<html>
<head>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=windows-1250">
<meta content="text/html; charset=utf-8">
</head>
<body dir="ltr">
Hezké pojednání, jen tam někde asi bude ve výpočtu drobná chybka. DJI Phantom, hmotnost cca 1.3 kg a průměrný příkon letu cca 150W<br>
<br>
Jakub Šerých <br>
<br>
Odesláno z někdy až příliš chytrého mobilu<br>
<br>
-------- Původní zpráva --------<br>
Předmět: Re: Rekuperace u multikoptery (Skladování Li-pol)<br>
Odesílatel: Pavel Hudecek <br>
Komu: HW-news <br>
Kopie: <br>
<br>
<div>
<div dir="ltr">
<div style="font-size:12pt; font-family:'Calibri'; color:#000000">
<div><strong>1. Přiblížení:</strong></div>
<div>Základní letový režim vrtulníku/multikoptéry je, že vrtule fouká dolů a udržuje výšku na základě rovnosti tahové a gravitační síly:</div>
<div> </div>
<div><strong>Fg = Ft</strong></div>
<div> </div>
<div>Tahová síla vzniká tím, že vrtule urychluje vzduch:</div>
<div> </div>
<div><strong>Ft = m.a</strong></div>
<div> </div>
<div>A žere při tom výkon, který odpovídá (+ztráty) vzduchu dodané kinetické energii (<strong>v</strong> je vztaženo k objektu):</div>
<div> </div>
<div><strong>E = 1/2.m.v<sup><font color="#ffffff" size="1">^</font>2</sup></strong></div>
<div> </div>
<div>Tím se dostáváme k zajímavému faktu, že když použijeme větší vrtuli, budeme pro stejnou sílu potřebovat menší výkon, protože bude urychlovat větší
<strong>m</strong> na menší <strong>v</strong>. Pokud bychom měli nekonečně velkou vrtuli, bude stačit nulový výkon:-)</div>
<div> </div>
<div><strong>2. Přiblížení:</strong></div>
<div>Kdybychom měli nekonečnou vrtuli a tedy nulový výkon k udržování výšky, byla by přesně stejná situace,jako u auta na svahu, tedy výkon motoru by se měnil na potenciální energii objektu a je jasné, že by rekuperovat šlo.</div>
<div> </div>
<div><strong>3. Přiblížení:</strong></div>
<div>Jenže reálně nemáme nekonečnou vrtuli, ale malinkou. Jednak proto, aby se ten krám vešel, ale taky proto, aby byl prakticky použitelný i za nenulového větru. Aby vítr měl zanedbatelný vliv, musí být rychlost, na kterou je urychlován vzduch, mnohem větší,
než rychlost větru. Tím se dostáváme k řádu <strong>20-100 mN/W</strong> výkonu motorů. A tímto výkonem se v konečném důsledku ohřívá vzduch, pokud objekt jen “visí”.</div>
<div> </div>
<div>Mějme tedy objekt:</div>
<div>m <strong>500 g</strong>, tedy Fg <strong>5 N</strong> a P <strong>200 W</strong> pro udržování výšky. Když bude stoupat
<strong>10 m/s</strong>, přidá se výkon potřebný ke stoupání:</div>
<div> </div>
<div><strong>P = F.v = 5.10 = 50 W</strong></div>
<div> </div>
<div>Celkový příkon bude (+ nějaké navýšení ztrát):</div>
<div> </div>
<div><strong>200 + 50 = 250 W</strong></div>
<div> </div>
<div>Při klesání stejných 10 m/s, dostaneme zpět stejných 50 W:</div>
<div> </div>
<div><strong>200 - 50 = 150 W</strong></div>
<div> </div>
<div>Takže není co rekuperovat, jen část ohřevu vzduchu převezme naše klesání.</div>
<div> </div>
<div>Kdybychom klesali <strong>100 m/s</strong>, bylo by co rekuperovat:</div>
<div> </div>
<div><strong>P = F.v = 5.100 = 500 W</strong></div>
<div><strong>200 - 500 = -300 W</strong></div>
<div> </div>
<div><strong>4. Přiblížení:</strong></div>
<div>Jenže tady začínají hrát významnou roli další aerodynamické ztráty. Pokud bychom sundali vrtule a objekt nechali neomezeně padat, dosáhne nakonec nějaké konečné rychlosti. Kdyby tato byla mnohem větší než 100 m/s (zde zanedbáme existenci Mach), bude možné
“rekuperačním pádem” získat něco blízkého těm 300 W. Reálné pádové rychlosti běžných objektů zpravidla příliš nepřekračují 50 m/s, takže je jasné, že rekuperovat půjde jedině tehdy, pokud velikost vrtule umožní záporný výkon již při menší rychlosti, tedy např.
10 m/s kdyby naše 500g koptéra místo mizerných 25 měla významně přes špičkových 100 mN/W.</div>
<div>(např. zde <a title="https://www.peckamodel.cz/2216-1045-pohonna-jednotka-pro-multicoptery-motor-set-1x-motor-2213-935-par-vrtuli-10x4-5" href="https://www.peckamodel.cz/2216-1045-pohonna-jednotka-pro-multicoptery-motor-set-1x-motor-2213-935-par-vrtuli-10x4-5">
https://www.peckamodel.cz/2216-1045-pohonna-jednotka-pro-multicoptery-motor-set-1x-motor-2213-935-par-vrtuli-10x4-5</a> 44-68)</div>
<div> </div>
<div><strong>5. Přiblížení:</strong></div>
<div>Takže padáme, postupně se <strong>zastaví vrtule</strong>, nakonec se <strong>
roztočí obráceně</strong>: Konečně můžeme rekuperovat:-)</div>
<div> </div>
<div>Co se motorů týče, tak s DC by to bylo těžké, rekuperační regulátor by musel umět řízeně pracovat se stavem, kdy motor generuje reverzní napětí. U AC je to lepší, k rekuperaci bude stačit, když regulátor zvládne zvyšovat napětí z motoru, aby mohlo dobíjet
baterky (nebo to půjde samo, pokud bude rychlost klesání vetší, než maximální rychlost “větru”, který motor+vrtule normálně generuje). Prakticky navíc bude potřeba, aby regulátor zvládl tou rekuperací motor řízeně brzdit tak, aby normálně
<strong>fungovala stabilizace polohy</strong>.</div>
<div> </div>
<div>A samozřejmě to celé musí nějak projít od stavu řízeného normálního tahu do té řízené rekuperace:-)</div>
<div> </div>
<div>PH</div>
<div>-----Původní zpráva----- </div>
<div>From: Jaroslav Buchta </div>
<div>Ja bych rekl, ze k te rekuperaci muze klidne dochazet, pokud tam jsou </div>
<div>BLDC motory. A jak by mohlo dojit k prebiti baterie, kdyz se z ni </div>
<div>nejdriv musi energie vysat k tomu aby dron vystoupal a to urcite mnohem </div>
<div>vetsi nez se pak muze ziskat rekuperaci? Leda by se startovalo nekde z </div>
<div>vysoke hory a klesalo do udoli, ale to se asi nestava tak casto. Navic </div>
<div>ta ziskana energie nebude vzhledem k ruznym ucinnostem nic moc.</div>
<div> </div>
<div>Dne 10.08.2018 v 23:18 Admin HWnews napsal(a):</div>
<div>> No to neni tak jednoduche jak licite.</div>
<div>></div>
<div>> Ciste fyzikalne musite tedy zodpovedet kam se tedy ta potencialni </div>
<div>> energie ztraci. ;-)</div>
<div>></div>
<div>> Pri klesani se vrtule pretaci vuci nastavene komutaci a zcela jiste </div>
<div>> energie vznika - dokonce si myslim, ze pres substratove diody v </div>
<div>> mosfetech v H mustku to protejka do baterii - ono to modelari docela </div>
<div>> resili, protoze to muze vest (tahle nerizena rekuperace) k prebijeni </div>
<div>> baterie.</div>
<div>> Ono si to moc lidi neuvedomuje, ale letadlo pri klesani se opravdu </div>
<div>> brzdi (cilene) stazenym motorem - vlastne uplne stejne jako kdyz </div>
<div>> brzdite z kopce v aute motorem.</div>
<div>></div>
<div>> Samozrejme zalezi na osazenych vrtulich. Pokud jsou to vysokoobratkove </div>
<div>> male vrtulky tak se ta rekuperace samozrejme projevuje az v okamziku, </div>
<div>> kdy jsou okolni podminky podobne jako v hnacim rezimu. Ja mam treba na </div>
<div>> dronu osazene 12"x5" vrtule urcene na primarne pro lety ve visu, ktere </div>
<div>> jsem navrzene pro pomale obtekani a tam staci velmi malo.</div>
<div>></div>
<div>> Dne 10.8.2018 v 22:55 Pavel Kadečka napsal(a):</div>
<div>>> Motory stále zabírají, buď víc nebo míň, podle toho jestli dron stoupá</div>
<div>>> nebo klesá a jak moc rychle... rychlost stoupání i klesání je řízená.</div>
<div>>> Předpokládám, že při volném pádu budou vrtule fungovat jako větrné</div>
<div>>> elektrárny. Rychlost padání musí být dostatečná, aby to ty vrtule</div>
<div>>> roztočilo, ale myslím, že to má docela vysoké otáčky při lítání,</div>
<div>>> takové to při té teoretické rekuperaci asi nedá.</div>
</div>
</div>
</div>
</body>
</html>