나만의 작은 틸트로터 만들기 2 - 로터 어셈블리 한계 하중 추정

다음 글에서 이어지는 글이다.

1편 : 나만의 작은 틸트로터 만들기 1 - 요구사항 정의, https://stella47.tistory.com/458

 

Trex 450L 을 기준으로 로터 어셈블리 구조물이 견딜 수 있을 하중을 분석해보고자 한다.

 

Trex 450L 시스템 분석

Trex 450L 의 추진 시스템 구성을 살펴보자.

Parts	Name	Properties	Weight
Total			730g (w/o Batt.) 952g
Main Rotor	360 Carbon Fiber Blades	Main Blade Length 360 mm Shaft Diameter 3mm Width 4.7 mm	54g
Motor	Align 460MX 1800KV	1800KV 6S (22.2V) Continuous 30A (650W) Peak 45A (5 sec, 970W)	87g
ESC	RCE-BL45	2-6S Input Continuous 50A Peak 60A (15sec) BEC 5~8.4V Continuous 3A Surge 6S Governor mode
Servo	DS430M x 3 DS525M x 1	Digital Servo 2.2kg-cm(4.8V) 95 ms/60' 2.9kg-cm(6.0V) 80 ms/60' 2.4kg-cm(4.8V) 80 ms/60' 3.0kg-cm(6.0V) 60 ms/60' Band 1520us	15g 29g
Gear Ratio		Motor Pinion Gear 11T Main Drive Gear 121T Autorotation Tail Drive Gear 106T Tail Drive Gear 25T 1:11:4.24
Batt.	6S 1100~1400mAh	6S 1100~1400mAh	222g

 

대략적인 분석으로 호버링일 때 1 kg의 추력이 나는 것을 확인할 수 있다.

여기서 얼마나 더 구조가 견디는 힘이 나는지 알아보기 위해 이러저러 케이스를 찾아봤다.

 

Case 1, TREX 450, 1.91 kg (N=2.00) [2]

TREX 450, 공허중량 27.3oz + 배터리 4팩 27.0oz 으로 안정적으로 비행했고 (총 1.54 kg)

13oz을 추가해서 비행했는데, 조종은 잘 안되었다고 한다. (1.91 kg)

 

Case 2, TREX 600 [4], 11.52 kg (N=3.43) [4]

TREX 600, 기체 중량 7.4 lbs (3357 g), 들어올린 짐의 무게가 18 lbs (8165 g) 라 한다.

 

Case 3, 혹자가 정리해둔 기체 별 안전 중량 [3]

대략 보았을 때, 자중의 1.5배까지 안전 중량이라고 정리하고 있다.

Blade Size [mm]		Helicopter	Max Safe Lifting Capability (g,oz,lb)	Notes
315	952g	T-Rex 450	450 g	중량 2.2lb (1.0kg) 이하로 유지
500	2000~g	Logo 10	1360 g	중량 9lb (4.1kg) 이하로 유지
500	1700g	T-Rex 500
550		30 size	1587 g	중량 10lb (4.5kg) 이하로 유지
600	3357 g	T-Rex 600 50 size	1815 g	중량 11lb (4.99kg)이하로 유지
720		Gasser, Joker	6800 g
800	7297 g [5]	Gasser, Maxi Joker	9071 g
810		Gasser	11300 g

 

위의 케이스를 정리하면

450급의 로터 어셈블리를 사용할 때, 프롭-모터 1 세트의 최대 추력으로 N=3.0이라고 하자. (Max Thrust 3.0kg)

이에 맞추어 프롭을 골라보자.

 

다음 글 : 2편 나만의 작은 틸트로터 만들기 3 - 추진 시스템 선정 https://stella47.tistory.com/461

 

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[1] https://www.align.com.tw/index.php/helicopter-en/trex450/

[2] "How much can a TREX 450 lift?," https://www.helifreak.com/showthread.php?t=91596

[3] "Payload Capacities," https://rchelimenace.wordpress.com/payload-capacities/

[4] "T-REX 600 ESP,,,POWER lift!!!," https://www.youtube.com/watch?v=ZxwnvrV0MNM 

[5] Al-Sharman, Mohammad. (2015). AUTO TAKEOFF AND PRECISION LANDING USING INTEGRATED GPS/INS/OPTICAL FLOW SOLUTION. 10.13140/RG.2.2.23353.36966, https://www.researchgate.net/publication/310240834_AUTO_TAKEOFF_AND_PRECISION_LANDING_USING_INTEGRATED_GPSINSOPTICAL_FLOW_SOLUTION

 

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