自選メカで3D-FOを飛ばす その４

駆動系のメカを検討するには、モーター、プロペラ、アンプ、バッテリーを組み合わせたモーターユニットとして考えていく必要があります。


推奨モーターユニット
　モーター：HACKER A10-15S
　　KV値：2320rpm/V　重さ：15g　シャフト径：2.0mm
　　ピークアンペア：7.0 amps（2セルLiPo）
　プロペラ：GWS EP-5043
　　直径：5.0インチ　ピッチ：4.3インチ
　　（GWSは名称に直径とピッチが明示されている）
　アンプ：Castle Creations THUNDERBIRD-9A　
　　サイズ：26.8×17.4×8.5mm　重さ：8g　セル：2、3セル
　　最大電流：9A
　バッテリー：Tahmazo LP-2S1P240S
　　Li-Poly 7.4V 24 0mAh 2 セル 定格20C
　　サイズ：22x35x 13mm　重さ：15g
モーター　KV値とは
プロペラを外して駆動させた時の回転数。
例）2320rpm/V：1Vで駆動させた時は2320rpmとなります
原理的な話
モーターはコイルが巻かれている。そのコイルの量は同じで太さが違うコイルを巻いた場合(太いコイルは巻き数が少ない）
最大出力はどちらも同じだが、巻き数が少ない方がKV値が大きくなり、最大出力の回転数は大きくなります。
ショップで販売しているモーターでコイルのみが違うモーターなどほとんどありません。
ですから、「サイズ、重量が同じぐらいのモーターはだいたい同じぐらいの出力で、KV値が大きい方が高回転型になる」と言うように目安程度にしか使えません。
プロペラ　ピッチとは
プロペラには空気をかきわけるために、ブレード面が斜めに傾斜しています。
その傾斜に沿って、プロペラを回転させると、螺旋が描けます。プロペラが１回転した時の螺旋の前進距離をピッチと表現します。
この数字が大きいことを「ピッチが深い」と言います。
同じプロペラ回転数ではピッチが深い方が推力は大きくなります。
そして、プロペラの回転が大きくなると推力が大きくなってきますが、回転に対してピッチが深すぎると、空気が掻き分けられなくなり（ブレードが失速する）推力が大きくならなくなります。
直径が大きいとプロペラが掻き分けることができる面積が大きくなり、効率良く推力を生み出すことができます。しかし、回転数は小さくなるので、モーターは低回転型を使わないと効率の良いモーターユニットにはなりません。
バッテリー　容量　定格C
バッテリー容量はmAhで表しています。
例）240mAhとは電流を240mA放電すると、１時間放電できるだけのバッテリー容量
実際には電圧低下もあり、100%放電するとバッテリーが損傷するので、80%放電ぐらいで中止するのが良いでしょう。
定格Cはバッテリーの放電可能な電流値です。
例）240mAh 20C　は　240×20=4800mA　となり、
4.8Aまで放電可能なことがわかります。
モーターユニットの選び方
必要推力
搭載しようとする飛行機にどのぐらいの推力重量比が必要か考えます。
推力重量比とは、モーター推力と全備重量の比で、推力重量比が１なら、プロペラを上に向けて飛行機が空中停止できる推力のことです。
この為に飛行機の全備重量を調べます。開発中の飛行機なら全備重量を想定してください。
推力重量比を決めるための目安
ぎりぎり飛行可能な推力重量比：0.8
ある程度のアクロ飛行可能な推力重量比：1.1
フルアクロ飛行可能な推力重量比：2.0
自分のニーズに合わせて、推力重量比を決ることで、必要推力が判ります。
モーター・プロペラの選択
必要推力に見合う推力を出すモーターとそれに装着するプロペラを捜せばいいのですが、ショップのスペックだけでは分かりません。これを解決するのは、仲間の情報やベンチテストを元に決めていくことになります。
詳細は「自選メカで3D-FOを飛ばす　　その５」で紹介します。
アンプの選択
モーター・プロペラが決まれば、モーターユニット最大電流が解ります。その電流の1.1倍以上の最大電流を持ったアンプを選びます。
バッテリー
バッテリーの放電可能な電流値がモーターユニット最大電流の1.1倍以上のバッテリーを選びます。