Quadricoptère liPo batterie poids / capacité compromis

J'essaie de trouver où la capacité de batterie supplémentaire devient inutile par rapport au poids supplémentaire d'un quadcoptère. Actuellement, avec une batterie de 5 500 mAh, 11,1 V, je peux obtenir entre 12 minutes et 12h30 de temps de vol. Ma question est donc la suivante: dans la capacité de levage des quads, bien sûr, y a-t-il un moyen de savoir où le poids supplémentaire d’une batterie plus grande (ou de plusieurs batteries) annule toute amélioration du temps de vol? Évidemment, cela ne va pas être aussi long que deux vols séparés, atterrissage et échange de batteries; J'essaie simplement de maximiser mon temps «dans l'air» continu. J'essaie de comprendre où se trouve la limite (et si je l'ai déjà franchie) en plaçant des piles plus grandes dans le quad et en constatant des rendements décroissants. Merci!

(Encore une fois, présumons que le quad est assez fort pour soulever tout ce que vous lui lancez. Avec un 5500mAh, environ 470 grammes, mon maximum d'accélérateur est d'environ 70%)

Pour les conceptions de quadricoptères, vous souhaitez généralement un rapport poussée / poids d' environ 2: 1 . C'est-à-dire qu'à 100% des gaz, vous voulez que votre poussée combinée d'hélice soit capable de soulever deux fois le poids de l'embarcation.

Vous devez ensuite déterminer la quantité de puissance nécessaire aux moteurs pour générer cette poussée (généralement indiquée dans la fiche technique). Lorsque vous avez cette quantité d'énergie, vous pouvez facilement calculer la durée de vie de votre batterie.

Cette page sur Performance Quadcopter donne un bon exemple:

En regardant les données du tableau de performances du moteur, il semble que le poids maximum absolu que les moteurs puissent supporter soit 560 chacun, soit 2 240 grammes. C'est à ce moment que les moteurs fonctionnent à 100%, en utilisant 95,2 watts, ce qui signifie environ 8,6 ampères à 11,1 volts.

En regardant les données du graphique de poids de vol en fonction de la puissance et de la durée de vie de la batterie, il semble que l'hélicoptère ne devrait pas dépasser 61 onces (1 700 grammes). À ce poids, une puissance de 61 watts est utilisée, ce qui correspond à 5,5 ampères à 11,1 volts.

Le graphique montre également qu’une once de masse volante aurait besoin d’un watt de puissance et que les deux sont corrélés linéairement. En supposant que l'engin est de 60 onces, 60 watts de puissance sont nécessaires.

Cette citation est cependant un peu trompeuse. L'auteur original manque les mots "par moteur" dans leur conclusion. 230W / 4 moteurs = 57,5 ​​Watts. C'est là qu'ils ont obtenu la conclusion "60 onces ont besoin de 60 Watts (par moteur)". Cependant, la méthode générale de représentation des performances est utile pour répondre à la question.

Si vous augmentez le rapport poussée / poids maximal, vous pouvez réduire les gaz, utiliser moins de puissance et rester en l'air plus longtemps. Vous pouvez donc augmenter la poussée ou réduire le poids pour obtenir des temps de vol plus longs.

Pour répondre de manière plus concise à votre question, le point des rendements décroissants survient lorsque le poids supplémentaire ajouté par la batterie ramène votre rapport poussée sur poids inférieur à 1,5: 1 dans le bas.

Un autre élément à prendre en compte est la densité énergétique de la technologie de votre batterie. De combien de puissance par unité de poids la batterie est capable. Vous utilisez probablement des batteries lithium-ion, qui sont probablement les meilleures disponibles du point de vue du rapport prix-performances. Mais si vous essayez réellement d’obtenir des temps de vol plus longs sans augmenter le poids, vous pouvez envisager certaines des technologies les plus ésotériques (et bien plus chères).

Et il est probablement utile de mentionner que même dans la catégorie Lithium-ion, toutes les batteries ne sont pas égales.

Les piles doivent peser à peu près le même poids que tout le reste de la cellule.

Avec un avion donné (tout ce que l'on sait sauf la masse des batteries), la durée de vol maximale absolue survient lorsque le poids des batteries est le double de celui de tout le reste de la cellule combinée. Cependant, de nombreuses autres caractéristiques - temps nécessaire pour atteindre l’altitude, réactivité, éviter le décrochage, etc. combiné. Référence: Andres 2011. Capacité optimale de la batterie . via Heino R. Pull .

Cette règle générale s’applique à tous les types d’aéronefs à propulsion par batterie - aéronefs à voilure fixe, quadricoptères, hélicoptères, etc.

(Pardonnez-moi de recycler ma réponse à l' efficacité d'un robot mobile par rapport à la masse ).

EDIT: correction d'une phrase contradictoire - merci, Gustav.

avez-vous vu ces nouvelles batteries de drones zinc air 8 cellules 10 000 mAh 12V? http://www.tradekorea.com/product-detail/P00265914/drone_battery_10000mAh.html#.UjpxM2QpY2K a vu le graphique illustrant les différents rapports poids / puissance comparant l'efficacité aux piles à combustible (encore trop lourdes de 1,2 kg + de carburant ^ 800g +)

l'idée d'un quad équipé d'une batterie zinc-air 10 000 mAh, d'alternateurs 4xGenesys et de 2 x super condensateurs

Barry Densley

Et que diriez-vous d'un peu d'expérimentation?

Je prendrais la batterie la plus légère que je puisse trouver, puis j'ajouterais des poids. Pour chaque masse, je mesurerais le temps de vol, créerais un graphique "temps de vol / mAh" par rapport à "masse au décollage" et ajusterais une courbe entre les points de données. Ensuite, j'adorerais les loisirs et pour chaque batterie, je calculerais le temps de vol à l'aide de mon nouveau graphe magique. Trouvez le maximum et vous avez terminé :-)