Consulenza gratuita: Dimensionamento motore by DriveCalculator

[claudio476]

Visto che spesso appaiono discussioni su che motore montare su questo e quel modello, su che motore mettere dietro la propria elica o al contrario, su quale elica mettere davanti al motore... e poi... su quante celle mettere in fusoliera ecc ecc........

Dato che esistono diversi programmini in giro per fare questi conti e dato che non tutti sanno che esistono e altri non sanno come funzionano..

Prendiamone uno ad esempio, drive calculator.

Cosa è?
E' un software gratuito che permette di simulare le prestazioni di un gruppo propulsore di un aeromodello, non parlo del solo motore ma dell'insieme:
1 motore
2 elica
3 regolatore
4 batterie

Come funziona?
Ogni singolo componente ha delle proprie caratteristiche che ne variano comportamento ed efficienza a seconda delle situazioni.
Ogni componente presente del DB (data base, ovvero in memoria) dell'applicazione è stato analizzato da qualcuno che ne ha trascritto le caratteristiche nel programma.
Poi si sceglie quali componenti analizzare, ad esempio se analizzare il solo motore, se abbinarlo ad un elica, se abbinarlo ad un regolatore (non sono tutti uguali!) e a determinate batterie (se alcune costano 20 e altre 100 un motivo esiste!)...
Insomma il programma mette insieme tutto e analizza attraverso le curve di lavoro, tutti i componenti che decidiamo di far partecipare al calcolo e ci mostra il risultato....

Semplice no?

Facciamo un passo alla volta, individuiamo il programma:
Drive Calculator

Bisogna scaricare il programma e il file del DB
programma: http://www.drivecalc.de/DC332/DC_en_Win.zip
DB: http://www.drivecalc.de/DC332/DCbase.dcd.zip

Si decomprime l'archivio del programma dove si vuole, io ce l'ho sulla pennetta USB, lo uso al lavoro e a casa senza istallarlo diverse volte.
Successivamente nella stessa cartellina si decomprime l'altro file, quello che contiene tutti i dati.

Poi si avvia il programma e si inizia dal trovare il proprio motore nell'elenco a discesa..
Fatto? Ok.

Poco più in basso si sceglie un elica..
Fatto? Ok..

Si controlla che il voltaggio desiderato, per iniziare possiamo mettere 11.1 fisso tanto per avere un dato generico per 3 celle.
Fatto? Ok...

Il regolatore, al momento non ci interessa, basta un modello che regga la corrente richiesta.
Fatto? OK!

Ora se non ci sono stati errori di sovralimentazione, ad esempio se abbiamo scelto un elica esagerata, in alto appare un bel grafico!

Esso rappresenta l'erogazione di potenza del motore ci sono alcune curve su potenza, giri e efficienza del motore, ad un certo punto ci sono dei puntini rossi, sono messi in corrispondenza della corrente massima consigliata per il motore, oltre tali pallini non bisogna andare, infatti, l' errore di cui sopra viene dato se si supera quella soglia.

Se abbiamo scelto un elica, vedremo su quel grafico dei pallini verdi che rappresentano lo sforzo fatto dal motore per girare quell'elica a determinati giri e l'efficienza che il sistema presenta in quel punto.

Conosciamo quindi il motore, l'elica, le prestazioni restituite (velocità teorica, spinta.. c'è di tutto) e la corrente erogata in base alla quale sceglieremo batterie e regolatore...

Facile no?

Dai fatevi sotto che proviamo ad analizzare qualche situazione reale.. dai che non si paga!

[santuz]

drivecalc lo uso da un po' e mi piace soprattutto per la sua semplicità. Riguardo la sua precisione rispetto agli assorbimenti direi che siamo in +/- 10%
Segnalo comunque anche questo sito che contiene un buon database

Bungymania Motors Data Base

i cui assorbimenti sono risultati più alti rispetto a quelli misurati sui miei modelli

[claudio476]

Ciao, beh ovviamente non è facile simulare il tutto con precisione assoluta, ci sono un enormità di calcoli solo per l'efficienza di un elica, non voglio nemmeno sapere quanto tempo ci dovrebbe metterebbe un'ingegnere aeronautico a calcolare l'esatta potenza che assorbe un elica a determinati giri..

Tutto gira attorno a questo calcolo, anche i relativi errori.

Il programma memorizza fondamentalmente la curva di potenza del motore, poi data una certa elica a certi giri si trova il punto in cui si incrociano i dati e via....

Quindi se il calcolo della potenza dell'elica è errato, si ripercuote su tutto il resto.

Non sarà preciso, ma gli errori macroscopici che alla fine bruciano gli avvolgimenti dovremmo riuscire ad evitarli.

[santuz]

sono d'accordo, un errore del +/- 10% lo trovo accettabilissimo! poi chiaramente gli assorbimenti vanno misurrati lo stesso, ma almeno quando si deve selezionare un motore si riducono i margini di errore.

[Crika]

l'avevo usato per vedere a priori l'efficenza e il tipo di elica da montare mettendo un riduttore sul motore originale del Minimag..... ora decolla dal prato!
Una cosa che vi chiedo è quell'ETA percentuale nel grafico a destra, immagino sia il comando del motre, ma che vuol dire 80%? Oltre questa soglia non abbiamo un rendimento efficace? Chi me lo spiega?
Bravo Claudio, questo 3d ci voleva proprio!!

[claudio476]

Originalmente inviato da Crika

Una cosa che vi chiedo è quell'ETA percentuale nel grafico a destra...

Quella è l'efficienza, non so se del motore o dell'intero sistema.

Quello che tanti non considerano è che ogni motore ha delle sue caratteristiche. L'efficienza non è costante, sui dati dei costruttori spesso troviamo delle sparate che dicono efficienza massima 90%.. si: e gli asini volano pure!

Quindi il modellista medio che fa, bello e contento monta un motore con un efficienza dichiarata del 90% ci mette sopra un elicona sproporzionata e lo brucia!

Ma come è possibile? Perchè un motore ha una curva di efficienza: solo ad un determinato assorbimento il motore è efficiente al massimo, prima e dopo l'efficienza cala.

In drive calculator l'efficienza è riportata come curva verde, l'ideale sarebbe, scegliere un elica che fa assorbire al motore la corrente giusta nel punto di massima efficienza, ma questo raramente lo si fa, di solito non voliamo sempre a tutta manetta, quindi possiamo usare il motore anche oltre il punto di massima efficienza ma senza esagerare.
Diciamo che se al massimo regime (a tutta manetta) restiamo attorno al 70% abbiamo scelto un buon setup.

Il punto massimo oltre cui non possiamo spingerci è riportato dai puntini rossi del grafico, se siamo oltre meglio cambiare motore.

ps. i dati riportati nella simulazione del software sono intesi sempre a tutto gas!

[claudio476]

Aggiungo un'altra domanda:
Ma se uso il motore dopo il punto contrassegnato dal punto rosso che succede?

Succede che oltre il motore è in grado di girare anche ad assorbimenti elevatissimi, forse anche doppi rispetto a quel punto indicato come massimo, ma con efficienza anche del 15%.. in questa situazione la potenza presa delle batterie se ne va al 85% in calore e il motore brucia.

La curva verde di efficienza, non è riportata interamente in drive calculator, è visibile solo la porzione utile ai nostri scopi. Man mano che aumentano gli assorbimenti essa diventa sempre più ripida nella sua discesa verso rendimenti da schifo, anzi, da arrosto!

[ste68]

Ciao, ho scaricato il programma ed ho inserito qs dati:

MOTORE HACKER A30-14L
BATTERIA 3 CELLE 3700MAH
ESC HO LASCIATO QUELLO PROPOSTO
ELICA 12X6 GRAUPNER CAM

con questi componenti il peso totale dell'aereo (motoaliante 2600mm a.a) in ordine di volo è di 1850gr.
Mi aiuti a trarre delle conclusioni?

Poi ti chiedo un pò di spiegazioni:
perchè alcuni risultati (che a me sembrano strani) li mette in colore grigetto e altri in nero?
che rapporto ci dovrebbe essere tra tiro statico e peso del modello?


Grazie e complimenti per il 3d, è comunque molto interessante, ciao.

[claudio476]

Originalmente inviato da ste68

Ciao, ho scaricato il programma ed ho inserito qs dati:

MOTORE HACKER A30-14L
BATTERIA 3 CELLE 3700MAH
ESC HO LASCIATO QUELLO PROPOSTO
ELICA 12X6 GRAUPNER CAM

con questi componenti il peso totale dell'aereo (motoaliante 2600mm a.a) in ordine di volo è di 1850gr.
Mi aiuti a trarre delle conclusioni?

Poi ti chiedo un pò di spiegazioni:
perchè alcuni risultati (che a me sembrano strani) li mette in colore grigetto e altri in nero?
che rapporto ci dovrebbe essere tra tiro statico e peso del modello?


Grazie e complimenti per il 3d, è comunque molto interessante, ciao.

Bene.. io generalmente ragiono in termini di potenza necessaria a portare in volo un determinato modello (la spinta statica non è molto rilevante, in volo cambia), i valori classici sono:
80W/Kg per alianti
180W/Kg per riproduzione
250W/Kg per acro
350W/Kg volo 3D estremo

La tua soluzione sembra ottima per portare in quota il tuo aliante da poco meno di 2Kg con 174W (come dicevamo i dati sono indicativi)
L'ottimo deriva dal aver scelto un elica che porta il motore a lavorare nel punto di massima efficienza, con le batterie che hai scelto ci voli molto tempo!

Pero.. forse ti conviene mettere un elica più grandicella (13x8?) e parzializzare il gas nel volo normale, così rimani attorno ai 20A che ti garantiscono un ottimo rendimento, ipotizziamo a metà gas, poi in caso di emergenza hai una dose di potenza di riserva.. tanto hai celle da 3700, anche 40A li reggono a occhi chiusi, che poi è il limite da non superare per quel motore.

Se poi vuoi risparmiare sul peso, tieni quella configurazione e metti delle cella da 1800, dimezzi il peso delle batterie e migliori il rapporto peso/potenza.

Quali sono i dati in grigio a cui ti riferisci?

[ste68]

Grazie mille x la risposta.
I dati cui mi riferisco sono quelli in basso a dx "Static thrust" e "Thrust efficiency" (di fianco a dove scegli l'elica, per intenderci) e variano a seconda proprio di che elica scegli, per alcune i risultati sono in neretto, per altre sono in grigio.
Per l'elica a qs punto potrei mettere una 12,5X7,5..che ne dici?
La scelta della batteria mi sembra obbligata in quanto ho bisogno di quel peso per centrare il modello, prenderne una più leggera mi costringerebbe a mettere piombo e allora tanto vale aumentare l'autonomia....

Ho provato a dare uno sguardo anche ad altre possibilità di qs programmino ma devo dire che ci ho capito ben poco.....