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¡Hola a todos! Mi nombre es Fede. Encantado de conocerlos en esta increíble comunidad.

Soy nuevo en el mundo RC y estoy comenzando con un gran proyecto: Construir un Tri-motor Tilt Rotor VTOL. Algunas especificaciones:

- Airframe: Volantex Ranger 2000
- Objetivo MTOW: 6 kg.
- Objetivo Autonomía: 2,5 horas.

Sé que pido mucho con esas performances, pero a la vez creo que es posible.

MOTORES

Investigando un poco, elegí el motor SunnySky X3520 KV520 con hélices 14x8. Las especificaciones de este combo son:


Para elegir este combo me basé en las prestaciones de empuje (gf) y el peso que deseó levantar, y creo que está un poco sobrado.

- Les parece una buena elección?
- Para mejorar la eficiencia y consumo, creen que sea necesario los 3 motores para crucero, o bastaría solo con los 2 delanteros?

CONSUMO

Calculé una relación Thrust-To-Weight ratio de 0,6:1 para crucero. Entonces para un peso de 6 kg estimo 3600 gf divididos por 3 motores = 1250 gf por motor. Según la tabla anterior, tendré un consumo de corriente de 7,8 A y 174 W por motor (23,4 A 522 W en total).

Pero por otro lado leí una regla general de 100 W por 1 libra (6 kg = 13 libras = 1300 W), así que estoy un poco perdido con esto.

Apreciaría vuestra ayuda para comprender mejor el consumo, current draw, los watts, etc. de manera que pueda elegir la batería adecuada para la autonomía deseada (6S).

BATERÍA

Se me ocurrió esta batería, que aunque tal vez no llegue a superar las 2 horas, podría acercarse:

https://hobbyking.com/en_us/turnigy-hig ... -xt90.html

Leí por ahí que los VTOL a veces se arman con 2 baterías (una para VTOL y otra para el vuelo horizontal) con un swapping entre una y otra para mejorar la autonomía. Usan una batería de baja relación de descarga (C) para crucero pero que no sería suficiente para despegues y aterrizajes. Por ejemplo el PG20 de FoxTech, aunque el presupuesto sube un poco.

En este sentido, creen que la Turnigy de 12C tendría buen desempeño? Considerando que reduce la complejidad y el costo.

Gracias de antemano! Saludos

Hola Fede767:
Te cambiamos este tema de foro, ya que tenemos uno especifico para este tipo de proyectos, es:
plataformas-para-fpv-y-uav-130/

Un saludo.
Miliamperios.com

Hola Fede767:
En este foro tienes varios proyectos de VTOL:
hispano-quadtilt-vtol-291402
uav-vtol-tilt-tricoptero-configuracion-optima-285829
En este último encontraras un estudio con el mismo motor que quieres usar tú.
La prueba de banco es con 4S y una hélice 14x7".
Cuando acabe las vacaciones te puedo hacer una prueba del motor con 6S pero con una 14x7" ya que no tengo 14x8".

Por lo que veo, no haces el cálculo del empuje para el despegue que es más importante y crítico.

En este nuevo proyecto que he empezado verás la relación peso-potencia que he calculado.
talon-vtol-4-1-quad-tipo-h-294427

Respecto la batería no harás las dos horas que quieres, pero se servirá para hacer pruebas con seguridad.
Las dos baterías que comentas de forma sencilla se unan en configuraciones de VTOL de 4+1, en TILT si las quieres usar puedes, pero te has de gastar un dineral en el circuito de control.

Bueno, te dejo que me llaman para poner la mesa de la cena.
Ánimo y aquí estamos para lo que te podamos ayudar.
Un saludo.
Raúl.

LUAR escribió: ↑

Jue, 10 Ago 2023 21:23

Hola Fede767:
En este foro tienes varios proyectos de VTOL:
hispano-quadtilt-vtol-291402
uav-vtol-tilt-tricoptero-configuracion-optima-285829
En este último encontraras un estudio con el mismo motor que quieres usar tú.
La prueba de banco es con 4S y una hélice 14x7".
Cuando acabe las vacaciones te puedo hacer una prueba del motor con 6S pero con una 14x7" ya que no tengo 14x8".

Por lo que veo, no haces el cálculo del empuje para el despegue que es más importante y crítico.

En este nuevo proyecto que he empezado verás la relación peso-potencia que he calculado.
talon-vtol-4-1-quad-tipo-h-294427

Respecto la batería no harás las dos horas que quieres, pero se servirá para hacer pruebas con seguridad.
Las dos baterías que comentas de forma sencilla se unan en configuraciones de VTOL de 4+1, en TILT si las quieres usar puedes, pero te has de gastar un dineral en el circuito de control.

Bueno, te dejo que me llaman para poner la mesa de la cena.
Ánimo y aquí estamos para lo que te podamos ayudar.
Un saludo.
Raúl.

Hola Raúl! Un gusto saludarte. He estado siguiendo tus proyectos, me gusta mucho tu trabajo, muy profesional. También me ha servido para aprender mucho, gracias por compartirlo.

Echaré un vistazo a los temas que mencionas.

Para el cálculo de despegue y aterrizaje, consideré el empuje máximo del X3520 520KV + 14x8, el cual dice ser 4500 gf or motor.

Buscando info en internet encontré este cálculo de ejemplo:

“So, you can start with that... let's say we have a 1 pound plane, and we're running a 100-watt motor. We find that it cruises at about 60 watts, and we want to fly for 10 minutes, using a 3S (11.1V) Lipo battery...

Amps = 60 / 11.1 = 5.4 amps
5.4 Amps for ten minutes = 5.4 * 10/60 = 0.9Amp-hours...

Which is a 900mAh battery... like this: Turnigy nano-tech 850mah 3S 25~40C Lipo Pack (and that battery has a 21-amp discharge limit, so we're cool with our 5.4, no problem)”

Basándome en dicho cálculo, en una batería de 22.2V y en las tablas de SunnySky, el empuje y consumo para fase de despegue/aterrizaje y crucero quedarían así:

DESPEGUE

7800 gr/3 = 2600 gf c/u al menos – 510W 23A = 1530W 69A * 10/60 = 11.5A/hora

CRUCERO (RATIO 0.6:1)

3750 gr/3 = 1250 gr c/u al menos – 171W 7.7A = 513W 23.1A * 10/60 = 3.85A/hora

Algo no me cierra en este cálculo y me gustaría entender que es. Desde ya muchas gracias por el tiempo y la paciencia. Saludos!

Buenas tardes! Algunos avances en el diseño. Tengo como inspiración el Trinity F90+, el cual tiene una mayor envergadura que el Ranger 2000.

Quise replicar la distribución de los motores del F90, los cuales copian un triángulo isosceles, ademas que en el Ranger no tengo otro mejor lugar para ubicar el motor trasero. El único problema que veo es que la hélice queda abajo del empenaje, lo cual requerirá un buen tren de aterrizaje que la proteja. Lo que tengo a favor es que el momento del motor trasero compensa el CG para poder cargar el morro con batería/electrónica mas cómodamente.


Con respecto a la batería, me inclino por armarme un pack de Li-Ion casero, lo que a simple viste parece más accesible $$$ y fácil de adaptar a un fuselaje bien estrecho como el del Ranger. Alguna opinión o consejo sobre esto? Alguien que haya tenido la experiencia?

Seguiré actualizando, saludos!

Hola Fede767:
Mirate estos temas:
baterias-inteligentes-290788#p1415219
hispano-quadtilt-vtol-291402-30#p1418178

Un saludo.
Raúl.

Buenas tardes Raúl, gracias por la info.

Decidí hacer un pack 6S4P con pilas EVE 33V (3200 mAh 10A), y aunque son chinas, he leído pruebas y reviews con muy buen resultado. Cuestan 2.1 USD cada una x 24 pilas = 51 USD.

El pack tendría una capacidad de 12800 mAh (80% 10200 útiles) y un régimen de descarga de 40A. Pesaría unos 1200 gr. con accesorios.

Sobre el régimen de descarga requerido, encontré que se calcula: A x 3 (motores) / Ah (capacidad de la batería). Estimando un AUW de 5 kg. y un Thrust-To-Weight ratio de 1.8:1 para despegue, cada motor debería generar 3000 gf = 28.8 A x 3 / 10 Ah = 8.6

Fuente: https://news.quadpartpicker.com/how-to- ... -fpv-quad/

Además le pondré un BMS Daly 7S 80A

Sobre la autonomía, será cuestión de probar.

Saludos!

Hola Fede767:
Si estas a tiempo, personalmente aumentaría la capacidad de descarga de las celdas de Li-Io, creo que 40 amperios es un poco justo.

¿Estas empleando SolidWorks?

Un saludo.
Raúl.

Buenas tardes Raúl, gracias por el consejo. Aún no las compré, pensé que había sacado bien la cuenta Me podrías arrojar un poco de luz en el tema? Me gustaría saber donde estoy cometiendo el error.

Uso SolidWorks nivel intermedio y PCB nivel básico.

Gracias de antemano por la info y la ayuda, saludos!

Hola Fede767:
Te comento cual es mi razonamiento y que he podido comprobar experimentalmente.
En tu caso para el peso estimado de 5000 g en despegue tienes:
5000g/3 motores= 1666g/motor.
Según tablas:
Para 1750 g el consumo es de 12.5 A haciendo una regla de tres esto nos da un consumo de 11.9 A por motor.
11.9x3= 35.7A de consumo para despegar e intentar mantenerte en estacionario.

Si quieres una relación empuje-peso de 1.8:1 son 9000 g por lo tanto 3000 g por motor.
En este caso son 28.8 A de consumo que por tres motores son 86.4 A de consumo. Esto es el doble de los amperios que es capaz de suministrarte la batería que habías dimensionado.

En esta grafica puedes ver el consumo del despegue del Hispano hasta antes de iniciar la transición. En ella puedes observar que el consumo medio en el despegue es de 33.75 A que dividido entre los cuatro motores nos da un consumo de 8.44 A si miramos los consumos con la hélice de 14x7 y 6S, download/file.php?id=448011&mode=view , haciendo una regla de tres para sacar el empuje tenemos (8.44x1630)/10.1= 1361 g que por los cuatro motores son 5447 g de empuje. Ahora no tengo el dato exacto del peso pero esta de ese orden.
En el Hispano llevo una bateria de 6S 3P de las siguientes características:
Sony-Murata modelo: US18650VTC6.
Capacidad: 3000mAh.
Máximos Amperios de salida continuos: 15Amp.
Máximos Amperios de salida de pico: 30Amp.
Te puedo asegurar que despues de un vuelo de 6 minutos bajan calentitas, el consumo medio es de 16.38 A y un total de 1594mAh consumidos. Espero que te ayude en algo.

Yo ahora mismo si me hiciera una batería usaría las celdas de 21700 y en contreto las Molicel INR21700-P45B 4500mAh - 45A.

Un saludo.
Raúl.

Hola Fede767:
¿Has hecho algún avance?
Un saludo.
Raúl.