Abdrehfaktor

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Freitag, 11. April 2003, 12:41

Motorwirkungsgrad<--->Luftschraubenwirkungsgrad

Hallo Leute!
Da bin ich wieder mit einem kniffeligen Problem: Jeder weiss, dass grosse Luftschrauben (ich red hier jetzt nicht von Pylonfliegern) eine bessere Wirkung haben, sonst wären bei Elektroseglern schliesslich nicht alle Leute mit Getriebe unterwegs. LRK motoren gehen auch ohne Getriebe, wegen dem Drehmoment. Allerdings haben sie bei einer bestimmten Drehzahl ihr Wirkungsgradmaximum. Wenn ich den Motor jetzt mit einer grossen Latte runterwürge, sinkt das Motor- Eta etwas. Allerdings hat die grössere Luftschraube wiederum einen besseren Wirkungsgrad. Die Frage ist nun: Wo liegt das Optimum für den besten Gesamtwirkungsgrad der Einheit Motor-Luftschraube? Wenn man einen winzigen Prop nimmt dass der motor hoch dreht ist das motor- eta gut, aber die Luftschraube bringt keine Leistung. bei einer riesigen Luftschraube ist zwar deren Wirkungsgrad hoch, allerdings wird der Motor so übelst abgewürgt das er keinen guten Wirkungsgrad mehr hat.
Wo also liegt das Optimum zwischen diesen beiden Extremzuständen?
Es gibt ja mittlerweile genug Wirkungsgradkurven für LRKs, allerdings weiss ich nicht wo man nachsehen könnte um festzustellen welchen Wirkungsgrad verschieden grosse luftschrauben im Vergleich haben.
Kennt sich jemand damit aus?

Bis dann,
Julian

Dicker

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2

Freitag, 11. April 2003, 14:05

nun ja, das nennt sich Hochpunktsuche und wird mit dem gleichsetzen von Formeln erreicht.

du Brauchst eine Formel ETA / Drehzahl fuer Motor und Schraube, setzt Sie gleich und siehst nach wann:

wenn f(x) Motordrehzahl ist (x ist die Drehzahl, f(x) das ETA)
und g(x) die Luftschraube dann macst du folgendes:

du suchst den Hochpunkt der Gleichung

h(x) = g(x) * f(x)

Hochpunkt ist ein Punkt an dem die erste Ableitung = 0 ist und dann muss man gucken ob er schoen weit oben ist.
je nach Kurvenverlauf koennen es mehrere Hochpunkte sein.

da ET sich ja multipiziert beim Gesamt ETA und du ja das Max herausbekommen willst... musst du multiplizieren.


so :-)

g(x) und f(x) musst du natuerlich noch rausbekommen...

wenn du die Formeln hast kann ich dir das gerne rechnen.

Gruss Julian
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I :heart:Alex

Abdrehfaktor

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3

Freitag, 11. April 2003, 17:19

Hi Namensvetter!

Gut, die therorie der problematik kann man ja jetzt schön mit Deinem Beispiel berechen. Bleibt nur noch die Frage: Wie berechnet man den Wirkungsgad von Luftschrauben bzw. wo finde ich entsprechende Werte?
Kann da Jemand helfen?

Dicker

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4

Freitag, 11. April 2003, 17:32

fuer Luftschrauben ist das einfach, entsprechende Formeln findet man im Fachbuch.
Bei Motoren ist das nicht so einfach... Haengt sehr vom jeweiligen Motortyp ab.

Gruss Julian
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I :heart:Alex

Abdrehfaktor

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5

Freitag, 11. April 2003, 17:35

aha!
Wenns so einfach ist, kannst Du dann mal eben bitte den Wirkungsgrad für Aeronaut CAM-Carbon Luftschrauben von der Grösse 10 bis 15" berechnen oder mir die Formel reinposten?

haschenk

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6

Freitag, 11. April 2003, 20:57

Hallo Julian (H),

du stellst da eine völlig berechtigte Frage und ahnst irgendwie auch, was dahinter steht. Aber: Die Antwort ist VIEL VIEL zu umfangreich, als daß man sie hier im Forum geben könnte. Mit ein paar "Gemeinplätzen" ist es ja nicht getan, das bringt dich nicht weiter.

Ich würde dir raten, dich erstmal mit ein paar Fachbüchern zu bewaffnen, beispielsweise mit den Büchern von Wilhelm Geck und Ludwig Retzbach (beide im Neckar-Verlag). Dann gibt es beim vth das Buch "Aerodynamik der Motorflugmodelle", in diesem findest du speziell zum Propeller noch etwas mehr.

Im Gegensatz zur Meinung von Julian (W) ist es so, daß der E-Motor einfacher zu beschreiben und berechnen ist. Er läßt sich durch einige Kenndaten und/oder Diagramme "beschreiben" und formelmäßig darstellen. Beim Propeller ist das nicht so leicht möglich.

Du musst immer unterscheiden zwischen Standschub und Schub im Flug. Der Standschub ist von großem Interesse z.B. bei Hovern oder bei Helis. Im Stand ist der Wirkungsgrad immer Null ! Statt dessen gibt es hier den Begriff "Gütegrad", der -verkürzt gesagt- das Verhältnis von Ideal-Leistungsbedarf zu realem Leistungsbedarf ausdrückt. Mehr zum Standschub findest du hier:
http://www.rc-network.de/magazin/artikel…/Standschub.pdf

Im Flug wird das alles viel komplexer. Man muß hier eine Anpassung Motor/Propeller (vor allem Durchmesser und Steigung) machen, aufgrund der bekannten Motordaten und der (voraussichtlichen) Fluggeschwindigkeit. Um dazu weiterreden zu können, wären jetzt diverse Grundbegiffe aus der Propellertheorie notwendig. Diese solltest du dir erst aneignen, z.B. aus den o.e. Büchern.

Auch wenn man das alles draufhat, ist die Abstimmung Motor/Propeller (Suche des Optimums) nicht trivial, oft muß man in Kompromisse eingehen. Als Beispiel will ich hier nur die Wahl der passenden Getriebeuntersetzung erwähnen, bzw. die Entscheidung, ob sich ein Getriebe in einem bestimmten Fall lohnt oder nicht.

Leider sind diese Dinge alle nicht ganz easy und man braucht schon Einiges an Mathe und Physik, wenn man da einsteigen will. Die Alternative ist "probieren", damit kann man auch zu Erfolgen kommen.


Grüße,
Helmut

Abdrehfaktor

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7

Sonntag, 13. April 2003, 10:50

ÄÄhmmm..........ja

das ist ja allerhand. hätte nicht gedacht, dass alles so kompliziert ist. trotzdem vielen Dank. Ich denk ich mache es einfach so: Den vom Hersteller empfohlenen Prop nehmen und eventuell ein klein wenig mit Durchmesser und Steigung experimentieren. Dreisterweise erreicht ein Kumpel mit seiner völlig unberechneten Elektro- Libelle 1h Flugzeit. Das muss ich irgendwie toppen können. Wird schon schiefgehen!
Ciao,
Julian

hopfen

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8

Sonntag, 13. April 2003, 22:05

Hallo rundum

Zitat

Wirkungsgrad für Aeronaut CAM-Carbon Luftschrauben von der Grösse 10 bis 15" berechnen

vorweg:
ich kanns auch nicht ;-)

In FMT 4/2004 seite 97 ist eine kleine Tabelle mit ermittelten ? Wirkungsgradangaben zu Luftschrauben und dem Gesamtwirkungsgrad bezogen bei einem bestimmten Antrieb.
Bravo, find ich sehr Lobenswert!

z.B Aeronaut Carbon KlappLS 15x9,5 mit bescheidenen 51 % bei 6810 UPM

was mich jedoch sehr stutzig macht sind Angaben über eine LS 14x7 APC Sport von 85 % bei 8460 UPM ???

Überhaupt sind in der oberen gelben Spalte fast lauter hocheffiziente Luftschrauben ab 73 % eta - 85% ??? bei ca 8500 UPM -9300 UPM

Es wird dort aber auch auf die Problematik der Eta Werte für Luftschraubenangaben hingewiesen.
Horst wünscht viel Spaß beim Fliegen und experimentieren. - Einige Infos auf flying . . CDR Motore & Micromodelle: flying(alt)

El_Torro

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9

Sonntag, 13. April 2003, 22:14

Hallo zusammen, hier ist einer der anderen Fakultät!
Schnelle Motoren 20000- 30000 U/min und kleine Schrauben,mit irrsinniger Steigung! ich kann nicht verstehen warum Ihr immer noch diese Luftschaufler fliegt? Wenn die im schnellen Anflug aufgeklappt werden, geht die halbe Fahrt verloren, im Start mögen die vielleicht 1/3 besser sein , aber nicht beim Durchstarten. Außerdem das Gewicht was Ihr rumschleppt, das verzehrt 2 Zellen, das Gewicht des Props nochmal eine.Ach ja, habe ich noch vergessen, die Kühlwirkung auf Akkus und Regler ist die 3 fache Geschwindigkeitsmenge an Luft, proportional zur effektiven Rumpfgeschwindigkeit, das läßt sich sehen.
Gruß Jochen

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »El_Torro« (13. April 2003, 22:18)


haschenk

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10

Sonntag, 13. April 2003, 23:46

Hi zusammen,

@Horst
ich vermute, du sprichst von dem Artikel, um den es hier auch geht:

http://www.rc-network.de/cgi-bin/ubb/ult…f=1;t=000884;p=

Ein weiterer Kommentar ist da nicht mehr nötig.

@Jochen

Zitat

Außerdem das Gewicht was Ihr rumschleppt, das verzehrt 2 Zellen, das Gewicht des Props nochmal eine.Ach ja, habe ich noch vergessen, die Kühlwirkung auf Akkus und Regler ist die 3 fache Geschwindigkeitsmenge an Luft, proportional zur effektiven Rumpfgeschwindigkeit, das läßt sich sehen.

Ist das nun ernst gemeint, oder bist du evtl. von der "satirischen Fakultät" ?

@Julian
Ja, leider ist das so kompliziert, mir wär´s auch lieber, wenn es einfacher wäre. Da haben sich Generationen von Flugtechnikern drum bemüht, und heute versteht man das alles und kann es auch berechnen. Aber es ist halt so, daß man den Inhalt von Büchern nicht auf ein paar Sätze in einem Forum verkürzen kann, sonst bräuchte man keine Bücher mehr.


Grüße,
Helmut

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »haschenk« (13. April 2003, 23:49)


somodi

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11

Montag, 14. April 2003, 09:30

@Julian Holtz,
schau mal da:

http://www.czepa.at/luftschraube.html

ist seeehr informativ.

es ist wichtig die fluggeschwindigkeit des modell´s zu wissen, um den gesamten antrieb vernünftig auslegen zu können.
Bye!:w

:evil:Was nicht senkrecht geht, ist UNTERMOTORISIERT:evil:

somodi@web.de

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12

Dienstag, 15. April 2003, 12:36

@ alle: Vielen dank für die infos und die vielen hilfreichen infos! da wirds wohl erstmal ein paar wintertage brauchen bis ich mich da durchgelesen hab.

@ Jochen: ist das wirklich ernst gemeint mit dem hochdrehenden mnipropeller für elektrosegler. ich bin ja immer offen für neue erkenntnisse, aber nach ALLEM, was ich bis jetzt gehört, gelesen, gesehen und selbst geflogen hab, kann ich nur sagen das ein grösserer propeller dafür besser geeignet ist. Die NASA muss es ja wissen, und die treibt ihre flugzeuge schliesslich nicht mit Günni-props an :D

nix für ungut, ich will auch nur lernen :)