В этом материале продолжаем разбираться с моторами. Центральная тема второй части — показатель KV мотора и то как он влияет на эффективность и производительность.
KV
На любом моторе для дрона указывается фактический размер его статора (высота и ширина): 2207, 3115, 0702 и так далее. Мы подробно разбирали эту тему в прошлом материале. Но кроме этих четырех цифр, есть и другие четыре с приставкой KV в конце. Что они означают? Почему бывают абсолютно одинаковые моторы, но с разным KV?
KV — это важнейший параметр мотора. Оно обозначает количество оборотов мотора (БЕЗ пропеллера) в минуту на 1 вольт поданного на него напряжения. Мотор с рейтингом 1750 kv на 6S батарейке (22.2V) способен развивать примерно 44100 оборотов в минуту на пиковом заряде. Мотор типоразмера 0702 на 26000 KV на 1S батарейке (типовая штука для крошечных вупов), то есть с напряжением 4.2V, в пике выдает 109200 оборотов. Значение KV производитель указывает примерно.
Но даже этот примерный KV существенно падает при установке на мотор пропеллера. Это очевидно: пропеллер сталкивается с огромным сопротивлением воздушной массы. Сопротивление растет с ростом диаметра пропеллера, а также угла атаки его лопастей (мы называем его pitch).
Как производитель умудряется делать разный KV на одном и том же моторе? Дело в том, что KV напрямую зависит от числа “намоток” медной проволоки в статоре. Чем меньше KV требуется получить, тем больше проволоки наматывается на каждую катушку. Вот почему так трудно встретить моторы на 1500 KV в типоразмере 2207 и 2306 — такой низкий KV крайне сложно получать на регулярном производстве.
Допустимые диапазоны KV
Естественно, что чем выше KV, тем больше оборотов выдает мотор и тем выше его тяга. Но с ростом KV растет и токопотребление мотора. Очевидно, что KV моторов под каждый размер статора и пропеллера подбирается производителями в неком допустимом диапазоне. Попробуем очертить границы разумного KV на примере трех популярных типов: синевуп 3.5, классическая пятерка и семерка-дальнолет. Я приведу пример только для одного типоразмера моторов на каждую раму, чтобы не усложнять.
Не пугайтесь высоких значений KV на мелких моторах. Это не ошибка. Чем меньше размер статора, тем, как правило, выше KV. Высокий KV как бы компенсирует уменьшенные тяговые возможности мелких пропеллеров. Очевидно, что моторы для пропов мелкого диаметра сталкиваются с меньшим сопротивлением воздуха и легче сами по себе, а значит, моторы для них можно крутить быстрее не выходя за пределы возможностей ESC.
Применение 4S моторов на 6S батарейке и наоборот
Представим, что у вас есть моторы 2306 2500kv, а друг подарил горсть отличных живых АКБ. Но они под 6S (дареному коню в зубы не смотрят). Очевидно, что при газе до отказа, мотор на 2500kv на 6S АКБ просто сгорит. Тут никто не запрещает вам пойти на хитрость — поставить в Betaflight ограничение на предельную выдаваемую мощность моторов, скажем, 66%. Правда, эффективность моторов с таким программным ограничением будет все же чуть ниже, чем у тех, что летают с “настоящим” KV.
Точно так же никто не мешает вам поставить на 6S моторы (для пятерки это 1750-2020 KV) 4S батарейку. ESC будет отдавать на моторы напряжение 4S АКБ (16.8V) вместо расчетного 6S (25.2V): то есть для мотора на 1750 kv предельные обороты теперь будут составлять 29400 об./мин. вместо 44100. Другими словами вы потеряете 33% от пиковой тяги, верхнюю треть. Для спокойных полетов без флипов и роллов — в самый раз.
KV и разрешение стика газа
Мой главный аргумент в споре с любителями высокого KV — это снижение throttle resolution, грубо говоря “разрешения стика газа”. Что это такое? Разберем на примере из мира авто.
У вас есть Мустанг с рядным четырехцилиндровым двигателем и такой же с V8 би-турбо. Машины идентичны по всем параметрам и механизмам, кроме двигателя. Скажем, у четверки 270 сил, а у V8 — аж 450. Никакой электроники в управлении газом нет — нажал педаль газа, получил результат. Допустим, нам нужно плавно тронуться с места и ускорится до 100 км/ч, а потом выйти на крейсерские 60 км/ч.
Все тоже самое на Мустанге с би-турбо восьмеркой — это филигранная работа педалью. Я не могу вдавить педаль газа на 3 см, потому что Мустанг рванет сразу к 200 км/ч. Теперь для достижения нужной “сотки” мне нужно дозировать газ работая ногой в пределах 0.5 см. А чтобы снизить скорость до шестидесяти мне нужно вообще вымерять миллиметры. Все цифры абсолютно условны, но принцип, думаю, понятен. Кстати, я думаю именно по этой причине, дроссель в современных суперкарах фактически управляется электроникой, а водителю предлагают электронные настройки чувствительности педали газа, чтобы он не убился .
С моторами квадов все работает точно так же. Летая на 6S пятерке с 1750 kv моторами (пусть будет размер 2207) вы имеете широкие возможности модуляции газа. Это просто удобно! С моторами 2207 на 2000 kv нужно работать стиком куда аккуратнее, чтобы попасть вон в ту форточку или пролететь под тем кустом. Зато дикий мотор позволяет эффектно улетать с места сразу в стратосферу, тут не поспоришь.
Магниты и почему это не всегда важно
Часто в спецификациях к мотору можно увидеть подобную абракадабру: 12N14P. Число перед буквой N — это количество катушек (те, на которые намотана медная проволока) в статоре. Число перед буквой P — это количество магнитов на стенке колокола. У типового мотора, фактически от двойки до десятки, соответственно, 12 катушек и 14 магнитов. И прошивка Betaflight изначально настроена именно под 12N14P, то есть вам ничего не нужно менять при включении RPM фильтрации. Если читая спецификации своего мотора вы наткнулись на иные значения, например, 9N12P, то тогда настройки в “бете” лучше поменять.
А вытянет ли ESC?
Моторы “кушают” энергию. И чем выше KV мотора (при прочих равных), тем больше его “аппетит”. Радует, что гадать по поводу токопотребления не нужно — как правило в описании мотора всегда найдется место таблице с указанием потребления мотора (в амперах) для разных значений уровня газа. Мы подробно разбирали этот аспект в прошлом материале про ESC. Подбирайте регулятор оборотов моторов так, чтобы он с запасом перекрывал потребление мотора.
Производители
Традиционно в конце материала перечислим какие марки моторов стоит рассматривать, а какие – нет. В бюджетном сегменте пятерочных моторов по состоянию на 2024 год безраздельно правит бал продукция T-motor. Их линейка Velox V3 в типоразмерах 2306 и 2207 с кучей KV на выбор — это на 100% верное решение.
Достойной альтернативой “велоксам” будут модели Xing Pro от iFlight и EMAX Eco II. “Про” это на самом деле никакой не про, а самая обычная бюджетная модель, подревнее и попроще, чем Velox V3.
А вот iFlight Xing2 — это уже отличный средний класс. Сюда же можно отнести моторы Foxeer Datura, GepRC Speedx2, Diatone Mamba TOKA.
Если непременно хочется самые топовые моторы, то в расчет всегда берется продукция RCinpower. Их модели GTS V3, GTS V4, Wasp Major регулярно занимают первые места в тестах Криса Россера. У T-motor тоже есть что показать в “премиуме” — это линейки F60 и F40 в версиях IV и V. Тру-гонщики также уважают продукцию Xnova.
С моторами для других типоразмеров все немного сложнее. Точно известно, что для двушек и трешек можно спокойно брать T-motor, RCInpower, GepRC, BetaFPV и iFlight — первые два производителя делают по умолчанию хорошие моторы, а остальные производят собственные дроны на 2-3 дюйма (и вряд ли стали бы ставить в них что-то откровенно плохое).
Наконец, по моторам на семерки картина очень похожа на пятерки: T-motor, RCInpower, EMAX, GepRC, iFlight, но также добавляется еще один широко известный в узких кругах производитель: BrotherHobby.
В конце хотелось бы отметить простое наблюдение: если вы летаете достаточно много, то ваши моторы будут биться. Поэтому нет никакого смысла вкладываться в дорогие моторы. Куда более мудрым решением будет покупка нескольких запасных моторов, идентичных вашим. Спасибо за внимание! Как обычно, жду ваших комментариев.
