FISCHER 26 ENERGISYSTEM
EFFEKTBUDGET

Starlink Mini är den största elkonsumenten i avioniken vid 40W medel. Utan Starlink (enbart ELRS-konfiguration) förlängs uthålligheten till 2,25 timmar. Avvägningen: obegränsad räckvidd och direkt Lisa 26-anslutning kontra 48 minuter ytterligare flygtid. För operativa uppdrag bärs Starlink alltid.

Effektmätning (verifierad)

Alla elektriska siffror är BERÄKNADE från komponentdatablad (T-motor MN4014 KV400 motorkurvor, Tattu LiPo-urladdningskurvor, Holybro BEC-datablad) — INGA bänktester har utförts av FSG-A eftersom ingen fysisk Fischer 26 existerar. Verkliga mätningar måste utföras av myndighet som bygger prototyp:

Total marscheffekt BERÄKNAD: ~355W (motor 280W + avionik 45W + Jetson 15W + radios 15W). Batteriuthållighet BERÄKNAD: 2 timmar 15 minuter vid 355W marschbelastning från 22,2V × 10Ah × 0,85 utnyttjande = 189 Wh. INGEN fysisk mätning har utförts. Verklig prestanda kommer att avvika beroende på temperatur, batteriets cykelhistoria och flygstil. Implementerande myndighet måste validera med egen prototyp.

Effektbudgetnedbrytning — vart varje watt går

T-Motor U8 vid marschfart (85 km/h, 15 m/s flyghastighet) förbrukar 280W — 79 procent av den totala effektbudgeten på 355W. Denna dominans innebär att varje verkningsgradförbättring i framdrivningssystemet har oproportionerligt stor inverkan på uthålligheten. Att minska motståndet med 10 procent (renare flygkroppsförklädnad, infällbart landningsställ) skulle spara 28W och förlänga flygtiden med 5 minuter. Att höja motorverkningsgraden från 85 till 90 procent skulle spara 16W. Dessa marginaler spelar roll när skillnaden mellan 2,0 och 2,5 timmars uthållighet avgör om Fischer 26 kan genomföra en hel ISR-rotationscykel utan landning.

Näst största konsumenten är Starlink Mini vid 40W kontinuerligt — en fast kostnad som inte kan minskas utan att förlora satellitanslutning. Jetson Orin Nano vid 15W kör YOLOv8, ORB-SLAM3 och KLV-kodning simultant. Att ställa Jetson i 10W-läge (reducerad GPU-klocka) skulle spara 5W men öka YOLOv8-inferenstiden från 15 till 35 ms — acceptabelt för ISR men potentiellt för långsamt för att spåra snabbtrörliga mål. Silvus MANET-radio vid 12W och Pixhawk-sensorer vid 5W är oreducerbara minimum.

Uthållighetsoptimering — mer flygtid

Med ett 12S 10000 mAh-batteripaket (888 Wh) är den teoretiska uthålligheten 888/355 = 2,50 timmar. Med 20 procent reserv (obligatorisk — landning med mindre än 20 procent riskerar batteriskada och lämnar ingen marginal för motvind eller omdirigering) blir användbar uthållighet 2,00 timmar. För förlängning: reducera marschfart från 85 till 70 km/h — motståndet minskar med kvadraten på hastigheten och sparar ungefär 60W, vilket förlänger uthålligheten till 2,4 timmar användbar. Avvägningen: långsammare transitering innebär mindre täckt yta per timme och att drönaren spenderar mer tid i potentiella luftvärnsenvelopper.

Alternativ: större batteri. Ett 12S 12000 mAh-paket adderar 200 g vikt och 107 Wh kapacitet. Den tyngre drönaren kräver marginellt mer marscheffekt (290W mot 280W) på grund av ökat lyftkrav. Nettouthållighetsvinst: 12 minuter. Avtagande avkastning — batterivikt ökar motstånd och strukturlast och minskar slutligen uthålligheten istället för att förlänga den. 10000 mAh-paketet representerar den optimala balansen för Fischer 26:s flygkropp baserat på matematisk modellering. Batterikonfigurationen är BERÄKNAD utifrån LiPo-datablad — ingen fältvalidering har genomförts eftersom ingen fysisk Fischer 26-prototyp har byggts. Tillverkarens datablad anger -20°C till +60°C driftsintervall med cirka 20 procent kapacitetsreduktion vid -15°C. Verklig prestanda vid arktiska förhållanden måste valideras av myndighet som bygger fysisk prototyp.

Reservpolicy och nödprocedurer

20-procentsreservpolicyn är absolut — landning med mindre än 20 procent (8,88V per cell vid 12S) riskerar litiumpolymercellskada från djupurladdning och lämnar noll marginal för oväntad motvind, navigeringsfel eller behov av omdirigering till alternativ landningsplats. Fischer 26 ArduPlane-failsafe: BATT_LOW_VOLT=44.4 (3,7V/cell, 20 procent kvar) utlöser RTL. BATT_CRT_VOLT=42.0 (3,5V/cell, 10 procent kvar) utlöser omedelbar landning vid aktuell position. 10-procentströskeln existerar för det fall RTL-avståndet överskrider kvarvarande räckvidd — bättre att landa på en känd position än att krascha under färd till avlägsen hemposition.

Relaterade kapitel

Extern källa: Litiumjonbatteri – Wikipedia

Öppna den interaktiva uppdragsplaneraren →

Öppna den interaktiva täckningsplaneraren →

Matematisk härledning — uthållighet från aerodynamik

Den fullständiga härledningen av 2,0-timmars uthållighet från batterienergi, drag-ekvationen, propulsiv verkningsgrad och reservpolicy publiceras på den engelska versionen. Kortfattat: E_batt = 888 Wh → P_motor = 280 W (från drag-ekvationen 0,5 × ρ × v² × S × C_D vid v = 23,6 m/s, S = 0,52 m², C_D = 0,032) + P_avionik = 75 W → P_total = 355 W → t_teoretisk = 888/355 = 2,50 h → t_användbar = 2,50 × 0,80 = 2,00 h med 20 % reserv.

EW-läge och solcellskompensation

Baslinjen 355 W förutsätter tillåtlig elektromagnetisk miljö. I en bestridd EW-miljö drar fler delsystem ström: Silvus MANET med högre sändnings­arbetscykel för att tränga igenom störning (+16 W), CRPA-antennens anti-jam-beamforming (+8 W), SDR-spektrum­övervakning för adaptiv frekvenshopp­ning (+18 W), och extra AI-last på Jetson för signalklassificering (+7 W). Sammanlagt EW-overhead: 49 W. I tunga EW-miljöer tillkommer beamforming-arrayens RF-fasskift­are (+22 W för tre samtidiga strålar) → totalt 426 W → 100 min användbar flygtid (17 % minskning från 120 min baslinje). Alla dessa tal är verifierade i provable_claims.py under FISCHER26_EW_OVERHEAD, FISCHER26_HEAVY_EW_TOTAL och FISCHER26_ENDURANCE_HEAVY_EW_NIGHT.

Solcellsfilm (perovskit, 16 % verkningsgrad) limmad på vingens översida (0,52 m² × 0,85 effektiv area = 0,442 m²) genererar P_solar = 0,065 × G watt vid solinstrålning G W/m². Typiska scenarier: Nordisk sommar kl 13:00 (G = 700 W/m²) → 46 W återvunnet. Peak AM1.5 (1000 W/m²) → 65 W. Vinter­mulet (30 W/m²) → 2 W, försumbart. Viktig slutsats: solcellsfilmen kan INTE helt kompensera tung EW — bryjämvikts­instrålningen är 71/0,065 = 1092 W/m², över AM1.5-toppen. Antingen accepteras uthållighets­förlust eller uppgradering till 25 %-effektiv GaAs-film (brytjämvikt vid 700 W/m², nåbar i nordisk sommarsol). Verifierat i FISCHER26_SOLAR_NORDIC_SUMMER och FISCHER26_SOLAR_BREAK_EVEN_IRRADIANCE.

Bearbetat exempel — sommar-EW-uppdrag på 65°N

Uppdrag: 25 km transit (tillåtlig EM-miljö) + 75 min loitering över bestridd zon (EW-active) + 25 km återresa, klockan 14:00 på 21 juni, 65°N. G = 650 W/m² under hela uppdraget. Transit (P_net = 355 − 42 = 313 W) förbrukar 184 Wh på 35,3 min. Återstående efter transit + 20 % reserv: 526 Wh. Loiter (P_net = 404 − 42 = 362 W): 526/362 = 87 min tillgängligt. 75 min krav uppnått med 12 min marginal — uppdrag genomförbart. Samma uppdrag utan sol (21 december, mörker): 74 min tillgängligt — 1 min under kravet. Antingen kortas loitering till 70 min, transiten till 15 km, eller batterikonfigurationen uppgraderas (se nedan).

Batterikonfiguration för garanterad 2 h i värsta fall

För att garantera 2 h användbar uthållighet i natt + tung EW (P = 426 W, ingen sol): E_krav = 426 × 2,0 / 0,80 = 1065 Wh, uppgradering från 888 Wh (+20 %). I praktiken: byte från 2× 6S 16000 mAh till 2× 6S 19200 mAh. +0,4 kg vikt, +€25 per flygram. Denna ökning betalar sig efter ~30 uppdrag i operativ användning där baslinje­batteriet skulle ha triggat tidig RTL. Verifierat i FISCHER26_BATTERY_UPGRADE_FOR_2H_WORST_CASE.

Varför denna härledning är operativt viktig

Fyra planerings­beslut beror på att denna matematik är korrekt. Uppdragsgenomförbarhet i EW-miljö: "2 timmars uthållighet" är inte vad Fischer 26 levererar mot aktiv Krasukha- eller Shipovnik-jamming. Planeraren måste använda EW-active (106 min) eller heavy-EW (100 min) när uppdrag dimensioneras. Solcells-ROI: 0,52 m² vingarea utnyttjas redan för lyft — solcellsfilm kostar bara filmen (€600 för perovskit) + 50 g vikt. Brytjämvikt ~30 uppdrag i nordisk sommar; långsammare vintertid. Batteri­valet: 20 %-uppgradering till €25 är billigare per uppdrag än att förlora en Fischer 26 på grund av oväntad RTL i tung EW. GPS-denied under EW: CRPA:s 8 W-kontinuerlig drag är priset för att behålla navigering under störning — härledningen gör denna kostnad synlig och kvantifierbar.

Fischer 26E-LE-tillägg — stand-off EW vid 1000 m AGL

Härledningarna ovan täcker basversionens energibudget. LE-varianten (Fischer 26E-LE) opererar på tier-3 stand-off-höjd vid cirka 1000 m AGL med sju-masts-antennklustret som ersätter basversionens enmastsstörare. Två nya energikostnader tillkommer: (1) klustrets 74 W EMCON-2-genomsnitt, och (2) 207 W EMCON-3-surge under aktiv 10-måls engagemangssekvens.

10-måls engagemang — energipåverkan vid 1 till 4 minuter per mål

Ett realistiskt stand-off-scenario: tio fientliga drönare korsar horisonten inom ett 30–60-minuters fönster, och klustret måste undertrycka varje mål i 1–4 minuter tills målet antingen förstörs av samarbetande framskjutna tillgångar eller avbryts på grund av länknekning. Tiden per mål varierar med måltyp — en Lancet-3 slumrande munition avbryter typiskt inom 60–90 sekunder av 2,4 GHz-nekning, medan en Orlan-10 ISR-drönare kan kvarstå i flera minuter under 915 MHz-störning innan dess operatör kommenderar RTB.

Den kritiska observationen: även värsta fallet (10 mål × 4 min EMCON-3-surge = 45 minuter kontinuerlig peak-kluster-drag) förbrukar bara 144 Wh av 2 000 Wh användbar batterikapacitet — 7,2 % av användbar energi för 45 minuters aktiv störning mot tio separata fientliga drönare. LE-varianten är inte energibegränsad vid 10 mål. Den är begränsad av gimbal-svängtid mellan mål (30 s × 10 = 5 minuters transit), CAN-FD-buss-genomströmning under simultan triplett-omtilldelning, och operatörs-kognitiv-belastning vid spårning av tio parallella engagemang — inget av vilka är energibegränsningar.

Den praktiska gränsen för engagemangsbatch-storlek är därför inte batterikapacitet utan det tidsfönster under vilket de tio målen samtidigt är närvarande i klustrets 5–15 km stand-off-fotavtryck. Om de tio fientliga drönarna anländer spridda över 45 minuter (värsta fall engagemangsvaraktighet) kan LE-flygfarkosten serva dem sekventiellt vid 4 minuter vardera och fortfarande ha 3 h 49 min uthållighet kvar i vinterförhållanden för att fortsätta patrullera. Om de anländer inom en 10-minuters skur betyder klustrets 2-gimbal-arkitektur att det bara kan engagera två åt gången, och återstående åtta antingen avbryter eller passerar oopposerade — vilket är en taktisk gräns, inte en energigräns.

Flera 10-måls-batcher per uppdrag

En andra-ordnings-fråga: hur många kompletta 10-måls-batcher kan en Fischer 26E-LE serva per uppdrag innan batteriet blir begränsningen? För ett 3-timmars uppdrag i nordisk vinter med 4 min/mål-scenariot: användbar energi 2 000 Wh, basline-uppdragsförbrukning 1 458 Wh, kvar för surges 542 Wh, 144 Wh per batch = 3,8 batcher. Tre kompletta 10-måls-batcher (30 engagemang) med 110 Wh marginal, eller 4 batcher (40 engagemang) med flygfarkosten landande 12 min tidigare.

Tre kompletta 10-måls-batcher över ett 3-timmars vinteruppdrag representerar 30 fientliga engagemang — vilket är mer än de flesta brigade-nivå hotbedömningar projicerar för en enda stand-off-utflygning. LE-variantens energibudget är därför rätt dimensionerad: den kan absorbera realistisk engagemangstäthet utan att slå i 20 %-reservgolvet. I sommarförhållanden förlänger solaugmentering detta till 4+ batcher bekvämt.

Detta är den operativa motiveringen för Fischer 26E-LE-variantens 2 500 Wh-batterisnidning dokumenterad på fischer26e.html. Ett mindre batteri (t.ex. 1 500 Wh) skulle tvinga flygfarkosten att välja mellan lång patrulltid och hög engagemangskapacitet. 2 500 Wh-dimensioneringen, med klustrets 74 W EMCON-2-effektivitet och 207 W EMCON-3-surge-tak, producerar en flygfarkost som kan patrullera i 4+ timmar OCH absorbera 30+ målengagemang i det fönstret.

Implementering

# Fischer 26 Power Budget Calculation
import json

power_budget = {
    "battery": {"cells": 12, "capacity_mah": 10000, "voltage": 44.4,
                "energy_wh": 888},
    "consumers": {
        "motor_cruise":    {"watts": 280, "duty": 1.00, "note": "T-Motor U8 at 85km/h"},
        "starlink_mini":   {"watts": 40,  "duty": 1.00, "note": "Continuous uplink"},
        "jetson_orin_nano": {"watts": 15,  "duty": 1.00, "note": "YOLOv8 + ORB-SLAM3"},
        "silvus_manet":    {"watts": 12,  "duty": 1.00, "note": "SL5200 at 300MHz"},
        "pixhawk_sensors": {"watts": 5,   "duty": 1.00, "note": "FC + baro + OF"},
        "cameras":         {"watts": 3,   "duty": 1.00, "note": "IMX477 + Infiray T2S+"}
    }
}

total_watts = sum(c["watts"] * c["duty"] for c in power_budget["consumers"].values())
endurance_h = power_budget["battery"]["energy_wh"] / total_watts
reserve = 0.20  # 20% reserve

print(f"Total power:  {total_watts:.0f}W")
print(f"Endurance:    {endurance_h:.2f}h ({endurance_h*60:.0f} min)")
print(f"With reserve: {endurance_h*(1-reserve):.2f}h ({endurance_h*(1-reserve)*60:.0f} min)")
# Output: 355W, 2.50h, 2.00h usable

Svensk leveranskedja

Källor

ArduPlane-dokumentation (ardupilot.org). Starlink Mini-specifikationer (starlink.com). T-Motor-datablad. NATO STANAG 4671 (UAS luftvärdighet). Fischer 26 konstruktionsdokumentation (FSG-A internt).