Hola a todos:
Este es el método utilizado para los aviones ,espero que te ayude,,,,
El tipo de modelo, determina la aplicación, el tamaño de la hélice, así como la velocidad y potencia necesaria par el buen desempeño del modelo.
El peso del modelo con todo el equipo instalado es determinante.
1.-Determinar la velocidad de perdida. Y la velocidad máxima del modelo
2.-Determinar las RPM y la hélice más apropiada.
3.-Determinar la potencia necesaria
4.-Determinar el Motor y el Kv.
Paso No. 1.
Determinar la velocidad de perdida. Y la velocidad máxima del modelo.
La guía principal es la que proporciona el fabricante. Pero en caso de que la marca y modelo sugerido. No sea del agrado, que sea un diseño propio, o que no lo incluya en las instrucciones del modelo.
Podemos ayudarnos de esta forma.
Buscamos, calculamos o deducimos el peso final de el. Modelo. También determinamos con las medidas del ala la cantidad de pulgadas cuadradas que tiene. Lo cargamos en el programa de
http://www.motocalc.com/ en la sección de airframe. Para dar de alta el modelo, le incluimos un motor x y la batería x. para que coincida con el peso. Le ponemos calcular y nos da unos datos en donde el principal es la Stall speed.
Con esta velocidad que seria la mínima para sostenerse en el aire. La multiplicamos por un factor. Que será la velocidad máxima, o a todo el acelerador.
Factor de 2. Para Entrenamiento, Planeador y 3D y para aviones muy ligeros con una hélice grande con mucho empuje.
Factor de 2.5. Para aviones sport, patrón, y Escala.
Factor de 3. Para aviones de carreras o para cualquier aplicación de velocidad.
Así obtenemos la velocidad a la queremos volar el avión. Y con ella determinamos las revoluciones por minuto (RPM) para diferentes hélices. Para saber cual es la que ocupamos de acuerdo al empuje que proporcione y a la potencia que necesite.
Consideremos este Ejemplo.
Avistar Trainer.
Este modelo es muy común y parecido a muchos entrenadores para motor .40
Wing Span: 59 in (1500mm) Overall Length: 48 in.
Wing Area: 602 sq in (39 sq dm) Flying Weight: 80 oz.2.296kg) Radio: 4 channels Servos:
Motor glow .40-.46 2-stroke.
Ignorando el dato del motor hacemos nuestro análisis. Parece ser un avión sport, y de entrenamiento para acrobacia, pero no para 3D. Con la herramienta de
http://www.motocalc.com/ obtenemos:
A pesar que en las especificaciones dan un peso de 80 oz., consideraremos un peso de 96 oz. Ya que este será mas real al momento de hacer una conversión a eléctrico.
Así que su Stall Speed. Será de 22 MPH.
Lo multiplicamos por un factor de 2.5 para obtener su velocidad máxima del modelo de 55 MPH.
Y considerando que el modelo nos genera una velocidad menor del 15 al 20 %
De la velocidad del paso de la hélice.
Para este modelo consideraremos el 83.3% o sea el valor de la velocidad del modelo por 1.2. para un total de 66 mph.
Nota.
Para aviones en aplicaciones 3D. Nos saltamos este paso. Y solo consideraremos el empuje. Así que multiplicamos el peso estimado por 1.5. Y ese será el empuje requerido.
Paso No. 2.
Determinar las RPM y la hélice más apropiada.
Utilizando la herramienta
http://www.badcock.net/MotorXL/ o la de
http://www.drivecalc.de/ en la sección de Tools, Simple prop calculador. Determinamos con diferentes hélices las revoluciones que se ocupan para producir la velocidad Buscada.
Con esto obtendremos la velocidad de la hélice o Pitch speed.
Considerando que la velocidad del modelo, solo se puede obtener en la practica y con un radar. Utilizaremos la velocidad producida por la hélice para las revoluciones marcadas. La velocidad del modelo depende de la resistencia al avance que presente, del perfil del ala y del viento.
Para obtener 66mph de Pitch speed de una hélice determinada, se necesitan las siguientes RPM.
APC e10 x 7= 9954 rpm,
APC e11 x 5.5 =12,669 rpm,
APC e 11x 7 = 9954 rpm.
GWS hd10 x6=11,613 rpm,
( La Hélice GWS queda descartada, ya que el fabricante recomienda un maximo de 10,000 rpm.)
Y estas hélices producirían a estas revoluciones, este empuje.
APC e10 x 7= 9954 rpm, 1617g, 56oz.
APC e11 x 5.5 =12,669 rpm, 3205g, 113oz.
APC e 11x 7 = 9954 rpm. 2268g, 80oz.
Un avión de 96 oz. De peso, apenas si volaría al nivel del mar con un empuje de 56 oz. Y seria muy exagerado con 113oz. Por lo tanto escogeremos la restante, APC 11x7., que da 80 oz a 9954rpm.
Esta hélice producirá a estas revoluciones, un trabajo equivalente a 461.3 watts.
También llamada potencia de salida.
Paso No. 3.
Determinar la potencia necesaria.
Esta hélice producirá a estas revoluciones, un trabajo equivalente a 461.3 watts.
También llamada potencia de salida.
Como en todos los motores eléctricos tenemos perdidas y la eficiencia no puede ser del 100%. Más bien varía entre el 50 y el 80%.
Un buen motor nos daría su potencia máxima con una eficiencia del 70%. Al 80%.
Ahora si 461.3 Watts. , que es la potencia de salida es el 70%. El 100% será 659 Watts. Que será nuestra potencia de entrad al 70% de eficiencia.
Ahora si 461.3 Watts. , que es la potencia de salida es el 80%. El 100% será 576.6 Watts. Que será nuestra potencia de entrada al 80% de eficiencia.
Con 2s. Ocuparemos 7.V*94.14 A = 659 Watts. Al 70%
Con 2s. Ocuparemos 7.V*82.29 A = 576 Watts. Al 80%
Con 3s. Ocupamos 10.5V*62.76= 659 Watts a 70%.
Con 3s. Ocupamos 10.5V*54.86= 576 Watts a 80%.
Con 4s. Ocupamos 145V*47.07A= 659 Watts a 70%.
Con 4s. Ocupamos 145V*41.14A= 576 Watts a 80%.
Con 5s. Ocupamos 17.5V*37.66A= 659 Watts a 70%.
Con 5s. Ocupamos 17.5V*32.91A= 576 Watts a 80%.
Con 6s. Ocupamos 21V*31.38A= 659 Watts a 70%.
Con 6s. Ocupamos 21V*27.43A= 576 Watts a 80%.
Claramente se ve una ventaja al utilizar un motor de mejor eficiencia y también con un voltaje mayor. Siendo mejor utilizar 6s contra el de 5s., 5 contra 4 y asi sucesivamente.
En este paso decidimos que batería vamos a utilizar.
Y para hacerlo mas fácil, los siguientes cálculos serán con 6s. o 21 Volts.
Paso No. 4.
Determinar el Motor y el Kv.
Un cálculo que yo hago. Sin ser científicamente correcto es el de encontrar el Kv. para el motor.
Que consiste de Multiplicar la RPM * 100 entre la eficiencia mas 2-5 puntos adicionales. El total entre el voltaje a utilizar.
En este ejemplo. Que buscamos 9954 rpm. A 70% de eficiencia mas 5 puntos . Lo multiplicamos por 100 y lo dividimos entre 75, luego entre 21. Nos daría un Kv de 632. Y entre 85% nos daría un Kv. de 557. Por lo tanto necesitamos un motor con un KV. Entre este rango.
Existe una regla, que dice que un motor debe pesar por lo menos 1oz. Por cada 100 Watts de entrada. Pero para motores con hélice grande seria mejor considerar un máximo de 85 Watts por oz.
Entonces ocuparemos un motor a 70% de eficiencia que pese por encima de 7.75oz. (219 gramos) con un kv de 632.
Y a 80% de eficiencia que pese 6.77oz (193 gramos), con kv de 557.
Un motor con el 80% de eficiencia deberá soportar. Un mínimo de 576Watts.
Un motor con el 70% de eficiencia deberá soportar. Un mínimo de 659 Watts.
Para hacer el mismo trabajo.
Claramente se ve una desventaja por usar un motor de poca eficiencia.
A la hora de seleccionar el motor dentro del rango obtenido. El mas apropiado, será el de menor peso y de mayor eficiencia.
Saludos.
