Wie man die Flugzeit einer LiPo-Batterie berechnet

Eine der häufigsten Fragen im RC-Hobby ist: "Wie lange kann ich fliegen?" Die Kenntnis Ihrer Flugzeit ist nicht nur aus Neugier wichtig; sie ist entscheidend für Sicherheit und Planung. Eine korrekte Schätzung bedeutet, dass Sie Ihre Drohne oder Ihr Flugzeug sicher nach Hause bringen können, bevor der Strom ausgeht, den perfekten Videoaufnahmen planen können, ohne den Akku leer zu machen, und vermeiden, Ihre teure LiPo-Batterie zu tief zu entladen, was dauerhafte Schäden verursachen kann. Dieser Leitfaden erklärt die einfache Mathematik und Methoden, mit denen Sie das herausfinden können.

Was sind die wichtigsten Komponenten für die Berechnung?

Bevor wir zur Formel kommen, müssen wir die drei wichtigsten Zahlen verstehen, die in sie eingehen. Die meisten davon finden Sie direkt auf Ihrer Batterie aufgedruckt.

Betrachten Sie die Kapazität als die Größe Ihres Kraftstofftanks. Sie wird in Milliamperestunden (mAh) oder Amperestunden (Ah) gemessen. Eine größere Zahl bedeutet einen größeren Tank und in der Regel eine längere Flugzeit. Da unsere Formel Ampere verwendet, müssen Sie mAh in Ah umrechnen, indem Sie einfach durch 1000 teilen. Eine 5000mAh-Batterie entspricht also 5Ah.

Die Spannung einer LiPo-Batterie wird durch die Anzahl der Zellen bestimmt. Dies wird als Zahl gefolgt von "S" geschrieben (z. B. 3S, 4S, 6S). Jede Zelle hat eine "Nennspannung" oder Speicherspannung von etwa 3,7 V und ist bei 4,2 V voll geladen. Eine 4S-Batterie hat also ungefähr 14,8 V (4 x 3,7 V). Während die Spannung für das Stromversorgungssystem Ihres Fluggeräts entscheidend ist, benötigen wir für die Flugzeitformel die Kapazität.

Dies ist die wichtigste – und kniffligste – Zahl, die es zu finden gilt. Sie misst, wie viel "Kraftstoff" Ihre Motoren im Durchschnitt verbrauchen. Genau wie der Kraftstoffverbrauch eines Autos sich ändert, wenn Sie aufs Gas treten oder gemütlich fahren, ändert sich auch der Stromverbrauch Ihres Fluggeräts ständig. Ein aggressiver Flug zieht viel mehr Ampere als ein sanftes Schweben. Deshalb müssen wir den durchschnittlichen Stromverbrauch für einen typischen Flug ermitteln.

Hier ist eine wichtige Regel für jede LiPo-Batterie: entladen Sie sie niemals vollständig auf 0%. Dies verursacht irreversible Schäden an der Batteriezusammensetzung. Eine sichere und weit verbreitete Praxis ist die "80%-Regel", was bedeutet, dass Sie nur 80% der Gesamtkapazität Ihrer Batterie verwenden sollten. So bleibt ein 20%-Puffer, um die Gesundheit und Lebensdauer der Batterie zu schützen.

Die grundlegende Formel zur Berechnung der Flugzeit

Jetzt fassen wir alles zusammen. Die Mathematik ist überraschend einfach.

Im Kern ist die Berechnung einfach die Größe Ihres Kraftstofftanks geteilt durch die Geschwindigkeit, mit der Sie den Kraftstoff verbrauchen.

Flugzeit (in Minuten) = (Batteriekapazität (Ah) / Durchschnittlicher Stromverbrauch (A)) * 60

Um die 80%-Regel zu befolgen, müssen wir zuerst unsere verfügbare Kapazität berechnen.

Verfügbare Kapazität (Ah) = Batteriekapazität (Ah) * 0,8

Indem wir die Sicherheitsmarge in unsere Hauptformel einbeziehen, erhalten wir die Formel, die Sie tatsächlich für eine realistische und sichere Flugzeitschätzung verwenden sollten.

Flugzeit (in Minuten) = (Nutzbare Kapazität (Ah) / Durchschnittlicher Stromverbrauch (A)) * 60

Angenommen, wir haben einen 5000mAh (5Ah) LiPo-Akku und haben festgestellt, dass unsere Drohne während eines normalen Fluges durchschnittlich 20 Ampere zieht.

1. Bestimmung der nutzbaren Kapazität: 5 Ah * 0,8 = 4 Ah

2. Berechnung der Flugzeit (in Stunden): 4 Ah / 20 A = 0,2 Stunden

3. Umrechnung in Minuten: 0,2 Stunden * 60 = 12 Minuten

Sie können also mit einer sicheren Flugzeit von etwa 12 Minuten rechnen.

Wie Sie Ihren durchschnittlichen Stromverbrauch bestimmen

Das ist der schwierigste Teil, aber es gibt einige gute Methoden.

Methode 1: Verwendung eines Wattmeters/Leistungsanalysators

Dies ist die genaueste Methode. Sie können dieses Gerät zwischen Ihren Akku und Ihr Flugzeug schalten und einen Banktest durchführen (ohne Propeller aus Sicherheitsgründen!), um den Verbrauch zu sehen. Noch besser: Einige fortschrittliche Flugsteuerungen können den Stromverbrauch während eines tatsächlichen Fluges protokollieren und liefern Ihnen so die präzisesten Daten.

Methode 2: Schätzung basierend auf dem Schwebetest

Dies ist eine einfache, "gut genug" Methode für Anfänger. Laden Sie Ihren Akku vollständig auf, lassen Sie Ihre Drohne für eine festgelegte Zeit (z. B. 3-5 Minuten) schweben, landen Sie dann und verwenden Sie ein LiPo-Ladegerät, um zu sehen, wie viele mAh Sie wieder in den Akku geladen haben. Sie können diese Daten dann verwenden, um den durchschnittlichen Verbrauch während des Schwebens zu berechnen.

Methode 3: Verwendung von Online-Rechnern

Websites wie eCalc können Ihre Flugzeit schätzen, wenn Sie alle Ihre Komponentendetails (Motoren, Propeller, Gewicht usw.) eingeben. Sie sind ein guter Ausgangspunkt, aber denken Sie daran, dass es nur Schätzungen sind und ungenau sein können, wenn Ihre Daten nicht perfekt sind.

Methode 4: Analyse von Flugprotokollen

Für fortgeschrittene Piloten können Flugsteuerungen wie Betaflight, Ardupilot oder iNav detaillierte Protokolle Ihres Fluges aufzeichnen, einschließlich des genauen Stromverbrauchs von Moment zu Moment. Die Analyse dieser Daten liefert Ihnen den genauesten Durchschnitt für Ihren spezifischen Flugstil.

Faktoren, die die tatsächliche Flugzeit beeinflussen

Ihre berechnete Flugzeit ist eine Basislinie. In der realen Welt ändern diese Faktoren sie:

• Flugzeuggewicht (AUW): Je schwerer Ihr Flugzeug ist (z. B. mit einer GoPro), desto härter müssen die Motoren arbeiten und desto kürzer ist Ihre Flugzeit.
• Propellergröße und Steigung: Größere oder aggressivere Propeller ziehen mehr Strom.
• Flugstil: Aggressives, akrobatisches Fliegen entlädt eine LiPo-Batterie viel schneller als sanftes, filmisches Cruisen.
• Umweltbedingungen: Gegen starken Wind zu fliegen ist wie bergauf zu gehen – es kostet mehr Energie. Kaltes Wetter verringert ebenfalls die Leistung und Flugzeit Ihrer Batterie.
• Batteriezustand und Alter: Eine alte, stark genutzte Batterie hält nicht so viel Ladung wie eine neue, daher werden Ihre Flugzeiten im Laufe der Lebensdauer natürlich kürzer.

Tipps zur Maximierung Ihrer LiPo-Flugzeit

Möchten Sie etwas länger in der Luft bleiben? Probieren Sie diese Tipps aus:

• Reduzieren Sie das Gewicht, wo immer Sie können.
• Stellen Sie sicher, dass Ihre Propeller- und Motorenkombination effizient ist.
• Fliegen Sie sanft und vermeiden Sie schnelle, aggressive Gaswechsel.
• Kümmern Sie sich gut um Ihre LiPo-Batterien, indem Sie richtige Lade- und Lagerungspraktiken befolgen.
• Wählen Sie eine Batterie mit höherer Kapazität, aber beachten Sie, dass eine größere Batterie auch mehr Gewicht hinzufügt.

Fazit

Die Berechnung Ihrer Flugzeit besteht nicht darin, eine einzige, perfekte Zahl zu finden. Es geht darum, die Beziehung zwischen der Kapazität Ihrer Batterie, dem Stromverbrauch Ihres Fluggeräts und Ihrem Flugstil zu verstehen. Mit der Formel und den Methoden in diesem Leitfaden können Sie vom Raten zu einer fundierten Schätzung übergehen. Das hilft Ihnen, sicherer zu fliegen, Ihre Flüge besser zu planen und Ihre LiPo-Batterie für viele zukünftige Abenteuer gesund zu halten.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Kann ich die Flugzeit nur anhand von mAh und Spannung berechnen?

Nein. Ohne die Kenntnis des durchschnittlichen Stromverbrauchs Ihres spezifischen Fluggeräts fehlt Ihnen das wichtigste Puzzlestück.

Was ist die 80%-Regel für LiPo-Batterien?

Es ist eine Sicherheitsrichtlinie, die besagt, dass Sie Ihre LiPo-Batterie niemals unter 20 % ihrer Gesamtkapazität entladen sollten, um dauerhafte Schäden zu vermeiden und die Gesamtlebensdauer zu verlängern.

Wie genau sind Online-Flugzeitrechner?

Sie können ein guter Ausgangspunkt für die Planung eines neuen Builds sein, aber sie sind nur Schätzungen. Die tatsächlichen Bedingungen und Komponentenvariationen bedeuten, dass Ihre tatsächliche Flugzeit wahrscheinlich anders sein wird.

Beeinflusst die Temperatur die Flugzeit?

Absolut. Kalte Temperaturen verringern die chemische Effizienz einer LiPo-Batterie, was bedeutet, dass Ihnen weniger verfügbare Leistung und eine deutlich kürzere Flugzeit zur Verfügung stehen. Halten Sie Ihre Batterien vor dem Fliegen in der Kälte immer warm.