数年ぶりにHobbyking Yak 55 3D 1096mm EPPを飛ばしたら、速度が出ず飛行時間が短くなっていました。元々速度が遅くプロペラを11"x7"にしたこともあるのですが、モータかバッテリが負けて速くならなかった気がします。
1. Old power system
旧パワーシステムは下記のとおりです。
Motor HobyKing Donky ST3007 1100KV 4mm 25+4mm φ36mm 72.1g
Motor space φ42mm
Balance Weight 35.2g (頭が軽いのでモーター部に搭載)
Battery RHINO 3S 1750mAh 20C 90x34x22.5mm 138g
Battery space 92x26mm (長さ方向の92mmはあまり余裕がない)
Total=245.3g
Propeller 11"x4.7" Slowfly
モーターのパワーアップとバッテリの更新を検討しました。
2. Old Battery Internal Resistance (8 years have passed)
バッテリの劣化度を測るために、iMAX B6 DC Charger 5A 50W (Copy)のTest LiXX Internal Resistanceモードで内部抵抗を測定しました。
Rhino 3s 1750mAh 20C 138g 2014/04/18購入
測定 2022/05/05 23℃
No.1 3.85V:41,43,45mΩ DIS-CHG=1269mAh/72.5%(5W/3s,3.0V/Cell,25℃),CHG=1561mAh/89.2%(1.8A,4.2V/Cell,24℃)
No.2 3.84V:42,43,42mΩ
No.3 3.82V:32,27,34mΩ
放電と充電容量の差は不明です。定電流で放電できる試験機で測定しないとだめかもしれません。
他のバッテリも測定して比較したところ、内部抵抗による電圧低下が大きいと思われたので、バッテリも更新が必要だと判断しました。
3. Candidates
1) Motorの候補
(1) 9imod D3536-5 1450KV φ35*36 φ5*53.5 102g 1380g 655W 9x6 (0.023Ohm) 50A 2061JPY
(2) 9imod D3536-6 1250KV φ35*36 φ5*53.5 102g 1270g 496W 10x5 (0.034Ohm) 50A 2061JPY
(3) Turnigy Aerodrive SK3 - 3536-1400kv Brushless Outrunner Motor φ5 110g 12T 0.021Ohm 40A 590W 4,869JPY
(4) Turnigy Aerodrive SK3 - 3536-1200kv Brushless Outrunner Motor φ5 111g 14T 0.028Ohm 38A 560W 4,869JPY
迷ったのですが、元のモータが1100kVなので、飛行時間の懸念はありますが、速度アップと軽さを重視して(1)を選択しました。購入した結果、電流が静止で55A程度も流れるので、もう少しKV値が低い=ターン数が多い方が良いと思います。
2) Batteryの候補
(1) SoloGood Exercise 3s 1800mah 25C 11.1v 152g 84*33*27mm XT60 1742JPY
機体のバッテリ穴に対し厚みが1mm厚く、質量はTotal=254gで、9g重い。
(2) TCBWORTH 3s 1800mAh 25C 95*34*25.5 166g XT60 2380JPY
機体のバッテリ穴に対し長さが3mm長く、質量は重いTotal=268gで23g重い。
(3) HRB 3s 11.1v 1800mah 50c:105x34mm x 20mm、142g
機体のバッテリ穴に対し長さが13mm長く、質量はTotal=244gで、1g軽い。
Rhino 1750mAhは終了したようです。(3)HRBは内部抵抗と質量が良いのですが、バッテリ穴を13mm拡大すると主翼取付け部の機体の強度が落ちる。(2)TCBWORTHは重いので、販売店が少なく少々心配ではあるが(1)SoloGoodを選択しました。
しかし、現物が異なっていました。店の写真とも異なっているので仕様変更されたようです。Weight:148g, 152g -> 140g
Size:84*33*26, 84*33*27 -> 109*38*19
DCR:7,8,9mohm,14,14,8mohm,16,16,15mohm at 3.88V/Cell,23.5℃
店にクレームしても簡単に解決しないと思われます。胴体のバッテリ取付け穴を拡大すると強度不足になるので、バッテリを斜めに胴体からはみ出させて使うことにしました。
DCR値から見ると高性能には見えませんが、1800mAh/25Cはこんなものかもしれません。
これならTCBWORTHの方が良かったかもしえません。

3) ESC
モータの推奨ESCが50Aなので、50Aに変えることにしました。
Original Hobbywing SKYWALKER Series 2-4S 50A Brushless ESC Speed Controller 1555JPY
9imod D3536-5 1450KVを使うなら、静止で55A流れたので、60Aの方が良いと思います。
4) Propeller
モータの推奨が9x6なので、9x6と10x5を試すことにしました。
APC電動Slow Fly用は強度が負けている気がしたので、APC電動用に似た形のものを選んで見ました。
正確ではありませんが10x5Eの方が効率が良さそうです。
Power Systemが若干重くなり、重心位置が6mm程度前に移動しました。
4.測定器
推力と電流を確認するために以下の測定器を購入しました。
1) デジタル 吊り下げ秤 フィッシングスケール 軽量 吊り はかり 吊り下げ式 40kg 690JPY
1g単位が測定できる吊りはかりは高価なので、5g単位のもので妥協しました。
測定値が安定すると測定値をロックする機能があります。普通の重量を測る時は、読み取り値が安定すると直ぐにロックされるので、1~2秒程度で判定しているようです。
推力は安定しませんが、3秒程度でロックが動作するようなので、この機能をONにして測定することにしました。
2) BSIDE ACM91 Digital AC/DC Current Clamp Meter Auto-Range Car Repair TRMS Multimeter Live Check NCV Frequency Capacitor Tester 4796JPY
DC1mAの分解能がある中で安い物を選びました。円安で値上がりしているようです。AliexpressのBSIDE Offical Storeから購入しました。

5.測定結果
1) 変更前
Motor HobyKing Donky ST3007 1100KV 4mm 25+4mm φ36mm 72.1g
Battery Rhino 3s 1750mAh 20C 93mΩ
GEMFAN 11"x4.7" Slow Fly
静止推力と電流:1135g/29A
2) 変更後
Motor 9imod D3536-5 1450KV
Battery SoloGood Exercise 1800mAh 25C 15mΩ
GEMFAN 9"x6"E
静止推力と電流:1265g/53A
GEMFAN 10"x5"E
静止推力と電流:1540g/53A
機体総質量:855g
最初古いバッテリで測定したのですが、バッテリの放電能力が1750mAx20C=35Aで、DCRも93mΩと大きいので、フルスロットルからの推力落ちが激しく、吊りはかりのロック機能が働きませんでした。新バッテリも1800mAx25C=45Aなので能力オーバーなので、電流を流し切れていない可能性もありますが、新品なので何とかロックしました。
最大静止推力時はバッテリの限界電流に近いので、時間とともに放電電流能力が減ります。また、モータも温度上昇とともに永久磁石の磁力が弱り、トルクが減少します。よって、測定値は変化します。なので、測定誤差が非常に大きいです。
6. 飛行確認
45A以上の過電流にならないようフルスロットルにしないことを意識して飛行させました。5~6割程度のスロットルでそこそこ速度が出て安定するようになり、垂直上昇もしやすくなりました。HobyKing Donky ST3007 1100KVより、飛ばしやすくなりました。

7. 考察???
3sなら、1800mAh/30C、モータ質量100g、1200~1300KV
4sなら、1300mAh/30C、モータ質量100g、900~1000KV
位が良いかもしれません。
旧記事:https://bigarrow.tea-nifty.com/blog/2014/05/hobbykingepp-ya.html
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