Moottorit
Droneissa käytetään useita erilaisia moottorityyppejä käyttötarkoituksen mukaan.
Yleisimmät ovat:
1. Sähkökäyttöiset moottorit
a) Harjattomat moottorit (Brushless DC, BLDC)
Yleisin valinta monikopteridroneissa ja sähköisissä FPV-lennokeissa.
Kevyet, tehokkaat ja pitkäikäiset.
Käyttävät elektronista nopeudensäätöä (ESC, Electronic Speed Controller).
Esimerkkejä: 2207, 2306 (FPV-racing), 2814, 4114 (suuremmat kameradroneille).
b) Harjalliset moottorit
Käytetään lähinnä pienissä lelu- tai sisälennokeissa.
Halpoja mutta lyhytikäisiä ja tehottomampia.
c) Servo- tai askelmoottorit
Käytetään erityistehtävissä, kuten kameran stabiloinnissa (gimbaaleissa).
2. Polttomoottorit
Käytetään suurissa FPV-lennokeissa ja teollisuus-/sotilaskäyttöön tarkoitetuissa droneissa.
Polttoaineena usein bensiini, metanoli tai diesel.
Voidaan käyttää suoraan potkureiden pyörittämiseen tai generaattorin kautta sähkömoottorien voimanlähteenä (hybridi).
Esimerkkejä: OS GT22, DLE-55, Zenoah G62.
3. Turbiinimoottorit
Käytetään suurissa sotilas- ja erikoisdrooneissa, kuten MQ-9 Reaper.
Polttoaineena yleensä kerosiini tai Jet A1.
Tarjoavat suuren tehon ja pitkän toiminta-ajan, mutta ovat kalliita ja monimutkaisia.
Harjattomat moottorit (BLDC, Brushless DC) eroavat toisistaan useilla eri tavoilla, jotka vaikuttavat niiden suorituskykyyn ja käyttötarkoitukseen. Tässä tärkeimmät erot:
Koko ja muoto (Runko- ja staattorikoko)
Moottorin koko ilmoitetaan yleensä muodossa "xxYY", esim. 2207, 2814, jossa:
XX = Staattorin halkaisija (mm)
YY = Staattorin korkeus (mm)
Pienemmät moottorit (esim. 1404, 1806) ovat kevyitä ja sopivat mikrodrooneihin.
Suuremmat moottorit (esim. 2814, 4114) tuottavat enemmän vääntöä ja soveltuvat raskaisiin kuormiin, kuten kameradronit ja lennokit.
KV-arvo (RPM per voltti)
KV-arvo kertoo, kuinka nopeasti moottori pyörii yhtä volttia kohden ilman kuormaa. Esim. 2300KV = 2300 kierrosta per voltti.
Korkea KV (2000-3000 KV)
Käytetään pienissä ja kevyissä potkureissa, esim. FPV-racing-droneissa.
Tarvitsee korkean jännitteen ja nopeuden mutta vähemmän vääntöä.
Matala KV (500-1500 KV)
Käytetään suurissa potkureissa ja raskaissa droneissa, kuten kameradroneissa ja FPV-lennokeissa.
Tuottaa enemmän vääntöä mutta matalamman nopeuden.
Napojen ja käämien määrä
Napojen määrä (P) kertoo, kuinka monta magneettia roottorissa on.
Käämien määrä (S) kertoo, kuinka monta käämikokoonpanoa staattorissa on.
Yleiset yhdistelmät:
12N14P: Yleisin FPV-droneissa, hyvä tasapaino tehon ja hyötysuhteen välillä.
24N28P: Suuritehoiset moottorit, parempi vääntö mutta suurempi paino.
9N12P: Nopea vaste ja matala momenttivaihtelu, hyvä racing-käyttöön.
Rakenne ja laakerointi
Laadukkaat laakerit = Pienempi kitka, pidempi käyttöikä, vähemmän tärinää.
Käämien laatu ja määrä vaikuttaa tehokkuuteen ja lämmönhallintaan.
Avoin vs. suljettu moottorirakenne
Avoimet moottorit (esim. FPV-racing) jäähdyttyvät paremmin mutta altistuvat pölylle.
Suljetut moottorit (esim. teollisuusdronet) kestävät paremmin likaa ja kosteutta.
Potkurin yhteensopivuus
Moottorit on suunniteltu tietyn kokoisille potkureille:
2306, 2207 (2300-2500KV) → 5" FPV-potkurit
2814 (1000-1500KV) → 10-12" lennokkien potkurit
4114 (400-800KV) → 15-18" kameradronepotkurit
Yhteenveto:
Jos suunnittelet FPV-lennokkia, sinun kannattaa miettiä, tarvitsetko:
Korkean KV-arvon moottoreita (esim. 2300KV) pienille potkureille → Nopeus ja ketteryys.
Matala KV (esim. 900KV) suurille potkureille → Parempi hyötysuhde ja pitkä lentoaika.
Suuremman staattorin moottoreita (esim. 2814, 4114) pitkän matkan tai raskaamman kuorman vuoksi.