4 / 15
С.З. Свердлов
4
Инженерный журнал: наука и инновации
# 11·2016
Рис. 2.
Зависимость КПД пропеллеров APC MR от коэффициента скорости
Если считать КПД двигателя постоянным, то минимальный рас-
ход энергии в расчете на 1 м подъема (удельный расход энергии) до-
стигается, если пропеллер работает с наибольшим КПД, т. е. при
фиксированном для данного пропеллера значении λ = λ
опт
. Величина
λ
опт
не зависит от нагрузки (веса летательного аппарата и силы лобо-
вого сопротивления) и плотности воздуха. Расход энергии при подъ-
еме на заданную высоту минимален тогда, когда в любой момент
подъема работа пропеллера оценивается максимальным КПД (при
допущении, что КПД мотора — постоянная величина).
Удельный расход энергии имеет размерность джоуль на метр
(Дж/м) или ньютон (Н). Если не учитывать силу лобового сопротив-
ления и КПД двигателя, минимальный удельный расход энергии при
подъеме составит
G
/η
max
(Н), где
G
— вес летательного аппарата.
Частота вращения пропеллера при оптимальном подъеме.
Частота вращения пропеллеров мультикоптера при подъеме опреде-
ляется значением тяги, которую должны создать пропеллеры.
В дальнейших расчетах не будем учитывать силы инерции, посколь-
ку ускорения (замедления) при подъеме в режиме 100 % газа (макси-
мальном сигнале управления) малы и, по расчетам, не превышают 0,5 %
ускорения свободного падения (если не принимать во внимание ко-
роткий момент старта и набора скорости). Не будут также учиты-
ваться потери от обдува частей летательного аппарата потоком воз-
духа от воздушных винтов. Площадь лучей мультикоптера, попада-
ющих под создаваемый винтами поток, как правило, невелика.