cinghia o motore in coda?

[lucapif]

Ciao a tutti
Volevo porre questa domanda nella speranza che qualcuno sappia darmi consiglio in merito alla sostituzione della trasmissione a cinghia del rotore di coda con un piccolo brusless in presa diretta.
Il mio elicottero in questione forse lo conoscete già, comunque è un classe 450, pale da 315, giri rotore 2450 e peso di 1250 g. coda modificata con rinvio a 45°. Il peso di un piccolo brusless cassa rotante e relativo regolatore da 8 – 12 A sarà sicuramente superiore al peso della meccanica e dei rinvii per la cinghia (circa 15-20 g.) l’incognità è l’assorbimento di corrente:
Ricapitolando:il rendimento motore-regolatore è maggiore o minore di una cinghia MXL da 493 denti che fa trascinare un rotore tipo Trex 450 a 10000 g/min su un pignone da 10 e corona da 40 con 6 cuscinetti di rinvio + una deviazione a 45°?
NB: con l’eli faccio hovering e traslato lento per foto ecc. Il motore in coda può avere il vantaggio di maggior sicurezza e se ben bilanciato minori vibrazioni.
Grazie

[Derkein]

Cerco di semplificare parecchio, ovvio che per avere la tua
risposta con un grado di approssimazione migliore sarebbe necessario un approccio analitico pesante.
Traccio solo una possibile soluzione e lascio tutto il
divertimento (in realta' e' la parte difficile :-)))
derivante dalla determinazione precisa dei parametri a
qualcun altro ;-))

Sia indicato con 1 il caso "trasmissione a cinghia" e con 2
il caso "motore in coda" , i=(1,2).
PHi [W] Potenza richiesta al rotore di coda nel caso i.
PBi [W] Potenza richiesta alla batteria nel caso i.
etami rendimento del motore nel caso i.
etat rendimento complessivo della trasmissione (ruota dentate
+ cinghie) nel caso i (per 2 solamente un riduttore a
ingranaggi)
etar rendimento regolatore

PB1=PH1/(etam1*etat1*etar1)
PB2=PH2/(etam2*etat2*etar2)
mi=[kg] peso elicottero
PH2>PH1 per via del aumento di peso.
PHi dipendono dai parametri geometrico aerodinamici del
elicottero (un excel di calcolo su
http://rotorirc.blogspot.com/2008/07...er-calcolo-pre
stazioni.html)
etam1 è pari al rendimento del motore principale nella
condizione operativa
etam1 =(Potenza sul albero)/(Potenza in) =
= (V-Ri*I)*(I-I0)/(V*I) dove
V=[V] tensione al motore
I=[A] corrente al motore
Ri=[ohm] Resistenza interna del motore
I0=[A] corrente a coppia0
stessa formula puo essere usata per il motore di coda ovvero
per etam2.
etat2>etat1 (tanto per fare una valutazione di massima si
possono considerare ad esempio etat1 =0.98*0.98 e eta2=0.98
(ovvero 1 o due stadi di trasmissione con rendimento molto
alto) )
etari ... li metto entrambi =1 tanto per capire il fenomeno.

Continuo con i valori grossolani/ideali tanto per vedere se
sembra funzionare.
Le soluzioni sono equivalenti se
PB1=PB2
Quindi PH1/PH2=(etam1*etat1*etar1)/(etam1*etat1*etar1)
Con le semplificazioni di sopra
PH1=0.98*PH2
ovvero perche' il caso 1 sia vantaggioso PH1<0.98*PH2.
La presenza della trasmissione è giustificabile dalla
diminuzione di peso e bisogna andare a valutare i due
contributi peso/trasmissione migliore.
Ipotiziamo che sia lecito scrivere
Ki=costante magica che lega il peso alla potenza richiesta in
hovering (che dipende in prima istanza da una numerosita' di
parametri)
PHi=mi*Ki (K1=k2 )
andiamo a cercare il valore soglia di massa e otteniamo
m2=1280 grammi
Ovvero andando molto a spanne la configurazione 2 puo pesare
solamente 30 grammi circa in piu rispetto al caso 1 sotto
l'ipotesi di trasmissione e regolatore ideale.

Considerazioni conclusive.
Oggi sono "partigiano" della cinghia :

-E' robusta.
-Fornisce un sistema di controllo del imbardata con dinamiche di controllo
veloci;differentemente il motore in "presa diretta" per
controllare l'assetto deve cambiare il numero di giri,
operazione intrinsecamente lenta(tra l'altro questo fenomeno non è evidenziato dal modello matematico grossolano che ho usato poco fa')

-Il bilanciamento del modello è buono e non è influenzato
dalla potenza/peso del motore di coda (ovvero la potenza sul
rotore di coda non è limitata dal peso che ci posso mettere).
-Avevo un blade cp ... ho cambiato parecchi motori di coda

[dex1]

[mandorlo]

[lucapif]

ringrazio molto Derkein per l'impegno messo nel formulare una risposta a questi livelli (purtroppo per ora non ho avuto il tempo di concentrarmi su tutti i passaggi) Voglio solo precisare che la mia intenzione è di usare un motore in presa diretta tipo "Hacker - 02 A20-50S " da 1080 giri/V dove al posto del suo albero da 3 mm viene inserito l'albero completo del rotore di coda esistente, il regolatore avrà il governor a giri costanti e il comando della coda avverrà esclusivamente tramite l'inclinazione delle palette. Quindi escluderei qualsiasi perdita di potenza sul riduttore ecc.
ciao e grazie di nuovo

[ctaldeitali]

Originalmente inviato da lucapif

ringrazio molto Derkein per l'impegno messo nel formulare una risposta a questi livelli (purtroppo per ora non ho avuto il tempo di concentrarmi su tutti i passaggi) Voglio solo precisare che la mia intenzione è di usare un motore in presa diretta tipo "Hacker - 02 A20-50S " da 1080 giri/V dove al posto del suo albero da 3 mm viene inserito l'albero completo del rotore di coda esistente, il regolatore avrà il governor a giri costanti e il comando della coda avverrà esclusivamente tramite l'inclinazione delle palette. Quindi escluderei qualsiasi perdita di potenza sul riduttore ecc.
ciao e grazie di nuovo

non gli dire così che gli rovini tutti i calcoli !!!

comunque complimenti per l'analisi progettuale!!!

[Derkein]

Proprio tutti?
In caso di insonnia io ci darei una occhiata


Se viene variato il passo al rotore di coda allora mi piace gia' di piu la prova di "motore in coda".

P.S. non è facile scrivere formule sul forum !

Originalmente inviato da ctaldeitali

non gli dire così che gli rovini tutti i calcoli !!!

comunque complimenti per l'analisi progettuale!!!

[lucapif]

grazie di nuovo:
ho chiesto consigli perchè, a parte il fatto che non ho ne motore ne regolatore, il dover smontare tutto il sistema cinghia è un lavoro non da poco: bisogna rimuovere diverse apparecchiature collegate un pò dappertutto per poi ricollegare il tutto. Se la cosa funziona non avrò più il timore di rottura cinghia altrimenti rimonterò tutto come in origine sostituendo la cinghia in gomma con una in poliuretano rinforzata kevlar.
Ciao e buona notte

[AlexxZeta]

Luca,fossi in te lascerei perdere, il tuo heli alla terminator va da Dio, non c'è da fargli proprio niente....

[Derkein]

Motore o cinghia il divertimento è sempre elevato.
Buon lavoro e buoni voli.

Originalmente inviato da lucapif

grazie di nuovo:
ho chiesto consigli perchè, a parte il fatto che non ho ne motore ne regolatore, il dover smontare tutto il sistema cinghia è un lavoro non da poco: bisogna rimuovere diverse apparecchiature collegate un pò dappertutto per poi ricollegare il tutto. Se la cosa funziona non avrò più il timore di rottura cinghia altrimenti rimonterò tutto come in origine sostituendo la cinghia in gomma con una in poliuretano rinforzata kevlar.
Ciao e buona notte