3 / 11
Выбор оптимального аккумулятора для многороторного беспилотного вертолета…
Инженерный журнал: наука и инновации
# 5·2017 3
где
k
T
— безразмерный коэффициент запаса тяги у поверхности
Земли (тяговооруженность ЛА); η
100
— безразмерный коэффициент,
характеризующий жесткость механической характеристики электро-
двигателя.
Безразмерный коэффициент
T
k
запаса тяги у поверхности Земли
определяют по выражению
100
T
zT k
G
=
, (3)
где
z
— количество пропеллеров мультикоптера;
T
100
— тяга,
создаваемая одним пропеллером при работе на месте при 100 % газа
(управляющего сигнала) у поверхности Земли;
G
— масса ЛА.
Безразмерный коэффициент
100
n
, характеризующий жесткость
механической характеристики электродвигателя, можно вычислить
из равенства
100
100
100
0
,
1
n
n
η =
η ≤
, (4)
где
n
0
— частота холостого хода электродвигателя (об/с);
n
100
—
частота вращения мотора и пропеллера при 100 % газа при работе
винтомоторной группы (ВМГ) на месте у поверхности Земли, т. е. в
режиме максимальной тяги. Величина η
100
приближенно равна КПД
мотора при работе ВМГ в этом режиме.
Оценка времени полета с учетом КПД двигателя.
Время поле-
та
τ
в режиме висения может быть оценено [3] как
(
)
100
вис
3 2
3 2
100
100
,
(1 )
(1 )
1
T
М
T
k
m
m
K
K
m
m
k
η
τ = η
=
(
(
η ( − η
(5)
где
K
— коэффициент, который остается постоянным в условиях
обсуждаемой задачи.
При изменении массы батареи изменяется и тяговооруженность.
Выразим массу ЛА через массу аккумуляторной батареи и массу ЛА
без нее:
(
)
(
)
0
АКБ
0
1 ,
G g M M gM m
=
+
=
+
(6)
где
g
— ускорение свободного падения.
Подставим выражение (6) в формулу (3):
(
)
100
0
.
1
T
zT
k
gM m
=
+
(7)