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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Standschub und Leistungsaufnahme



Konrad Kunik
07.10.2003, 16:15
Moin zusammen,

Helmut Schenk hat einen neuen Artikel verfaßt:
Standschub und Leistungsaufnahme von GWS-Slowfly-Propellern :cool:

Er ist zu finden im Magazin (http://www.rc-network.de/magazin/artikel_03/art_03-0063/art_03-0063-00.html)... ;)

Jürgen Heilig
07.10.2003, 22:09
Gute Arbeit Helmut! Weiter so (mit den APC props)!
:) Jürgen

haschenk
08.10.2003, 11:52
Hallo zusammen,

bei der o.e. Arbeit ist mir ein Fehler unterlaufen:
Ich habe Konrad versehentlich nicht die endgültige Version geschickt, sondern eine davor.

Die Unterschiede sind nicht groß: Andere Fitkurven ("Potenz" statt "Polynom", macht physikalisch mehr Sinn und ist einfacher), und größere Schriftfelder/Achsbeschriftungen in den Diagrammen (besser les- und druckbar).

Inzwischen ist dank Konrads schneller Arbeit schon die richtige Version im Magazin. Wer die Arbeit schon runtergeladen hat, bitte nochmals runterladen. Erkennungsmerkmal der richtigen Version sind blaue Kurven in den Diagrammen.

Gruß,
Helmut

StephanB
08.10.2003, 21:01
Hallo Helmut,
vielen Dank für die sehr schöne Arbeit. Weisst Du, ob es solche Werte auch für APC-Slowprops gibt?
Eine weitere Frage zum Verständnis:
In Diagramm 2 sehe ich für eine 10x4,7 bei 4000 u/min einen Leistungsbedarf von 20 Watt.
Ich habe einen Eigenbaumotor, der an einer 10x4,7 bei gleicher Drehzahl 26 Watt P/in zieht.
Nach Umstellung der von Dir im Text angegebenen Formel ergibt sich 20W/26W = ein Motorwirkungsgrad von 77 Prozent.
Was mich verwirrt, ist, dass Du die Props doch auch irgendwie "wirkungsgradbehaftet" angetrieben hast, um deine Werte zu gewinnen. Und wenn das so ist, sollte meine Rechnung lediglich ein Ergebnis relativ zu deinem Motor ergeben. Oder?
Vermutlich bin ich im Moment mental blockiert und denke falsch. Oder?
Grüsse
ein (hoffentlich vorübergehend) verwirrter
Stephan :confused:

haschenk
09.10.2003, 01:57
Hallo,

ich habe mal auf die Schnelle Diagramme von den beiden APCs gemacht. Mehr habe ich davon im Moment leider nicht.
Hinweis: Meßpunkte liegen dabei nur bis 4500 Upm zugrunde, der weitere Verlauf ist mit Potenzkurven-Fit extrapoliert. Dürfte aber noch stimmen.
http://www.rc-network.de/upload/1065657289.gif

http://www.rc-network.de/upload/1065657616.gif
Gruß,
Helmut

[ 09. Oktober 2003, 02:00: Beitrag editiert von: haschenk ]

Michael Schöttner
09.10.2003, 08:30
Hallo Helmut,
wirklich schöne Kurven, tolle Arbeit!
Was die Genauigkeit angeht, so ist es wirklich nicht so tragisch, dass die Werte auch mal ein paar Prozent daneben liegen können. Man denke nur mal an die unterschiedlichen Konditionen unserer Akkus!
Das Problem bei den Drehzahl Drehmomentkurven ist doch immer das, dass die man zwar den Bereich des besten Wirkungsgrades des Motors kennt, aber nie wußte, was es an Drehzahl bei bestimmtem Prop bedeutet. Zur Abschätzung der alles entscheidenden Frage: "welche Luftschraube dreht er denn wie hoch bei welchem Strom" ist Deine Arbeit und auch die von Peter über die APC Props sehr hilfreich.
Danke nochmal, Euch beiden.

Gruß,
Michael

StephanB
09.10.2003, 09:44
Danke Helmut!
Ist jetzt klar.
Grüsse
Stephan :)

haschenk
09.10.2003, 12:39
Hallo Stefan,

>Weisst Du, ob es solche Werte auch für APC-Slowprops gibt?

Von 2 Größen (11x4,7 und 10x4,7) habe ich Meßwerte, aber noch im "Rohzustand". Die habe ich mal irgendwo schon in ein Forum reingestellt, könnte bei RCLine gewesen sein. Peter Rother hat sie m.E. nach auch gekriegt und auf seiner homepage (bzw. torcman-hp) irgendwo drin. Dann hat Peter auch mal selbst kleinere APC-Props gemessen, sollten auch auf seine Seite zu finden sein.

Ich werde selbst mal die Messungen ergänzen, aber in Kürze gehe ich erst mal in Urlaub, vorher wird´s nicht mehr.

>In Diagramm 2......
Wenn´s auch ein GWS-Prop ist, ist deine Überlegung schon richtig.

>Nach Umstellung der von Dir im Text angegebenen Formel....

Da gibt´s doch garkeine Formel, oder meinst du jetzt eine andere Arbeit ?

In jedem Fall ist deine Überlegung richtig. Allerdings drandenken: Meine Messungen sind mit mit Toleranzen behaftet (gelten z.B. streng genommen nur für die gemessenen Exemplare). Deine Motormessung ist auch mit Toleranzen behaftet.
Im "worst case" addiert sich das alles. So kann es passieren, daß dein errechneter Motorwirkungsgrad auch 82 oder 72% betragen kann. Motorwirkungsgrade auf diese Art zu bestimmen ist immer eine heikle Sache (mit nxxw-Werten noch schlimmer). Das macht man besser auf einem Motorprüfstand. Aber zu einer überschlägigen Beurteilung ("Motor ist nicht schlecht") reicht´s.

>Was mich verwirrt.......
Ja, "wirkungsgradbehaftet" habe ich schon angetrieben, aber nicht gemessen/ausgewertet. Wenn man bei so einem Präzisionsmotor (Faulhaber 3557 6V, kalibriert) die Stromaufnahme misst, dann weiß man über seine Drehmomentkonstante (Ncm/A)auch das abgegebene Drehmoment (muß auch noch eine kleine Korrektur dran für die Leerlaufverluste). Abgegebenes Motor-Drehmoment = aufgenommenes Drehmoment des Props. Drehzahl ist wohl klar, Leistung dann Drehzahl x Drehmoment. Mit dieser Methode messe ich seit vielen Jahren, geht prima. Die Grenzen sind leistungsmäßig durch den Motor gegeben.

In meinen Meßergebnissen "steckt" also der Motor nicht mehr drin.

Hoffentlich ist jetzt deine Verwirrung beseitigt,

Gruß,
Helmut

Towi
09.10.2003, 18:23
Hallo Helmut,

wirklich super Arbeit die Du da geleistet hast. Messkurven für GWS-Propeller habe ich mir schon lange gewünscht. Für APC zirkuliert ja schon einiges an Messungen. Da lässt sich wunderbar der erreichte Standschub ablesen und der Motorwirkungsgrad bestimmen. Ist trotz Messtoleranzen sicher um einiges genauer als verschiedene Standschubberechnungsformeln.

A propos Formeln: Es wäre eigentlich ganz interessant die mit Excel ermittelten Polynome mit anzugeben. Wäre zwar dann eine Nährungsformel für jede Propellergrösse, wäre aber dann supereinfach für weitere Berechnungen verwendbar. Was denkst Du ? Das wäre echt super :) .

Gerhard_Hanssmann
09.10.2003, 19:04
Hallo Helmut

Schließe mich dem Lob meiner Vorredner uneingeschränkt an.

Messwerte ausserhalb der Kurve zum extrapolieren:

11x4,7 Slow Fly APC;TS AUP 1700; 9,9V; 24,1A; 238W; 7305/min; Standschub 1250g; 5,3 g/W

10x4,7 Slow Fly APC; TS AUP; 10,4 V; 20,4A; 213W; 7860/min; 1040g; 4,9 g/W.

Liegen die Messpunkte in der Nähe der entsprechenden Kurven ?
Gib doch die Gleichungen mal an.

Motor ist ein Lehner 1515/15 mit 5:1
Die angegebene Leistung ist die aufgenommene elektrische Leistung, nicht die Wellenle
istung.

[ 09. Oktober 2003, 19:05: Beitrag editiert von: Gerhard_Hanssmann ]

haschenk
10.10.2003, 07:16
Hallo Thomas und Gerhard,

wie weiter oben schon gesagt, die Fitkurven sind keine Polynome (wie in einer Vorgängerversion), sondern jetzt Potenzfunktionen von der Form y = a*x^b. Hat m.E. folgende Vorteile:
a)Wird der physikalischen Natur der Kurven gerechter, es handelt sich ja im Idealfall auch um Potenzfunktionen hinsichtlich der Drehzahl.

b)Aus dem Exponent bzw. dessen Abweichung von den Idealwerten 2 bzw. 3 sieht man, was los ist. Die Abweichungen können durch Re-Zahl-Einflüsse und/oder Verdrehen der Blätter unter Last zustande kommen. Beide können sich addieren oder rausheben, das läßt sich mit unseren einfachen Mitteln nicht feststellen.

Die Aerodynamiker machen es eigentlich anders: Sie gehen von den Ideal-Exponenten aus und stecken dann die Abweichungen in nichtkonstante Beiwerte (und interpretieren dann diese). Für die Modellflugpraxis ist das nicht so günstig.

c) Man hat immer nur 2 Kurvenparameter statt 3 bzw. 4 bei den Polynom-Fits.

Die Nachteile verschweige ich.

Jetzt aber hier die Parameter zu den GWS-Props:
http://www.rc-network.de/upload/1065761286.GIF
Ich hoffe mal, daß das verständlich ist.

Zu den APCs:
Gerhard, mit deinen Leistungsangaben kann ich ich nichts anfangen, da ist noch der Motorwirkungsgrad dazwischen, den ich nicht kenne. Aber mit den Drehzahl-/Schubangaben sieht es besser aus.

Hier ist das erweiterte/umskalierte Schubdiagramm, in dem auch die Kurven weiter extrapoliert und deine Werte (rote Rauten)eingetragen sind:
http://www.rc-network.de/upload/1065761795.gif

In Anbetracht der ganzen Umstände ist das Ergebnis überraschend gut: Dein Schub liegt beim 11x4,7 ca. 60p unterhalb der extrapolierten Kurve, beim 10x4,7 liegt die Abweichung nur bei ca. 10p. Vielleicht haben wir aber auch nur Glück gehabt.

Dann habe ich noch beim 11x4,7 deinen Punkt in den Datensatz mit einbezogen, das ergibt dann die rote Kurve. Bei kleinen Drehzahlen tut sich garnichts, bei hohen kommt die Kurve deinem Messpunkt sehr nahe.

Beim 10x4,7 lohnt sich eine Verbesserung der ursprünglichen Kurve nicht.

Und jetzt hier nochmal die Parameter der beiden APC-Props, hier als Formeln ausgeschrieben. schwarz = wie gehabt, rot für die mit deinem Punkt verbesserte Kurve.
http://www.rc-network.de/upload/1065761855.GIF

Scheint mir alles ganz brauchbar zu sein. Später im Jahr gehe ich dann nochmal an die APCs ran.

Grüße,
Helmut

Jürgen Heilig
10.10.2003, 14:35
Hallo Helmut,

Ergänzende Anregung aus den USA: Die GWS-HD Props sollen deutlich bessere Werte bringen wie die Slow Fly Luftschrauben. Hast du da die eine oder andere 'mal gemessen?

:) Jürgen

haschenk
10.10.2003, 16:24
Hi Jürgen,

Schande über mich, die kenn´ ich garnicht....
Oder wenigstens nicht unter dieser Bezeichnung.

Hast du evtl. einen Link dazu ?
Wo gibt´s die ?

Danke und Gruß,
Helmut

[ 10. Oktober 2003, 16:25: Beitrag editiert von: haschenk ]

Gerhard_Hanssmann
10.10.2003, 16:29
Hallo Helmut

Erstaunlich, wie zumindest einer meiner Messpunkte sehr gut aus deiner Kurve zu extrapolieren ist.

Bei deinem Artikel gefällt mir auch sehr schon das Verhältnis von Standschub durch Wellenleistung.
Mit dem Ergebnis:große und langsam drehende LS mit noch ausreichender Strahlgeschwindigkeit haben den besten Gesamtwirkungsgrad,

Zu einem anderen Magazinbeitrag von >>dir.<< (http://www.rc-network.de/magazin/artikel_02/art_02-0037/art_02-0037-00.html)
Hier wird viel anschaulich und übersichtlich erklärt.

Die Faktoren für ks und kp beim Übergang von 2 auf 3-Blatt ergeben bei mir Werte, die nicht mit der Realität übereinstimmen. Das Verhältnis Standschub durch Eingangsleistung ist hingegen bei den unten angegebenen Beispielen bei Dreiblattpropellern größer als bei Zweiblattpropellern.

Messung: Lehner 1920/7 Y mit 1:6

Datenreihenfolge bei allen Messungen:
Luftschraube mit Mittelstück; Spannung; Stromstärke; el. Leistung; Drehzahl; Standschub in g; spez. Standschub in Gramm/Watt; Strahlgeschwindigkeit

Aeronaut 17x9 ; 2 Blatt 46 mm; 12,8V; 32,2A; 412W; 4759/min; 2200g; 5,3 g/W; 17,8 m/s
Aeronaut 17x9; 3 Blatt 45 mm; 11,2V; 39,2A; 439W; 4700/min; 2700g; 6,1 g/W; 17,6 m/s
RF 18x6,5; 3 Blatt 45 mm; 11,2V; 31,5A; 353W; 4800/min; 2500 g; 7,1 g/W; 13 m/s
RF 17x10; 3 Blatt 45 mm; 10,1V; 37,2A; 376W; 4250/min; 2200 g; 5,9 g/W; 17,7 m/s
RF 18x6,5; 3 Blatt 61 mm; 11,4V; 38A; 433W; 4730/min; 3100g; 7,2 g/W; 12,8 m/s(Akku frisch)
RF 18x6,5; 3 Blatt 61 mm; 10,8V; 37A; 400W; 4640/min; 2750 g; 6,9 g/W; 12,6 m/S (nach 1 min Laufzeit)
Aeronaut 17X9; 3 Blatt 61 mm; 10,3V; 42A; 433W; 4200/min; 2750g; 6,4g/W; 15,8m/s

Achtung: hier ist die Eingangsleistung angegeben, nicht die Wellenleistung.

Towi
10.10.2003, 18:36
Hallo Helmut,

vielen Dank für die Veröffentlichung deiner Nährungsformeln. Diese erlauben endlich doch eine ziemlich genaue Berechnung von Schub und Ausgangsleistung.
Das ermöglicht auch Leuten, die (noch) keine komplette Messanlage im Hobbykeller aufgebaut haben, eine gute Abschätzung.
Bisher hatte ich immer verschiedene (Universal-)Nährungsgleichungen verwendet. Die bekannteste ist wohl www.schubprogramm.de (http://www.schubprogramm.de) (übrigens ein grosses Dank an Holger und Malte dafür). Diese erlauben mehr oder weniger genaue Abschätzungen, so bekommt man immerhin eine Idee in welchem Bereich man sich bewegt. Für kleinere Steigungen bis 4.7" decken sich die Abschätzungen ziemlich gut sowohl mit deinen Messungen, als auch mit meiner bisherigen Erfahrung (muss dazu sagen, dass ich auch keine Messbank besitze und nur sehr grobe Messungen machen kann; reicht mir aber). Bei grösseren Steigungen (ab 6", 7") allerdings decken sich deine Messungen mit meiner Vermutung, dass obiges Schubberechnungsprogramm hier doch recht daneben liegt (z.B. bei 8x6": ca. 20-25% zu wenig Schub errechnet). Das zeigt dann doch die Grenzen solcher Universalabschätzungsformeln auf. Aerodynamik ist halt kein ganz triviales Fach, aber der Versuch doch eine einfache halbwegs funktionierende Formel aufzustellen ist durchaus ehrenhaft.
Ich habe auch die Diskussion auf rcline in dieser Richtung etwas verfolgt. Mein Fazit: Für eine schnelle Abschätzung benutze ich auch weiterhin gerne obige Universalformel. Für genauere Berechnungen werde ich ab jetzt deine Formeln verwenden. Ist halt eine pro Propeller, aber dafür bleibt der Fehler klein. Echt Spitze deine Arbeit.

Jürgen Heilig
12.10.2003, 15:17
Original erstellt von haschenk:
Hi Jürgen,

Schande über mich, die kenn´ ich garnicht....
Oder wenigstens nicht unter dieser Bezeichnung.

Hast du evtl. einen Link dazu ?
Wo gibt´s die ?

Danke und Gruß,
HelmutHallo Helmut,

Die gibt es z.B. hier:
http://www.hobbyhorse.com/propellers.shtml

:) Jürgen

Jürgen Heilig
12.10.2003, 15:38
Natürlich gibt es auch auf der GWS-Homepage Informationen:
http://www.gws.com.tw/english/product/propeller/propeller.htm
Hier wäre u.a. der Vergleich der 9x4.7" SF und der 9x5" HD interessant.

:) Jürgen

Jan
15.10.2003, 22:37
Original erstellt von Gerhard_Hanssmann:

Das Verhältnis Standschub durch Eingangsleistung ist hingegen bei den unten angegebenen Beispielen bei Dreiblattpropellern größer als bei Zweiblattpropellern.
Wie Gerhard wäre ich auch brennend interessiert an einer Erklärung dieses Phänomens. Eigentlich würde man doch annehmen, dass der Zweiblatt-Prop geringere Energieaufnahmen hat als der Dreiblatt-Prop, da dieser doch mehr induzierten Widerstand zu bieten hat. Oder?? Besonders Gerhard hat sich zu diesem Thema bereits ziemlich den Kopf zerbrochen (Zitat: Jetzt habe ich keinen Spaß mehr am Messen!). Aus diesem Grunde haben manche spaßeshalber diesen Quotienten aus Standschub und Eingangsleistung als "Gerhardschen-Quotienten" bezeichnet. ;)

Helmut, hast Du Vermutungen oder sogar gesicherte Erkenntnisse zu diesem Thema?

haschenk
21.11.2003, 12:12
Hallo zusammen,

in meinem Beitrag vom 10.10.03 ist in der Tabelle für die Potenzfunktion ein kleiner Fehler drin, auf den mich Jörg Paysen aufmerksam gemacht hat. Bevor nochmal jemand drüber stolpert, hier der Fehler und die Korrektur:

Bei den a- und b-Werten (Schub) steht für den 8x6 und den 8x4,3-Prop beidesmal dasselbe in der Tabelle.

Für den 8x6 stimmen die angegebenen Werte.
Für den 8x4,3 muß es heißen a = 4,37E-06, b= 2,042.

Asche auf mein Haupt, und

Grüße,
Helmut