Impeller im Eigenbau??

Beluga

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Moin Zusammen.

Mich würde einfach mal interessieren, wer noch Elektro- Impeller samt Rotor selber baut oder zumindest Teile davon in Eigenregie herstellt. Ok, es ist heute keine gängige Praxis mehr, da es inzwischen für jeden Jet auch den passenden Antriebsstrang samt passenden Impeller gibt (egal ob High End- oder China- Produkt). Ich will jetzt auch keinen Nostalgie- Trip starten. Aber als ich für eine erneute Versuchsserie auf zwei selbstgebaute Fangehäuse von Jetfrank zurückgriff und dazu einen passenden Rotor gebaut habe, keimte die Idee auf, mal hier zu fragen, wer noch in der Praxis ab und zu eigene Impeller baut. Anfang bis Mitte der Neunziger war es ja oft noch gängige Praxis, eigene Elektro- Impeller zu bauen. Ich denke da an die Rubriken „Hallo Fans“ von Ludwig Retzbach oder an Heino Dittmar oder Arno Donath. Oder die „sog. lange Aspacher Nacht“ 1997, in der ich einen zerfetzten Holzrotor über Nacht repariert habe, um am nächsten Tag wieder fliegen zu können. Aber genug der Nostalgie. Es interessiert mich einfach mal, ob es das noch gibt und welche Techniken in dem Falle heute gängig sind, egal ob Holz oder Composite.

Eigenbau Rotor 2010 004 Kopie.jpg
Der Impeller vor dem ersten Testlauf, noch ohne Einlauflippe und Schubdüse. Das zweite Gehäuse wird gerade damit ausgerüstet.

Eigenbau Rotor 2010 005 Kopie.jpg
Der Rotor, in recht simpler Bauweise und ohne großem Werkstatt- Aufwand gebaut, mit Auswuchtstreifen am Blatt und einer Aluhülse in der Nabe.

Hier sind übrigens die Daten des ersten Testlaufes vom besagten 90mm- Rotors. Der Lauf fand noch ohne Einlauflippe und Schubdüse statt. Es war lediglich ein genereller Funktions- und Vibrationslauf für weitere Versuche. Ebenso habe ich die Leistung auch noch nicht bis zum Anschlag hoch geschoben, sondern bei 10N Schub auf dem Rollenteststand eingependelt, weil noch einige Vibrationen vorhanden sind.
Es bleibt natürlich noch viel Raum für Verbesserungen. Die Einzelkomponenten z.B. wie Motor, Akku und der Impeller sind noch nicht aufeinander abgestimmt. Der Conrad- Motor zum Beispiel ist der einzige in meinem Fundus, der vom Durchmesser gerade eben in die für den alten Webra 15-7 ausgelegten Nabe passt und deshalb erstmal für den Vibrations- bzw. Rundlauf herhalten muß.

Technische Daten:
Rotor:
Durchmesser: 89mm
Blattzahl: 4
Blattsteigung: 50° innen ; 40° aussen
Blatttiefe: 29mm
Nabendurchmesser: 37mm
Material Nabe: 3x Pappelsperrholz 5-lagig (jeweils 8mm dick)
Material Blätter: Birkensperrholz- Composite 9- lagig (2x 0,6mm ; 1x 2mm)

Gehäuse (von Jetfrank, ursprünglich für Webra 15-7):
Innendurchmesser: 90mm
Nabendurchmesser: 37mm
Statorzahl: 6
Ringfläche: 52,75cm²
Material: Birkensperrholz 3- lagig (Wanddicke Fanmantel: 1mm)

Standschub- Messung 1. Lauf (10N- Schub):
Akku: LiPo 4s ; 4000mAh
Regler: JETI 70 Advance Plus
Datenlogger: Eagletree Version 6.47
Testmotor: Conrad B36-56-04 (2600U/V)
Spannung Last: 13,5V
Strom max: 61A
Strom Dauer: 55A – 57A (bei 10N Schub)
Errechn. Drehzahl: 35100 U/min (Leerlauf)
Vermutl. Drehzahl: 20000 U/min (unter Last)

Vielleicht gibt es ja noch den Einen oder Anderen, der noch selbst baut. Es wäre mal interessant ;)

Viele Grüße
Bill
 
Hallo Bill

Hallo Bill

Ich baue an einem Impeller.
Im moment existiert nur der Rotor.

Technische Daten:
Durchmesser 124mm
Steigung 18cm
Motor Neumotor 2215 750Kv (muss noch gekauft werden)
Eingansleistung geschätzt: 3500-4000W
Errechnete Drehzahl: 30600 U/min
Strahlgeschwindikeit 330 Kmh / 92 m/s
Rotornabe aus 4x3mm Flugzeugsperrholz
Rotorblatt aus CFK


Gruss Martin
 

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Jetfrank

User
Hallo Bill, fettes Thema,
echt, was für eine Überraschung, das ich mal das Impellergehäuse aus dem Keller Wegner hier wiedersehe. Naja weißt ja, wir bauen noch alle unsere Impis selbst. 1. weil es uns Spaß macht und 2. weil sie sehr gut funktionieren und nun 3. weil es die einzige Möglichkeit ist, den Impeller an die vorhandenen Komponenten und das bestimmte Modell anzupassen. Und wenn ich mir die Entwicklung so ansehe und nur die Spannungslagen der Lipos heranziehe, so sind auch zukünftig Anpassungen erforderlich und sinnvoll. Ich kann/will mir doch nicht immer nen neuen Motor kaufen. Habe leider gerade keine Bilder hier, aber die reiche ich nach, mal sehen, vielleicht melden sich hier ja doch mehr begeisterte Selbstbauer. Viele mögen das belächeln, aber man sollte nie vergessen, das die Szene durch diese Pioniere zu dem gemacht wurde, was sie jetzt ist. Ich denke nur an Amacker mir seinen 120er Holz Impis, jetzt fliegen fast alle 120er, als ob es nie was anderes gegeben hätte.

@ Martin: Sieht ja schon echt professionell aus, was du da machst. Bekommt der Rotor zunächst Übermaß und wird dann auf den Durchmesser eingeschliffen, oder klebst du ihn gleich auf das entsprechende Maß zusammen ?

Gruß Frank
 

Beluga

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Hallo Martin,
da schließe ich mich Frank an. Das sieht sehr professionell und beeindruckend aus :) . Wie hast Du die Vorlage für die Formen der Fanblätter gestaltet (Urmodell) bzw. wie verklebst Du die Schaufeln an der Nabe? Und für welches Modell planst Du Deinen Impeller?

Moin Frank.
Ich denke, auf diese Art kann ich Euren Gehäusen am besten neues Leben einhauchen :) . Und da mich trotz eines reichhaltigen Marktangebots die Faszination eines Impeller- Eigenbaus bisher nicht losgelassen hat, scheue ich auch nicht davor zurück, eigene Impeller zu bauen, wenn es darauf ankommt. Ich bringe ihn übrigens mit nach Effeln.

Im Anfangsbeitrag vergaß ich zu erwähnen, welche Basis für den Impeller zugrunde gelegt wurde. Geplant ist ein im mittleren Geschwindigkeitsbereich fliegendes Modell, das zusammen mit einem in moderater Drehzahl arbeitenden Impeller betrieben werden soll. Daher sind die Schaufelblätter auch mit einer relativ hohen Blatttiefe ausgestaltet (Re- Zahl). Ebenso verhält es sich auch mit den Blattwinkeln zur Drehzahl und zur anströmenden Luft. Im Prinzip baue ich den Impeller nach, der mal ganz zu Anfang für das erste Beluga- Modell vorgesehen war (2002), bevor ich die Schübeler DS-51 eingesetzt habe. Die Schaufel- Rohlinge für den Impeller von damals lagen ebenfalls noch in meinem Fundus (der damals mein erster 90ér- Impeller geworden wäre). Nun möchte ich diesen Impeller mit der Technik von heute ausprobieren bzw. etwas spezielles probieren, über das ich hier schreiben werde, wenn es ansprechende Ergebnisse bringt. Und die Fangehäuse von Dir, Frank, sind da eine willkommene Grundlage, da diese Ähnlichkeit mit dem damals von mir geplanten Gehäuse und für einen 90ér Impeller recht schmalen Nabendurchmesser haben. Also wie geschaffen für diesen und ein paar weitere, aktuellere Versuche. Als Grundlage für die Dimensionierung des Impellers dienen unter anderem zwei Bücher, die noch aus der „Jugendzeit“ der Elektro- Impeller in meinem Archiv stehen:
„Elektro- Impeller“ von Ludwig Retzbach (1997, Modell- Verlag)
„Impeller für Elektroflugmodelle“ von Hans Wekkeli (1995, VTH- Verlag)
sowie einige Kopien der damaligen "Hallo Fans"- Beiträge

Viele Grüße
Bill
 
Hallo zusammen

Danke für den Lob.

"Bekommt der Rotor zunächst Übermaß und wird dann auf den Durchmesser eingeschliffen, oder klebst du ihn gleich auf das entsprechende Maß zusammen ?"
@ Frank
Der Rotor wird mit Übermass hergestellt, anschliessend auf Grösse 124mm
geschliffen.=>Foto
Werde den Rotor eventuell noch etwas kleiner schleifen, wenn der Motor zu viel
Strom auf nimmt. 12S 5800mAh Max 95A pro Fan.

"Wie hast Du die Vorlage für die Formen der Fanblätter gestaltet (Urmodell) bzw. wie verklebst Du die Schaufeln an der Nabe? Und für welches Modell planst Du Deinen Impeller?"
@ Bill
Die Form besteht aus 18Stk 2mm Flugzeugsperrholz, 3cm breite Streifen wurden
jeweils im richtigem Winkel des jeweiligem Durchmessers geschnitten, und danach
aufeinander geklebt (siehe PDF Steigung 18cm). Dann mit einem 2K Spachtel aus geglättet.
Auf diese Form habe ich ein CFK Laminat mit ca. 1mm Dicke geharzt(mit Trennlack).
Dieses Urmodell wird danach zugeschnitten und profiliert, zum Schluss noch Poliert.

Am Ende der Schaufel ist ein Schwalbenschwanz an geformt, der Einschnitt in die
Rotornabe schneide ich mit der Dekupiersäge. => Foto
Die Schaufeln werden dann in die Nabe seitwärts eingeschoben und
mit Sekundenkleber fixiert. Test mit 40Kg Bleisack am Blatt bestanden.
Fliehkraft nach meiner Berechnung: Blatt 0.9g 31000U/min mittlerer Durchmesser 92mm ca. 44Kg!!!

Der Imeller ist für ein Tiger F5E (2 Impeller) Massstab 1:5 (muss noch Gebaut werden:rolleyes:).

Bill, ich nehme an, Deine Leerlaufdrehzahl ist ohne Rotor.
Nach meinen Berechnungen beim Neumotors mit dem Immpellercalculator http://www.ecalc.ch/fancalc.htm?eflight
ist die Dieferenz zwischen Leerlauf und Last nur wenige %.
Errechn. Drehzahl: 33000 U/min (Leerlauf)
Errechn. Drehzahl: 30600 U/min (unter Last) 95A



Gruss Martin
 

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Beluga

User
Hallo Martin

Und schon hat man wieder etwas dazugelernt. Erst einmal die Art, wie Du die Blattausschnitte an der Dekupiersäge in die Nabe schneidest. Ich mache es zur Zeit manuell mit Anzeichnen und einer feinschnittigen Japansäge.
Und der angeformte Schwalbenschwanzfuß, wenn man mit Composite arbeitet (wie bei den Fanblades der „manntragenden“ Fakultät). Ok, in Holz ist es ein bisschen schwierig damit. Dafür haben die Schaufelfüße bei mir zwischen Nabe und Blatt neben der Klebefläche des Einschnitts einen Radius aus Microglasperlen und Sekundenkleber, um die Klebefläche (Scherfläche) über den Einschnitt hinaus zu vergrößern.

Schaufelfüsse 003 Kopie.jpg
Hier sind ein paar Beispiele für Schaufelfüsse aus der manntragenden Zunft (mitte bis rechts drei Kompressorblätter und links ein Turbinenblatt mit einen sog. Tannenbaumfuss).

Eigenbau Rotor 2010A 004 Kopie.jpg
Der Rotor, der erfolgreich meine A319 angetrieben hat (69mm). Links als Rohling und rechts die eingeflogene Variante

Die angegebene Drehzahl war, und da hast Du recht, ohne Rotor. Also aus Motor U/V und der Spannung bei Leerlauf errechnet. Die reelle Drehzahl mit Rotor bei dem ersten Test vermute ich daher eher bei max. 20000 U/min, da erst einmal nicht die volle Last angefahren wurde, der Strom allerdings schon recht hoch war und noch kein Drehzahlmesser aktiviert war. Die errechnete Fliehkraft würde dabei einen Wert von 275N pro Blatt erreichen (Blatt 2g ; 20000U/min ; mittl. Durchmesser 62,5mm). Die nächsten Tests sind dann auch mit Einlauflippe, Schubdüse und einem zusätzliche Drehzahlmesser geplant bzw. der Rotor wird vorher noch einmal feingewuchtet, damit die Testergebnisse präziser werden.

Mit knapp drei Metern Länge und ca. 1,6m Spannweite ist Deine F-5E schon ein recht großes Projekt, zusätzlich zu den Eigenbau- Impellern....Klasse :)

Viele Grüße
Bill
 
Hallo Peter,

auch von mir ein großes Lob an die Professionalität!

Mich würde interessieren wie du die Schaufeln berechnet hast? Hast du das mit einem excel-tool gemacht oder eine andere Software verwendet? Welche Annahmen stecken da drin:
- Drallverteilung nach Rotor
- welche Axialgeschwindigkeit
- welches Profil für die Schaufeln
- welche Druckzahl (psi, der grichische Buchstabe, nicht der Amidruck:D)

Wäre sehr nett wenn du dazu ein paar Sätze schreiben könntest!

Viele Grüße
Christian
 
Hallo Christian

Ich nehme an die Fragen gehen an mich.

"- Drallverteilung nach Rotor"
Im AutoSketch Gezeichnet, Berechnet => Siehe PDF

"- welche Axialgeschwindigkeit"
Bei 30600 U/min 91.8m/s 330Kmh

"- welches Profil für die Schaufeln"
Die Schaufeln sind innen 1mm, aussen 0.8mm Dick und ca.20mm Breite.
Die Ur-Schaufel habe ich von Hand nach Gutdünken Profilirt. Bei einer
Profildicke von etwa 5% denke ich hat das Profil keinen grossen Einfluss mehr.
Um die Druckzahl habe ich mir noch keine Gedanken gamacht.


@Bill
Für was baust du Dein Impeller,?

F-5E
Spannten sind Gezeichnet, muss aber zuerst die Immpeller fertigstellen,
sonst bleibt das Projekt halb fertig liegen:D:D.

Gruss Martin
 

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Beluga

User
Hallo Martin,

ein Modell existiert zur Zeit noch nicht für den Impeller. Ursprünglich war er, wie gesagt, für das damalige Beluga- Modell bestimmt, bevor die Schübeler DS-51 eingesetzt wurden: Mittlerer Geschwindigkeitsbereich mit mäßig hoher Strahlgeschwindigkeit. Also Airliner- Flugstil. Das Prinzip werde ich auch jetzt bei der Neuauflage beibehalten. Aber direkt für ein Modell geplant ist er nicht. Es geht eher um das Experiment des Eigenbau- Impellers selber.

Ich denke aber, für Praxistests kann der Impeller nach klassischer Manier als Rucksack- Impeller auf einem in meinem Fundus existierenden Elektrosegler- Canard gespannt werden (kein Leitwerk im Schubstrahl, ca. 2,5 kg Gewicht, 2 Meter Spannweite). Als weitere Verwendung habe ich noch einen negativgepfeilten Cargoliner im Umbau, in der der Impeller wegen des geplanten Geschwindigkeitsbereiches gute Verwendung finden könnte. Aber da mache ich mir Gedanken darüber, wenn die Leistung es hergibt und wenn es soweit ist (geplantes Abfluggewicht des Cargoliners ca. 3kg).

Hallo Peter,
so ungefähr, wie Du es in dem Bericht beschrieben ist, habe ich die früheren Impeller (A319) auch gebaut, vielleicht ein bischen mehr nach dem Schema, wie es Hans Wekkeli in seinem Buch beschrieben hatte.

Viele Grüße
Bill
 

Pesi5

User
Hallo Peter,
so ungefähr, wie Du es in dem Bericht beschrieben ist, habe ich die früheren Impeller (A319) auch gebaut, vielleicht ein bischen mehr nach dem Schema, wie es Hans Wekkeli in seinem Buch beschrieben hatte.

Viele Grüße
Bill

Servus Bill,

und ich habe damals das alles von dem Hans Bühr aus der Schweiz gelernt.

http://www.jetscale.ch/index.php/bauberichte/163-antonov-an-225-von-hans-buehr

Übrigens, die kleinen Impeller wurden ja nur mit speed 480 Race angetrieben, denn ich wollte günstig bauen. Heute mit den BL Motoren und den leichteren Lipos ist das dann schon ein Quantensprung. Ich hätte da noch eine Form um GFK/CFK Schaufeln zu machen. Das gibt dann einen Rotordurchmesser von bis zu 90mm. Die gleiche Schaufelform fliegt der Hans in seiner Antonov. Wer Interesse hat.

Gruß der Peter
 

Beluga

User
Hallo Peter,

genau so sah es bei mir früher auch aus. Die Eigenbauten sollten mit einfachen Mitteln funktionieren bzw. mit normalen Modellbauwerkstatt- Aufwand machbar sein. Ebenso sollte die Planung und Berechnung des Impellers unkompliziert bzw. schnell reproduzierbar sein. Vorrangig habe ich ebenfalls Speed 480 Motoren oder einmal auch einen Plettenberg HP270-10 in einem 75mm Eigenbau- Impeller eingesetzt. Ok, es war (und ist) nicht alles pure Berechnung. Es war auch etwas „Pi mal Daumen“, Experimentieren bzw. Erfahrung aus der Arbeit mit manntragenden Strahltriebwerken dabei.
Daher habe ich die jetzige Versuchsreihe gestartet. Wie sehen die Leistungen eines Eigenbau- Impellers mit heutigen Mitteln aus? Wie sieht es evtl. mit einem Getriebe- Fan aus (wie er zur Zeit in der manntragenden Zunft in der Entwicklung ist)? Bekomme ich damit ein Modell mit normalen Leistungsaufwand erfolgreich in die Luft? Mit normalen Leistungsaufwand meine ich dabei keine Leistung im Kilowatt- Bereich. Der Canard, der dafür herhalten soll, fliegt momentan mit einem AXI2820 an 4s und geht damit in einen ca. 70° Steigflug (Prop- Antrieb bei ca. max. 600W). Wenn dieser Canard mit ca. 30° mit dem Impeller steigt, ist das erste Ziel erreicht.

Die Antonow 225 habe ich damals 1997 in Aspach noch live erlebt. Es war ja ein grandioses Flugbild. Und der Aufbau des Modells hat mir damals auch eine Menge Anregungen gegeben. Zum Glück habe ich noch diverse Bilder davon, auch von den Impellern.

Viele Grüße
Bill

PS: Du hast eine PN
 
Hallo Bill (Beluga),

Wie sieht es evtl. mit einem Getriebe- Fan aus (wie er zur Zeit in der manntragenden Zunft in der Entwicklung ist)?

Da kann ich mich gerade mal nicht zurückhalten, da ich auch aus der manntragenden Zunft komme. DAS macht bei einem Impeller keinen Sinn. Eine Turbomaschine braucht einfach eine gewisse Umfangsgeschwindigkeit, und damit Drehzahl, damit sie vernünftig funktioniert. Vor allem bei einem Verdichter (und ein Impeller ist nichts anderes) hängt der Durchsatz (Massenstrom) direkt von der Drehzahl ab. Und Durchsatz ist immer gleich zu setzten mit Schub (und davon können wir ja wohl nicht genug haben :D ). Also hohe Drehzahl gleich viel Schub, aber das bekommt man schnell auch so schnell raus. Man kann mit ein paar Tricks, z.B. durch erhöhen des Staffelungswinkels, den gleichen Durchsatz auch mit geringeren Drehzahlen erreichen. Das geht aber eben nur bis zu einer gewissen Grenze, danach reißt die Strömung ab und das wars. Das ganze macht Sinn, wenn man langsamer drehende Motoren wie die Außenläufer verwenden will. (Staffelungswinkel ist der Winkel zwischen der Profilsehne des Blattes und der Umfangsrichtung)

Bei einem Getriebe hätte ich also einen recht schnell drehenden Impellerrotor und durch das Getriebe brauche ich einen noch schneller drehenden Motor. Dann hat so ein Getriebe ja auch Verluste und ist schwer. Also das macht in der Summer keinen erkennbaren Gewinn. ;)

Bei den "großen" Triebwerken (PW1000G) macht man das ja auch nur, weil die Drehzahl des Fans aufgrund von Lärmproblemen so gering wie möglich sein soll. Da die Niedruckturbine auf der selben Welle sitzt, dreht die dann auch sehr langsam und das hat dann Wirkungsgradeinbußen bei dieser zur Folge. Deswegen macht es hier Sinn die Turbine schneller drehen und zu lassen und die Drehzahlunterschiede durch ein Getriebe zu überbrücken.

Das mit dem Lärm ist bei den Impellern ja wohl auch kein Thema, wenn ich mir diverse Threads anschaue in denen eifrig darüber diskutiert wird, wie man denn nun einen "coolen" Sound aus den Impellern locken kann. ;)

Nur mal so als Erklärung zu diesem Thema....
Chris
 

Beluga

User
Hallo Chris,

Du hast natürlich recht. In der manntragenden Zunft hat das Getriebe einen anderen Sinn ;) Ich wollte da in dem vorherigen Beitrag nicht so ins Detail gehen. Sicher, hier möchte man den Fan von der Niederdruckwelle drehzahlmäßig entkoppeln, so daß Niederdruck- Verdichter und -Turbine effizienter arbeiten können (höhere Drehzahl) bzw. der Fan in seinem optimalen Drehzahlbereich läuft (um weitere Kraftstoffersparnis zu erzielen).

In dem vorherigen Beitrag war es eher als Versuch am Rande erwähnt (mehr in die Richtung gehend: kleiner, schnelldrehender Innenläufer (kleinerer Motordurchmesser= kleinere Nabe) mit Getriebe untersetzt auf einen etwas langsamer drehenden, größeren Fan.
Ob solch ein Versuch letztendlich Erfolg hat oder Sinn macht, steht auf einem anderen Blatt. Es ist halt ein möglicher Versuch mit dem Eigenbau- Impeller, den man mal durchführen könnte, weil man hier die Komponenten auf solch einen speziellen Fall anpassen kann. Letztendlich ist mir erst einmal wichtig, dass der Eigenbau- Impeller funktioniert und auch flugtauglich wird. Es gibt aber manchmal Dinge, die probiere ich einfach mal gerne aus (siehe auch die Beluga)
Aber trotzdem sind mir Eure Vorschläge, Ideen und auch Kritiken sehr wichtig, weil, daraus lerne ich auch ;).

Viele Grüße
Bill
 

Beluga

User
Moin Zusammen,

Inzwischen gab es ein paar weitere Modifikationen an dem Impeller- Rotor. Da die anfänglichen Stromwerte für den gemessenen Schub sehr hoch waren, wurden nach ein paar Akku- Variationen die Blätter selber nachgearbeitet. Zunächst wurde die Rechteckform der Blätter zugunsten einer Trapezform geändert (an der Blattspitze wurde die Blatttiefe um 7mm verkleinert). Damit konnte auch das Profil dort dünner gestaltet und der äußere Blattwinkel geringfügig verringert werden. Der Strom lag bei gleichem Messaufbau bei ca. 40A, alles in allem ca. 10A bis 15A weniger Strom. Ein neuer, noch mal etwas modifizierter Rotor in der gleichen Bauart brachte es bei dem 10N- Lauf sogar auf 35A. Hier zeigt sich, wie eine geringfügige Änderung der Blattdimensionen die Leistung beeinflusst (siehe die Datenlogger- Ausdrucke). Alle Läufe wurden wie zu Anfang mit einem Conrad B36-56-04, einem JETI Advance70 Plus an 4s LiPo durchgeführt.

Bilder
Eigenbau Rotor Testlauf.jpg
Eigenbau Rotor Testlauf 10N

Eigenbau Rotor Mod 10N 19N .jpg
Testlauf des modifizierten ersten Eigenbau Rotors bei 10N und anschließend 19N Schub

Eigenbau- Impeller 2010a 007 Kopie.jpg
Der modifizierte erste 90mm Eigenbau- Rotor

Eigenbau- Impeller 2010a 006 Kopie.jpg
Und der zweite Neubau eines 90mm- Rotors, etwas verringerte Blattwinkel und etwas geringere Blattfläche,.....

Zweiter Eigenbau Rotor Standlauf.jpg
....mit den Testlauf- Daten; zunächst bei 15N, dann bei 10N Schub

Morgen, wenn das Wetter sich hält, wird der Impeller zum ersten Mal in der Praxis getestet, sprich, er muß zeigen, was er im Flug schafft.

Viele Grüße
Bill
 

Beluga

User
Moin Zusammen,

die Erstflüge sind erfolgt. Und das auch sehr erfolgreich :) , wenn auch die nordische Brise wieder etwas böig war. Ok, der erste, hier vorgestellte Rotor hat dabei bewiesen, daß man einem Kurzschluss in Drehbewegung umwandeln kann. Aber immerhin hat die Steigrate meine kühnste Erwartung übertroffen. Der Canard (Gewicht: 2500g) stieg in einem geschätzten 70 - 80° Winkel. Aber eben mit ziemlich hohen Stromwerten.
Der zweite Rotor war doch schon etwas gezähmter unterwegs. Aber auch hier konnte ich den Canard im geschätzten 45° Winkel steigen lassen. Und im übrigen Flug zeigte er sich sehr reaktionsschnell, wenn es darum ging, die Leistung anzunehmen, z.B. für ein plötzliches Durchstarten. Insgesamt war der zweite Rotor für diese Motor- /Regler-/Akku-Combo wesentlich besser zugeschnitten. Und das zeigte er auch im Flug. Der Canard ließ sich auch sauber durch Rollen und Loopings bewegen, fast, als hätte er seinen gewohnten Prop- Antrieb eingebaut. Auch die Rotorblätter bewiesen ihre Festigkeit bei Lastwechseln und Manövern.

Erster Eigenbau Rotor Erstflug 0810.jpg
Der Flug mit dem ersten Eigenbau- Rotor und seinen exorbitant hohen Stromwerten, allerdings auch sehr guten Steigraten.

Zweiter Eigenbau Rotor Erstflug 0810.jpg
...gefolgt von Rotor Nr. 2, der etwas gemäßigter unterwegs war und für diese Konfiguration mehr Alltags- Tauglichkeit bewies.

Eigenbau- Impeller Erstflug 2010 001 Kopie.jpg
Der Versuchsaufbau auf dem Canard. Einzige Tücke war der Nickmoment der "Rucksack"- Anordnung der Impellergondel. Dieser konnte aber mit beigemischtem Höhenruder ausgeglichen werden.

Eigenbau- Impeller Erstflug 2010 003 Kopie.jpg
Rotor Nr. 2 in der Versuchsgondel. Diese Konfiguration wird jetzt beibehalten und in weiteren Flügen weiter getestet. Die Werte des zweiten Rotors werden hier noch eingestellt (sobald ich sie in den PC "gehackt" habe; noch sind sie nur auf Papier). Flugaufnahmen gibt es noch Keine, kommen sicher bald noch.

@Jetfrank: Nun ist eines Eurer Impellergehäuse doch "airborne" :) ;) Aber Du hast recht. So kann man die Impi´s auf die vorhandenen Komponenten oder Modelle anpassen. Und wie effektiv das geht, habe ich nun wieder erlebt (wie bei meinem A319 in den Neunzigern). Es ist zwar nicht der "Mega- High End"- Antrieb, aber wie man mit Winkel- ,Blatt- und Profilanpassung die Charakteristik eines Impellers bestimmen kann, zeigte sich auch hier wieder. Nun müssen die einzelnen "Versuchsbausteine" dieses 90mm- Impellers zusammengefasst werden, um daraus mal zusammen mit etwas Theorie ein Endergebnis zu erzielen.

Viele Grüße
Bill
 

Gast_14961

User gesperrt
Sorry, wenn ich nichts fachliches beitragen kann.

Aber mir steht der Mund offen, was so alles gebaut wird!

Erstklassige Arbeit. Bill: Deinen Selbstbauimpeller konnte ich ja in Effeln bewundern und bin sehr begeistert.

Excellenter Modellbau, der hier gezeigt wird!
 

Beluga

User
Moin Zusammen,

hier sind nun die Daten des zweiten Rotors. Der zweite Impeller- Rotor ist ähnlich gebaut wie Nr. 1. Nur wurde hier die Nabe etwas verkleinert (D = 34mm anstelle von 37mm) und bei einer Tiefe von 25mm etwas strömungsgünstiger gestaltet. Der Blattwinkel am Blattfuß hat hier eine Anstellung von 40° zur Drehebene und schränkt sich auf 24° an der Blattspitze. Die Profiltiefe der Blätter wurde ebenfalls verringert, nach den Erfahrungen am ersten Rotor. Von der anfänglichen 29mm Rechteckform der Blätter ist jetzt eine Trapezform eingearbeitet mit 25mm Profiltiefe an der Blattwurzel und 20mm an der Blattspitze. Das Profil ist dieser Trapezform angepasst worden. Der Rotor wird mit einer standardmäßigen Propeller- Klemmverschraubung auf der Motorwelle befestigt. Das sichert einen recht geringen Schwerpunktabstand des Rotors zum vorderen Motorlager, um kleinere Schwingungen besser abfangen zu können. Auch der Rotor Nr. 1 wurde nach anfänglichen Schwingungsproblemen auf eine Klemmverschraubung umgebaut, da der erste Adapter den Rotorschwerpunkt ziemlich weit vor das Motorlager verlegte. Diese Änderung zeigte bei den Rotoren Wirkung. Nach erneutem statischen Wuchten lief Rotor Nr. 1 wesentlich ruhiger und Rotor Nr.2 hatte von vorn herein einen sehr ruhigen Lauf. Insgesamt war Rotor Nr. 2 auch etwas präziser gearbeitet als Nr.1, obwohl die gleichen Werkzeuge wie zuvor benutzt wurden und die Bauzeit gerade mal zwei Tage betrug.
Rotor:
Durchmesser: 89mm
Blattzahl: 4
Blattsteigung: 40° innen ; 24° aussen (zur Rotationsrichtung)
Blatttiefe: 25mm innen / 20mm aussen
Nabendurchmesser: 34mm
Material Nabe: 2x Birkensperrholz 8-lagig (jeweils 8mm dick) + 1x Balsa 5mm
Material Blätter: Birkensperrholz- Composite 9- lagig (2x 0,6mm ; 1x 2mm)
Gewicht: 16g

Gehäuse (von Frank Wegener), Einlasskanal von der ersten Beluga, Schubdüse von Aeronaut:
Innendurchmesser: 90mm
Nabendurchmesser: 37mm
Statorzahl: 6
Ringfläche: 52,75cm²
Einlasslippe: Radius 7,5mm
Schubdüse: D=80mm
Gewicht: 389g (mit Verkleidung, Motor und Kabel)

Gemessener Standschub 10N [19N]
Einströmgeschwindigkeit 31 m/s [36 m/s]
Ausströmgeschwindigkeit 38 m/s [47 m/s]
Drehzahl (Standlauf) 23500 U/min [31000 U/min]
Fliehkraft pro Blatt (2g) 379,2 N [659,5 N]
P mech 473,5W [922W]
Drehmoment 11,5Nm [16,9Nm]
Theor. Standschub 9,12N [14,1N]
Spez. Schubkoeffizient 0,018N/W [0,018N/W]
Gütegrad Impeller 0,55 [0,67]

Gemessene Werte: Lufttemperatur: 18°C , Luftdruck: 1002 mbar
Die Drehzahl wurde mit dem JETI- MRPM System und die Strömung mit einem Anemometer gemessen. Alle weiteren Werte sind darauf basierend errechnet oder grafisch ermittelt worden.
Der Gütegrad liegt leider unter dem erwarteten Wert von min. 0,7. Aber dennoch ist die Leistung, die er im Flug brachte, schon sehr akzeptabel (ist eben ein Eigenbau). Wenn ich mich irgendwo verrechnet habe, bitte Bescheid sagen. Was interessant ist, daß der theoretische Standschubwert vom gemessenen Standschubwert gerade im höheren Leistungsbereich abgewichen ist. Es kann natürlich auch eine Meßungenauigkeit vorliegen, die im weiteren Rechnungsverlauf dazu geführt hat (es sind eh ein paar Werte hinter dem Komma auf- bzw. abgerundet worden).

Viele Grüße
Bill
 

Jetfrank

User
Hallo Bill, schön das du hier immer Neues berichten kannst. ich wollte ja auch mal Bilder einstellen, Die Meswerte dazu sind nicht mehr repräsentativ, da sie aus der Hochzeit der NC Zellen stammen.......

So sind wir mal angefangen

Beispiele 004.jpg

Dann haben wir sehr erfolgreich mit den Rotoren vom TurboFan 1000 gearbeitet, wir haben viel mit der Steigung der Blattanzahl probiert, was zu erstaunlichen Ergebnissen führte. Viele habe damals den Fan nicht genutzt, weil sie scheuten die Blätter einzukleben und die Meinung polarisierten, die Blätter würde wegfliegen. Kann ich bis heute nicht nachvollziehen. Allerdings muß man zu den heutigen Leistungen sagen, das die Blattform nicht mehr ganz Zeitgemäß ist, sie war schlichtweg für nicht so hochdrehende (Bürsten)Motoren ausgelegt. Trotzdem die Erfahrungen damit, helfen uns noch heute bei der Auslegung von Rotoren

Beispiele 003.jpg

Jenes führte dann zu einer Weiterentwicklung, hier ein CFK Fan, von denen zwei arbeitslos mit nem neuen Mega 22/20/3 in unserem Sortiment weilen. Der Rotor ist ähnlich dem Spiderfan von Jepe. Ich hatte sie damals beide in der Aeronaut Rafale jeweils mit 4S. Sie flog damit super, nur für Bodenstart auf Gras hätte ich je 5S benötigt, Habe ich dann nicht gemacht, sondern die Rafale auf einmal 100mm umgebaut, mit 6S, was ein deutlicher Gewichtsvorteil ist und mir außerdem mehr Strahlgeschwindigkeit lieferte...

Beispiele 001.jpg

Rotor geschliffen.jpg

Impeller4.jpg

Ich kann nur alle ermutigen, die im Winter nicht wissen was für einen Jet sie bauen sollen, versucht euch im Eigenbau von Impellern, Literatur gibt es genung zwar etwas älter, aber die Physik hat sich nicht geändert. Wäre sehr schön, wenn es mal was neues zu sehen geben würde.....

Gruß Frank
 
Hallo zusammen...
mein name ist Burkhard und ich bin gerade ueber diesen Beitrag gestolpert.
Normalerweise ist Elektronik und Boote meine Welt,aber das mit den Impellern fasziniert mich.
Kann man sagen welche Druckerhoehung sich ergibt?
Der Hintergrund ist eine Art "Turbolader" mit im Ruhezustand geringen Stroemungswiderstand.
Gedacht ist das ganze fuer kleine bis mittlere Motoren ....

gruss Burkhard
 
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