Solarflieger

GC

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Ohne Getriebe ist der Antrieb in deinen Film deutlich besser. Aber woran liegt es? Liegt es nur am Getriebe, oder ist der Propeller ohne Getriebe wesentlich besser angepasst beziehungsweise der große Propeller beim Antrieb mit Getriebe sehr schlecht angepasst zum Beispiel zu wenig Steigung bzw. zu stark untersetzt?
 
wie schon gesagt, den Getriebe-Antrieb inclusive Prop habe ich vom Benjamin (deftones) zum Testen bekommen. Von wem er die hat weiß ich nicht, sicherlich irgendjemand hier aus dem Forum?
Der Prop sieht aus wie im Post #1738 (Foto unten Moskito-Blätter). Mittelstück 25mm Durchmesser 38.5cm, sehr leicht: 6.7g pro Blatt.
Der Hacker-B20S22 hat lt. DriveCalc bei 9.3V und 5.3A (49W) ca. 80% Wirkungsgrad.
Mit dem Getriebe hatte ich im gleichen Arbeitspunkt gerade mal 59% gemessen, 21% weniger. Da die Wirkungsgrade multipliziert werden müssen, bleibt für das Getriebe in dem Punkt ca. 74% Wirkungsgrad übrig, 25% Verlust.
Bei kleineren Leistungen wird es noch deutlich schlechter. 40% Verlust können durch einen großen Prop dann auch nicht mehr kompeniert werden.

Hier mal noch die Leistung an der Solarzelle bei den beiden Flügen.
16.5x1 Getriebe.png

ohne_Getriebe.png

Gruß Dietrich
 
Erstmal herzlichen Dank An Dietrich für die tollen Messungen vom Sunnysky Motor und dem Reisenauer Getriebe!

Der Prop sieht aus wie im Post #1738 (Foto unten Moskito-Blätter). Mittelstück 25mm Durchmesser 38.5cm, sehr leicht: 6.7g pro Blatt.
Der Hacker-B20S22 hat lt. DriveCalc bei 9.3V und 5.3A (49W) ca. 80% Wirkungsgrad.
Mit dem Getriebe hatte ich im gleichen Arbeitspunkt gerade mal 59% gemessen, 21% weniger. Da die Wirkungsgrade multipliziert werden müssen, bleibt für das Getriebe in dem Punkt ca. 74% Wirkungsgrad übrig, 25% Verlust.
Die Fragen lassen sich schnell beantworten: Das Getriebe ist von Maxon und die Luftschraube ein Schöberl Propeller. Der wurde auch schon speziell für kleine Leistungen ausgelegt. Wie genau der Gesamtantrieb abgestimmt ist, kann ich tatsächlich nicht sagen.

Die Messungen von Dietrich sind sehr wertvoll, weil sie zeigen, dass das Reisenauergetriebe auch bei kleinen Eingangsleistungen hervorragende Wirkungsgrade erreicht. In seinem "normalen" Spektrum von Eingangsleistungen zwischen 300 ... 1000W sind 99% Wirkungsgrad tatsächlich realistisch. Zwischen 10 und 75W Eingangsleistung sind immerhin Wirkungsgrade zwischen 82% und 97.5% zu erwarten, siehe Dietrichs plot aus #2047.
Außerdem scheint nach den Messungen auch der Sunnysky Motor zu funktionieren wie beworben. Dietrich hat mit Auto timing gemessen, ein kleines, fest timing im Bereich von ~10° sollte bei kleinen Leistungen noch etwas höhere Effizienz liefern - die Maximalleistung des Motors ist für uns ohnehin nicht interessant.

Gemessen hat Dietrich mit Getriebe vor allem zwei Arbeitspunkte, einen in der Nähe der maximal zu erwartenden Eingangsleistung und einen am unteren Rand.

Arbeitspunkt 1: U=7.5V, I=3.13A, P_elek = 23.5W, P_mech = 17W, eta_motor&gear=72%
Arbeitspunkt 2: U=11.7V, I=6.15A, P_elek = 72W, P_mech = 58.2W, eta_motor&gear=81%

Wie in #2014 beschrieben, habe ich einen angenommenen Getriebewirkungsgrad von 94% in den Leerlaufstrom mit eingerechnet und KV mit der Getriebeuntersetzung reduziert. Das Motormodell bildet jetzt also Motor und Getriebe als Einheit ab, so wie Dietrich das auch gemessen hat. Für die Wirkungsgrade bei den beiden Messspannungen ergeben sich die folgenden Kurven:
eta.png

Der Arbeitspunkt 1 ist mit grünen Sternchen markiert. Die gestrichelte Kurve gibt den Wirkungsgrad der Motor/Getriebe Kombination und die durchgezogene Linie den Propellerwirkungsgrad wieder. Der Wirkungsgrad von Motor/Prop von 70% passt ganz gut zu den Messungen und man wäre bei ~9.5m/s so wie 1250U/min am Propeller unterwegs. Im Arbeitspunkt 2 (rote Sternchen) würde man laut Rechnung 82% Wirkungsgrad für die Motor/Getriebe Kombination erreichen (81% laut Messung) bei ~15m/s Fluggeschwindigkeit und 1940U/min am Propeller. Alle diese Daten stammen aus Rechnungen mit qprop.

Die Arbeitspunkte hab ich auch auf den Leistungskurven eingetragen. Die gestrichelten Linien sind wieder die elektrische Eingangsleistung und durchgezogen die am Propeller umgesetzten Leistungen.
power.png

Zum Vergleich in schwarz die benötigte Leistung für den Horizontalflug des Sense bei m=1250g dargestellt. Man sieht, dass in beiden Arbeitspunkten ein Leistungsüberschuss zum Steigen vorhanden ist. Alternativ könnte bei identischer Leistung (höhere Spannung und kleiner Strom) eine höhere Geschwindigkeit im Horizontalflug erreicht werden. Diese Kurven habe ich hier der Übersichtlichkeit halber nicht geplottet.

Zusammenfassend kann man sagen, dass die Messungen ein gutes Indiz dafür geben, dass die erarbeitete Auslegung funktionieren müsste. Bei besseren Wetter können wir als nächstes die Zellen durchmessen und dann kann man sich Gedanken über die Propellerform machen.

Viele Grüße,
Benjamin
 
Ich hoffe, die interessante Verstellprop-Diskussion hier nicht zu unterbrechen.
Folgenden Plan habe ich:
Ein Küstenflieger-Meganuri-PV.
Angedacht sind 32 C60-Halbzellen mit 4S LiIon (verm. 18650) als Puffer, das ganze ausgeführt mit FC (INAV) und FPV-Equipment.
Das Projekt gibt es erfolgreich bereits mit deinem Albatros XXL, siehe
https://www.rc-network.de/threads/fpv-solarflugzeug-baubericht-testflug.588322/
Der Albatros ist mir allerdings zu groß. Nun bin ich auf der Suche nach einigen Anregungen bezügl. Antrieb
und der Zellenverbindung:
- Da es sich um Halbzellen handelt, habe ich keine Möglichkeit, die original Verbinder von SunPower zu verwenden. Empfehlt ihr
die Verbindung mit "normalen" Bus Wires oder aber TabWires?
- Ich habe vor, die Zellen mitt doppelseitigem Klebeband (das "rote" von Tesa) zu fixieren und dann mit Oracover zu bespannen
- Als Antrieb hatte ich an einen 4215 mit 650KV gedacht - Prop noch unklar, aber vermutlich was mit 9 oder 10 Zoll. was sagt ihr dazu?
- Für die Zellladung dachte ich an einen selbstgebauten MPPT. Dazu habe ich schon die Seiten zuvor gelesen mit dein Eigenbau-MPPT, den Code
aber entsprechend angepasst auf die Ladung der Zellen und nicht auf "Direktverbrauch"

Viele Grüße, Nico
 
Zuletzt bearbeitet:
- Da es sich um Halbzellen handelt, habe ich keine Möglichkeit, die original Verbinder von SunPower zu verwenden. Empfehlt ihr
die Verbindung mit "normalen" Bus Wires oder aber TabWires?
Hallo Nico,
klasse Projekt das mit dem Küstenflieger!
Wie lautet deine Bezugsquelle der halfcut Zellen oder teilst du die selber und wenn ja wie?
Viele Grüße,
Daniel
ps: die Frage nach dem Bezug stellt sich auch anderen ;)
 
Zuletzt bearbeitet:
Zellen messen

Die recht wenig stabilen Wetterlagen haben keine großen Zeitfenster außerhalb der Arbeitszeit ergeben. Dietrich hat mir dann zum Glück recht spontan bei Messen der Zellen geholfen. Über Spiegel und Glasscheibe konnten wir die Zellen „über Kopf“ auflegen und den Kurzschlussstrom messen.
messen.jpg

Das ist natürlich nicht perfekt, aber gibt schon Aufschluss darüber, ob die versprochene Leistung auch abgerufen werden kann. Alle Zellen wurden nummeriert und die Kurzschlussströme über der Zellennummer aufgetragen:
cell_select.png

Auf dem Breitengrad 48.7° haben wir die Messung gegen 17:00 Ortszeit gestartet und waren um 19:00 fertig. In diese Zeit nimmt der Sonnenwinkel und damit die maximal zu erzielende Leistung deutlich ab. Grundsätzlich war der Himmel klar mit ein paar Cumulus Wolken, wegen so einem Exemplar mussten wir die Messung bei Zelle 50 für eine halbe Stunde unterbrechen. Zusätzlich hatten wir bei Zelle 38 und immer mal wieder zwischen Zelle 50 … 106 mit leichtem Cirrus Schleier zu tun, der sich ebenfalls sofort auf die gemessene Leistung niederschlägt. Wir haben deshalb immer mal wieder die Zelle 6 als Referenz gemessen und zusätzlich geplottet. Mit Hilfe der Referenz und einer Mittelwertbildung kann man schon ganz gut die wirklich schlechten Zellen aussortieren.

Im Grunde war die Qualität (A-grade Zellen) aber wirklich okay. Dietrich hatte noch die Idee, permanent eine Zelle mitzumessen und die Ergebnisse mit einem Logger aufzuzeichnen. Wenn die Temperatur dieser Zelle gleich bleibt, kann man so eine Messung ebenfalls als Referenz heranziehen. Ich denke allerdings, dass das Verfahren wie oben beschrieben schon ausreicht, um die wirklichen Ausreißer nach unten zu finden.

Viele Grüße,
Benjamin
 
Hallo in die Rund! Ich möchte gerne meinen Bausatz Solar- Excel liegen und möchte den gerne aufbauen. Wer kann mir eine Empfehlung für den kompletten Antriebsstrang geben? Originale Zellen hätte ich auch noch falls die noch laufen@ und ganz wichtig, ich habe von Technik keine Ahnung, bitte nicht zu kompliziert. Grüße Dirk
 

GC

User
Halo Dirk,
als Motor würde ich einen AXI 2212/34 mit 710kV oder einen ähnlich niedigdrehenden Motor empfehlen. Dazu einen 15x13 Aeronaut Prop. Dies habe ich auch auf meinen Excel Dauerflieger.

Die original-Zellen sind nur etwas für Sammler. Vergiß sie!

Du brauchst 14 moderne C60 Zellen. Die brechen aber sehr leicht. Deshalb möglichst in Epoxi laminieren. Ich kann das nicht selber.

Den Regler wie von Holle beschrieben.

So das wär´s und bei viel Sonne fliegt das Teil wunderbar.
 

Efly72

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Neuer Solarflieger.

Der Beitrag von Dotcom , Nr. 2.028 vom 5. Januar 2023 mit dessen Idee des Tragflächenaufbaus hat mich angeregt einen neuen Solarflieger zu bauen.
Daten zum Modell : Spannweite 2120 mm , Länge 1100 mm , 16 Zellen SunPower E 60 , Profil AG 37 , Tiefe 195 mm , Abfluggewicht 700 Gramm.
Tragflächen -Aufbau wie von Dotcom , aber beim Solarzellen - Einbau andere Vorgehensweise : Jeweils 8 Zellen auf ein 1,5 mm Balsabrett mit Übermaß mit Epoxidharz flachliegend verklebt , 48 Gramm Glasgewebe und Abreißfolie beschichtet und dann im Vacuum mit 0,2 Bar Unterdruck
24 Stunden ausgehärtet. Dieses Sandwich in das Flächengerüst eingepasst, mit Weissleim beklebt und mit Gewichten für die Wölbung belastet.
Das Ergebnis waren leicht Flächenhälften welche dann mit Bügelfolie beklebt wurden.
Die RC- Komponenten sind die gleichen wie in meinem Solarsegler Beitrag 1.838 vom 2. April 2021 . Lediglich benutze ich nun einen MPP-Regler von Dietrich Meissner. Den CFK- Aramid Rumpf habe ich günstig über RCN erstanden , für meinen Flieger bestens geeignet.

Der Erstflug steht Wetterbedingt noch aus , sehe aber keine Probleme . Ich werde berichten. Die Dame auf dem Foto ist meine mich immer unterstützende Gattin.
Nun viel Spaß beim Lesen bzw. dem Anschauen der Bilder und Grüße aus Augsburg

Werner Schäfer
 

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Glückwunsch zum Flieger und zur Gattin,

lässt sich das Sandwich noch einigermaßen biegen? Wie hast du es hinbekommen, das die Folie beim Schrumpfen nicht an den Zellen klebt?

Viele Grüße Thomas
 

Efly72

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Hallo Thomas,
die Zellen sind in Spannweiten Richtung biegsam geht einwandfrei. Bei dem Flügel sind nur die offenen Felder bespannt nicht die Zellen welche ja mit Gewebe belegt sind.
Gruss Werner
 

Dotcom

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Hallo Werner,

tolle Vorgehensweise! Es freut mich zu sehen dass meine Idee Verbreitung findet. Ich hatte Bedenken dass sich so ein Sandwich nach dem Verkleben noch zur Wölbung biegen lässt, aber nächstes Mal probier ich es auch so.
Viel Erfolg in der Flugerprobung!

Frage an Alle: Schliesst ihr die Zellen beim Abziehen des Abreissgewebes kurz? Habe Bedenken dass Aufladung beim Abreissen die Zellen beschädigt

Grüsse, Andy
 

Efly72

User
Hallo Andy und Solarflieger ,

beim Erstflug habe ich eine unangenehme Situation erlebt. Ich wollte möglichst leicht bauen was bei Solarmodellen ja nicht schlecht ist habe aber vernachlässigt genug drehsteif zu bauen. Kurz und gut der Flügel hat sich verwunden so dass das Modell nahezu unsteuerbar wurde und ich eine glücklich ausgegangene Notlandung machen musste.
Daraufhin habe ich von den Flächen die Folie komplett entfernt , zusätzliche Holmverkastung eingebaut , mit Polyestervliess bespanntund mit Spannlack 2x gestrichen. Die Fläche ist nun drehsteif genug und so konnte ich am vergangenen Donnerstag den 2. Erstflug , diesmal problemlos machen , siehe Fotos.

Zum Abziehen des Abreissgewebes , ich schließe nicht kurz und hatte noch nie Probleme .

Schönen Sonntag und Solargrüße aus Augsburg

Werner
 

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