vaker "gram" of "kilogram" om de stuwkracht van de motor te meten, wat direct weergeeft hoeveel gewicht hij kan "tillen".

 

1. Basisdefinitie van stuwkracht

Stuwkracht = Motor + propeller opwaartse kracht bij een bepaald ingangsvermogen

 

Bijvoorbeeld:

Als een motor 1000 g stuwkracht produceert, betekent dit dat hij onder statische omstandigheden een gewicht van minder dan 1 kg kan "tillen".

De stuwkracht van elke motor van een quadcopter is 1000 g en de totale stuwkracht is 4000 g (4 kg), wat theoretisch een maximaal startgewicht van 2 kg kan dragen (stuwkracht-gewichtsverhouding van 2:1).

 

Deze waarde is direct gerelateerd aan het "startvermogen" en het "laadvermogen" van het vliegtuig.

 

2. Statische stuwkracht versus dynamische stuwkracht

In praktische toepassingen maken we vaak onderscheid tussen statische stuwkracht en dynamische stuwkracht:

type	Definitie	Testmethode
Statische stuwkracht	De stuwkracht gegenereerd door de motor + propeller in stille lucht	Geplaatst op het stuwkrachttestplatform
Dynamische stuwkracht	De stuwkracht die de motor + propeller kan bieden tijdens vlucht/motie	Windtunnel of luchtmeting (complexer)

De motorstuwwaarde waar we vaak over praten, verwijst meestal naar de "statische stuwkracht", die ook de standaardgegevens is die is getest en gepubliceerd door motorfabrikanten .

 

3. stuwkracht-tot-gewicht verhouding: een sleutelindicator voor het selecteren van een motor

Stuwkracht-tot-gewicht verhouding=Totale stuwkracht ÷ startgewicht, is een belangrijke indicator voor het evalueren van vluchtprestaties:

Vluchtgebruik	Aanbevolen stuwkracht-gewichtsverhouding	illustreren
Luchtfotografie/mapping drone	2:01	Zorg voor zweven en laden stabiliteit
Industriële verkenning/hooglandactiviteiten	2.5:1 ~ 3:1	Verbeter de redundantie om het hoofd te bieden aan veranderingen in luchtdruk/omgeving
Racing FPV -drone	4:1 ~ 6:1	Snelle versnelling en intense manoeuvres vereisen een verhouding met hoge stuwkracht en gewicht

Voor een luchtfotografie -drone met een startgewicht van 1500 g is de aanbevolen totale stuwkracht bijvoorbeeld ongeveer 3000 g, wat betekent dat u een oplossing moet kiezen waar elke motor ten minste 750 g statische stuwkracht kan bieden .

 

Om het mechanisme van het genereren van motorische stuwkracht te begrijpen, moet u een fysieke basisrelatie begrijpen:

Motorvermogen (w)=spanning (v) × stroom (a)

 

Het opwekken van stuwkracht houdt in wezen in dat, nadat de motor een bepaalde hoeveelheid elektrisch vermogen heeft verbruikt, de lucht door de propeller naar beneden wordt versneld, waardoor een opwaartse reactiekracht ontstaat. Hoe groter de stuwkracht, hoe hoger het stroomverbruik, hoe groter de stroomsterkte en hoe sneller de temperatuur stijgt.

 

1. De invloed van spanning, stroom en vermogen op stuwkracht

parameter	Impactverklaring
Spanning (v)	Hoe hoger de spanning, hoe hoger het vermogensuitgang wanneer de stroom hetzelfde is→ Geschikter voor grote stuwkrachtplatforms
Huidige (a)	Geeft de huidige belastingintensiteit van de motor aan . hoe groter de belasting, hoe meer vermogen deze verbruikt en hoe hoger de temperatuurstijging . het moet worden gekoppeld aan voldoende ESC .
Power (W)	Hoe groter de kracht, hoe groter de stuwkracht in theorie, maar wees voorzichtig of deze de grenzen van de motor overschrijdt en ESC .

 

Stuwkrachtverbetering kan niet worden bereikt door simpelweg één parameter te verhogen. Zo kan het simpelweg verhogen van de spanning of stroomsterkte leiden tot oververhitting, doorbranden van de ESC, een daling van de accuspanning of zelfs verlies van controle over de vlucht.

 

2. De relatie tussen KV-waarde en stuwkracht: laat u niet verwarren door "hoge snelheid"

De KV-waarde (RPM/V) geeft de snelheid aan die de motor kan bereiken wanneer deze onbelast is en de ingangsspanning 1 V is. Voor een 1000 KV-motor is de theoretische snelheid bijvoorbeeld 10.000 RPM bij een spanning van 10 V.

 

Hoge KV-waarde: hoge snelheid, maar laag koppel, geschikt voor kleine propellers, lichte belastingen en racescenario's;

 

Lage KV-waarde: lage snelheid, maar hoog koppel, geschikt voor grote propellers, grote stuwkracht en dragende platforms.

Misvatting: Een hogere KV betekent niet noodzakelijkerwijs meer stuwkracht. De werkelijke stuwkracht hangt af van het vermogen en de efficiëntie die de motor continu kan leveren onder een bepaalde belasting (propeller).

 

3. Voorbeeld Analyse: Drukverschillen van verschillende KV's op hetzelfde platform

Neem twee VSD -motoren als voorbeeld:

model	KV -waarde	Spanningsbereik	Maximaal vermogen	Maximale stuwkracht	sollicitatie
2306	2400kV	6S	901W	1683g	FPV -racemachine
3115	900kV	6S~8S	1617W	4185g	Multi-rotor antenne fotografie

 

Met dezelfde 6S -spanning, hoewel de 2306 een hoge snelheid heeft, is de stuwkracht duidelijk lager dan die van de 3115. dit is de beste verklaring dat de KV -waarde niet evenredig is met de stuwkracht .

 

Het berekenen van motorstuwkracht is niet zo "metafysisch" als veel mensen denken. Zelfs als u geen geavanceerde testapparatuur hebt, kunt u, zolang u de basislogica, referentiegegevens en redelijke schattingen beheerst, een voorlopig oordeel vellen over de geschiktheid van een motor voor uw droneproject.

 

We leren je op drie niveaus:

1. stuwkracht-tot-gewichtsratio-schattingsmethode (van toepassing op de meeste toepassingsscenario's)

Dit is de meest voorkomende en praktische basis voor selectie:

Aanbevolen totale stuwkracht=startgewicht × Aanbevolen stuwkracht-tot-gewichtsverhouding

Vluchttype	Aanbevolen stuwkracht-gewichtsverhouding
Luchtfotografie/mapping	2:01
Vracht-/industrieel onderzoek	2.5–3:1
Racen door	4–6:1

 

voorbeeld:

U gaat een quadcopter -drone samenstellen voor luchtfotografie . het startgewicht wanneer volledig wordt geladen is 2 . 2 kg.

De aanbevolen ratio met stuwkracht tot gewicht is 2: 1, dus u hebt een totale stuwkracht nodig groter dan of gelijk aan 4 . 4kg (4400G).

Dan moet de minimale stuwkracht van elke motor zijn: 1100G .

 

2. Tabelvergelijkingsmethode (van toepassing wanneer er testgegevens van de fabrikant zijn)

Als u een motor kiest met gedetailleerde testgegevens, zoals de VSD -serie, kunt u direct verwijzen naar de maximale statische stuwkrachtparameters en deze vergelijken met uw behoeften .

Motormodel	Aanbevolen spanning	Maximale stuwkracht	Aanbevolen maximale belasting (stuwkracht-gewichtsverhouding 2: 1)
3115	6S–8S	4185g	Minder dan of gelijk aan2.1kg
2808	6S	2910g	Minder dan of gelijk aan1,45 kg
2306	6S	1683g	Minder dan of gelijk aan0,8 kg

 

Op deze manier kunt u snel het bereik van motoren filteren die voldoen aan de belastingvereisten van de hele machine .

 

3. Handmatige berekeningsmethode (voor gedetailleerde schatting of DIY -gebruikers)

Als u erg gevoelig bent voor de parameters, of geen gegevens over de stuwkracht hebt, kunt u deze ook schatten op basis van de volgende relatie:

(1) Schatting van de vermogensmethode:

Theoretische stuwkracht ≈ C × √ (Power × Propeller Diameter)

Waarbij C een empirische coëfficiënt is, meestal variërend van ongeveer 6 tot 9., hoe groter de propeller, hoe hoger de efficiëntie .

 

Voorbeeld: u schat het maximale motorvermogen op 1600W met een 13- inch propeller .

De geschatte stuwkracht is ≈ 7 × √ (1600 × 13) ≈ 7 × √20800 ≈ 7 × 144 ≈ 1008G

 

Deze methode is geschikt voor geschatte schatting, en de werkelijke stuwkracht moet nog worden gebaseerd op werkelijke metingen .

 

Nadat u het vereiste stuwkracht- en motormodel hebt bepaald, is de volgende stap om rekening te houden met de matching van het ondersteunende systeem, met name de ESC en batterij . Als de ESC -stroom onvoldoende is en de batterijuitgang onstabiel is, werkt het systeem niet stabiel, zelfs als de stuwkracht voldoende is .

 

Hier zijn drie kernpassende principes:

1. ESC -stroom moet groter zijn dan de maximale motorstroom

ESC -stroombeoordeling moet de maximale continue stroom van de motor overschrijden met een factor 1,2 tot 1,5

 

Praktisch advies: kies een ESC dat 20-50% hoger is dan de maximale stroom van de motor

 

voorbeeld:

VSD 3115 motor, maximale stroom is ongeveer 50A

→ Aanbevolen ESC -stroom groter dan of gelijk aan 60A

 

VSD 2306 motor, maximale stroom is ongeveer 35A

→ Aanbevolen ESC -stroom groter dan of gelijk aan 45A

 

Opmerking: hoewel het kiezen van een ESC te groot is, kan het ook het gewicht en het stroomverbruik verhogen, wat resulteert in efficiëntieafval .

 

2. De batterijspanning moet overeenkomen

De KV -waarde bepaalt hoeveel S -batterijen u moet gebruiken (1S=3.7 v) . Het kiezen van de verkeerde batterijspanning zal resulteren in onvoldoende stuwkracht of overbelasting en burn -out .

KV -bereik	Aanbevolen batterij -nummer	Suggesties voor toepassingen
800–1000kV	6S ~ 8S	Gemiddelde en grootschalige luchtfotografie/-onderzoek
1300–1500kV	4S ~ 6S	Multi-rotor platform
1800kV en hoger	4S ~ 6S	FPV -racen, lichte vliegtuigen

 

voorbeeld:

VSD 4720 motor, 420kV → 6s ~ 8s aanbevolen

VSD 2808 Motor, 1500kV → 6s aanbevolen

VSD 2306 motor, 2400kV → 4S of 6s aanbevolen (afhankelijk van de taakvereisten)

 

3. propellergrootte beïnvloedt de stuwkrachtefficiëntie en systeembelasting

Hoe groter de propellergrootte, hoe groter het koppel en de stuwkracht, maar hoe groter de last op de ESC en Motor . het wordt aanbevolen om een redelijke combinatie van propellertype te kiezen op basis van de testgegevens van de fabrikant .

 

Gecombineerd met VSD -motorgevallen, voltooi je snel de stuwkracht en ondersteunende systeemselectie

In de vorige paragrafen hebben we de definitie van stuwkracht, berekeningsmethode, spannings-stroomrelatie en hoe ESC en batterij . te selecteren, nu zullen we de echte gegevens van VSD-drone-motoren gebruiken om u een praktische selectielogica te tonen .

 

Hierna volgen enkele typische modellen van bijpassende selectiesuggesties, geschikt voor verschillende vluchtscenario's, van lichte cross-country drones tot grote multi-rotoren:

Motormodel	KV -waarde	Spanningsaanbevelingen	Maximale stuwkracht	Aanbevolen schroefbladen	Aanbevolen ESC -stroom	Toepasselijke scenario's
2306 dronemotor	1800–2400kV	4S~6S	1683g	5×4.3×3 propeller met drie bladen	Groter dan of gelijk aan40A	FPV Racing/ Drone
2808 Drone Motor	1300–1950kV	6S	2910g	7-9 inch propeller	Groter dan of gelijk aan45A	Medium racen/ kleine lading multirotor
2207 Drone Motor	1960kv	6S	1702g	5 inch propeller	Groter dan of gelijk aan40A	Race -drone
3115 Drone Motor	900–1520kV	6S~8S	4185g	13×6.5 Propeller	Groter dan of gelijk aan60A	Luchtfotografie/verkenningsdrones
2812 Drone Motor	900kV	6S	2710g	10-12 inch propeller	Groter dan of gelijk aan50A	Medium Load Aerial Photography/Industrial Flight Platform
2807 Drone Motor	1350–1750kV	4S~6S	2728g	6-8 inch propeller	Groter dan of gelijk aan50A	Hoge manoeuvreerbaarheid Multirotor / flexibel platform
4720 dronemotor	420kV	6S~8S	7232g	15×7×3 of 13×9×3	Groter dan of gelijk aan80~100A	Gemiddeld en groot luchtonderzoek/commercieel platform
5315 Drone Motor	380kV	6S~12S	9034g	18×5.5 Propeller	Groter dan of gelijk aan100A	Industriële payload drone/leveringsplatform

 

Opmerking: de ESC-stroomwaarde in de tabel wordt aanbevolen groter te zijn dan of gelijk aan de maximale motorstroom × 1 . 2 ~ 1.5. De propellergrootte wordt aanbevolen op basis van de testefficiëntie . De werkelijke selectie moet fijn afgestemd zijn op basis van de load, vliegtijd en lichaamsstructuur.

 

Selectietips Herinnering:

 

Als u zich zorgen maakt over de levensduur van de batterij, moet u prioriteit geven aan de lage KV + grote propellercombinatie;

 

Als u op zoek bent naar explosieve kracht of race -reactie, is het kiezen van een hoge KV + kleine propeller wendbaarder;

 

Het wordt aanbevolen om hoge C-ratebatterijen te gebruiken om te voorkomen dat huidige knelpunten van invloed zijn op de stuwkrachtprestaties .

 

De ESC moet voldoende stroom hebben om te voorkomen dat het opbrandde vanwege de zware belasting op lange termijn .

 

Bij VSD hebben we volledige testgegevens en ondersteunende aanbevelingen voor elk model verstrekt om u te helpen snel de selectie van het stroomsysteem te voltooien en de proef- en foutkosten te verlagen .

 

Neem gerust contact op met ons team voor gedetailleerde datasheets, stuwkrachtcurves of aanbevelingen voor een specifiek energiesysteem. Wij bieden volledige ondersteuning voor OEM/ODM-klanten, van ontwerpadvies tot massaproductie. We bieden OEM/ODM-klanten one-stop-shopping, van het vinden van de juiste oplossing tot massaproductie.