关于X8结构效率问题的探讨

zachary_dcb · 发表于 2014-11-27 13:10

szhcs 发表于 2014-11-27 10:45
楼主好贴，分析的很到位。最近也在装H8，很收益。
不过有一点我的看法不同，共同探讨：楼主原话：可以简单 ...

谢谢你的提醒，我可能说的太笼统了。

你考虑的情况是处于悬停工况，但是在机动状态下就会有明显的差异，处于悬停状态时，只要有一组对角线的电机完好就能支撑起整个多轴的稳定，损坏一个电机的那一支力臂与其相对力臂只要保持输出升力一致即可维持平衡，但是在打方向的时候，就会发现略有晃动的情况发生，特别是在在重载荷情况下，转向的时候上下旋翼突破气动耦合状态，效率会急速下跌的，这时候，共轴双桨一组电机相比平铺八轴来说，只能有65%到70%的效率，那这时候，其实总升力只相当于4~5轴平铺的效率，如果动力余量不足，会造成姿态不稳而炸鸡，但就目前来说，X8模式很少有这种情况发生，一般我们只是在X4就能起飞的机架上多添加一组动力，提供额外的负载提升而已，我得出这个结论其实是因为我的机架起飞重量过重，单电机升力最大2600克，理论X8模式可以有80%的效率，就是16.6KG的最大升力，但是我整机起飞重量接近9KG，在拆除一个桨叶的情况下出现了姿态不稳的情况，主要表现为前行同时转向的时候会有向缺失桨叶的那一侧力臂倾斜过度的情况，其实无论平铺8还是X8，在电机损坏一组的时候，都应该减缓整体飞行速度，因为它相对稳定的结构被破坏了，为了维持平衡只能减少其他电机的输出，总体安定性会变差好多，你看我这样补充是不是可以解决你的疑问了？

zachary_dcb · 发表于 2014-11-27 13:38

woaidengbinbin 发表于 2014-11-27 11:39
希望楼主帮我分析下共轴双桨电机的效率 http://bbs.5imx.com/bbs/forum.php?mod=viewthread&tid=1010619&e ...

你的帖子我看过，主要是因为手上没有这种类型的结构，不好随意下判断，但是你帖子里有一个理论：一般来说，扭矩相同的情况下，共轴双旋翼的上下旋翼在悬停状态的拉力之比为CTlow/CTupp=0.85左右，随着前飞速度的增加，在μ≥1.5时，CTupp=1.05CTlow。
这个理论是适用于固定翼前拉式的推进方式，由于上桨同样处于高速气流的冲击，其叶面正负压力差缩小，导致升力或者说是拉力减少，下桨和上桨的拉力就会相对接近，但是我们多旋翼飞行器，一般来说，很少会处于这种极端情况的，例如急速爬升，大倾角前行等等。还有一点，就是上下桨间距过近的话，的确下桨由于在上桨的下洗气流中，转动阻力会变小，但是你要考虑到要为了保持一定的扭矩平衡，下桨只能加快转速来提升反扭力，这样也会破坏气动耦合的。增大间距，使得上桨的下洗气流有一定空间进行收缩，你那个共轴滑流图也明确的告诉你了，下桨能有效利用做功的滑流，就是R-R1这一段，间距越远，R1会越小，下降阻力越大，升力也越大，总体效率会有一定的提高。但是多轴不可能有太多的距离来让上桨下洗气流完全收缩，所以我们要利用它衰变最快的那一段距离来进行效率的提高。

还有，千万要注意不要混搅的是，共轴双桨直升机是相对于共轴单桨带尾旋翼直升机效率高，这个理论没有把所有参数都交代。会误导很多人的。

另外说一下，你的那个双电机穿心式共轴模块。。。暂且这么称呼，首先他适用的对象是不考虑效率，只为了提升拉力和减少螺旋桨反扭力的固定翼飞机，因为固定翼的先天条件决定了他所用旋翼的最大尺寸，在做机动动作的时候，单电机会有很大的反扭力，做横滚动作的时候会很明显转速不一致的情况，使用共轴双桨模式可以很好地解决这个现象，而且由于总体动力的提升，可以换更小一号的电机或更小一号的桨，在高速飞行时，固定翼旋翼动力损耗是很大的。

woaidengbinbin · 发表于 2014-11-27 14:42

哦因为共轴研究和数据多是从直升机的范畴来做，多旋翼的还是要根据本身的结构和气动理论来探讨谢谢楼主

zachary_dcb · 发表于 2014-11-27 15:00

woaidengbinbin 发表于 2014-11-27 14:42
哦因为共轴研究和数据多是从直升机的范畴来做，多旋翼的还是要根据本身的结构和气动理论来探讨谢谢楼主

直升机和多轴看似一样其实有本质的区别的，首先，直机是变距结构，其次，直机多使用的是柔性桨叶，直机的旋翼螺距翼尖和翼根角度一致但螺距完全不一样。多旋翼其实是固定翼的动力，直机的飞行方式而已。

szhcs · 发表于 2014-11-28 08:47

zachary_dcb 发表于 2014-11-27 13:10
谢谢你的提醒，我可能说的太笼统了。

你考虑的情况是处于悬停工况，但是在机动状态下就会有明显的差异 ...

谢谢楼主的答复，还是您考虑的全面。
我只是考虑了在悬停时不会翻，但确实在过重载荷（超最大升力50%时）或机动时，飞控将反复调整，会出现不稳定情况，虽然不会翻，但会抽。

vane0220 · 发表于 2014-11-28 12:30

本帖最后由 vane0220 于 2014-11-28 12:38 编辑

15015103 发表于 2013-12-11 15:30
对于考虑续航的魔友来说，假设平铺8电机轴距可以无视，那负载肯定是平铺8轴效率高，一个力臂的重量再怎么重 ...

同尺寸桨叶X8怎么可能跟平铺8差不多，你说的情况除非是在轴距差不多的情况下
况且楼主做对比时已经提出了很明确的前提条件
楼主分析的还是挺严谨的，赞一个

Salem · 发表于 2015-10-1 22:15

个人理解：＂但是意外的是，我采用过上层1555碳桨，下层1560木桨的配置。。。较上下全部是1555有5%的升力提升，总输出功率基本不变＂：（60-55）／55／2约等于5%（60-55是螺距差，除以2因为平均到力效未提升的上电机上）

Salem · 发表于 2015-10-1 22:21

楼主试试下层用1570。手头上没有x8

Salem · 发表于 2015-10-2 15:19

补充一下，个人认为：x8结构，下层桨中间的部分力效是不高的。如果下层桨从边缘到中间螺距由正常螺距至正常螺距的两倍递增（比如说，15寸下层桨从外至内螺距从55到110递增）的话，那么x8也能实现与平铺米8一样的效率，不过这时飞行性能会降至仅比平铺米8略高。（ps：其实我不仅没有x8，连一架组装好的多轴都没有，还处于理论研究阶段。所以只好请有测试台的模友来检验一下我的理论了）。