FPVドローンレース：4s対6sバッテリー

ドローンレースにおける4セルと6セルのリポバッテリー、何が大きな違いで何が問題なのでしょうか？

さあ、見てみましょう。

まず、ドローンレースとは何か。ドローンレースはこのような航空機を飛ばす競技で、時速8200マイルを超える速度で飛行します。パイロットはゴーグルを着用し、航空機からの一人称視点を見て、こうした無線機を使って操作します。

典型的なレース形式は、2分間のゲートと旗のコースを飛行することを含みます。その2分が終わると、パイロットは最後のラップを完了することが許されますが、最大の問題はその2分から2分半のレースを完走することです。バッテリー技術は現在ドローンレースで最も制限要因となっており、リチウムポリマーバッテリーのようなものがほぼ唯一の選択肢であることを意味します。また、すべてのセットアップでエネルギー密度を比較的一定に保つ必要があることも意味します。これにより、多くのパイロットはより効率的なセットアップを求めて、高電圧かつ低KVのモーターを使用することが多くなっています。ここでFutureのサムがKVについて説明します。KVとは、無負荷のモーターが1ボルトあたり理論的に回転するRPMのことです。これは式p=IVを使うと理解しやすく、電圧を上げて電流を下げることで、電力を比較的一定に保つことができます。また、16.8ボルトの4セルセットアップと2600KVのモーターは、25.2ボルトの6セルセットアップと1750KVのモーターと比較して、理論上のRPM出力がほぼ同じであることもわかります。

6セルのその他の利点には、飛行全体を通じてより一貫性があること、モーターのトルクが増して飛行性能が向上すること、そして電子機器への負担が少なくなるため、熱として失われるエネルギーが減ることが含まれます。1.05アンペア時の6セルバッテリーと1.55アンペアの4セルバッテリーを比較すると、ワット時の評価が非常に似ていることがわかります。これは、両者の重量も非常に似ていることを意味し、テスト目的で両方の機体が非常に似た飛行をすることを示しています。4セルと6セルのより直接的な比較を行う前に、カリフォルニアで開催された最近のOpen Groveレースについて話すことが重要だと思います。特に右側の2人のパイロットに注目してください。彼らは4セルのセットアップで飛行していますが、左側の4人は6セルのセットアップで飛行しています。4セルと6セルのより直接的な比較に入る前に、まずカリフォルニアで開催された最近のOpen Groveレースについて議論しなければなりません。これは、高電圧セットアップを許可するルール変更後に開催された最初のレースであったため重要です。また、米国各地から多くのトップパイロットが参加し、スロットルを多用するコースで、4セルと6セルのセットアップの違いを示しました。このコースはまた、4セルと6セルの両方で飛行する多くのパイロットにバッテリーの過充電を強いる結果となりました。過充電とは、メーカー推奨の制限を超えてバッテリーを充電する危険な行為です。リチウムポリマーバッテリーはセルあたり4.2ボルトまでしか充電すべきではありません。標準的な過充電はセルあたり約4.35ボルト、あるいは4.4ボルトまで充電します。このレースで6セルを飛ばしたほとんどのパイロットはその制限まで充電しました。しかし、右上のパイロットVanoverのように、4セルバッテリーをセルあたり4.75ボルトまで充電していたパイロットもいました。これがレース中のバッテリー火災の原因となり、より効率的な6セルセットアップの利点を示しています。4セルを飛ばすパイロットはパワーを制限したり、よりタイトなラインを取る必要がありましたが、高電圧の6セルセットアップを飛ばすパイロットは誤差の余裕が大きく、4セルを飛ばすパイロットよりも少しだけセットアップを追い込むことができました。レースの終わりにはいくつかのことが明らかになりましたが、特に顕著だったのは6セルが提供する競争上の優位性です。6セルを飛ばすパイロットはほとんどのレースを完走できましたが、4セルを飛ばすパイロットは犠牲を払わなければなりませんでした。右下のFree fallは最も効率的な4セルモーターのいくつかを飛ばしていましたが、これらのモーターは従来のセットアップよりも出力が低いため、よりタイトなライン取りが重要です。右上のVanoverは、4セルバッテリーの充電問題を踏まえ、6セルセットアップに対してよりオープンになっています。

次に、4セルと6セルのセットアップの並列比較を見てみましょう。ここで飛ばしている両方のクアッドはほぼ理想的な比較のために作られており、モーターとバッテリーを除いて全く同じコンポーネントを使用し、ほぼ同じ重さです。操縦はプロのパイロット、ザカリー・セイヤーが担当し、一貫して19秒から22秒のラップタイムで飛行します。フライトの終わりには、彼の経験と画面上のデータを使って、4セルと6セルの実際の違いを正確に把握できます。

ビデオの最後に進んで、彼のフライトに関する感想を聞き、記録されたデータを見てみましょう。

ここで両方のフライトの終わりに到達しました。メイン画面では、4セルのクアッドが着陸するのを見ますが、左上の6セルのクアッドはより長く飛行でき、もう一周を完了します。フライトデータの終了時点で、機体は合計2分39秒間アームされ、最大114アンペアを引き出し、バッテリーから16ミリアンペア時を消費しました。これに対し、より長く飛行した6セルのクアッドは最大64アンペアを引き出し、バッテリーからわずか170ミリアンペア時を消費したことから、6セル構成の効率が向上していることが示されています。より長く飛行でき、バッテリー容量のより小さい割合を使用したためです。

さて、パイロットが飛行と6sについてどう思ったかを聞いてみましょう。私にとって最も明らかだったのは、フルスロットルでスプリットに突入する際のパンチアウトで、回復してあなたが話したあの真っ直ぐな角度に合わせるのが難しかったことです。降りてまっすぐ当てるのが難しかった。もし見れば、少し揺れているのがわかるでしょう。そしてその直後のヘアピン、ゲートを通過するところで、コーナーから抜け出すのがどんどん難しくなっていました。バッテリーの終わりでのこの長時間持続するパワーは6セルクアッドの最も注目すべき特徴の一つです。また、バッテリーの低いアンペアトールとも一致しており、次にヌーブが話すようにより大きな一貫性につながります。

最大の違いは、6sの方がその一貫性のおかげで操縦がはるかに簡単だったことです。これは科学的なテストを行う際に引き出すのが難しいものです。なぜなら自信を感じるからです。人はそれを主観的だと言うでしょう。レースは主観的なものであり、装備のゲームの上に精神的なゲームがあるのです。私が言いたい最大の違いは、6sでフルセンドをしたとき、まだ速く行けると感じたことです。一方、4sの一貫性ではフルセンドではなく、終盤で維持するのに苦労しました。

飛行全体を通じた一貫性はパイロットにとって最も重要なことの一つであり、飛行の終わり近くでの小さな操作の変化がクラッシュにつながることがあります。

4sのバッテリーが低下するとき、私が最も気づき始めたのは、実際にはチューニングが緩くなることで、まるで今は3sで飛んでいるかのようです。例えば6s 1300mahリポでは、実際にラインを簡単に維持できました。これはちょうど頭に浮かんだことですが、6sでは最低電圧が4sの最低電圧に比べて実際に高いため、はるかに安定して感じられ、クアッドはより一貫して飛んでいると思います。

要約すると、パイロットのスキルが向上し続ける中で、6cmが本当にレースの未来だと思います。

そしてレースがますます競争的になるにつれて、私たちは技術の限界をさらに押し広げなければなりません。

より長い飛行時間とより安定した飛行を達成するために。しかし、これらは物理学とどう関係しているのでしょうか？

これは、バッテリーのために電流消費を減らしつつ電力を維持することを目指した理論の新しくエキサイティングな応用です。FPVレーシングはまさに貧乏人のF1であり、消費者は性能を最大化するために利用可能な技術を押し続けなければなりません。ドローンレースの未来が高電圧を含むことに疑いはなく、このような理論が実際のテストと組み合わさって、私たちが知るスポーツを真に変えるのを見るのはとてもワクワクします。