FPV drone racing: 4s vs 6s batterier

Dronekapflyvning 4-celle versus 6-celle lipos, hvad er det store problem, hvad er forskellen?

Lad os finde ud af det.

Først og fremmest, hvad er dronekapflyvning. Dronekapflyvning involverer at flyve fly som dette, der kan nå hastigheder på over 8200 miles i timen. Piloter bærer briller for at se et førstepersons synspunkt fra flyet og bruger radioer som denne til at styre dem.

Et typisk løbsformat involverer at flyve en bane med porte og flag i to minutter. Ved slutningen af de to minutter får piloter lov til at afslutte deres sidste omgang, men det største problem er at gennemføre det 2 til 2 og et halvt minut lange løb. Batteriteknologi er i øjeblikket den mest begrænsende faktor i dronekapflyvning, hvilket betyder, at lithium-polymer-batterier som dette er den eneste mulighed, vi har. Det betyder også, at energitætheden skal holdes relativt konstant på tværs af alle opsætninger. Det har tvunget mange piloter til at søge mere effektive opsætninger, ofte ved at bruge højere spænding og motorer med lavere KV. Sam fra a future er her for at forklare KV, det er simpelthen den teoretiske RPM for en ubelastet motor pr. volt. Det giver mening ved brug af ligningen p lig med IV, vi kan holde effekten relativt konstant ved at øge spændingen og sænke strømforbruget. Vi kan også se, at 4-celle opsætninger på 16,8 volt kombineret med 2600 KV motorer har relativt lignende teoretiske RPM-output som en 25,2 volt 6-celle opsætning med 1750 KV motorer.

Andre fordele ved 6 celler inkluderer mere konsistens gennem hele flyvningen, mere drejningsmoment ved motorerne, hvilket får det til at flyve bedre, og også mindre belastning på elektronikken, hvilket betyder, at mindre energi går tabt som varme. Vi kan sammenligne det 1,05 ampere-timers 6-cellede batteri med det 1,55 ampere-timers 4-cellede batteri og se, at de har meget lignende watt-timers vurderinger. Det betyder også, at de har meget lignende vægt, hvilket gør, at begge fly flyver meget ens til testformål. Før vi laver en mere direkte sammenligning af 4 celler VS 6 celler, synes jeg, det er vigtigt at diskutere det nylige Open Grove-løb, der blev afholdt i Californien. Vær særlig opmærksom på de to piloter til højre; disse piloter flyver 4-cellede opsætninger, mens de fire til venstre dog flyver 6-cellede opsætninger. Før vi går ind i en mere direkte sammenligning af 4 celler versus 6 celler, skal vi først diskutere det nylige Open Grove-løb, der blev afholdt i Californien. Dette er vigtigt, fordi det var det første løb, der blev afholdt siden regelændringen, der tillod højvoltsopsætninger. Det havde også mange top-piloter fra hele USA og havde en gasintensiv bane, der viste nogle af forskellene mellem 4-cellede og 6-cellede opsætninger. Denne bane tvang også mange piloter, der fløj både 4 celler og 6 celler, til at overlade deres batterier. Overladning er den usikre praksis at oplade batterier ud over producentens anbefalede grænser. Lithium-polymerbatterier bør kun oplades til 4,2 volt pr. celle. Standard overlading oplader måske til 4,35 volt pr. celle eller endda 4,4 volt pr. celle. De fleste piloter ved dette løb, der fløj seks celler, opladede til disse grænser. Dog opladede nogle piloter som Vanover, piloten øverst til højre, endda deres 4-cellede batterier op til 4,75 volt pr. celle. Dette førte til en batteribrand ved løbet og viser fordelen ved de mere effektive 6-cellede opsætninger. Piloter, der fløj 4 celler, måtte gøre ting som at begrænse deres effekt og tage snævrere linjer, mens piloter, der fløj højere spænding 6-cellede opsætninger, havde en større fejlmargin og kunne presse deres opsætninger lidt mere end dem, der fløj 4'ere. Ved slutningen af løbet blev nogle ting tydelige, mest bemærkelsesværdigt den konkurrencefordel, som 6 celler giver. Piloter, der fløj 6 celler, kunne gennemføre de fleste af deres løb, mens piloter, der fløj 4 celler, måtte gå på kompromis. Free fall nederst til højre fløj nogle af de mest effektive 4-cellede motorer, der findes; disse motorer er også mindre kraftfulde end traditionelle opsætninger, hvilket betyder, at det er afgørende at tage snævrere linjer. Vanover øverst til højre er siden blevet mere åben over for 6-cellede opsætninger, givet hans problemer med at oplade 4-cellede batterier til 6s spænding.

Lad os nu se på en side-om-side sammenligning af en 4-celle og 6-celle opsætning. Begge quads, der flyves her, er bygget til en næsten ideel sammenligning; de bruger begge de samme præcise komponenter undtagen motorer og batterier og vejer omtrent det samme. Bag styrepinden har vi den professionelle pilot Zachary Thayer, som konsekvent flyver omgangstider på 19 til 22 sekunder. Ved slutningen af flyvningen kan vi bruge hans erfaring og dataene på skærmen til at få en præcis idé om de reelle forskelle mellem 4-celle og 6-celle.

Lad os gå direkte til slutningen af videoen for at høre hans tanker om flyvningerne og se på de optagede data.

Her er vi ved slutningen af begge flyvninger. Først på hovedskærmen vil vi se den firecelles quad lande, mens den sekscelles quad øverst til venstre kan flyve længere og gennemføre endnu en omgang. Slutningen af flyvedataene viser os, at flyet var aktiveret i i alt 2 minutter og 39 sekunder, trak maksimalt 114 ampere og brugte 16 milliampere timer fra batteriet. Dette sammenlignet med den sekscelles quad, som fløj længere, trak maksimalt 64 ampere og kun brugte 170 milliampere timer fra batteriet, viser den øgede effektivitet af sekscelles opsætningen, da den kunne flyve længere og bruge en mindre procentdel af batteriets kapacitet.

Lad os nu høre, hvad piloten havde at sige om flyvningen og hans tanker om 6scel: For mig var de to mest tydelige dele fuld gas-udslaget til splitten, da det var sværere at komme sig og ramme den helt flade vinkel, du talte om, hvor jeg kommer ned og bare rammer ligeud, det var sværere. Jeg tror, hvis du ser det, vil du se, at det vakler lidt mere, og så hårnålen lige efter gennem porten, det blev sværere og sværere at komme op af det hjørne. Denne længerevarende kraft i slutningen af batteriet er en af de mest bemærkelsesværdige egenskaber ved 6-cellede quads. Det er også konsistent med den lavere amtral på batterierne og fører til større konsistens, som en nybegynder vil diskutere næste.

Den største forskel vil jeg sige er, at 6s var meget nemmere at pilotere på grund af dens konsistens, det er noget, der bliver svært at fremhæve, når vi prøver at lave videnskabelige tests, fordi du føler dig mere selvsikker. Folk vil sige, at det er subjektivt. Så ræs er subjektivt, det er et mentalt spil oven på et udstyrsspil, så det jeg vil sige er, at min største forskel er, at da vi kørte fuld gas med 6s, følte jeg stadig, at jeg kunne køre hurtigt, hvorimod her med konsistensen på 4s, som ikke er fuld gas, kæmpede jeg mod slutningen med at holde mig oppe.

Konsistens gennem hele flyvningen er en af de vigtigste ting for piloter, fordi små ændringer i håndteringen mod slutningen af flyvningen kan føre til styrt.

Når batteriet falder på 4s, er det største, jeg begyndte at lægge mærke til, at din tuning faktisk bliver løsere, det er som om du flyver på 3s nu med 6s 1300mah lipo for eksempel, jeg kunne faktisk stadig nemt ramme mine linjer på grund af det, det var noget, der bare dukkede op i mit hoved, lige nu med 6s som din laveste spænding faktisk er højere i forhold til den laveste spænding på 4s, føles det meget mere konsistent, din quad flyver faktisk mere konsistent, tror jeg.

Bare opsummér, jeg tror virkelig, at 6cm er fremtiden for ræs, efterhånden som pilotfærdighederne fortsætter med at stige

og efterhånden som løbene bliver mere og mere konkurrenceprægede, må vi presse teknologiens grænser endnu længere

for at opnå længere flyvetider og mere konsistente flyvninger. Men hvordan relaterer alt dette sig til fysik

nå, det er en spændende ny anvendelse af en teori, der sigter mod at opretholde kraften samtidig med at reducere strømforbruget til fordel for vores batterier. FPV-ræs er virkelig en fattigmands F1, hvor forbrugerne skal fortsætte med at presse den tilgængelige teknologi for at maksimere ydeevnen. Jeg er ikke i tvivl om, at fremtiden for drone-ræs involverer høj spænding, det er spændende at se teorier som denne kombineret med virkelighedstestning, der virkelig ændrer sporten, som vi kender den.