Teststand für Impeller

Hallo,
ich trage schon länger den Gedanken mit mir rum endlich mal einen halbwegs anständigen Teststand für E-Antriebe zu bauen.
Dafür würde ich mein Equipement von SM-Modellbau (also Unitest 2 und Unilog sowie Digi Waage mit Schnittstelle zum Laptop) verwenden.
Damit könnte ich gleichzeitig folgende Daten loggen:

- Strom
- Spannung
=> Eingangsleistung
- Drehzahl
- Schub
- Strahlgeschwindigkeit
- Motortemperatur

Die gewonnenen Daten würde ich dann natürlich allen zur Verfügung stellen.

Jetzt folgende Fragen:
- was haltet Ihr von der Idee?
- fehlen irgend welche Daten?
- jetzt die wichtigste Frage: Hat jemand schonmal so einen Teststand gebaut und kann mir ein paar Tips geben? Fotos würden auch sehr helfen!

Vielen Dank im Voraus
Stefan
 
keep it simple and stupid
Einfach eine Runde Platte, mit Runden Loch für den Impeller,
dann 3 Stücke dran.
Den Hocker auf die Waage stellen und tara drücken.
Dem Impeller ins loch stecken, festmachen und messen.
Dazu brauchst du aber eine Waage, die die Schwankungen "schluckt".
 
Hi Ralf,
Du meinst also die senkrechte Methode... hmmm. Die Waage ist ne Kern 440 - die kann auch Schwankungen ausgleichen! Die Messungen gehen dann halt "nur" bis 6kg und 1g genau

Was meinst Du ansonsten dazu? Fehlen irgendwelche Daten?

Grüße
Stefan
 
Lufttemp, Luftdruck, Düsengröße, Einlauflippe
Aber was willst du damit erreichen?
Bei jedem Modell ist das anders.
Das einzige was du damit vergleichen kannst, sind Motoren und Reglerwirkungsgrade.
Das kann Gegie besser
 
Hi,
mag ja sein, dass er das besser kann - er tut es aber nicht! Zumindest ist mir noch keine Datenbank bekannt, die gemessene Werte zu den klassichen im Impellerbetrieb eingesetzten Motoren in den üblicherweise verwendeten Impellern ausgibt. Der Impeller Calculator ist zwar ziemlich gut, ist aber recht theoretisch. Wenn es eine solche Datenbank schon gibt wäre ich für einen Link recht dankbar!

Grüße
Stefan
 

WeMoTec

User
Hi Stefan,
ich bin im Moment am gleichen Thema dran, da mein Meßstand nicht mehr up to date ist.

Die Drückmethode ist einfach und gut.
Eine Alternative ist ein Gestell in dem der Impeller frei hängt.
Der Vorteil ist, daß der Impellerstrom vor und hinter dem Impeller nicht gestört wird.
Der Schub kann über einen 90° Winkel aufgenommen werden, sodaß man die Waage auch unter oder über dem Impeller platzieren kann.
Außerdem kann man dann durch Spiel mit den Hebelarmen durchaus aus 6kg/1g 12 kg/2g machen. Und 2g ist ja bei 120 N wohl hinreichend genau.

Einen älteren Aufbau dieser Art sieht man z.B. auf der Startseite von Jepe, einen wirklich vorbildlichen Aufbau hat allerdings Klaus Scharnhorst vor einigen Jahren realisiert. In RC groups müßte es dazu noch Bilder geben.

Der Rest ist eine Frage der Ansprüche.
Man kann preiswertes von der Stange Equipment von SM-Tech, Eagletree oder Medusaresearch nehmen, wobei leider keines die ganze Bandbreite sinnvoll abbildet.
Alternativ wäre was professionelles, aber da liegen wir dann in einer ganzen Preisklasse.
Ich persönlich bin da noch in der Findungsphase. Jeder hat seine Vor- und Nachteile, vermutlich wird es bei mir auf eine custommade Lösung einer der drei genannten Kandidaten hinauslaufen, zusätzlich dann professionell kalibriert. Für Deine Anforderungen sollten es SM-Tech voll und ganz tun.

Aus Deinem Katalog würde ich die Strahlgeschwindigkeit streichen. Die ist über die Fläche gesehen nicht homogen genug um da was sinnvolles rauszubekommen. Wenn Du natürlich genau diesen Effekt messen möchtest, ist das natürlich okay. Ansonsten würde ich diese eher aus den anderen Meßgrößen rechnerisch ermitteln.

Lufttemp, Luftdruck, solltest Du messen und in die Berechnungsformeln einfließen lassen. Die sind schon entscheidend wichtig und können einen bei Vernachlässigung in den Wahnsinn treiben. :D

Düsengröße, Einlauflippe, Regler sollten immer angegeben werden, damit die Messungen auch sauber reproduzierbar sind.

Und jetzt muß ich zu später Stunde mal einen ganz seltenen und kleinen Seitenhieb auf Daniel loslassen:

"Einlauf nach VDI 2041"

Das ist sauber, technisch korrekt, unzweideutig und steht über allen seinen Messungen.
Aber ich glaube 9 von 10 Impellerfliegern wären erschrocken, wenn sie mal recherchierten, wie ein solcher Einlauf in Natura aussieht. :-)

Und wenn Elektroralf das Ganze Unterfangen auch anzweifelt, ich denke es macht sehr wohl bei der Auswahl der Motoren und der Abschätzung ihrer Leistungsgrenze Sinn. Wir können Gegie ja nicht die ganze Arbeit überlassen.
Völlig unbrauchbar ist es zur Aussage der Leistungsfähigkeit verschiedener Impeller, dazu sind Standschubmessungen ungeeignet. Aber das ist eigentlich klar, denke ich.

Ich möchte vorschlagen und hab das auch schon mit verschiedenen anderen Herstellern diskutiert, daß die Interessierten sich mal zusammenhocken und so eine Art Opensource Definition einer sauberen Messung mit allen ihren Parametern machen.
Das hätte den Vorteil, daß die Ergebnisse standardisiert wären und man sich nicht immer wieder neu eindenken müßte, und außerdem könnte man die verschiedenen Meßstände dann durch Vermessung des gleichen Antriebs vergleichen um ggf. Probleme zu erkennen.
Ich bringe mich da gerne mit entsprechenden Resourcen ein.
Wobei ich denke, daß dieses Projekt vielleicht dann vorerst in einem kleineren Forum diskutiert werden sollte.

Oliver
 
Hallo Oliver,
vielen Dank für Deine Tips! Ehrlich gesagt ist mir ein waagrechter Aufbau auch sympatischer.
Mit hat was in der Art vorgeschwebt: hier
Zusätzlich möchte ich sowas wie "standard" Einläufe verwenden (z.B. geteilte Einläufe) um auch eine Aussage über den eingebauten Zustand zu machen.
Die Angabe über Düse, Einlauflippe, Raumtemperatur und Luftdruck ist eh klar!

Da Ralf ja schon nach meiner Motivation gefragt hat möchte ich dazu noch ein paar Worte schreiben:
Mich nervt es, dass bei jedem Modell, das auf den Markt kommt immer die Gleiche Frage aufkommt: welcher Antrieb. Da immer wieder neue Motoren und Impeller auf den Markt kommen, jeder dazu was schreibt und es einfach nirgends eine konstante, vergleichbare und vor allem unabhängige Messung gibt, denke ich, dass es langsam Zeit wird sowas zu realisieren. Wenn es halt sonst keiner macht, muss es wohl ich tun!
Noch besser wäre es wohl, wenn die User hier zu ihren Modellen selbst eine Datenbank aufbauen würden. Gemeint ist damit sowas wie: Modells Y, Impeller x, Motor y, Akku z bringt x Watt, y Standschub und z Speed. Subjektiver Eindruck: abc.
Da aber kaum jemand all diese Daten zusammen hat wird das wohl eine Illusion bleiben!
Mangels Masse werde ich halt zunächst auch nur die Impeller/Motoren vermessen können die ich entweder selbst habe oder mir kurz ausleihen kann.

Mal sehen was rauskommt! Aber einen Versuch ist es wohl (hoffentlich) wert. Der finanzielle Einsatz hält sich derzeit noch im Rahmen, da ich messtechnisch eh schon alles habe - bis auf die Wage! Aber die brauche ich ohnehin!

Schöne Grüße
Stefan
 

DieterH

User
Hallo Oliver,
du schriebst:
Völlig unbrauchbar ist es zur Aussage der Leistungsfähigkeit verschiedener Impeller, dazu sind Standschubmessungen ungeeignet. Aber das ist eigentlich klar, denke ich.
Das ist mir nicht so ganz klar, denn wenn Fahrwerke immer gefragter werden, wieso ist dann der Standschub so uninteressant ?
Welches erstes Leistungs-Ergebnis willst du denn sonst hernehmen, etwa nur die Stromaufnahme ?
Gruß
Dieter
 

hanne

User
Hallo Dieter !

Habe die selbe Meinung wie Du.Habe extra wegen den Fahrwerk ein Prüfstand für Impeller gebaut.

Gruß Wolfgang
 

Ost

User
Das Problem wird sein daß der Standschub immer theoretischer Natur ist.
Die Einbauverhältnisse oder vielmehr der Kanal haben einen entscheidenden Einfluß auf den Standschub.
Bei meiner F16 ist es z.B. so, daß der Jet am Boden nicht mal wirklich schweben kann wenn man ihn senkrecht hält.
Aber in der Luft geht er senkrecht ohne Ende und das auch aus einem langsamen Überflug heraus.
Nur wenn der Überflug ZU langsam war, dann geht das nicht.
Sie beschleunigt senkrecht ab einer bestimmten Speed was eigentlich eine sehr interessante Beobachtung ist.
Auch bei der Viperjet wird sich ein ähnliches Verhalten beobachten lassen.
Dann kommt noch die Fähigkeit des Fans mit ungünstigeren Einlaufverhältnissen klar zu kommen ins Spiel.
Wie wir wissen kann es da deutliche Unterschiede geben.
D.h. hab ich einen Fan ausgesucht weil er für den Fahrwerksstart einen sehr hohen Standschub hat dann muß das nicht bedeuten daß der Fan das eingebaut auch umsetzen kann.

Uninteressant ist der Standschub dennoch nicht sondern erst mal DIE Größe, an der sich jeder orientiert.
Standschub und Fahrwerk schließen sich eigentlich aus;)
der Flieger soll ja nicht stehen sondern fahren und das möglichst schnell:D


M.M.
Oliver
 

DieterH

User
Hallo Oliver "Ost",
natürlich hast du recht, was das Verhalten eines EDF-Antriebs in der Luft angeht.
In diesem Thread aber geht es um einen stationären Teststand.
Wie willst du hier die Eigenschaften während des Fluges simulieren, welche Parameter sollen einfließen, um auf einheitliche Werte zu kommen ?
Vielleicht mit einem angebauten Windkanal . . . ??

der Flieger soll ja nicht stehen sondern fahren und das möglichst schnell
Ja, aber um erstmal in Bewegung zu kommen, braucht er Standschub.
Wie wichtig der ist, entscheidet aber das jeweilige Modell und dessen Flugeigenschaften.

Welche Werte sollten denn nach deiner Meinung gemessen werden ?
Gruß
Dieter
 
Zuletzt bearbeitet:

Ost

User
Das ist schwierig,
der Standschub gehört aber- wie geschrieben- sicherlich dazu.

Ich könnte mir aber vorstellen den Teststand in eine dicke Röhre zu integrieren in den vorne ein Gebläse mit einer def. Windgeschwindigkeit einströmt.
Die muß keinen 100m/s entsprechen sondern sich z.B. an der Abhebegeschwindigkeit orientieren.
Man könnte so also min. 2 Werte ermitteln
Standschub
Schub bei 60 km/h (nur um eine Zahl zu nennen)
Dazu die Drehzahlen und die Amperes bei welcher Spannung
Austrittsgeschwindigkeit im Konus mit versch. Durchmessern
Gesamtgewicht
??

Vielleicht sollte man auch einen def. Einlaufkanal davor setzen?
Ich finde nur, einfach einen Teststand nur mit Fan und Einlaufring entspricht viel zuwenig den durchschnittlichen Einbauverhältnissen

Oliver
 

DieterH

User
Gute Idee !!
Meiner Meinung braucht das nicht mal eine dicke Röhre zu sein, sondern eine Art von 2-stufigem Impeller. Der vordere, ein möglichst großer, simuliert die Fluggeschwindigkeit. Hier ist nur die Strahlgeschwindigkeit zu regeln.
Beim hinteren Impeller, dem eigentlichen Testobjekt, werden dann die üblichen Messwerte bei wechselnden Strömungs-Geschwindigkeiten abgenommen.
Welcher Einlauf und Düse hier verwendet wird, ist dann allerdings stark von dem jeweiligen Modell abhängig. Um hier wirklich Werte vergleichen zu können, sollte man sich hierbei auf irgendeine Norm festlegen.

Ideal wäre es dann noch, wenn alle wichtigen Messwerte (Eingangsleistung, Strömungsgeschwindigkeit, Schub) simultan in einem Diagramm zusammengefasst würden.
Gruß
Dieter
 
Hi,
also die Sache nimmt langsam konkretere Formen an!
Mein Teststand wird wagrecht aufgebaut werden!

Gemessen werden folgende Parameter für den Antrieb:
- Strom
- Spannung
- => Watt
- Drehzahl
- Schub
- Motortemp
- evtl. Impuls - also Knüppelstellung

Rahmenbedingungen:
- Raumtemperatur
- Luftdruck

Zusätzlich werden Angaben bzgl.
- mit/ohne Einlaufring
- mit/ohne Y-Einlauf
- Durchmesser Düse

Ich denke für den Anfang ist das so ausreichend um einen Überblick zu bekommen.
Alle gemessenen Werte werden wohl als Grafik und evtl. als Tabelle bereitgestellt werden.
Ich überlege noch, einen "standardisierten" Gasverlauf anzuwenden (z.B. 30 Sek. Vollgas, 30 Sek 3/4 Gas, 30 Sek Halbgas) macht das aus Eurer Sicht Sinn?

Einen "Windkanal" werde ich erstmal bleiben lassen! So einfach wie Ihr euch das vorstellt ist es nämlich meiner Meinung nach nicht! Wenn man einfach einen Lüfter vor den Imp. stellt, so verwirbelt dieser die Luft und verfälscht das Ergebnis! Ausserdem muss so ein "Lüfter" ziemlich viel leisten können - neben der Lufgeschwindigkeit muss er auch genügend Lufmasse durchsetzen können. Mit einem Lüfter aus dem KFZ-Bereich (welche halt schön billig wären) ist da nicht anstinken! Vielleicht recht es noch für einen 69er Fan - mehr aber sicherlich nicht!
Im Prinzip ist die Überlegung aber nicht blöd! Herr Schübeler hat ja mal seine Imps "dynamisch" vermessen lassen!

Noch was: Mein Ziel ist sicherlich keine perfekte Vermessung der Impellerkombinationen! Das kann ich mit meiner Ausstattung auch gar nicht leisten - dafür sind meine Messinstrumente einfach zu ungenau und mein Stand nicht perfekt genug gebaut! Meine Arbeitsbedingungen sind halt kein Versuchslabor sondern eine Hobbywerkstatt!

Dennoch bin ich der Meinung, dass die Ergebnisse evtl. den einen oder anderen interessieren könnten - ich werde es ja sehen! Wenn es zu wenige "Clicks" gibt stell ich den Versuch wieder ein!

@Hanne: kannst Du mal ein Bild von Deinem Prüfstand reinstellen? Wäre ganz interessant wie das so aussieht bei Dir!

Grüße
Stefan
 

Beluga

User
Hallo Stefan,

ich habe den Beitrag als Mitleser verfolgt, da ich selbst auch über einen einfachen selbstgebauten Rollenteststand verfüge. Standschubwerte lassen sich damit gut ermitteln, so daß man grob weiß, welcher Schub am Modell zu erwarten ist. Getestet habe ich darauf u.a. die Beluga- Gondeln (Prop und Impeller) sowie die F-18 nach Umbau von Druckantrieb auf Impeller.

Aufbau: da ich auch im Waagerechten teste, besteht der Teststand im wesentlichen aus einer Montageplatte mit vier Rädern, die möglichst geringe Haft- und Rollreibung haben sollten, also nichts Kompliziertes (alle Komponenten wie Akku, Empfänger oder Messgeräte sind neben dem Teststand aufgebaut, damit das Gewicht nicht die Trägheit und die Rollreibung erhöht (ideal sind leichtlaufende Kugellager auf Aluschienen).
Der Schubwert wird über eine Federwaage ermittelt und die Strom- und Spannungswerte werden über einen Datenlogger aufgezeichnet. Die Temperatur wird über einen seperaten Temperaturfühler abgegriffen. Damit habe ich die wesentlichen Parameter für den Flugbetrieb. Zusätzlich messe ich ab und zu noch die Strahlgeschwindigkeit über ein Anemometer oder bei Props die Drehzahl über einen Drehzahlmesser. Der Teststand reicht natürlich nicht, um exakte Messungen zu machen (dafür hat er einige Ungenauigkeiten). Aber um einen passenden Propeller zu ermitteln oder Eigenbau- Rotoren mit handelsüblichen Rotoren im Standlauf zu vergleichen, reicht es. Und wenn ich die Daten des Messstandes mit den Flugdaten vergleiche, sind die Abweichungen nicht sehr groß (ca. 10%). Deshalb reicht er mir für die Flugvorbereitung aus (zu erwartende Steigleistung, Akkubelastung, Flugdauer, Motor- und Reglertemperatur).
Bei kompletten Modellen ist es allerdings einfacher, wenn man das Modell mit der Nase nach unten an einer Federwaage aufhängt und so den Schub misst und die anderen Werte über Datenlogger aufzeichnet (bis zu einer gewissen Modellgröße gut machbar, allerdings ein guter Schraubhaken in der Decke sollte es schon sein).

Den „standardisierten Gasverlauf“ solltest Du in jedem Fall nehmen. Nur so kannst Du am besten vergleichen. Ich messe oft mit einen festgelegten Ablauf, besonders wenn es um Vergleiche geht (z.B. beim Beluga das definierte „Flugprofil“).

Wichtig ist noch zu erwähnen. Wenn der Impeller waagerecht montiert wird, sollte vor und unter dem Einlauf möglichst kein Untergrund (Tischplatte, etc.) sein. Denn der Saugbetrieb beim Standlauf erzeugt trotz Einlauflippe einen vom Untergrund ausgehenden Wirbel, der sich ungünstig auf das Leistungsverhalten auswirkt (gut zu beobachten auf Flugplätzen bei Fantriebwerken, die bei nassem Wetter im Stand laufen bzw. beschleunigen. Deshalb ist in Testlaufeinrichtungen, in denen Fantriebwerke in Bodennähe betrieben werden, meisst ein sog. Vortexkiller installiert).

Bei dem nächsten Testlauf versuche ich, mal ein paar Fotos zu machen (wenn Interesse besteht).

Gruß Bill
 
Hi Bill,
vielen Dank für die Infos! An Bildern von Deinem Teststand bin ich sehr (!) interessiert!
Der Hinweis, dass vor und unter dem Impeller möglichst keine Platte sein sollte ist sehr hilfreich. Kannst Du mir noch schreiben wie groß der Abstand mindestens sein sollte?

Schöne Grüße
Stefan
 

Beluga

User
Moin Stefan,

die Bilder werden noch nachgereicht, da ich den Teststand wieder zusammenbauen muß (wg. Platzbedarf für aktuelle Umbauten momentan demontiert und weggepackt).

Grob gesagt sitzt die Einlauflippe des Testimpellers etwa 70mm (z.B. Beluga- Impeller) über dem Untergrund (Grundplatte des Teststandes). Um diesen Wirbel zu verhindern, ragt die Einlauflippe zusätzlich über die Kante der Grundplatte hinaus (min. ca. 50mm). Die Grundplatte habe ich bei Testläufen auf einem alten, aber standfesten Computertisch montiert. So hat man einen freien Ansaugbereich von allen Seiten.
Da der Testwagen vom Weg her durch die Federwaage begrenzt ist, kann man den Überstand gut ermitteln. Eine zusätzliche Sicherung verhindert, falls die Federwaage losreisst, daß der Wagen über die Kante der Grundplatte hinausrollt (stabiles Band an einem seperaten Schraubhaken).

Ich schau mal, daß ich den Teststand am Wochenende wieder aufbaue, um Dir ein paar Bilder nachzureichen.

Viele Grüße
Bill
 
Schneewittchen schrieb:
Hi,

Einen "Windkanal" werde ich erstmal bleiben lassen! So einfach wie Ihr euch das vorstellt ist es nämlich meiner Meinung nach nicht! Wenn man einfach einen Lüfter vor den Imp. stellt, so verwirbelt dieser die Luft und verfälscht das Ergebnis! Grüße
Stefan
Nicht, wenn du den Prüfstand auf ein Dachgepäckträger auf ein Auto montierst.
So kann sich auch der kleine Mann einen Windkanal leisten ;)
Es wäre ja nur Eine Referenzmessung / Impeller nötig.
Interessant bei 80 km/h
Da zeigt sich dann ob der Impeller auch bei Fluggeschwindigkeit einen Schub hat.
Natürlich sollte die Referenzmessung schon bei den heutigen normalen Leistungen erfolgen also 600-800W/kg Modellgewicht
Weitere Messungen mit anderen Drehzahlen sind dann nicht nötig, weil der "Charakter" des Impellers dann klar ist.
 
NOCH WAS!

NOCH WAS!

Sei vorsichtig!
Schnell ist mal eine Hand in einen 120iger Impeller reingezogen.
Es explodiert ab und an mal ein Rotor.
AUCH ein CFK Rotor hat sich schon aufgelöst.
 
Ansicht hell / dunkel umschalten
Oben Unten