Drone conception vol FPV

[invitedd6b7bcf]

Bonjour je dimensionne actuellement un drone pour le vol FPV.

Tout d'abord j'ai choisi des hélices 3020 alimenté par des moteurs 1104 4000KV avec une plage de 1 à 3S. ( rappel : 1S= 3,7V).

Ses moteurs peuvent atteindre une rotation de 3S*4000= 11.1*4000=44000tr/min

J'ai calculé la vitesse en bout d'hélice qui est donc de : V = 0,06 * 2pi*N/60 = 276 m/s au max .
La puissance du moteur est de : 38,9W= 0,052 Ch

La formule pour en déduire la poussée de l'hélice est la suivante :

To = 7,4 * ( Pch*Dm)^2/3*(p/po)^1/3 ; avec Pch: puissance moteur en chevaux , dm: damiètre hélice , p densité de l'air a l'altitude considéré et po densité au niveau du sol .

J'ai choisi de considérer que p=po ( pour un drone pour vol acrobatique)

On obtient To= 0,158 kg
Nous avons 4 hélices donc To(tot) = 0,632 kg
Le drone devra donc ne pas dépasser 0,632kg.

Matériau et composant :

1) Chassis en fibre de carbone , 210mm , 100g https://www.banggood.com/Lisam-LS-21...l?rmmds=search

2)Hélice 3020 , moteur 4000KV et 4 ESC 10A , poids total : 49,3g https://www.banggood.com/4-x-Eachine...nt=chenfenglan

3)Une carte BEC ( 5V : 12V) 6g https://www.banggood.com/ZMR-CC3D-Di...nt=chenfenglan

4)Câble de connexion JST Femelle 20 awg pour lier le BEC à la batterie poids( 5g)
http://aero-tek.eu/shop/fr/cable-et-...le-20-awg.html

5) Un contrôleur de vol , cad le pilote auto . 5g
https://hobbyking.com/fr_fr/sp-racin...ontroller.html

6)Module radio ainsi qu'un caméra
poids des deux : 14,2g
https://www.banggood.com/Eachine-700...nt=chenfenglan
https://www.banggood.com/FrSky-D4RII...231108201307E0

7) une télécommande pour diriger le drone

8) des vis M2 *16 Nylon
Des écrous M2 Nylon
Entretoise si besoin


9) Batterie 450 mah 11,1 V 3S 50C pouvant donc délivrer un courant max de 22,5A . 46g


On arrive donc a un poids de : 241,2g
Je n'ai pas compté le poids des hélices , écrous et entretoise mais nous ne dépassons pas les 600 grammes autorisés .




J'aimerai avoir vos avis sur le projet. J'aimerai savoir si il y a des grosses abominations dans ce que j'ai écris. Et j'aimerai aussi savoir comment je peux calculer la durée de vol à partir des éléments que j'ai donné.

Merci de vos réponses.
-----

[f6bes]

Bjr à toi,
La durée dépends :
de la consommation de l'ensemble de ton appareil (exprimé en Ampéres)
de la CAPACITE en Ah ( ampére-heure de ta batterie. )

Calcul théorique une batterie de 10 Ah pourra fournir 1 A(mpére) pendant ..10 heures
ou
2 A(mpére) pendant..5 heures.
Te reste à faire le calulc avec tes 450 mAh Bonn ejournée

[invitedd6b7bcf]

Ah dacc ^^
Merci bien !

[invitef29758b5]

Salut

Ses moteurs peuvent atteindre une rotation de 3S*4000= 11.1*4000=44000tr/min

Oui , mais à vide (sans hélice) .

J'ai calculé la vitesse en bout d'hélice qui est donc de : V = 0,06 * 2pi*N/60 = 276 m/s au max .

Si l' hélice n' explose pas avant .
Ce type d' hélice ne doit pas être utilisé au delà de 180 m/s

To = 7,4 * ( Pch*Dm)^2/3*(p/po)^1/3 ; avec Pch: puissance moteur en chevaux

D' ou tu sort cette crétinerie ?
Une puissance en chevaux , c' est délirant .
En plus c' est une formule générique , donc peu fiable .

Fies toi plutôt à ça :
http://m-selig.ae.illinois.edu/props/propDB.html
http://m-selig.ae.illinois.edu/props...tatic_ctcp.png

9) Batterie 450 mah 11,1 V 3S 50C pouvant donc délivrer un courant max de 22,5A

Ben oui , mais pendant seulement 1/50 h (1 min 12 s)
Et probablement une seule fois . Après c' est poubelle .

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitedd6b7bcf]

D'ou tiens tu ta source pour dire que ces hélices ne peuvent pas aller au delà de 180m/s?
Du coup en tenant compte de la vitesse de rotation du moteur à vide, on aura une vitesse en bout d'hélice inférieur a ce que j'ai calculé.

Concernant la poussée voici la source :

http://www.aeroclub-versailles.com/d...t%20helice.pdf
Il n'y a aucune formule miracle pour l'hélice . Je sais que pour être homogène une puissance s'exprime en watt. Mais bon je me suis fier à leur formule.
Une dernière question :

grace a tes liens je peux avoir les coefficients mais comment vais-je en déduire la poussée d'une hélice?
Merci.

[invitedd6b7bcf]

http://www.aeroclub-versailles.com/d...t%20helice.pdf


PAGE 2 QUESTION 4 pour la source

[calculair]

Bonjour

Je vous conseille d'étudier le rapport N°640 du NACA que l'on trouve sur google

Par ailleurs vos hélices tournent trop vite et vous ne tenez pas compte du Pas

Pour ce qui concerne la vitesse en charge du moteur appliquer FCEM * I ( moteur ) = Puissance sur axe de l'hélice ( formule à voir dans le rapport N°640 )


Quant à le FCEM vous avez la relation Kv * Fcem = N ( vitesse hélice en tours minutes )

Cela c'est au niveau du moteur, il vous reste a tenir compte de l'ensemble du circuit , Batterie, contrôleur ...etc

Vous aurez alors une approche plus scientifique et plus juste.

L'écart entre théorie et réalité est de l'ordre de 10%. Dans le cas d'hélices petites, il se peut que l'écart soit plus grand en raisin du faible nombre de Reynold de l'hélice

[invitef29758b5]

D'ou tiens tu ta source pour dire que ces hélices ne peuvent pas aller au delà de 180m/s?

J' ais vu ça sur un site de modélisme .
C' était pour les hélices GWS mais la tienne est une copie de GWS .

comment vais-je en déduire la poussée d'une hélice?

En inversant la formule :
T = ρ^.n^2.D^4.C_T

[calculair]

Bonjour

Le rapport N° 640 donne les Cp et Ct des hélices en fonction du pas ( calage de l'hélice ) et de J = V / ( N D )


Pour le vol stationnaire les équations se simplifient car J = 0


Pa puissance motrice est donnée par Fcem I = Cpd n^3 D^5

comme Fcem = 60 n/Kv donc I = Cp d n^2 D^5 / ( 60 Kv )

La loi d'ohm donne une autre equation E = R I + Fcem ou E tesla FEM de la batterie , R la résistance total du circuit ( résistance interne batterie , résistance interne moteur, résistance contrôleur en plein reine )

Tu portes la relation de I dans cette loi d'ohm

donc R Cp d n^2 D^5 / ( 60 Kv ) + Fcem = E

comme Fcem = 60 n /Kv finalement

R Cp d n^2 D^5 / ( 60 Kv ) + 60 n /Kv - E = 0

Equation du 2° degrés en n out pout est connue ( Cp D, E, Kv, R )

Tu deduis la traction avec T en newton = Ct d n^2 D^4

Les résultats sont tout à fait satisfaisants.......

J' ais vu ça sur un site de modélisme .
C' était pour les hélices GWS mais la tienne est une copie de GWS .


En inversant la formule :
T = ρ^.n^2.D^4.C_T

[invitedd6b7bcf]

Merci beaucoup à vous deux pour toutes ces précision!
Je vais de suite effectuer ses calculs.
Bonne journée .

[calculair]

Attention , j'ai fait une erreur dans les changement de variables


Fcem I = Cpd n^3 D^5

comme Fcem = 60 n/Kv donc I = Cp d Kv n^2 D^5 / ( 60)

Ce qui modifie l'equation du 2° degrés en n

R Cp d Kv n^2 D^5 / ( 60 ) + 60 n /Kv - E = 0

Avec Excel le calcul est plus sympa....

Merci beaucoup à vous deux pour toutes ces précision!
Je vais de suite effectuer ses calculs.
Bonne journée .

[invitef29758b5]

J' ais trouvé ton moteur :
http://www.dys.hk/ProductShow.asp?ID=165
En plus les mesures sont faite avec ta 3x2
Visiblement , ta batterie est trop faible . Tu vas au mieux obtenir 3 min de vol stationnaire .

[calculair]

Bonjour

Si on veut augmenter l'autonomie, il faut des moteurs avec des Kv plus faibles et des hélices plus grandes

L'etude electriquee complete permet d'optimiser les elements de propulsions pour limiter les pertes joules.

Il faut dans une certaine mesure limiter la vitesse d'ejection de l'air des hélices , car l'énergie cinetique emportée par l'air est perdue.
Apres c'est une question de compromis pour le pilotage et la manœuvrabilité ....

Tout va dépendre de ce que l'on recherche.....