背景
ほとんどのように、私は子供の頃からフライトの主題に興味がありましたが、2014年にシミュレータやラジコンモデルではなく、空中で実際のフライトを始めました。 私はパラグライダーを最も民主的なタイプの航空機として選びました。
非モーターフライトの初期段階では、空中で過ごす1分ごとに費用がかかるため、モーターフライトの利点についてよく考えますが、すぐに欠点がわかります-原始的な2ストロークエンジンの騒音と振動の増加、輸送中および設置場所の保管中の燃料の臭いです。 そして、私は自転車の独立した電動化の成功した経験を持っていたので、電気設備を行うことが決定されました。
さまざまな設計について考えた後、直径が大きく厚さが薄い電動モーターを備えた多くの人々が実現するダイレクトドライブプロペラ駆動のスキームに決めました。
パンケーキのように平らな電気モーターは、小さな重量、寸法、および設計の複雑さで許容可能なトルクを提供します。 ギアボックスを備えた小型の高速電気モーターを使用することで効率を向上させることができます（電動自転車でこれを確信していました）が、そのようなギアボックスの製造の複雑さ、そして最も重要なことはその大きなノイズが私にこの考えを捨てさせました。
苦労せずに、ネットワークから有名なHPD10電動モーターの写真とスケッチを基礎として撮影し、数日でソリッドでモーターを描きました
先祖からは、固定子プレートのプロファイルのみが変更されずに残っていましたが、ドイツのデザイナーは未知の自転車モーターホイールから変更せずに取ったようです。
最も重要な部分である固定子磁気回路は、厚さが0.35 mm以下の特殊な等方性磁性鋼のプレートのセットで作成する必要があります。 長い調査の後、サンクトペテルブルクに私の小さな注文を処理する準備ができていた会社がありました。
金属くずに含まれる適切なパイプで作られたローターリング
ディスクはプレートd16tからフライス加工され、ハブは厚いPCBで作られています。
最終的な巻、最も退屈な仕事。
準備完了の中間サンプル、出力12kW、最大電圧100V。
モーターの巻線を計算する段階で、プロトタイプと比較して最大電圧を2回、100vに上げました。 その瞬間、私はこのソリューションの落とし穴については考えていませんでした。主なプラスは、電流が2倍減少したので、比較的低電流のバッテリーの直列接続、小さなセクションのワイヤーとコネクターの接続です。
現実はそれほどバラ色ではなく、当時の利用可能なコントローラーは最大電圧または最大電流が低く、センサーレスモードでの動作方法がわからないか、高価でした。
さて、考えた後、コントローラーを自分で作ることにしました。 これに先立ち、同様のものから、AVRで簡単なBLDCコントローラーのみを作成し、ファームウェアは付録の一部からフラッシュしました。 したがって、自分の強さと時間をしっかりと評価して、私はendless-sphere.comの著者であるLebowskiベクトルコントローラーのセミオープンプロジェクトに落ち着きました。
作成者はフラッシュされたdsPIC30を送信し、残りは自分で行う必要があります。 推奨される出力段回路をスケーリングすることで、必要なものを手に入れ、少しのお金を費やし、デバッグ用に1セットのパワートランジスタだけを燃やしました。 コントローラの最大相電流は200 A、電圧は最大150 Vです。
ソースのないプロジェクトの裏側、自分でファームウェアをアップグレードすることは不可能であり、既存のコントローラーを焼き付ける場合は新しいファームウェアコントローラーを購入する必要があります。 ここで100 Vの電圧のレーキがヒットし、パワートランジスタの選択が制限されます。
モーターとコントローラーの後、バッテリーを作るのは簡単なように見えましたが、そこにも問題がありました。 24セルのLI-PO IMP3201057P22Aを購入した後、それらから3つの8Sバッテリーを組み立てました。200Aの長期電流と400 Aの短期電流です。
すべてが正常で、バッテリーは強力で、120アンペアでほとんど加熱されませんが、重量...ブラケットに取り付けられたバッテリーの重量は約15 kgでしたが、これは悲しいことです。 その結果、設置アセンブリ全体の重量は32 kgで、多くのガソリンよりも重いことが判明しました。 これは私にはまったく向いていませんでした。 それは決定されました-電池は売られています、我々は新しい電池を作ります。
重量が半分の重量で飛行時間が15分のバッテリーを作る必要があり、オランダから注文して安全に受け取った18650 inr18650-25rのセルに立ち寄った。 彼はケースを可能な限り軽くしましたが、頑丈で、手作業の装置で溶接することは思慮深いはんだ付けよりも害があることを考慮して、はんだ付けでセルを接続しました。
その結果、最大連続電流が120 A、容量が15 Ahの8S6P構成バッテリーを3個受け取りました。 ネジからの流れにエアギャップがある状態で取り付けられた要素を適切にパージすることにより、最大許容電流を除去することができます。 結局のところ、Samsungのパフォーマンスの最小のばらつきに満足しています。 ブラケット7800グラム上のアセンブリの最終重量は、ほぼ計画を満たしました。
残りは技術の問題であり、軽量フレームを溶接し、プロペラを製粉しました。 設置の最終質量は25 kg、プロペラの直径は1.25 mです。
そうそう、私はCAN通信でOREを作ったケーキのチェリーとして、エンジンコントローラーがこれを許可しているので、より安全で興味深いように見えました。
10月末に、彼は地上でバッテリーを2、3回放電し、テスト飛行を行いました。 希望の特性は一般に達成されました。次の夏のシーズンまでに、私はいくつかの些細なことを取り除き、完全に飛び回ることを計画しています。
そのため、ナップザックの電気設備は、ガソリンモデルに比べておもちゃに過ぎず、トラクションが少なく、最も重要なことは、許容できる重量でのモーター飛行時間であり、その利点はありません。 ただし、動力ユニットをサスペンションシステムに統合して、モーターを使用しない飛行を無料で行う場合、重量が20 kg以内に収まるようにガードなしで折りたたみプロペラを設置すると、すべてが変わります。
多くの設計者がこの方法を採用していますが、ここではいくつかの困難があります。フェンスのないリモートプロペラには、回転軸の傾斜の調整と制御が必要です。 そうしないと、打ち上げ時または飛行中に不快な合併症が発生する可能性があります。 私にはいくつかの成果がありますが、これまでのところさらに前進するかどうかは決めていません。
このプロジェクトは、自由時間で2年間のゆったりとした活動に費やされました。おかげで、CNCと旋削、アルゴン溶接をマスターし、電気ドライブ、パワーエレクトロニクスなどの知識を更新しました。 時間とお金を費やすことは残念ではありません。創造的な喜びをたくさん得ることができました。
フライト自体については、2年間無料のパイロットとしてのスキルを強化してきましたが、モーターフライングは変更を除いて実際には魅力的ではありません。 それでも、フリーフライトは、特に成功した場合は特に特別なものです。 これらの数分、そして今でも数時間で、感情は最高の集中力に達し、心はリアルタイムで受け取った多くの情報を処理し、経験はそれを不合理な行動から守り、あなたはこの美しい空域の新しい発見に移動することを強制します。
すべての安全なフライト！
95キログラムのパイロットの2回目のテスト飛行のビデオを追加しました。