Baubericht Projekt 300km/h (Mini AR Wing)

[Mo]

Hi,

ich habe mich vor Kurzem nach einem neuen Projekt umgesehen und hatte Lust auf was schnelles.

Also habe ich mir aus alten und neuen teilen folgendes Setup zusammengebaut:

Mini AR Wing:
- Motor: T-Motor F80 Pro 2500kv
- ESC: iFlight SuceX X80A (30° timing)
- Akku: CNHL 6S 1000mAh 100C
- Flightcontroller: Matek F411-Wing auf INAV 2.6
- Empfänger: R9MM
- VTX: AKK FX-2 Ultimate Mini
- Kamera: Caddx F2
- Servos: 2x Fake TowerPro MG90S
- Propeller: APC Speed 400 5.25 x 6.25 (auf 106mm also etwas über 4 zoll runter geschliffen)

Er wiegt mit Akku etwas über 330g. (Edit: knapp 460g, keine Ahnung, wo die 330g her kamen)

Die Motorhalterung und die Halterung für den Akku und Flightcontroller habe ich in Fusion360 gezeichnet und sind 3D gedruckt.

Bisher war ich mit dem Wing hoch zufrieden und er hat auch ganz ordentlich performt.
Bei meinem besten Flug habe ich 273km/h bei 78A geschafft, was für die 600mm klasse doch recht flott ist.
DVR vom Flug (hab leider in NTSC statt PAL aufgenommen, daher sieht man die Drehzahl nur halb und alles was drunter ist gar nicht mehr.)
Ob der Propeller auf 106mm optimal für das Setup ist kann ich nicht sagen, da ich keine weiteren Propeller zum ausprobieren habe.

Hier ein paar Bilder von dem ganzen:


(Das Servokabel, dass auf den Bildern so lose im Flieger liegt wird an den VTX gesteckt, der im Deckel verbaut ist.)

Beim heutigen Flug ist mir allerdings leider der F80 abgeraucht...


Dabei ist sogar der Lötzinn am ESC an den Motorpads

Nun frage ich mich, was ich da als Ersatz verwenden könnte. Der Regler mehr Leistung ab, da er laut Telemetrie nicht sonderlich heiß wird und aktuell nicht mal einen Kühlkörper hat.
Das zusätzliche Gewicht eines größeren Motors würde der Flieger auch locker verkraften, da ich den Akku noch ein gutes Stück nach vorne schieben kann.

Wäre es jetzt klüger was Neues zu kaufen oder sollte ich den Motor neu wickeln (hab ich noch nie gemacht) und könnte man durch neu wickeln noch mehr Performance raus hohlen?
Ich will auch nicht unbedingt zu viel ausgeben, bei so 50€ für nen neuen Motor wäre meine Schmerzgrenze.

Zudem habe ich noch geplant, den Wing zu laminieren um noch ein bisschen höhere Geschwindigkeiten zu erreichen.

Bin für jegliche Vorschläge offen, die das Teil schneller machen.

Gruß
Mo

 

[Mo]

Umso mehr Recherche ich betreibe, umso besser gefällt mir der Gedanke nen neuen Motor zu kaufen und den dann neu zu wickeln, da ich keinen leichten Motor (also unter 60g daher ist ein offener Boden essenziell) finde, der über 2300kv hat. Beispielsweise ein BrotherHobby Avenger 2808 1900kv auf 2500kv zu wickeln.
Ist das überhaupt sinnvoll?

Gruß
Mo

 

[schnerf]

Erstmal Respekt. Ich hätte nicht die Eier einen so schnellen Flieger FPV zu fliegen. LOS wäre aber kein Problem.

Meine Speedflug Zeiten waren noch vor der ganzen FPV Racing Ära. (ca.2014 mit einem 3/6)
Seitdem sind ein paar Wundermotoren rausgekommen, deshalb bin ich auch skeptisch, dass neu wickeln einen großen Sprung in der Performance bringt.
2500kv, diese Luftschraube und 6S ist schon eine Hausnummer für den kleinen Motor, ich denke der 2300kv Motor mit größerem Stator wird in der Praxis ähnliche Drehzahl bringen, vielleicht sogar mehr.
Bleib auf jeden Fall bei was Hochwertigem. Bin im Sommer im Copter von Brotherhobby auf Racerstar umgestiegen und habt jeden Euro Preisunterschied gespürt.

 

[Mo]

Ok ich hab mich mal umgeschaut und mit ein paar Zahlen rumgespielt...

Ich habe für die Auswahl der Motoren zunächst mal das Volumen des Stators meines F80 Pro's ausgerechnet, da das Volumen entscheidet, wie viel Leistung der Motor in Hitze umwandeln kann ohne durchzubrennen. (korrigiert mich wenn ich falsch liege)

Da so gut wie alle Motoren in dieser Größenklasse (20-24mm Stator) ein 9mm Lager verwenden habe ich die Volumen wie folgt ausgerechnet:

V = pi/4*(D^2-d^2)*h

D = Statordurchmesser
d = 9mm Kugellager + 1mm lack außen und innen kombiniert
h = Statorhöhe

Der F80 Pro hat nen 2408 Stator, was heißt, dass sein Statorvolumen (V) 2990mm^3 beträgt.

Leider gibt es in dieser Größe keine Coptermotoren, die über 2000kv haben. das wäre natürlich gewichtstechnisch besser...

Die Motoren, die nach meiner Recherche in Frage kommen sind die hier: (falls jemand weitere kennt bitte vermerken)

Motor	Statorvolumen in mm^3	Gewicht in g	Windungswiderstand in mOhm	Leerlaufstrom in A @ 10V	Stromlimit in A (siehe unten)
T-Motor F80 Pro 2500KV (2408)	2290	40	22	2,5	70
Sunnysky X2212 2450KV	3619	57	32	1,6	84
LD-Power FA2212 2450KV	3619	60 (langer Schaft => Dremel)	28	2,3	84
EMAX GT II 2212C 2450KV	3619	52	25	2,3	84
NTM Propdrive 2836 2700kv (2218)	5428	82	16	2,9	127

Da der F80 Pro mehrere Flüge mit 78A überstanden hat, gehe ich davon aus, dass 90% davon, also 70A, ein vernünftiger Wert ist. (je nach dem was man als vernünftig bezeichnet...)
Dann einfach die 70A durch das Volumen des F80 teilen und dann mit dem der jeweiligen Motoren multiplizieren. So habe ich das Stromlimit abgeschätzt.

Es kann natürlich sein, dass die Rechnungen hier Blödsinn sind aber die Zahlen scheinen halbwegs hinzukommen.
Die Hersteller geben hier wesentlich viel niedrigere Werte an, was allerdings nicht heißen muss, dass die Motoren nicht kurzzeitig stärker belastet werden können. Dass das nicht länger als 10-20 Sekunden dauern darf und der Motor viel Luft braucht ist mir natürlich auch klar...

Den NTM hab ich eigentlich nur zum Spaß mit rein genommen, da ich sein hohes Gewicht unmöglich unterbringen kann, allerdings wäre der extrem leistungsstark was mich schon ein bisschen reizt...

Dien Entscheidung muss also zwischen dem Sunnysky, LD-Power und dem EMAX fallen.

Nun ist die Frage ob mir die 4-7 mOhm weniger wirklich eine Zunahme im Leerlaufstrom um satte 0,7A wert sind...

Edit: Zusätzlich hab ich mir noch neue APC Speed 400 5x7,5 Propeller bestellt, die sicher auch noch zu mehr Tempo beitragen können. Die werde ich wahrscheinlich auch kürzen...
Den Wing zu laminieren wäre dann das nächste dass auf dem Plan steht.

Gruß
Mo

 

[Gewitterflieger]

Oh mal wieder ein Speed-Projekt

Schau doch mal, welche Antriebe die Leute von dem Goblin so verwenden, anstatt ewig rumzurechnen, rumzubasteln und am Ende doch zu keinem Ergebnis zu kommen. https://www.readymaderc.com/pages/strix-goblin-nano-goblin-tds-challenge

Wie bekommst du eig. die Telemetrie vom ESC? Und wie kommst du eigentlich darauf, dass über 110° "nicht besonders heiß" sei? Was sollen die denn abkönnen?

Ich denke, ein entscheidender Faktor in der Begrenzung der Leistung deines Setups, ist auch der Akku. So kleine 1000mAh-Zellen sind da natürlich begrenzt aber viel größere Akkus passen dann wohl vom Gewicht nicht? Würde da nochmal einen anderen probieren. Ein als 100/200C gelabelter Akku sollte sicher nicht bei 80A auf unter 3,2V einbrechen. Das ist in Wirklichkeit vielleicht ein 50/80C-Akku. Wenn der Akku anstatt auf 3,2V nur auf 3,5V einbrechen würde (was bei 80A und solchen Akkus durchaus im Bereich des Möglichen liegt), hättest du schon 150W mehr Leistung.

Also mit einem erprobten Motor und anderem Akku solltest du die 300 sicher knacken können.

 

[Mo]

Den Strix Goblin hatte ich auch im Blick zwecks des Speed Projekts, allerdings war mir der zu teuer... Der zweit schnellste Goblin in der Liste (der erste nutzt nen Leopard inrunner) benutzt den besagten BrotherHobby Reunion, der leider zu schwer ist. Ich hab jetzt den EMAX GT II aufgrund seines geringen Gewichts gekauft. Trotzdem musste ich die Motormount des Wings rausschneidenden und durch eine 3D gedruckte ersetzen, bei der der Motor 10mm weiter vorne sitzt als normal, da der Schwerpunkt sonst zu weit hinten wäre. Der EMAX ist das absolut schwerste, dass rein passt. (Bilder folgen)

Die Telemetrie des ESC‘s bekomm ich durch ein separates Kabel zum Flight Controller. Beim F411-Wing kann man den SoftSerial Pin ST1 auch als SR1 also empfangenden Pin verwenden. Dann erledigt blheli_32 den rest, wenn man SoftSerial1 als ESC Telemetrie Quelle im Konfigurator aktiviert. 110 grad ist in sofern nicht besonders heiß, da die meisten MOSFETs ohne Probleme 150 grad aushalten. Bei denen von Inferion weiß ich es sicher. Allerdings habe ich beim aufschneiden der Motormount größere Mengen an geschmolzenem Lötzinn gefunden, was heißt, dass er doch zu heiß wird. Da kommt demnächst dann ein Kühlkörper drauf.

Der Akku ist von der höhe her das absolute Maximum, das rein passt. Einen breiteren oder längeren 6s Akku hab ich nicht gefunden. Vom Gewicht her würde mehr gehen. Die CNHL Akkus sind eigentlich recht gut und werden von vielen FPV Piloten empfohlen (Joshua Bardwell hat die auf der fpv-shopping-list). Die Innenwiderstände sind laut meines ISDT Q6 bei 8 milliOhm pro zelle, was für ne 1000mAh Zelle sehr gut ist.

Den neuen Motor konnte ich leider wetterbedingt noch nicht testen. Zusätzlich habe ich die Winglets abgeschnitten, um den Wing etwas aerodynamischer zu machen. Durch die gewinkelten Flügel und seine hohe Geschwindigkeit sollte er trotzdem noch stabil fliegen.

Wenn ich alles verbaut ung getestet habe mach ich mal Fotos.

Gruß
Mo

 

[Deleted member 5600]

Ich habe zwar keine Lösung zu deiner Frage (zum Motor) aber ich würde mir einen Motor-Stand bauen, um im Stand den Schub zu messen. Mit verschiedenen Motoren und Propellern um die perfekte Motor/Propeller-Combo zu finden. Das macht das Ganze einfacher.

Gruß Play

 

[schnerf]

Standschub ist bei Speedantrieben nicht aussagekräftig, da da die Luftströmung am Propeller abreist. Dadurch hat man nur einen Bruchteil des Schubes.

 

[Gewitterflieger]

Ich habe zwar keine Lösung zu deiner Frage (zum Motor) aber ich würde mir einen Motor-Stand bauen, um im Stand den Schub zu messen. Mit verschiedenen Motoren und Propellern um die perfekte Motor/Propeller-Combo zu finden. Das macht das Ganze einfacher.

Der Standschub hat eigentlich nichts mit der Höchstgeschwindigkeit zu tun. Es würde bisschen was bringen, wenn man die Strahlgeschwindigkeit misst, das wäre dann aber auch wieder nur eine sehr grobe Schätzung.

Den Strix Goblin hatte ich auch im Blick zwecks des Speed Projekts, allerdings war mir der zu teuer... Der zweit schnellste Goblin in der Liste (der erste nutzt nen Leopard inrunner) benutzt den besagten BrotherHobby Reunion, der leider zu schwer ist. Ich hab jetzt den EMAX GT II aufgrund seines geringen Gewichts gekauft. Trotzdem musste ich die Motormount des Wings rausschneidenden und durch eine 3D gedruckte ersetzen, bei der der Motor 10mm weiter vorne sitzt als normal, da der Schwerpunkt sonst zu weit hinten wäre. Der EMAX ist das absolut schwerste, dass rein passt. (Bilder folgen)

Wenn du ganz auf das 3D-Druck-Teil verzichtest und den Motor direkt anschraubst, hast du doch auch nochmal paar CM gewonnen. Oder als nächsten Schritt könntest du den Motor auch komplett dort hin setzen, wo jetzt der ESC sitzt, also dass der Propeller bündig mit der Hinterkante abschließt. Da ist noch einiges möglich. Um bei einem so kleinen Modell solche Geschwidigkeiten rauszuhauen, muss man eben kreativ sein Aber vermutlich hast du so was schon getan und wirst es dann auf den Fotos zeigen.

Die Telemetrie des ESC‘s bekomm ich durch ein separates Kabel zum Flight Controller. Beim F411-Wing kann man den SoftSerial Pin ST1 auch als SR1 also empfangenden Pin verwenden. Dann erledigt blheli_32 den rest, wenn man SoftSerial1 als ESC Telemetrie Quelle im Konfigurator aktiviert. 110 grad ist in sofern nicht besonders heiß, da die meisten MOSFETs ohne Probleme 150 grad aushalten. Bei denen von Inferion weiß ich es sicher. Allerdings habe ich beim aufschneiden der Motormount größere Mengen an geschmolzenem Lötzinn gefunden, was heißt, dass er doch zu heiß wird. Da kommt demnächst dann ein Kühlkörper drauf.

Ja das geschmolzene Lötzinn war auch das, woran ich dachte. Daher erschien mir die Abschätzung sehr optimistisch.

Der Akku ist von der höhe her das absolute Maximum, das rein passt. Einen breiteren oder längeren 6s Akku hab ich nicht gefunden. Vom Gewicht her würde mehr gehen. Die CNHL Akkus sind eigentlich recht gut und werden von vielen FPV Piloten empfohlen (Joshua Bardwell hat die auf der fpv-shopping-list). Die Innenwiderstände sind laut meines ISDT Q6 bei 8 milliOhm pro zelle, was für ne 1000mAh Zelle sehr gut ist.

Mit Höhe meinst du die 30mm? Ja da würde mir auch kein anderer einfallen. Sonst halt was vom Schaum wegschneiden und mit Klebeband wieder verstärken. ist ja das Gute bei den Schaumfliegern. Egal, was die Youtube-Narzissten sagen, ein 100/200C Akku, der bei 80A auf unter 3,2V einbricht, ist nicht gut. Ich wäre auch schon beim Preis von nur $17.99 skeptisch. Vielleicht lag es in deinem Fall auch einfach an der Temperatur oder du hast ein schlechtes Modell erwischt. Die Akkus haben ja eine ziemlich große Streuung. Jedenfalls würde ich dahingegend noch optimieren.

Den neuen Motor konnte ich leider wetterbedingt noch nicht testen. Zusätzlich habe ich die Winglets abgeschnitten, um den Wing etwas aerodynamischer zu machen. Durch die gewinkelten Flügel und seine hohe Geschwindigkeit sollte er trotzdem noch stabil fliegen.

Wichtig für den stabilen Flug wäre auch noch eine geometrische Schränkung, Pfleilung allein reicht oft nicht. Bei so was wäre ich vorsichtig, je nach Konstruktion können die Winglets den induzierten Widerstand verringern aber ausprobieren kann man es natürlich. Vielleicht sind sie ja wirklich nur Deko.

 

[Mo]

Hab jetzt endlich den EMAX Motor mit der neuen Mount eingebaut. Hab grade wenig zeit zum fliegen, da das ABI vor der Tür steht. Erster Flug steht daher noch aus.

Gruß

 

[Mo]

Für die, die Interesse an den 3D Modellen haben hab ich hier mal den Ordner mit all meinen Dateien zum Mini AR-Wing: