Für die Berechnung der Flugzeit eines Multicopters müssen uns ein paar Dinge bekannt sein. Wir benötigen den Strom den unsere Motoren unter Vollast mit den verwendeten Propellern ziehen können, sowie die Kapazität unseres Lipo Akkus. Oftmals sind die Daten der Motoren mit Hilfe von Google zu finden. Die Kapazität des Akkus ist zumeist auf einer Ettikette oder der Zellenisolierung angegeben.
Haben wir die maximale Stromstärke eines Motors in Ampere festgestellt, werden wir diese, für einen Quadrocopter, mit vier multiplizieren, um die gesamte maximale Strommenge die durch alle Motoren fließt, zu ermitteln.
Ein Beispiel: Unsere Motoren ziehen unter Vollast 10A, dann sind das insgesamt 40 Ampere die den Akku belasten. Übrigens sollte immer die maximale C-Rate (Belastungsfähigkeit) eines Lipo eingehalten werden.
Sollte nur der Stromverbrauch des Motors in Watt angegeben sein, können wir, sofern die Spannung (Volt) des Akkus bekannt ist, mit der Formel Watt/Volt=Ampere die Stromstärke ausrechnen.
Unser fiktiver Lipo Akku hat eine Kapazität von 1000mAh, also 1 Amperestunde. Anhand dieser Angabe, können wir nun die vorhandene Kapazität, in Zeit die unser Akku in etwa durchhält, umrechnen. Wir dividieren hierfür 1 Amperestunde die der Akku gespeichert hält, durch die 40 Ampere die durch unsere Motoren fließen. Die Rechnung sieht so aus: 1/40=0,025. Unter Vollast wird unser Akku die Motoren also theoretisch 0,025 Stunden und somit 1,5 Minuten versorgen. Da im Normalflug aber in der Regel selten maximale Auslastung gebraucht wird, können wir die Stromstärke, je nach Flugroboter und Auslastung, ungefähr dritteln. Unser zu berechnender Copter hebt also bei in etwa 1/3 seiner maximalen Leistung ab. Deswegen werden 13,3A (Schwebelast), anstatt der 40A (Vollast), in die Formel eingesetzt. Hierbei erhalten wir 4,5 Minuten Flugzeit. Je nach Flugstil und Beladung erwarten wir also eine Flugzeit zwischen 1,5 und 4,5 Minuten.
Die Formel für die Flugzeit bei einem Quadcopter der mit 1/3 Gas schwebt lautet:
Amperestunden des Akkus / (Ampere der Motoren bei Vollast / 3) * 60 (Sekunden) = Durchschnittliche Flugzeit in Minuten.
Die Formel für die Flugzeit bei Vollast lautet:
Amperestunden des Akkus / Ampere der Motoren bei Vollast * 60 (Sekunden) = Flugzeit bei voller Auslastung in Minuten.
(Die Berechnung bei Vollast ist eher unrealistisch da sehr selten alle Motoren zur gleichen Zeit die volle Leistung erreichen müssen.)
Andere Verbraucher:
Natürlich sollten weitere Verbraucher unseres Multicopters berücksichtigt werden. Die meisten Komponenten fallen durch deren Stromverbrauch in Relation zu den Motoren nicht ins Gewicht. Jedoch gerade bei kleineren Quadcopter kann z.B. auch ein Videosender mit viel Sendeleistung die Flugdauer spürbar beeinträchtigen.
Nützliche Formeln
Watt = Volt*Ampere
Betriebszeit = Ah(Kapzität) / A(Stromstärke)
Milliamperestunden/1000 = Amperestunden