無人機馬達計算器
依起飛總重量、馬達數量與目標推重比,計算每顆馬達所需推力,為多旋翼無人機選擇合適馬達。
計算所需馬達推力
估算每組馬達與螺旋槳應提供的最低靜態推力。
關於無人機馬達與推力選型
多旋翼無人機必須產生足以支撐完整飛行重量的總推力,並保有爬升、加速及修正擾動的控制能力。因此,馬達選型首先要掌握起飛總重量,包含機架、馬達、螺旋槳、電子變速器、飛控、配線、電池、起落架、相機、酬載,以及所有隨機離地的固定零件。將重量乘以目標推重比,即得所需總靜態推力,再除以馬達數量,便是每組馬達與螺旋槳的目標推力。
推重比 2:1 表示動力系統理論上能產生相當於機體重量兩倍的最大靜態推力。在理想條件下,約半油門即可懸停。航拍與長航時平台通常採用適中的推力餘裕,而靈活的花式飛行或競速機可能設定更高目標。重載系統也需要餘裕,但效率、結構負荷、電池能力與操作安全,可能比亮眼的推重比更重要。合適的比例取決於飛行任務,並應遵循零組件與機體的建議。
計算結果是推力需求,而非馬達型號推薦。馬達表現取決於 KV 值、供電電壓、螺旋槳直徑與螺距、空氣密度、控制器進角及散熱。請使用在預定電池電壓與螺旋槳條件下取得的原廠或獨立推力測試資料。確認候選組合可達到所需推力,且不超過馬達、控制器、接頭或電池的額定電流。應保留散熱與電氣餘裕,不要以測試表的絕對極限作為設計基準。
起飛總重量應符合實際並採保守估計。初期設計常漏算線材、支架、防護零件與酬載變動。加入設計餘裕,可避免組裝後動力系統僅勉強足夠。馬達數量須與提供升力的馬達一致:四旋翼使用四顆、六旋翼六顆、八旋翼八顆。同軸配置可能因氣流交互作用而損失推力,單純平均分配可能過度樂觀,應以實測資料修正。
靜態推力只是設計限制之一。槳葉間隙、槳尖速度、振動、懸停效率、反應、備援、噪音與飛控調校,也都影響製作成果。請將本計算器作為初步選型工具,再於固定穩固的推力測試台驗證完整動力系統,並檢查電流、電壓下降與溫度。沒有適當固定措施與安全程序時,切勿運轉外露螺旋槳。經實測且推力充裕的系統,比單憑標稱規格的紙上設計更能提供可靠操控。
無人機馬達選型範例
每顆馬達所需推力會隨機體重量、旋翼數量與性能目標而變。
| 機體設計 | 單顆馬達推力 | 總推力需求 |
|---|---|---|
| 1,200 g 四旋翼,推重比 2:1 | 600 g | 四顆馬達合計須提供 2,400 g 靜態推力。 |
| 3,000 g 六旋翼,推重比 2.5:1 | 1,250 g | 六顆馬達合計須提供 7,500 g 靜態推力。 |
| 8,000 g 八旋翼,推重比 1.8:1 | 1,800 g | 八顆馬達合計須提供 14,400 g 靜態推力。 |
如何選擇無人機馬達
- 加總所有飛行零組件與酬載,以克為單位保守估計起飛總重量。
- 輸入多旋翼上提供升力的馬達數量。
- 選擇符合飛行任務與操控目標的推重比。
- 按下「計算馬達推力」,將結果與經驗證的馬達及螺旋槳測試資料比較。
- 透過安全固定的實體測試,確認電流、電壓、溫度與結構限制。
無人機馬達計算器常見問題
無人機應採用多少推重比?
2:1 是一般多旋翼常見的設計起點,但不是必要條件。高效率航拍機可能採用較少餘裕,高機動性機體則通常需要更多。
計算器會選擇馬達 KV 嗎?
不會。它計算所需推力;KV 必須搭配電池電壓、螺旋槳尺寸、電流、效率與原廠測試資料選擇。
需要計入電池重量嗎?
需要。請使用包含電池、酬載、支架、配線及配件的總起飛重量。漏算任何隨機飛行物品都會低估推力需求。
可以使用廣告標示的最大推力嗎?
僅在資料來自可信測試,且電壓與螺旋槳符合預定配置時使用。應保留電流與散熱餘裕,而非持續以公布的最大值運轉。
為何同軸馬達可能需要額外餘裕?
同軸配置的上下螺旋槳會與受擾氣流交互作用,總推力可能不等於兩顆獨立馬達的加總。選型時請採用該配置的實測資料或保守預留餘裕。