FPV Drone Racing: 4s versus 6s batterijen

Drone racen 4-cel versus 6-cel lipos, wat is het grote verschil?

Laten we het uitzoeken.

Allereerst, wat is drone racen? Drone racen houdt in dat je vliegt met vliegtuigen zoals deze, die snelheden van meer dan 8200 mijl per uur halen, piloten dragen een bril om een first-person point of view van het vliegtuig te zien, en gebruiken radio's zoals deze om ze te besturen.

Een typisch raceformaat bestaat uit het vliegen van een parcours met poorten en vlaggen gedurende twee minuten. Aan het einde van die twee minuten mogen piloten hun laatste ronde afmaken, het grootste probleem is echter het uitrijden van die 2 tot 2,5 minuut durende race. Batterijtechnologie is momenteel de meest beperkende factor in drone racen, wat betekent dat lithium-polymeerbatterijen zoals deze ongeveer de enige optie zijn die we hebben, en het betekent ook dat de energiedichtheid relatief constant moet blijven over alle setups. Dit heeft veel piloten gedwongen om op zoek te gaan naar efficiëntere setups, vaak met hogere spanning en motoren met een lagere KV. Sam van a future is hier om KV uit te leggen, het is simpelweg het theoretische RPM van een onbelaste motor per volt. Dit is logisch met de vergelijking p gelijk aan IV, we kunnen het vermogen relatief constant houden door de spanning te verhogen en de stroomsterkte te verlagen. We zien ook dat 4-cel setups van 16,8 volt gecombineerd met 2600 KV motoren relatief vergelijkbare theoretische RPM-uitgangen hebben als een 25,2 volt 6-cel setup met 1750 KV motoren.

Andere voordelen van 6 cellen zijn onder andere meer consistentie gedurende de hele vlucht, meer koppel bij de motoren waardoor het beter vliegt, en ook minder stress voor de elektronica, wat betekent dat er minder energie verloren gaat als warmte. We kunnen de 1,05 ampère-uur 6-cel batterij vergelijken met de 1,55 ampère 4-cel batterij en zien dat ze zeer vergelijkbare wattuurwaarderingen hebben. Dit betekent ook dat ze zeer vergelijkbare gewichten hebben, waardoor beide vliegtuigen zeer vergelijkbaar vliegen voor testdoeleinden. Voordat we een directere vergelijking maken tussen 4 cellen en 6 cellen, denk ik dat het belangrijk is om de recente Open Grove-race in Californië te bespreken. Let vooral op de twee piloten aan de rechterkant, deze piloten vliegen met 4-cel setups, terwijl de vier aan de linkerkant met 6-cel setups vliegen. Voordat we een directere vergelijking maken tussen 4 cellen en 6 cellen, moeten we eerst de recente Open Grove-race in Californië bespreken. Dit is belangrijk omdat het de eerste race was sinds de regelwijziging die hoge spanningssetups toestond. Het had ook veel top-piloten uit de VS en een gasintensief parcours, wat enkele verschillen tussen 4-cel en 6-cel setups liet zien. Dit parcours dwong ook veel piloten die zowel 4-cel als 6-cel vlogen om hun batterijen te overladen. Overladen is de onveilige praktijk van het opladen van batterijen voorbij de door de fabrikant aanbevolen limieten. Lithium-polymeerbatterijen mogen alleen worden opgeladen tot 4,2 volt per cel. Standaard overladen laadt misschien op tot 4,35 volt per cel of zelfs 4,4 volt per cel. De meeste piloten bij deze race die met zes cellen vlogen, laadden tot die limieten. Sommige piloten, zoals Vanover, de piloot rechtsboven, laadden hun 4-cel batterijen zelfs op tot 4,75 volt per cel. Dit leidde tot een batterijbrand tijdens de race en toont het voordeel van de efficiëntere 6-cel setups. Piloten die 4 cellen vlogen, moesten dingen doen zoals hun vermogen beperken en strakkere lijnen nemen, terwijl piloten met hogere spannings-6-cel setups een grotere foutmarge hadden en hun setups net iets meer konden pushen dan degenen die 4 cellen vlogen. Tegen het einde van de race werden een paar dingen duidelijk, waarvan het meest opvallend het competitieve voordeel is dat 6 cellen bieden. Piloten die 6 cellen vlogen, konden de meeste van hun races uitvliegen, terwijl piloten met 4 cellen offers moesten brengen. Free Fall rechtsonder vloog met enkele van de meest efficiënte 4-cel motoren die beschikbaar zijn; deze motoren zijn ook minder krachtig dan traditionele setups, wat betekent dat het nemen van strakkere lijnen cruciaal is. Vanover rechtsboven is sindsdien meer open geworden voor 6-cel setups, gezien zijn problemen met het opladen van 4-cel batterijen tot 6s spanning.

Laten we nu een vergelijking naast elkaar bekijken van een 4-cellig en 6-cellig opstelling. Beide quads die hier worden gevlogen zijn gebouwd voor een bijna ideale vergelijking, ze gebruiken exact dezelfde componenten behalve de motoren en batterijen en wegen ongeveer hetzelfde. Achter de knuppels hebben we professioneel piloot Zachary Thayer, die consistente rondetijden van 19 tot 22 seconden vliegt. Aan het einde van de vlucht kunnen we zijn ervaring en de gegevens op het scherm gebruiken om een nauwkeurig beeld te krijgen van de verschillen in de praktijk tussen 4-cellig en 6-cellig.

Laten we meteen naar het einde van de video gaan om zijn gedachten over de vluchten te horen en de opgenomen gegevens te bekijken.

Hier zijn we aan het einde van beide vluchten. Eerst zien we op het hoofdscherm de viercellig quad landen terwijl de zescellig quad linksboven langer kan vliegen en nog een ronde kan voltooien. De vluchtgegevens tonen ons dat het vliegtuig in totaal 2 minuten en 39 seconden was ingeschakeld, een maximum van 114 ampère trok en 16 milliampère-uur uit de batterij haalde. Dit vergeleken met de zescellig quad die langer vloog, een maximum van 64 ampère trok en slechts 170 milliampère-uur uit de batterij haalde, toont de verhoogde efficiëntie van de zescellige opstelling, aangezien deze langer kon vliegen en een kleiner percentage van de batterijcapaciteit gebruikte.

Laten we nu horen wat de piloot te zeggen had over de vlucht en zijn gedachten over 6scel: Voor mij waren de twee meest opvallende onderdelen de volledige gasstoot naar de splitsing toe, omdat het moeilijker was om te herstellen en die echt vlakke hoek te raken waar je het over had, waar ik naar beneden kom en gewoon recht raak, dat was moeilijker. Ik denk dat als je het bekijkt, je zult zien dat het wat meer wiebelt, en dan de haarspeldbocht direct daarna door het hek, het werd steeds moeilijker om uit die bocht te komen. Deze langer aanhoudende kracht aan het einde van de batterij is een van de meest opvallende kenmerken van 6-cellige quads. Het is ook consistent met de lagere amtral op batterijen en leidt tot grotere consistentie zoals een newbie hierna zal bespreken.

Het grootste verschil zou ik zeggen is dat 6s veel gemakkelijker te besturen was vanwege de consistentie, dat is iets wat moeilijk naar voren te brengen is bij wetenschappelijk testen, omdat je je zelfverzekerder voelt. Mensen zullen zeggen dat dat subjectief is. Dus racen is subjectief, het is een mentaal spel bovenop een uitrustingsspel, dus wat ik zou zeggen is mijn grootste verschil dat toen we de volledige inzet deden met de 6s, ik nog steeds het gevoel had dat ik snel kon gaan, terwijl hier bij de consistentie met de 4s, wat geen volledige inzet is, ik aan het einde moeite had om bij te blijven.

Consistentie gedurende de hele vlucht is een van de belangrijkste dingen voor piloten, omdat kleine veranderingen in de besturing aan het einde van de vlucht kunnen leiden tot crashes.

Wanneer de batterij inzakt bij 4s, is het grootste wat ik begon op te merken dat je afstelling eigenlijk losser wordt, het is alsof je nu op 3s vliegt met de 6s 1300mah lipo, bijvoorbeeld, ik kon mijn lijnen nog steeds gemakkelijk raken dankzij dat, dat was iets dat gewoon in mijn hoofd opkwam, op dit moment is het met de 6s dat je laagste spanning eigenlijk hoger is ten opzichte van de laagste spanning bij 4s, het voelt zoveel consistenter aan, je quad vliegt eigenlijk denk ik consistenter.

Kort samengevat denk ik dat 6cm echt de toekomst van racen is naarmate de vaardigheden van piloten blijven toenemen

en naarmate races steeds competitiever worden, moeten we de grenzen van technologie verder verleggen

om langere vliegtijden en meer consistente vluchten te bereiken. Maar hoe verhoudt dit alles zich tot de natuurkunde

nou, het is een spannende nieuwe toepassing van een theorie die gericht is op het behouden van vermogen terwijl ook de stroomafname wordt verminderd ten behoeve van onze batterijen. FPV-racen is eigenlijk de arme man's F1, waarbij consumenten de beschikbare technologie moeten blijven pushen om de prestaties te maximaliseren. Ik twijfel er niet aan dat de toekomst van drone racen hoge spanning omvat, het is spannend om theorieën zoals deze te zien in combinatie met tests in de echte wereld die de sport echt veranderen zoals wij die kennen.