Algunos cálculos por repasar...

Tema en 'R/C Diseño Aviones FPV & UAV' iniciado por Janov, 5 Jun 2010.

  1. Janov Miembro

    Janov
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    Hola a todos:

    Me gustaría que alguien con experiencia y conocimientos, me repasara los siguientes cálculos y me diera respuesta a las dos preguntas del final, si es posible.... Vamos a ello

    Dispongo de un entrenador con una envergadura de 1778mm, un peso de 2300 y una superficie total de ala de 58dm^2

    Entre motor, equipamiento FPV, baterías, combustible, etc, voy a presuponer que el peso al despegue puede rondar los 3800 gr lo que da una carga alar de 65.52gr/dm^2 y un coeficiente C de 8.60, dentro de los parámetros de un entrenador típico.

    Presuponiendo que necesitamos entre 10w/100gr para mantener a la aeronave en el aire y 15w/100gr para trepadas o comportamientos de emergencia, necesitaríamos un total de potencia para un vuelo no acrobático pero con garantías de entre 380 y 570w.

    Sabemos que la potencia entregada por un motor glow, no es lineal a lo largo de todo su rango de rpm, pero como aproximación podemos deducir que un motor que a máxima potencia entrega 1230.9 W podría entregar con un 30% unos 369.3W y a un 40% 492.4 W (ver hoja de cálculo adjunta)

    1º P.- ¿Puedo presuponer entonces que este motor es mas que suficiente para levantar y mantener el vuelo del aparato?

    Existe un factor que sencillamente no se donde ni como meterlo. Es el factor hélice.

    2º P.-¿Cómo calcular qué % de efectividad tiene una hélice en la aplicación de la potencia del motor? ¿Cuanta de la potencia calculada anteriormente no es útil? Sé que la densidad del aire, la propia geometría de la hélice, el paso real (no el geométrico) y otros factores de difícil medida, afectan de forma conceptual, pero lo que yo desearía es una regla practica (si es que existe) que me permita saber (aproximadamente) si ese motor con una 12x8 por ejemplo, puede darme garantías de levantar el avión y no quedarme sin tracción.

    Perdonad el ladrillo matemático :rolleyes2:
     

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  2. xavi Maestro FPV

    xavi
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    Hola.

    miralo aquí: http://personal.osi.hu/fuzesisz/strc_eng/index.htm
    y aquí: http://personal.osi.hu/fuzesisz/opc_eng/index.html

    Siento no poder ayudarte con este tipo d emotores yauqe mi experiencia es nula.

    Pero hay algo que digamos es igual para todos más allá de si eléctrico, gasolina o glow, la hélice girando tiene una velocidad y un empuje. Esa relación requiere una potencia en el eje. A la misma potencia decimos: mayor velocidad de avance menos empuje, y a menor velocidad de avance mayor empuje. Sacrificas una cosa para ganar la otra. Supongo que deberías usar una hélice que genere el empuje tal que a todo gas sea capaz de empujar un poco más del peso del avión en empuje estático. Volando con 1/2 del peso del avión en empuje vas sobrado. Eso si ten en cuenta el peso inicial del avión (con todo el combustible).

    De todos modos hay en el foro gente mejor cualificada para orientarte.

    Un saludo
     
  3. Rod Miembro Activo

    Rod
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    Si de verdad quieres una regla práctica tendrás que dejar de lado todos esos cálculos (son buenos y útiles pero no son prácticos)

    Tú mismo tenías casi la regla práctica:

    Pon un motor y batería que den entre 180 y 200W/Kg (dependiendo del tipo de vuelo pero esta cifra te asegespegar sin problemas con un avión de configuración normal). La hélice ajústala a lo indicado por las especificaciones del motor para esa batería (para que de esa potencia claro).

    Con esta regla no tendrás problema y es bastante ....práctica.
     
  4. Eduardo Núñez Miembro

    Eduardo Núñez
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    Echa un vistazo a ésto: http://www.alasvolantes.es/index.ph...d=96:motorizacion&catid=15:material&Itemid=12

    Esa regla potencia de 150w/Kg es potencia consumida por el motor, muy fácil de calcular multiplicando la intensidad consumida en amperios por la tensión en voltios.

    Hay algunas puntualizaciones con eso.

    La intensidad consumida, se mide con una pinza amperimétrica, ya que no metes nada extraño en el circuito, como ocurriría con un polímetro en serie.

    La tensión es con el motor en marcha, es deir, hay una caida de tensión, que depende de la resistencia interna de la batería que utilices. Una Nicd cargada daba 1.5 a tope, el voltaje nominal (medio) es de 1.2, y sin embargo se solía tomar 1v. Con una lipo 3s toma 11.1v en lugar de 12.6v

    La potencia es consumida por el motor eléctrico, que tiene un rendimiento de aprox 80% si es brushless y 65% si era de escobillas e imanes de ferrita. Esa regla es antigua, así que la potencia entregada por el motor de la época sería como de un 65% de la potencia consumida.

    Si usas un motor de explosión, no existe potencia consumida, sino entregada, ya que la miden con un banco de potencia en el eje. Como esa potencia es final, con esos 150w/kg irá mejor motorizado.

    Ten cuidado que no es lo mismo, aunque casi 1Cv que 1Hp un caballo vapor son 735w y un caballo de potencis Hp son 750w

    En cuanto a las hélices, lo mejor es que la elijas dentro del rango que te dice el fabricante, fuera de él puede ser peligroso.
    Más diámetro=más tracción
    Más paso=más velocidad

    Tener 3 hélices distintas no te va a arruninar y podrás hacer pruebas para ver la que mejor se encaja a tus necesidades.

    Te paso unos enlaces con calculadores on-line para que puedas comparar, hay uno para glow.

    http://www.alasvolantes.es/index.ph...w=category&id=3:calculadores-on-line&Itemid=8
     
  5. Janov Miembro

    Janov
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    Gracias a todos por vuestras respuestas.

    Eduardo tu tienes unas de las webs de mas calidad técnica que he visto. Ya conocía el artículo; de hecho fué (junto a otros) el que me impulsó a tratar de hacer cálculos teóricos sobre el modelo (de hecho ya te pregunté por MP un par de cositas que amablemente me contestaste). MI pregunta precisamente viene a colación de una parte de tu artículo "elección de la hélice" donde se habla del factor de carga. Ya que lo has sacado aquí te reformulo las preguntas de forma mas corta

    Siendo el factor de hélice un número adimensional, ¿que es lo que siginifica? ¿como puede relacionarse este número con el peso del modelo y la tracción necesaria? Si diversas hélices de diferente paso/diámetro tienen el mismo factor de carga, no le veo utilidad práctica a la hora de la elección

    Un saludo a todos...
     
  6. Eduardo Núñez Miembro

    Eduardo Núñez
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    En número adimensional es que no tiene unidades de medida, por ejemplo: metros, litros, watios, watios por kilo, etc.

    Es algo así como las notas que sacan los alumnos de una clase en un examen, sirve para comparar nivel de conocimientos, en este caso lo que carga al motor.

    Una hélice con mas carga hará que el un mismo motor gire a menos rpm que con una hélice de menos carga. Por ejemplo con una 7x6 el motor va mas cargado que con una 6x6, aunque trienen el mismo paso, con la hélice menos cargada el motor gorará con más rpm y desarrollará más velocidad.

    Como podrás comprobar una 7x6 no tiene la misma carga que una 6x7 ya que el paso y diámetro no afectan de igual forma a la carga.

    Un saludo
     
  7. Janov Miembro

    Janov
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    Sé lo que es un número adimensional Eduardo :rolleyes2:, lo que no entendía es el significado del propio número. Según esto, la carga de la helice de una bipala 10x8 es 1600 muy similar a la que te puede dar una 11x6.6 (si existiera)

    Según esto ¿ambas helices son equivalentes? ¿nada tiene que ver este 1600 con la tracción estática ni con ningún otro parámetro, verdad?

    Gracias por vuestra paciencia

     
  8. Eduardo Núñez Miembro

    Eduardo Núñez
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    Eso es. Equivalentes en cuanto a que girarían al mismo número de rpm, aunque con prestaciones distintas.

    Gracias por leer mis "rollos"
     

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