Wirkungsgrad von Propellern
- Ersteller GC
- Erstellt am
Jürgen Heilig
User
powercroco schrieb:
Sicher ist es mit dem entsprechenden Mess-Equipment noch einfacher, aber wenn das vorhanden wäre, hätte Gerhard hier sicher nicht gefragt.
Jürgen
Jürgen Heilig
User
GC schrieb:
Morgens oder abends in ca. 10m Flughöhe dürfte es kaum merkliche Thermikeinflüsse geben. Statt der 10 Minuten gehen natürlich auch 5 Minuten - allerdings leidet darunter die Genauigkeit und der Einfluss der Start-/Steigflug und Landephase wird grösser.
Während Du die Luftschraube bzw. Akku wechselst, kannst Du gleichzeitig den gerade benutzten Akku wieder aufladen. So viele Luftschrauben musst du doch garnicht testen.
JürgenPowercroco
User
wenn ein tango im budget ist, sollte es doch auch für den unilog reichen.
da braucht er nichtmal akkus zu wechseln - der verbrauch wird ja mit geloggt und kann pro run ausgelese werden, genauso, wie der höchst interessante stromverlauf in den einzelnen flugphasen.
nur so kann man das ordentlich analysieren.
guck einfach mal, wie die logs und die datenanalyse manchen der speedflieger vorangebracht haben.
vielleicht kannst du dir ja mal einen uilog borgen.
auslesen mit logview. (sehr komfortable freeware)
vg
ralph
da braucht er nichtmal akkus zu wechseln - der verbrauch wird ja mit geloggt und kann pro run ausgelese werden, genauso, wie der höchst interessante stromverlauf in den einzelnen flugphasen.
nur so kann man das ordentlich analysieren.
guck einfach mal, wie die logs und die datenanalyse manchen der speedflieger vorangebracht haben.
vielleicht kannst du dir ja mal einen uilog borgen.
auslesen mit logview. (sehr komfortable freeware)
vg
ralph
hab ein wenig rumgerechnet.
Annahmen:
Masse des Fliegers 2.5kg
Sinkgeschwindigkeit 0.4m/s (bestes Sinken) bei
Fluggeschwindigkeit 10m/s
noetige Antriebsleistung (Ausgangsleistung des Props) daraus -> 10W, resp. 1N Schub bei 10m/s
Hab dann die vorhandenen Props in Propcalc modelliert, alle mit dem gleichen Profil (Clark Y 5.9%) und ungefaehr der gleichen Steigungsverteilung auf dem Radius.
Um 1N Schub bei 10m/s zu machen benoetigt die
16x16 13W bei 1850rpm
17x13 14W bei 2300rpm
18x12 16W bei 2240rpm
18x19 13W bei 1560rpm
23x12 19W bei 2100rpm
23x12+5 15W bei 1570rpm
28x38 13W bei 700rpm
Leistung bezieht sich auf Prop Eingangsleistung = Getriebeausgang.
Also keine wirklich weltbewegenden Unterschiede in der Leistungsaufnahme. Die Props mit groesserem H/D sind allerdings wie erwartet schon deutlich effizienter.
Die Verluste in Getriebe, Motor und Regler werden aber deutlich hoeher sein als diese kleine Unterschiede. Der Tango laeuft bei dieser minimalen Last im tiefsten Teillastbereich, nicht gerade optimal.
Vernuenftigerweise muesste also der Motor deutlich kleiner werden.
Bitte nicht die Resultate als absolute Wahrheit nehmen; relativ werden sie wohl einigermassen stimmen.
Gruss, Hans
Annahmen:
Masse des Fliegers 2.5kg
Sinkgeschwindigkeit 0.4m/s (bestes Sinken) bei
Fluggeschwindigkeit 10m/s
noetige Antriebsleistung (Ausgangsleistung des Props) daraus -> 10W, resp. 1N Schub bei 10m/s
Hab dann die vorhandenen Props in Propcalc modelliert, alle mit dem gleichen Profil (Clark Y 5.9%) und ungefaehr der gleichen Steigungsverteilung auf dem Radius.
Um 1N Schub bei 10m/s zu machen benoetigt die
16x16 13W bei 1850rpm
17x13 14W bei 2300rpm
18x12 16W bei 2240rpm
18x19 13W bei 1560rpm
23x12 19W bei 2100rpm
23x12+5 15W bei 1570rpm
28x38 13W bei 700rpm
Leistung bezieht sich auf Prop Eingangsleistung = Getriebeausgang.
Also keine wirklich weltbewegenden Unterschiede in der Leistungsaufnahme. Die Props mit groesserem H/D sind allerdings wie erwartet schon deutlich effizienter.
Die Verluste in Getriebe, Motor und Regler werden aber deutlich hoeher sein als diese kleine Unterschiede. Der Tango laeuft bei dieser minimalen Last im tiefsten Teillastbereich, nicht gerade optimal.
Vernuenftigerweise muesste also der Motor deutlich kleiner werden.
Bitte nicht die Resultate als absolute Wahrheit nehmen; relativ werden sie wohl einigermassen stimmen.
Gruss, Hans
Anhänge
GC
User
Langsam nimmt es Gestalt an!
Langsam nimmt es Gestalt an!
Hallo Hans,
vielen Dank für´s Rechnen.
Der 28*38 ist demnach gar nicht so schlecht! Ich kann ja mit 3 Zellen fliegen und steigen, auschalten, segeln und beim Steigen im 85% Bereich des Motors fliegen.
Oder aber die 16*16 mit 6 (136W) Zellen ode die 18*19 mit 5 Zellen (150W).
@Ralph,
so ein unilog würde mich schon reizen, ist aber kaum im Zeit-Budget drin ;-) .
Die Seiten von Powercroco und Czepa sind übrigens allererste Sahne!
Langsam nimmt es Gestalt an!
Hallo Hans,
vielen Dank für´s Rechnen.
Der 28*38 ist demnach gar nicht so schlecht! Ich kann ja mit 3 Zellen fliegen und steigen, auschalten, segeln und beim Steigen im 85% Bereich des Motors fliegen.
Oder aber die 16*16 mit 6 (136W) Zellen ode die 18*19 mit 5 Zellen (150W).
@Ralph,
so ein unilog würde mich schon reizen, ist aber kaum im Zeit-Budget drin ;-) .
Die Seiten von Powercroco und Czepa sind übrigens allererste Sahne!
Jürgen Heilig
User
hul schrieb:
Hallo Hans,
vielen Dank - da hättem wir beinahe die Arbeit dupliziert.
Die Masse des Modells hatte Gerhard bereits mit 2.7kg beziffert, was die erforderlichen Leistungswerte etwas erhöht. Es fehlt auch die zusätzliche Leistung zur Überwindung des Luftwiderstands des Modells bei einer Fluggeschwindigkeit von 10m/s. Soll uns für den Vergleich der Luftschrauben aber erst einmal egal sein.
Für die Props ergeben sich bei 10W Leistungsforderung folgende Wirkungsgrade:
16x16 13W => 76,9%
17x13 14W => 71,4%
18x12 16W => 62,5%
18x19 13W => 76,9%
23x12 19W => 52,6%
23x12+5 15W => 66,6%
28x38 13W => 76,9%
Das haben wir doch schon gewaltige Unterschiede im Wirkungsgrad.
Die quadratischen bzw. annähernd quadratischen Luftschrauben schneiden wie erwartet recht gut ab, während der grössere Durchmesser bei dieser geringen Leistung noch wenig Vorteile zu bringen scheint und Luftschrauben mit geringer Steigung für 10m/s Fluggeschwindigkeit einfach zu hoch drehen müssen.
Ein Motor wie der Tango ist für solche Leistungen total unterfordert und quitiert es mit einem schlechten Wirkungsgrad.
Da wir uns für einen sicheren Start (und für das Durchfliegen von Abwindfeldern) mindestens 1m/s Steigen wünschen, benötigen wir für nicht 10W, sondern (bei 2.7kg) mindestens 37,8W - bei Berücksichtigung des Luftwiderstands des Modells natürlich noch etwas mehr.
Kannst Du eventuell die Luftschrauben für 40W noch 'mal durchrechnen?
Jürgen
Jürgen Heilig
User
GC schrieb:
Hallo Gerhard,
so wie es derzeit aussieht, wirst Du wohl "Steigen - Ausschalten - Segeln" müssen. Ein bisschen Thermik segeln macht sich sich ja in der Bilanz sicher nicht schlecht. Ein Motor der nicht läuft benötgt auch keine Energie.
Stellt sich dabei allerdings nicht zuletzt die Frage, ob sich die "Riesenlöffel" überhaupt sauber am Rumpf anlegen - sonst könnten diese merklich die Segelleistung beeinflussen.
JürgenP.S.: Deine Mitbewerber lesen sicher auch fleissig mit?
Jürgen Heilig
User
hul schrieb:
Hallo Hans,
doch, dann würde es mit 9,81m/s² abwärts gehen.
Nach der Energiebetrachtung brauche ich genau die Leistung P = F * v um das Sinken von 0,4m/s zu verhindern:
P = 2,7kg * 9,81m/s² * 0,4m/s = ca. 10,6 W
Die zusätzliche Energie zur Überwindung des horizontalen Luftwiderstands bei 10m/s ist dabei noch nicht berücksichtigt.
JürgenHi
Ist der Rumpf zu kurz einfach einen " Motorträger (Verlängerung) " davor, für ein Stützlager an Verlängerungswelle ,wie beim alten Moskito .
Eine Faustformel für den Motor ist --Arbeitspunkt bei 10 mal Lehrlaufstrom.
Oder eben der Lehrlaufstrom soll 1/10 tel vom Laststrom sein.
Gewicht spielt ja keine Rolle sondern bring noch mehr Punkte.
Gruß Aloys.
Ist der Rumpf zu kurz einfach einen " Motorträger (Verlängerung) " davor, für ein Stützlager an Verlängerungswelle ,wie beim alten Moskito .
Eine Faustformel für den Motor ist --Arbeitspunkt bei 10 mal Lehrlaufstrom.
Oder eben der Lehrlaufstrom soll 1/10 tel vom Laststrom sein.
Gewicht spielt ja keine Rolle sondern bring noch mehr Punkte.
Gruß Aloys.
GC
User
Hallo Jürgen,
Zitat: "Meine Mitbewerber lesen wohl fleißig mit". Ich weiß nicht ob das Mitbewerber sind, eher Sponsoren ;-). Von einem bekomme ich nämlich den großen Prop. Es geht mir hier um den Spaß an der Sache. Außerdem finde ich die Kommunikation mit Euch ganz toll und freundschaftlich. Außerdem lerne ich gerade erheblich dazu. Die Piloten in Recklinghausen sind ehrlich und fair. Das Problem ist die Jury ;-) . Wenn schon der Sieger, Klaus Maiwald sagt, daß er unmöglich gesiegt haben könne, zeigt das doch den sportlichen Geist und die gute Kameradschaft.
Also ich bin letztes Jahr mit meinem Tango ohne Getriebe mit einer 13*11 und 3 Zellen Lipo 1h geflogen und das bei gutem Wind. Der Wind hilft den Außenseitern, wie mir und schadet den Spezialisten, die sehr langsame und leichte Modelle haben.
Und noch was Jürgen. Zitat: "Ohne Luftwiderstand, dann würde es mit 9,81m/s² abwärts gehen." Ist falsch! Ohne Luftwiderstand kämen wir erst gar nicht hoch und der Prop hätte wohl wenig Sinn.
Also ich versuche es demnächst mal mit einer 16*16 und 6 Zellen. Müßte schon besser sein, als meine Konfiguration vom letzen Jahr.
Hans,
die 28Zoll werden wohl Millimeterarbeit.
Zitat: "Meine Mitbewerber lesen wohl fleißig mit". Ich weiß nicht ob das Mitbewerber sind, eher Sponsoren ;-). Von einem bekomme ich nämlich den großen Prop. Es geht mir hier um den Spaß an der Sache. Außerdem finde ich die Kommunikation mit Euch ganz toll und freundschaftlich. Außerdem lerne ich gerade erheblich dazu. Die Piloten in Recklinghausen sind ehrlich und fair. Das Problem ist die Jury ;-) . Wenn schon der Sieger, Klaus Maiwald sagt, daß er unmöglich gesiegt haben könne, zeigt das doch den sportlichen Geist und die gute Kameradschaft.
Also ich bin letztes Jahr mit meinem Tango ohne Getriebe mit einer 13*11 und 3 Zellen Lipo 1h geflogen und das bei gutem Wind. Der Wind hilft den Außenseitern, wie mir und schadet den Spezialisten, die sehr langsame und leichte Modelle haben.
Und noch was Jürgen. Zitat: "Ohne Luftwiderstand, dann würde es mit 9,81m/s² abwärts gehen." Ist falsch!
Ohne Luftwiderstand kämen wir erst gar nicht hoch und der Prop hätte wohl wenig Sinn. Also ich versuche es demnächst mal mit einer 16*16 und 6 Zellen. Müßte schon besser sein, als meine Konfiguration vom letzen Jahr.
Hans,
die 28Zoll werden wohl Millimeterarbeit.
und die Geschwindigkeit zu halten. Durch Luftwiderstand werden die etwa 10.6W in Waerme umgewandelt.Jürgen Heilig schrieb:dann würde es mit 9,81m/s² abwärts gehen.
Nach der Energiebetrachtung brauche ich genau die Leistung P = F * v um das Sinken von 0,4m/s zu verhindern:
P = 2,7kg * 9,81m/s² * 0,4m/s = ca. 10,6 W
Ohne Luft faellt's runter, mit Luft ohne Widerstand fliegt's ewig.
Hier die Ergebnisse fuer 4N Schub bei 10m/s:
16x16 56W bei 2520rpm
17x13 52W bei 2860rpm
18x12 53W bei 2730rpm
18x19 53W bei 2060rpm
23x12 54W bei 2400rpm
23x12+5 51W bei 1840rpm
28x38 49W bei 860rpm
nicht wirklich grosse Unterschiede. Die Guete (sorry, englische Tastatur...) des jeweiligen Props hat wahrscheinlich einen aehnlichen Einfluss auf den Wirkungsgrad wie Durchmesser und H/D.
Gruss, Hans
Anhänge
Christian Baron
User
Klar
Ihr vollzieht gerade meine Rechnungen und Überlegungen nach, die ich vor ein paar Jahren auch gemacht habe und die dann zu der 26,7x38" und dann zu der 30x26" Luftschraube geführt haben.
Ein Tipp: Der Schub sollte nicht unter 280g gehen bei den vorgegebenen Werten.
Ich habe da ein paar Seiten auf meiner Homepage die Gerhard sehr gut kennt:
Diese zum Beispiel zeigt meine Luftschraube die ich seit 2006 fliege
http://www.cb-roter-baron.de/cb47seite6.htm
Die gesamte Geschichte ist unter "ausführliche Berichte" und dort unter "Sunset-Cup" zu finden.
Meine Luftschraube hat 30x26" und liegt durch einen gekröpften Mitnehmer am Rumpf an. Sie ist mit Martin Hepperle's Programm und den Info's von Helmut Schenk entworfen worden und CNC gefertigt. Profil ist das AG43 von Mark Drela, das an der Blattwurzel aufgedickt wurde. Die Luftschraube wurde im CAD an die Rumpfkontur "gebogen" und liegt daher gut an. Stahlfedern am Mittelstück halten sie eingeklappt am Rumpf. Alle weiteren Angaben und ein paar nette Geschichten dazu findet ihr auf den genannten Homepageseiten.
Ich würde mich freuen euch ebenfalls in Recklinghausen am 30.5. zu treffen.
Christian Baron
User
Gerhard,
die Luftschraube hat 26,7" Durchmesser, nicht 28"!!!
die Luftschraube hat 26,7" Durchmesser, nicht 28"!!!
Jürgen Heilig
User
GC schrieb:
Hallo Gerhard,
wenn damit die 8A erreicht werden -> OK. Ansonsten reichen vielleicht auch 5s.
Mit der 18x19" sollten 5s auf jeden Fall reichen und der Prop Wirkungsgrad scheint etwas besser zu sein.
JürgenPowercroco
User
die welt ist ja mal wieder so klein.
es sind am ende immer die gleichen "üblichen verdächtigen" am werk.
um nochmal auf die moorseite zurückzukommen:
den sollte man wirklich so auslegen, dass er bei der optimalen lattendrehzahl genau bei seinem eta max arbeitet, maximal 5% drüber. das in sternschaltug.
der aufstieg erfolgt in d konfiguration mit der 1,73- fachen drehzahl und wieder nahezu bei eta max.
so ein löffel gekürzt auf 20" und an 6S mit 4000 rpm drehend könte mich auch sehr interessieren
gibt einen haufen schub und eine schööööne steiggeschwindigkeit.
vg
ralph
es sind am ende immer die gleichen "üblichen verdächtigen" am werk.
um nochmal auf die moorseite zurückzukommen:
den sollte man wirklich so auslegen, dass er bei der optimalen lattendrehzahl genau bei seinem eta max arbeitet, maximal 5% drüber. das in sternschaltug.
der aufstieg erfolgt in d konfiguration mit der 1,73- fachen drehzahl und wieder nahezu bei eta max.
so ein löffel gekürzt auf 20" und an 6S mit 4000 rpm drehend könte mich auch sehr interessieren
gibt einen haufen schub und eine schööööne steiggeschwindigkeit.
vg
ralph
Christian Baron
User
Hallo Ralph,
hast du etwa einen Motor für mich der a 2s die 30x26" mit 700U/min dreht mit 4A Strom? Ich kann meinen leider nicht Stern/Dreieck schalten.
hast du etwa einen Motor für mich der a 2s die 30x26" mit 700U/min dreht mit 4A Strom? Ich kann meinen leider nicht Stern/Dreieck schalten.
GC
User
Hallo Christian,
Du hast sicherlich schmunzelnd mitgelesen. Ich sage auch niemanden, daß der 26,7*38 Prop von Dir kommt, sonst wollen noch mehrere so einen.
Seit dem Wettbewerb im letzten Jahr habe ich noch keien Flug mit dem Sharon gemacht. Ich fliege ihn nur einmal im Jahr.
@Hans
Nach der Formel von Gerhard braucht mein 16*16 ca 78 Watt bei 2500U/min und Dein Programm rechnet 56Watt aus. Hm?
Du hast sicherlich schmunzelnd mitgelesen. Ich sage auch niemanden, daß der 26,7*38 Prop von Dir kommt, sonst wollen noch mehrere so einen.
Seit dem Wettbewerb im letzten Jahr habe ich noch keien Flug mit dem Sharon gemacht. Ich fliege ihn nur einmal im Jahr.
@Hans
Nach der Formel von Gerhard braucht mein 16*16 ca 78 Watt bei 2500U/min und Dein Programm rechnet 56Watt aus. Hm?
Hi
Hab einen BL Motor rumliegen.
Mit einem großen Löffel hab ich bei 12,25 V --4,4 A und 2500 U/min gemessen.
Der gleich Löffel an einem Faulhaber mit 1:4 Getriebe = 15,8 V und 5,4 A bei 2500 U/min. ( 397g ).
Der Haken : er hat 61 mm Durchmesser 26 mm lang Gewicht 187 g .
Lehrlaufstrom = ~0,1 A , ideal für kleine Leistungen.
Würde ich zur Verfügung stellen, hab E keine Zeit und kein Modell.
Gruß Aloys.
Hab einen BL Motor rumliegen.
Mit einem großen Löffel hab ich bei 12,25 V --4,4 A und 2500 U/min gemessen.
Der gleich Löffel an einem Faulhaber mit 1:4 Getriebe = 15,8 V und 5,4 A bei 2500 U/min. ( 397g ).
Der Haken : er hat 61 mm Durchmesser 26 mm lang Gewicht 187 g .
Lehrlaufstrom = ~0,1 A , ideal für kleine Leistungen.
Würde ich zur Verfügung stellen, hab E keine Zeit und kein Modell.
Gruß Aloys.
