Mikrokopter: Medidas de hélices y motores

Discussion in 'Mikrokopter' started by misha_grozny, Apr 17, 2010.

  1. misha_grozny Miembro

    misha_grozny
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    y ... ¡Bingo!

    Hoy he repetido las medidas de ayer, con viento casi nulo, y poniendo mucho cuidado en no hacer ninguna maniobra.

    Más tarde comentaré el vuelo. A parte de eso, las lecciones aprendidas reflexionando sobre los resultados de ayer, aún no se han terminado.

    Pero no me puedo resistir a la tentación de mostrar el [mismo tipo de] gráfico, con las medidas nuevas.

    El resumen de las medidas es el siguiente.

    motores -hélices- -AMP-- -VOLT- -WATT- -RPM-- -PAV -PSH
    Turnigy APC12x3.8 20.440 11.291 230.69 3786.8 1680 1604
    Turnigy APC12x3.8 21.023 10.876 228.57 3811.2 1680 1604
    Turnigy APC12x3.8 21.782 10.318 224.54 3775.5 1680 1604
     

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    #51 misha_grozny, Jun 28, 2010
    Last edited: Nov 6, 2010
  2. misha_grozny Miembro

    misha_grozny
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    continúa la lección: curvatura y desequilibrio

    Como he comentado antes, el vuelo nulo del Domingo hizo que me plantease unas cuantas cosas.

    Otra de las cosa que he entendido, en consecuencia, es porqué cuando el MK (o cualquier multirrotor) no está equilibrado, el consumo es mayor.

    La explicación está en la curvatura de las curvas de rendimiento.

    Si el centro de gravedad (CDG) no está a la misma distancia de dos brazos opuestos, el motor que quede más cerca deberá trabajar sobrecargado (con respecto al promedio). Mientras que el más alejado trabajará a menos carga.

    En la figura adjunta, que está exagerada para que se aprecie la situación, el punto azul representa el punto de trabajo, para una determinada carga, de dos motores en brazos opuestos, con el CDG en el centro.

    Si el CDG está desplazado, eso hace que lo que un motor trabaja de menos (punto rojo más bajo) deba de ser compensado (exactamente) por el motor opuesto (punto rojo más alto).

    El consumo medio será la media de los consumos respectivos (punto negro). Y, como las curvas de rendimiento se curvan (siempre) hacia la derecha, el punto negro siempre corresponde a un consumo mayor que el punto (azul) de equilibrio.

    Incluso si la configuración de un multirrotor (por ejemplo, un tricóptero) no se compone de brazos opuestos dos a dos, un razonamiento un poco más sofisticado matemáticamente, pero esencialmente idéntico, conduce al mismo resultado: Si el centro de gravedad no está ajustado a la configuración de motores, el consumo será mayor que si lo está.
     

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  3. misha_grozny Miembro

    misha_grozny
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    y, si oscila, también ...

    Otro sumidero de vatios lo constituyen las oscilaciones; sean inducidas por el piloto (algo que nos suele pasar a los novatos), por rachas de viento, o por la electrónica mal ajustada.

    Las oscilaciones conllevan que la horizontal se pierda alternativamente a un lado y a otro, y que los motores se aceleren y desaceleren tambien alternativamente. Y, en ambos casos, el consumo es mayor que en la situación ideal.

    Vale lo dicho cuando hacemos maniobras. Incluso si son suaves.

    O cuando variamos la altura (este último caso sería más complicado de analizar, al estilo de la Física de Bachillerato, pero creo que podemos "aceptar barco, como animal acuático" sin entrar en más cavilaciones).

    El razonamiento aplicado a los desequilibrios de carga demostraría que se pierde eficacia, también, cuando los ejes de los motores no están perfectamente paralelos.

    Otras maneras de "tirar vatios" que se me ocurren, están más allá de lo que sé cómo explicar. Son las vibraciones (oscilaciones de frecuencia muy alta -más de unos cuantos hercios-) y los que se deben al desequilibrado de las hélices. Pero es un hecho aceptado que consumen vatios inútiles (inútiles, desde el punto de vista de levantar carga).

    Y lo que se pierde cuando se aceleran los motores, que tampoco sé explicar, pero que también "cuesta". Y me costa que cuesta porque, cuando hacía medidas en bancada del Y-UFO, al acelerar siempre se registraba un pico del consumo, que se estabilizaba a las pocas fracciones de segundo. Y, claro, cuando uno pasa los valores observados a la hoja de cálculo, se salta los acelerones. Cosa que no hace el data logger.

    La motivación de todo este discurso (vulgo: rollo) es que, en vuelo, el consumo es siempre mayor que en bancada. Y que las medidas, incluso si se tiene mucho cuidado al hacerlas, van a tener algún error "a la baja" (quiero decir, que el aparato carga menos gramos por vatio que en bancada).
     
  4. misha_grozny Miembro

    misha_grozny
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    la maldición de 1647

    Entre el post #50 y el #51 conseguí corregir una medida que "cantaba" por lo muy alejada de la curva de ajuste.

    Pero, claro, entonces se notaba más otro punto, cercano, también descolocado. Tras varios días de inactividad "científica" (por motivos que no vienen a cuento), hoy me he subido (mikrokoptero en mano) a repetir la medida correspondiente a ese punto: Consumo estacionario con PAV de 1647 gramos (lo más cerca que he conseguido, a base de pesos diversos, de los 1646 gramos de la primera medida).

    El resumen de tres vuelos, con una carga de baterías, es el que sigue:

    motores -hélices- -AMP-- -VOLT- -WATT- -RPM-- -PAV -PSH
    Turnigy APC12x3.8 20.250 11.207 226.79 3702.2 1647 1571
    Turnigy APC12x3.8 21.552 10.684 230.18 3818.1 1647 1571
    Turnigy APC12x3.8 22.159 10.190 225.62 3837.0 1647 1571

    Y, como los crudos números no se digieren demasiado bien, véase el punto nuevo en el gráfico adjunto. Lo he señalado y remarcado en rojo. De hecho, la medida de hoy es peor que la antigua (puede verse comparando este gráfico con el del post #51).

    Para trazar la curva ajustada, he llegado a la conclusión de que el punto no está bien medido (ya me ha pasado con otros puntos), y lo descarto (hasta nueva orden).

    En apariencia, no hacía viento, pero al llegar a la zona de pruebas (la de siempre) había una ligera brisilla racheada. Me costaba mantener el aparato en su sitio; nada violento, pero mostrando una importante tendencia a derivar de un lado a otro, y a oscilar en alabeo, principalmente. Todo parece indicar que mis continuas maniobras de corrección han pasado factura en el consumo ¿La maldición de los 1647 gramos?

    Véase el registro de la sesión, a partir del segundo gráfico.

     

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    #54 misha_grozny, Jul 4, 2010
    Last edited: Oct 6, 2010
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    misha_grozny
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    cavilando ...

    Me he pasado todo el día elucubrando sobre posibles explicaciones al fiasco de ayer ... además de computar varias pajas matemático-mentales con los datos (los de ayer, y los anteriores); entre las 12:00 de hoy, y las 20:00 (menos la pausa para comer) todos los computos conducen al mismo sitio: a ninguna parte :laugh:

    Pero sí que me he dado cuenta de una cosa: Ayer volé en la terraza pequeña (de las dos que uso), que está más resguardada del viento. Además, me pegué a una esquina que hacen dos paredes que la delimitan. E intenté mantener la posición.

    El resultado es que estuve todo el tiempo maniobrando; la cura resultó peor que el mal. Y ya sobre la pista del culpable, he empezado a recordar (pero ya sabemos que la memoria no es fiable al 100%) que los vuelos peor clasificados (mismos motores, hélices y peso) han sido en espacios más reducidos que los "buenos".

    Si el viento se calma, pasadas las 21:00 (ya mismo), voy a repetir la medida, por n-sima vez.
     
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    misha_grozny
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    es definitivo

    Bueno pues, Eolo se ha portado. A las 21:30 el viento se había reducido a la más imperceptible brisilla.

    He repetido (y es la última repetición) las medidas de ayer; y los resultados mejoran.

    motores -hélices- -AMP-- -VOLT- -WATT- -RPM-- -PAV -PSH
    Turnigy APC12x3.8 20.122 11.265 226.54 3727.4 1647 1571
    Turnigy APC12x3.8 20.723 10.821 224.14 3805.4 1647 1571
    Turnigy APC12x3.8 21.580 10.288 221.84 3769.7 1647 1571


    No mejoran todo lo que yo esperaría, a la vista de la curva ajustada, pero son menos malos. Véase la primera gráfica, y compárese con el post #54.

    He hecho todo lo posible por no maniobrar. No lo he conseguido completamente, pero sí que mis esfuerzos se relacionan con la tabla, porque en vuelos sucesivos, lo he ido consiguiendo mejor. Y la tabla lo reproduce.

    Así que es definitivo que las maniobras aumentan el consumo. Incluso las que uno no reconoce como tales (por ejemplo, las necesarias para revolotear en un espacio reducido, como fue el caso en los vuelos de ayer).

    También es definitivo que, para los próximos días, cambio las hélices, y termino (en días sucesivos) las tandas que me faltan para poner fin a este experimento con el MK.

    Cabe comentar, también, que en todos los vuelos recientes, con los motores Turnigy, las hélices APC12x3.8, y niveles altos de carga (>400 gramos por motor), los motores se calientan (45 grados, al tacto, después de 2 ó 3 minutos de vuelo).

    Parece que estas hélices son un poco grandes para las kV de estos motores.

    Pese a ello, y si uno no tiene que cargar mucho peso, o vuela en un ambiente más frío, estas hélices son las mejores que he probado en toda la serie. Tanto con los Turnigy, como con los Roxxy.
     

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    #56 misha_grozny, Jul 4, 2010
    Last edited: Oct 6, 2010

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