Wirkungsgrad von Propellern

P

Powercroco

User
christian (B),


700rpm bei 8V = 88 /V. "last" ns. also ns etwa 110./V
den müsste man wahrscheinlich erst wieder bauen.

sowas könnte mal wieder eine interessante herausforderung für den nächsten winter werden.

hast du evtl. mal ein Pin vs drehzahl diagramm mit deinem prop aufgenommen?


vg
ralph
 
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C

Christian Lucas

User
Hi Allerseits,
die Liste der Schwernöter ist mir zum Aufzählen zu lang.
Ich möchte hier auf den Artikel in den letzten zwei Aufwind Ausgaben ,des Schweizer Solar Dauerflug Rekordes hinweisen.
Als Motor kommt dort ein kleiner Strecker an einem 9:1 Getriebe zum einsatz.
Genaueres muss ich erst nachlesen ,habe die Zeitschrift die vorletzte gerade verliehen.
Ansonsten gibt es noch den Dauerflieger aus USA der auch mit einem Tango und einer speziellen Motoransteuerung geflogen wird.Dort war Steve Neu mit im Team und er hat den Tango Motor wegen dem hohen Wirkungsgrad ausgewählt.
Der Ralph kann sicherlich einen Aussenläufer so wickeln das er aber noch besser an den Propeller angepast ist und zudem die schöne Stern/Dreieck umschaltung realisieren.
Dann noch einen Verstellprop aus Heckrotorteilen in Alu von Align Hubschraubern gebaut und die Propellerblätter wie von Otto beschrieben als Einzelklappblatt,vielleicht sogar als Einblatt mit noch etwas größeren Durchmesser ? Der Florian Schambeck macht das je sehr schön bei den Klapptriebwerken.
Wirkungsgrad dürte bei so einer Kombination recht ordentlich ausfallen.
Bräuchte noch einen Elektroniker der eine Elektronik schnitzt die immer den Verstellprop so einstellt das zur Fluggeschwindigkeit der kleinste Strom eingestellt wird oder besser der angesagteste Strom ,zum Steigen braucht es ja erst mal etwas mehr.
 
H

hul

User
GC schrieb:
Nach der Formel von Gerhard braucht mein 16*16 ca 78 Watt bei 2500U/min und Dein Programm rechnet 56Watt aus. Hm?
Zum Vergrößern anklicken....
ist nicht mein Programm, Helmut Schenk und Christian Persson sind die Urheber, hier die Geschichte dazu: http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=772529

Runterladen hier: http://www.drivecalc.de/PropCalc/index.html. Die zugehoerige Theorie kann unter dem gleichen Link auch runtergeladen werden.
Gerhard's Formel ist eine Naeherungsformel, welche in Extremfaellen ungenau wird. Die Anpassungsfaktoren in Gerhard's Formel werden in Propcalc aus Geometrie und Stroemungsverhaeltnissen berechnet.

Wie oben von Christian Baron schon erwaehnt, kann auch Martin Hepperle's Javaprop fuer solche Berechnungen verwendet werden. Ich nehme an, es basiert auf der gleichen Theorie wie Propcalc. Kann interessant sein, weil Javaprop anders rum rechnet; Geschwindigkeit, Leistung, Durchmesser und Drehzahl sind dort Eingaben, Geometrie is Output. Dadurch muss oft weniger iteriert werden http://www.mh-aerotools.de/airfoils/javaprop.htm

Gruss, Hans
 
H

hul

User
interessehalber nochmal gerechnet, diesmal mit Javaprop. In der Tat hat man da schneller Resultate.

Wieder fuer 4N Schub bei 10m/s. Alle Props ohne Spinner gerechnet und ueberall das Clark Y mit Re=100000 eingesetzt.

Je kleiner der Durchmesser desto hoeher die Drehzahl des besten Wirkungsgrades. Wahrscheinlich waere dies noch deutlicher bei Beruecksichtigung der Re Zahl.

Gruss, Hans
 

Anhänge

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GC

GC

User
Danke Hans,

und auch das Bauchgefühl von Jürgen, daß bei überquadratischen Propellern der Wirkungsgrad wieder leicht zurückgeht ist richtig.
 
C

Christian Lucas

User
Hallo,
ich habe das Aufwind Heft 2/09 geholt und liefere mal die Daten des "Sky Sailor".
Propeller ist von Ernst Schöberl 660 Durchmesser und 615 Steigung.
Der Flieger hat 3,24m Spannweite mit 77,6 qdm Fläche, Flächenbelastung ist 33,5g/qdm.Fluggewicht ist 2600g.
Flugleistungen sind V-Flug :bestes Gleiten bei ca 0,6: 9,5m/s und Schwebeflug bei ca 0,8: 8,2m/s.
Motor ist ein Strecker 280/10 mit 44 Windungen als 16 Poler somit 480 U/min pro Volt an einem zweifach Stirnradgetriebe 9:1.Zum Steigen brauchts um die 100 Watt und zum Schweben um die 14-20 Watt.Akku Kapazität ist 233,5 Wh.
http://www.sky-sailor.ethz.ch/docs/SkySailor27hFlight-21June2008.pdf .

http://asl.epfl.ch/aslInternalWeb/ASL/publications/uploadedFiles/Sky-Sailor-Paper-Final.pdf .

Auf seite 2 des Artikels sieht man den Eisenlosen Motor von Allan Cocconi wie er auch im Solar Impulse zum Einsatz kommt.Der Motor besteht vollständig aus CFK mit zwei gegenüberliegenden Halbach Magnetsstemen und Luftspaltspulen wie beim Kontronik Tango. http://solar-flight.com/Soaren mit Solarzellen.pdf .
 
Zuletzt bearbeitet:
GC

GC

User
Strom

Strom

Ich habe mal mit einer 16*16 den Standstrom gemessen:

mit 3 Lipos 1,9A, Drehzahl dürfte bei ca 1500 U/min liegen
mit 6 Lipos 6,0A, Drehzahl dürfte bei ca 3000 U/min liegen

Hier gilt offensichtlich nicht ganz das Ohmsche Gesetz, was ich auch vermutet habe.

3 Zellen sind zuwenig und 6 Zellen sind sicherlich ausreichend (gemessen aus dem Handgelenk durch festhalten ;) )

Ich frage mich noch, welcher Prop besser wäre:

18*19
23*12 plus 5Grad
26,7*38

immer angepaßt mit entsprechender Anzahl von Lipo Zellen.
 
Jürgen Heilig

Jürgen Heilig

User
GC schrieb:
Ich habe mal mit einer 16*16 den Standstrom gemessen:

mit 3 Lipos 1,9A, Drehzahl dürfte bei ca 1500 U/min liegen
mit 6 Lipos 6,0A, Drehzahl dürfte bei ca 3000 U/min liegen
...
Zum Vergrößern anklicken....

Hallo Gerhard,

Bei 3000U/min hast Du bereits >20m/s theor. Strahlgeschwindigkeit und dein Motor ist immer noch nicht am Betriebspunkt (= max. Wirkungsgrad) - also muss ein grösserer Prop drauf.

Vielleicht kannst Du die anderen Props ebenfalls kurz messen?

:) Jürgen
 
GC

GC

User
Diagramme von Hans 1N bei 10 m/sec

Diagramme von Hans 1N bei 10 m/sec

Hallo Hans,
ich habe noch einmal die von Dir freundlicher Weise erstellten Diagramme 1N und 4N bei 10 m/sec inhaliert.

Wenn ich das richtig sehe, sind die 16*16, die 18*19 und auch die 28*38 der 23*12 + 5 grad überlegen.

Also werde ich wohl es mit 18*19 oder noch besser mit der 26,7" (nicht 28)*38 versuchen, sofern ich noch die Zeit vor dem 30.5. finde, es auszuprobieren.

Die beste ist wohl die von Dir errechnete 28*38, auch wenn sie in Realität (Verwechselung von mir) eine 26,7*38 ist.

Oder sehe ich hier etwas falsch?
 
H

hul

User
bei 4N sehen sie eigentlich ziemlich aehnlich aus:
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
je groesser desto besser.

Du willst ja etwa 8A ziehen, damit der Motorwirkungsgrad gut ist, ausserdem sollte die Drehzahl einigermassen stimmen (500rpm/Zelle).
Sofern die Berechnungen ausreichend genau sind (grosses Fragezeichen), musst Du die 26.7x38 mit 2 Zellen betreiben, Strom also etwa 10A (bei 70% Motor- und Getriebewirkungsgrad) fuer die 50W.
Die 23x12+5 wuerde wohl 4 Zellen benoetigen, Strom dann etwa 5A fuer 50W.
Die 18x19 waere wohl aehnlich wie die 23x12+5, nimmt aber wohl etwas weniger Leistung auf.

Einige Gedanken dazu:
- ich nehme an der Motorwirkungsgrad faellt relativ steil unter seinem Maximum bei 8A. Falls korrekt, ware es wohl besser eher mehr als 8A zu ziehen; also die 26.7x38 verwenden, falls sie harmoniert mit Motor, Getriebe und moeglicher Spannung.
- der Strom beim Wirkungsgradmaximum faellt mit sinkender Spannung, d.h. bei nur 2 Zellen ist das Optimum bei eher weniger als 8A
- diese grosse Latte kann schon ganz gut bremsen, wenn sie nicht optimal einklappt, also eventuell Federn vorsehen, wie von Christian Baron beschrieben.

Gruss, Hans
 
GC

GC

User
Mehrdimensionale Optimierung

Mehrdimensionale Optimierung

Hans,
die Zahlen liegen zwar relativ nahe beisammen, aber der Wirkungsgrad der 23*12 + 5 grad liegt knapp unter 80% während die 16*16 so an die 84% und die 26,7*38 sogar knapp an die 90% herankommen dürfte.

Ein verdrehtes Mittelteil dürfte den Wirkungsgrad auch nicht gerade positiv beinflussen. Da fehlt mir ein wenig das Vertrauen.

Bei höheren Spannungen liegt der maximale Wirkungsgrad dafür auch höher und fällt rechts und links vom Maximaum nicht so steil ab. Das würde für einen 18*19 Prop sprechen mit 4 bis 5 Zellen.

Hm, das ist schon eine mehrdimensionale Optimierung mit vielen Randbedingungen, z.B. weil man die Lösungen nicht so ohne weiteres verwenden kann, da entsprechende Props in dieser Größe nicht käuflich zu erwerben sind.
 
H

hul

User
GC schrieb:
der Wirkungsgrad der 23*12 + 5 grad liegt knapp unter 80% während die 16*16 so an die 84% und die 26,7*38 sogar knapp an die 90% herankommen dürfte
Zum Vergrößern anklicken....
4N bei 10m/s sind 40W Ausgang, Wirkungsgrade sind dann:
23x12+5 -> 40/51=78.4%
16x16 -> 40/56=71.4%
26.7x38 -> 40/49=81.6% (mit den Zahlen der 28x38)
die 23x12+5 habe ich in Propcalc mit verdrehtem Mittelstueck gerechnet, also mit zuviel Steigung an den Spitzen, zu wenig in der Mitte.
Ich vermute die theoretischen Unterschiede der grossen Props sind so klein, dass eher die unterschiedliche praktische Guete (unterschiedliche Hersteller etc) ins Gewicht faellt. Fuehrt wohl kein Weg an Flugerprobung vorbei.

Gruss, Hans
 
GC

GC

User
Hans,
ich habe mich auf das Maximum der eta-Kurven in meiner Aussage bezogen.
 
Zuletzt bearbeitet:
Jürgen Heilig

Jürgen Heilig

User
GC schrieb:
...
Hm, das ist schon eine mehrdimensionale Optimierung mit vielen Randbedingungen, z.B. weil man die Lösungen nicht so ohne weiteres verwenden kann, da entsprechende Props in dieser Größe nicht käuflich zu erwerben sind.
Zum Vergrößern anklicken....

Hallo Gerhard,

selbst die verfügbaren Props in dieser Größe sind in der Regel für andere Leistungen und Geschwindigkeiten optimiert. Für deine Anwendung würde im Prinzip ein Prop in der Bauart wie sie z.B. von WES für Indoor Modelle verwendet wird ausreiche und dabei noch einiges an Gewicht sparen.

:) Jürgen
 
GC

GC

User
Eta

Eta

Also mein Motor hat einen Wirkungsgrad von über 80 % bei:

3 Lipos von 3 bis 15A
8 Lipos von 5 bis 43A

Insofern sehe ich den Motor gelassener als den Propeller.
 
GC

GC

User
Update

Update

So, Christian´s Riesen Prop (26,7*38 ) ist bei mir angekommen. An 3 Lemon Zellen 850mAh zieht der Motor 12A.
Der Prop hat eine Rückdrehmoment ohne Ende! Da ließen sich bestimmt schnelle Rollen mit dem Sharon fliegen. :)
Eigentlich habe ich mindestens das Doppelte an Strom erwartet. Vielleicht ist der Innenwiderstand des Akkus auch nicht so toll. Ich muß mal die Spannung dabei messen.
Die Crux ist aber dabei, daß die Rumpfspitze ca 5mm zu kurz ist. ;)
 
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