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楼主: Salem
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6S vs 3S:which one is better?——关于高电压长航时的讨论

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 楼主| 发表于 2016-1-16 18:54 ——“来自手机” | 只看该作者
PUG 发表于 2016-1-16 18:33
"我们会发现:决定航时的是P,电池容量相同时,P越小,航时越长。而决定飞机留空与否的是F,它们不是相 ...

同意。谢谢支持。

欢迎继续阅读楼主其他信息

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发表于 2016-1-16 19:02 | 只看该作者



“有两个功率同为100W的电动机,一个以1ms的速度向下排气,一个以10ms的速度向下排气,可求得第一个电机提供的推力F=100N=10kg,第二个电机提供的推力F=10N=1kg。根据1v=FP,可得第一个电机的力效1v100gW,第二个为10gW。”


请问在这个例子里,两个桨在几何参数上有差别吗?


如果几何参数没差距,那就很奇怪了,就说我们用同一个桨,第二桨给我们的感觉明显扇得风大,却推力小。合逻辑吗?


如果几何参数有差距,那这个例子告诉我们,第一个可能是滑翔机用的桨,第二个可能是高速机用的桨。前者是大直径,小螺距,后者相反。


但我们后面的讨论将是,a 桨的任何参数不变。b 桨的参数中螺距可变。我们能确认这样的前提吗?

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 楼主| 发表于 2016-1-16 19:04 ——“来自手机” | 只看该作者
amphibia 发表于 2016-1-16 18:37
我得承认有一些要素之间的代数关系,我不能完全分析出来。我的实践是天蝎星4035-500kv电机,5.2kg起飞重 ...

其实我也无法完全分析出来,不然我现在还会在飞场上。目前我们的共识是高电压低kv,航时会有所提升。但我们对航时提升的程度上看法不同。我在上文中已经介绍了我的观点。我希望我也能听听您的观点,尤其是您对航时增加的解释。OK?
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 楼主| 发表于 2016-1-16 19:10 ——“来自手机” | 只看该作者
PUG 发表于 2016-1-16 19:02
“有两个功率同为100W的电动机,一个以1m/s的速度向下排气,一个以10m/s的速度向下排气,可求得第一 ...

其实这个例子我是为了说明力效的作用,所以是否改变关系不大。。。我觉得接下来我们可以进行分类讨论,分别分析螺距改变与不变的情况。
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 楼主| 发表于 2016-1-16 19:20 ——“来自手机” | 只看该作者
PUG 发表于 2016-1-16 19:02
“有两个功率同为100W的电动机,一个以1m/s的速度向下排气,一个以10m/s的速度向下排气,可求得第一 ...

几何参数没差异的情况下排气速度与推力是可以有差别的。详见我在2楼传的三张图。
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发表于 2016-1-16 19:54 | 只看该作者
本帖最后由 weian 于 2016-1-16 20:00 编辑
Salem 发表于 2016-1-16 17:13
您好!感谢您的补充。的确,电压改变以后与桨不再适配,但kv值可以改,故效率下降不明显。但我认为力效近 ...

你在贴中说的是“力效”并且如果我没理解错你明说了6S的力效大于3S,,PUG的贴中我也回复过“提升电压是提升功率的好方法”。我对力效的理解是,力效就是力的效率,力效和力的大小没关系,是用了多少力产生了多少有用功的比例。相当于电动机的功率因数。而航模马达的标的力效是输入多少功率给电机,电机对浆做功浆产生了多大力的比值。


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发表于 2016-1-16 20:22 | 只看该作者
Salem 发表于 2016-1-16 19:20
几何参数没差异的情况下排气速度与推力是可以有差别的。详见我在2楼传的三张图。

那让我们锁定第三个条件,即起飞重量相同。同意吗?

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 楼主| 发表于 2016-1-16 20:44 ——“来自手机” | 只看该作者
weian 发表于 2016-1-16 19:54
你在贴中说的是“力效”并且如果我没理解错你明说了6S的力效大于3S,,PUG的贴中我也回复过“提升电压是提 ...

力效与推力无关?您可以再看看之前对力效的定义。至少在航模电机上力效与推力是有关的,正如电流与电压有关一样。
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 楼主| 发表于 2016-1-16 20:45 ——“来自手机” | 只看该作者
PUG 发表于 2016-1-16 20:22
那让我们锁定第三个条件,即起飞重量相同。同意吗?

同意。请您继续。
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发表于 2016-1-16 20:59 | 只看该作者
本帖最后由 weian 于 2016-1-16 21:02 编辑
Salem 发表于 2016-1-16 20:44
力效与推力无关?您可以再看看之前对力效的定义。至少在航模电机上力效与推力是有关的,正如电流与电压有 ...

这个既然是交流贴,那我就说了,别误解力效,力效只和效率有关,建议多去看看基础物理吧。和功率有关的是力的大小。搞科学要严谨,用的每一个字都要考虑有没有正确表达。


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 楼主| 发表于 2016-1-16 21:19 ——“来自手机” | 只看该作者
weian 发表于 2016-1-16 20:59
这个既然是交流贴,那我就说了,别误解力效,力效只和效率有关,建议多去看看基础物理吧。和功率有关的是 ...

呃,似乎是的。
但航模上都管它叫力效。
那么您说F/P应该读作什么?
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发表于 2016-1-16 21:32 | 只看该作者
本帖最后由 weian 于 2016-1-16 21:36 编辑

哪来的公式我不清楚,如果是国际制量标准的话F是力(单位N,牛),P是功率(单位W瓦特)F/P,力除以功率得数与这2个数是什么关系,这个我数学不好,回答不了。我认为可以说是力效,因为除法可以写成比例式



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 楼主| 发表于 2016-1-16 22:10 ——“来自手机” | 只看该作者
本帖最后由 Salem 于 2016-1-16 22:12 编辑
weian 发表于 2016-1-16 21:32
哪来的公式我不清楚,如果是国际制量标准的话F是力(单位N,牛),P是功率(单位W瓦特)F/P,力除以功率得数 ...


既然没有更好的名称,那么我们还是暂且称之为力效吧。
还有一种可能性就是力效在基础物理中与空气动力学中的定义是不同的,就好比无穷大在统计与微积分中定义不同一样。您说呢?

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 楼主| 发表于 2016-1-16 22:35 ——“来自手机” | 只看该作者
本帖最后由 Salem 于 2016-1-16 22:36 编辑
weian 发表于 2016-1-16 20:59
这个既然是交流贴,那我就说了,别误解力效,力效只和效率有关,建议多去看看基础物理吧。和功率有关的是 ...


为了确定力效的真实含义,我去百度搜了一下,结果如下:
1、力产生的效果(物理,非正式不准确定义)
2、力与功率之比(物理,非正式准确定义)
3、力量(舞蹈,正式准确定义)
不知您说的是哪一个?

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 楼主| 发表于 2016-1-16 23:10 ——“来自手机” | 只看该作者
weian 发表于 2016-1-16 21:32
哪来的公式我不清楚,如果是国际制量标准的话F是力(单位N,牛),P是功率(单位W瓦特)F/P,力除以功率得数 ...

P=Fv,F/P=F/(Fv)=1/v。但总不能说"速度的倒数"吧。
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发表于 2016-1-17 00:04 | 只看该作者
Salem 发表于 2016-1-16 20:45
同意。请您继续。

谢谢!那么我就先以我们已答成约定做如下解释:



桨的本身有一个效率,最低层就是升阻比。在静推力时,升力部分就是我们得到的推力(升力),阻力部分x桨的线速度是我们必须输入的功率。由于是旋转运动,故功率用另外一种形式表达,就是扭矩x转速,P=T*N/9550


在悬停时,由于桨并没有在沿其升力线方向产生速度,故效率为零。问题来了,我们如何比较两个不同的螺旋桨在这个工况下的效率?零和零比在数学上是无效计算。我们的办法是引入 力效 的概念,即 g/W。这样我们可以通过对比两个桨之间的 力效 来评判哪个的效率高,或直接用两个 力效 值相除。


我们继续在桨这边停留一下,看看桨的特性。


首先,我们可把桨看为一个动力转换装置,它是把机械动力转换成流体动力。


对于一个不可变螺距的桨,就是我们平时看到固定翼上面用到桨,比如APC11X5.5,它的特性就是在每个特定的转速其升阻比是一定,就是说一个特定的推力,就一定是一个对应的转速和扭矩。这个动力转换装置的输入端是机械动力,输出端是流体动力。


对于一个不可变螺距的桨,如果你只关心静推力,你只要让它转到那个对应的速度,它一定会产生对应的推力,当然,它也会向你要求它需要的功率,这个是定值但不是线性关系。


对于可变螺距桨,就是我们平时看到450直机上面用到桨,情况就复杂了。升阻比本身受好几个参数影响,其中之一就是攻角(螺距),这个意味着即是同样的推力,对转速和扭矩的要求是不一样的,当然功率也就不一样了。这就是我们讲效率的话,必须要调油门螺距曲线的原因。


为了方便以后的讨论,先留下这样的一个小结:


对于一个几何尺寸一定的,且不可变螺距的桨,要其产生一个特定的推力,一定要输入一个特定的转速和扭矩。即输入的功率是一个特定值,其两个因子也是特定的。例如:如果特定转速 = 3 扭矩= 2,功率= 6。我们不可以将两个因子改为,转速 = 2 扭矩= 3。这时的功率虽然没变= 6,但物理上的意义是完全不同的。



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amphibia + 2 很给力! 扫破了我心中几个模糊点

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发表于 2016-1-17 00:33 | 只看该作者
本帖最后由 weian 于 2016-1-17 01:34 编辑
Salem 发表于 2016-1-16 23:10
P=Fv,F/P=F/(Fv)=1/v。但总不能说"速度的倒数"吧。

P=Fv度娘上有人是这么写的“P=W/TW=FS    S=VT所以P=FS/S/V   所以P=FV”这里的W应该是功V和T该小写,百度上搜索了也很尽力的去回忆理解这个公式了。v是速度所以,对于悬停的直机或固定的不动的带浆马达,v=0所以P=0,还看了你前面发的那个表,我再说一下我的数学不好,。F/P的等数转化成比例式在换成左右各2个数的等式后F/P的等数叫什么我不知道,就现在我连F/P与P的关系或转换成比例式都不知道该怎么做了。电机的功率因数来头和这个一样吧,我的数学能力快到0了没法做对比。那么这个等数能不能叫力效因数我不知道。假设电机带浆测试时功率增加效率是不变的,那么F/P的值就不变,那么需要的力(F)就等于功率(P)乘以力效因数.小学生都该明白了吧。(我一个高中都没毕业又是有七八年都没在研究电学力学数学公式的人来做这些推导有点吃力了)关于电机效率和浆效率前面已经说过了。





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发表于 2016-1-17 05:09 | 只看该作者




“讲了力效,接下来讲力效与什么有关。力效取决于桨的桨型、螺距等,电机的电流。”


这里有一个十分明显的问题。桨和电机他们各自活在自己的世界,各自按自己的规则行事。是我们把他们强拉到一起。

当桨被驱动时它根本不知道驱动它的是电动机,或汽油机,或柴油机,或涡轮机,或生物动力。同样,当电机驱动一个物体,它也不知道它驱动是什么东西,是汽车,或船,或飞机。。。他们之间的结合体就是驱动桨的那根轴,就是一个物体,没有任何的智能。

既然桨连自己是在被电机驱动都不知道,那么它更不能知道这个电机的后面是一个3S电池还是一个6S电池?就算是人类,如果你只让他感觉一个转动的电机轴,不告诉他现在是:

1) 3S电池 100%油门,还是 6S电池开50%油门,(同一电机用不同电压驱动)或,

2) 3S电池 100%油门,还是 6S电池开100%油门。(同尺寸,同结构,同原理, 但不同电机用不同电压驱动)

他也是无法知道这个特定的功率的两个因子,尽管他具备智能。

力效, 是桨自己特有的性质。通过这个把输入动力联接在一起,或说它对输入的功率提出了要求,但其实是对功率的两个因子,转速和扭矩的要求,除了这两要求外,桨没有要求任何更多的东西。它不在乎这个扭矩是多大电流产生的,甚至是不是由电流产生的。它不在乎这个转速又是多高的电压产生的,甚至是不是由电压产生的。既然这样,那桨怎么就在力效上会表现出另外的一个值?桨,是活在自己的世界里。要解决这个逻辑上的问题就必须解决这个物理问题:

对于一个特定的转速和扭矩,对于用直流无刷电机通过如下两个方案来实现,

1) 3S电机用3S电池 100%油门,还是 3S电机用6S电池开50%油门,(同一电机用不同电压驱动)或,

2) 3S电机用3S电池 100%油门,还是6S电机用 6S电池开100%油门。(同尺寸,同结构,同原理, 但不同电机用不同电压驱动)

效率上有差别吗?

为此,我们约定, 不同电机是指: 同尺寸,同结构,同原理, 但不同电压并用不同电压驱动。

你同意吗?


39
发表于 2016-1-17 05:39 | 只看该作者
amphibia 发表于 2016-1-16 18:39
同意,就是高空悬停,高于地效区域(ground effect)。
只不过我的经验,纯悬停和轻度画圈航线差别不大 ...

轻度航线比悬停省电。

但这样参数会多到很难讨论。

用两个实飞做对比不是一个好的方法,每次的实验无法做到一模一样。

我可以保证像轻度航线比悬停哪个省电,靠做实验是要打架的,但理论可以证明轻度航线比悬停省电。

我曾举分苹果为例,用乘法就行了,不用去用真苹果来派,再点数。



40
发表于 2016-1-17 09:59 | 只看该作者
力效如果单位是g/w  克/瓦 不会有歧义吧
模型直升机暴力高转接近5 低转超过10
多轴差不多
真机在7左右
人力直升机大概三四百
桨只要足够大,足够慢,力效可以大的很夸张。但是只能悬停几乎不能前进 P=FV  V非常小F比较小P才能很小,这个F是桨的阻力,不是什么往下排气的力
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