Credo che il problema sia il peso in ordine di volo.
L'autonomia dipende principalmente da quello: 5 minuti sono effettivamente pochi ma 20 sono raggiungibili solo se per volare ti basta proprio solo un filo di gas.
Il gas al 50% non depone a favore
Batterie, elica, motore ed ESC vanno bene così.
Passare a 4s peggiori le cose, l'efficenza si migliora abbassando i giri e ingrandendo l'elica, non viceversa.