Per i progetti quadricoptero, in genere si desidera avere un rapporto spinta / peso di 2: 1 . Cioè, al 100% dell'acceleratore, vuoi che la tua spinta combinata dell'elica sia in grado di sollevare il doppio del peso dell'imbarcazione.
È quindi necessario determinare la quantità di potenza necessaria ai motori per generare tale spinta (generalmente indicata sul foglio dati). Quando hai quella quantità di energia, puoi facilmente calcolare la durata della batteria.
Questa pagina su Quadcopter Performance offre un buon esempio:
Guardando i dati dalla tabella delle prestazioni del motore, sembra che il peso massimo assoluto che i motori possono supportare sia 560 ciascuno, quindi 2240 grammi. Questo è quando i motori funzionano al 100%, usando 95,2 watt, il che significa circa 8,6 ampere a 11,1 volt.
Guardando i dati dal peso del volo rispetto alla potenza e al grafico della durata della batteria, sembra che l'elicottero non dovrebbe superare i 61 once (1700 grammi). A quel peso vengono utilizzati 61 watt di potenza, ovvero 5,5 ampere a 11,1 volt.
Il grafico mostra anche che un'oncia di peso di volo avrebbe bisogno di un watt di potenza, e le due sono linearmente correlate. Supponendo che l'imbarcazione sia di 60 once, sono necessari 60 watt di potenza.
Questa citazione è un po 'fuorviante però. All'autore originale mancano le parole "per motore" nella loro conclusione. 230 W / 4 motori = 57,5 Watt. Ecco dove hanno ottenuto la conclusione "60 once ha bisogno di 60 Watt (per motore)". Tuttavia, il metodo generale per tracciare le prestazioni è utile per rispondere alla domanda.
Se si aumenta il rapporto spinta / peso massimo, è possibile mantenere l'acceleratore più basso, utilizzare meno potenza e rimanere in aria più a lungo. Quindi puoi aumentare la spinta o diminuire il peso per ottenere tempi di volo più lunghi.
Per rispondere in modo più conciso alla tua domanda, il punto di rendimenti decrescenti arriva quando il peso aggiuntivo aggiunto dalla batteria porta il rapporto spinta / peso al di sotto di 1,5: 1 nella fascia bassa.
Qualcos'altro da considerare è la densità energetica della tecnologia della batteria. Quanta potenza per unità di peso è in grado di sostenere la batteria. Probabilmente stai usando batterie agli ioni di litio che sono probabilmente le migliori disponibili dal punto di vista del prezzo e delle prestazioni. Ma se stai davvero cercando di allungare i tempi di volo senza aumentare di peso, puoi prendere in considerazione alcune delle tecnologie più esoteriche (e molto più costose) là fuori.
E probabilmente vale la pena ricordare che anche all'interno della categoria agli ioni di litio, non tutte le batterie sono uguali.
weight of the batteries is twice as much as the weight of everything else. Ciò non significa che le batterie dovrebbero essere 2/3 della nave?