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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Strahlgeschwindigkeit



WeMoTec
01.04.2012, 23:34
In verschiedenen Thread wurde zuletzt nach der Strahlgeschwindigkeit gefragt.
Man kann diese zwar messen, das ist aber nicht ganz trivial, denn meist ist die Strahlgeschwindigkeit über den Querschnitt nicht wirklich konstant.

Daher macht es mehr Sinn zu rechnen.

Die Formel lautet:

Wurzel(P/(1,225*A))*100

Viel braucht man also nicht:
P = Schub in Newton (oder hilfsweise kg x 9,81)
1,225 ist eine Konstante, die bei üblichen klimatischen Bedingungen gilt
A ist die wirkende Fläche. Das ist bei Impellern ohne Düse die Ringfläche (Innendurchmesser Außenrohr - Außendurchmesser Innenrohr), oder bei Verwendung einer Düse die Querschnittsfläche am Auslaß.

Wichtig: die Schubangaben müssen immer mit der Auslaßsituation ermittelt werden, die auch nachher zur Berechnung angesetzt.
Es gibt nämlich Impeller, bei denen mit Einsatz einer Düse der Schub sinkt, aber genauso gibt es Impeller, bei denen der Schub mit Einsatz einer Düse steigt.

Und jetzt fröhliches Rechnen.

Oliver

PS.: ein paar exemplarische Beispiele habe ich angehängt.

801808

schaumschlaeger
02.04.2012, 07:23
Diese Formel habe ich schon einmal gesehen (RCgroups thread), und ich hätte mich am Ende auch überreden lassen dass
es tatsächlich so einfach ist (aus Schub und Auslassquerschnitt die Strahlgeschwindigkeit berechnen), aber ich glaube
nicht dass man aus dieser Formel wirklich gute Aussagen über die Performance im Flug erhält:

- eine derart einfache Beziehung würde für eine inkompressible Flüssigkeit o.ä. gelten, die Formel nimmt quasi eine
bestimmte Masse Luft an die den Auslassquerschnitt in gleicher Geschwindigkeit passiert, dadurch ergäbe sich ein
bestimmter Impuls pro Luftmenge etc.

- Oliver, Du hast selbst gesagt dass die Strahlgeschwindigkeit über den Blattquerschnitt nicht konstant ist. Bei höhrerer
Geschwindigkeit wäre ein Fan im Vorteil bei dem ein Teil der Blätter noch eine höhere Strahlgeschwindigkeit bietet sodass
noch mehr Vortrieb erreicht wird.

Tendenziell stimmt es natürlich dass ein geringerer Auslassquerschnitt die Strahlgeschwindigkeit steigen lässt, aber
absolute Daten rein aus Schub und Querschnitt, das geht nur bei einer homogen strömenden Masse...

Ich verstehe dass bei einem Impeller teilweise andere Gesetze gelten als bei Propellern, aber dass es gar keine Rolle spielt
ob man (bei gleichem Auslassquerschnitt) einen bestimmten Schub mit sehr stark angestellten Blättern, oder Blättern
mit geringer Steigung erreicht, das leuchtet mir nicht ein.

Die Messungen im Windkanal von Schübeler haben genau gezeigt dass sich verschiedene Impeller im angeströmten Zustand
eben nicht gleich verhalten, und der Schub sehr unterschiedlich ist.

http://www.lipo-rechner.de/home/index.php?option=com_content&task=view&id=61&Itemid=103

Auch in der Praxis kann man zumindestens an Extrembeispielen sehen dass es nicht egal ist wie der Standschub zustande
kommt, z.B. an der eher bescheidenen Leistung bei höherer Geschwindigkeit von 8-Blatt AEO Impellern (die eine sehr geringe
Steigung haben) trotz guten Standschubs.

Gruß
Clemens

fireeye
02.04.2012, 09:14
Hallo Oliver,

ich habe Deinen Beitrag erst als Aprilscherz angesehen, ist aber wohl ernst gemeint.
Ich darf sicherlich die Formel etwas ergänzen:

< Standschub So in N (kg x 9,81)
< Austrittsquerschnitt A in cm²
< Luftdichte rho 1,23 kg/m³
< Austrittsgeschw. c in m/s

@ Clemens

Ich weiss nicht, warum Du skeptisch bist, die Formel kommt aus dem Impulssatz, alle Triebwerkbauer rechnen damit, MTU, Rolls Royce, GM, SNECMA, etc.

Die Gründe, die Oliver zur Benutzung der Formel angegebn hat, sind korrekt.

Wenn Du von performence im Fluge, Flugleistungen, sprichst, wäre zunächst zu klären, welche Flugleistungen Du meinst.
Dass ein Impellersystem im Fluge an Standschub verliert, ist hinlänglich bekannt und verschiedentlich im Windkanal gemessen worden. Wenn Du für den Schubafall im Fluge eine Berechnungsformel kennst, wäre es schön, wenn Du sie bekannt geben würdest.

Gruss und twschö wa, Hans.

Ost
02.04.2012, 09:32
Ähemm,
was nutzt einem das Wissen um die Strahlgeschwindigkeit wenn der Flieger nicht "slippery" ist:confused:

Oliver

WeMoTec
02.04.2012, 11:29
Hans hat natürlich Recht mit seinen Ergänzungen. :D

Ich kam gestern nacht einem halben Tag in der Notaufnahme nach Hause und da war ich wohl etwas übermüdet. :rolleyes:

Ich werde mal sehen, daß der Modi diese einpflegt.

Ändert aber am Ergebnis nix.

Oliver

Ost
02.04.2012, 12:06
Hoffentlich alles klar bei Dir/Euch?

B.t.w. ich warte noch sehrsüchtig auf was;)
Und Jannik auch;);)

Oliver

hul
02.04.2012, 14:17
und was ist mit dem Impuls der Ansaugluft?

Gruss, Hans

fireeye
02.04.2012, 15:07
Hallo Namensvetter Hans,

korrekt müsste es heissen: Ausgangsimpils minus Eingansimpuls!

Der Eingangsimpuls ist im Standfall null. Im Flugfall ist aufgrund der Eigengeschwindigkeit des Fliegers der Eingansimpuls nicht mehr null. Deshalb fällt der Schub über Fluggeschw. ab.

Gruss und tschö wa, Hans.

hul
02.04.2012, 18:32
Der Eingangsimpuls ist im Standfall null
glaube nicht, dass das so richtig ist (aber nicht sicher; ist schon eine Weile her). Die Luft muss ja trotzdem rein in den Fan.

Gruss, Hans

fireeye
02.04.2012, 19:32
Doch Hans,

wenn Du Dich vor Jahren damit beschäftigt hast, dann weisst Du auch, dass man für den Impulssatz zwei Kontrollflächen festlegen muss.

Die vordere wird soweit vor den Imp.-Einlauf gelegt, dass die Eintrittsgeschw. in diese Fläche null ist, gesetzt werden kann. Die hintere wird in den Austritt des Imp.-Systems gelegt, in der die Geschw. größer ist als null, da der Impeller/Antrieb Energie zugeführt hat.
Nur so lässt sich der Schub über den sek. Massendurchsatz und die Geschw. berechnen. Also kann man auch zurück die Geschwind. aus dem gemessenen Schub berechnen. Dieses Prinzip, Rückstoss, kennt jeder vom Feuerwehrschlauch.

Dein Einwand bzgl. des Eingansimpulses bezieht sich auf den physikalischen Vorgang im Einlaufquerschnitt des Imp.-Systems. Hier strömt natürlich Masse, damit ist auch ein Impuls vorhanden. Diesen Eingangsimpuls kann man nur durch Messen bestimmen, was sehr aufwendig ist. Deshalb haben sich schlauche Leute den anderen Weg überlegt.

Und was tut man, wenn der Einlaufquerschnitt gleich gross dem Austrittsquerschnitt ist? Dann sind Massendurchsatz und Geschw. im Einlauf und im Austritt gleich gross! Jetzt ist der Einlaufimpuls genau so gross wie der Austrittsimpuls, also kein Schub?

Doch, es entsteht Schub, der "nur" berchnet werden kann, wenn man den Eingansimpuls null setzt.

Physikalisch entsteht der Schub hauptsächlich an den Rotorschaufeln, es sind Luftkräfte.

Es gäbe zu diesem Thema noch einiges mehr zu sagen, ich denke aber, es reicht.

Gruss und tschö wa, Hans.

schaumschlaeger
02.04.2012, 20:40
Ich habe mich offenbar missverständlich ausgedrückt.
Die Formel ist so simpel dass sie gar nicht falsch sein kann:
Kraft = Masse mal Beschleunigung (oder alternativ: Impulsänderung).
Die Schubkraft kann nur durch eine Beschleunigung von Luftmassen
(bzw. deren Impulsänderung) zustande kommen. Daher kann ich auch
die durchschnittliche (!) Strahlgeschwindigkeit so berechnen.
(Die Frage des Eingangsimpulses stellt sich dabei nicht wirklich:
Die Luft strömt zwar mit ordentlich speed auf die Blätter auch
bei der Standmessung, aber das tut sie nur weil sie vom Fön
angesaugt wurde, und ohne Fön wäre der Eingangsimpuls null).

Die Frage ist ob diese Aussage viel Wert für den Betrieb eines
Impellers im Flug hat. Während nämlich am Boden oder beim
Handstart noch vollkommen egal ist wie der Schub zustande kommt
(Schub ist Schub ;-) ist das dann bei 100 oder 150 km/h eventuell
schon eine ganz andere Geschichte.

Ob nun bei einem Strahltriebwerk die Luftmassen so homogen beschleunigt
werden sodass man von einer recht homogenen Geschwindigkeitsverteilung der
Luftmoleküle ausgehen kann weiß ich nicht.
Die neuen großen Turbofantriebwerke zeugen jedenfalls von der auch bei
Propellerfliegern bekannten Tatsache dass es effizienter ist viel Luft
wenig zu beschleunigen als wenig Luft viel - solange die Strahlgeschwindigkeit
zur Fluggeschwindigkeit "passt", dh nicht zu gering wird - und das ist ja
bei schnelleren Modellen die crux :-)

Um zu illustrieren was ich meine stellen wir uns zwei Motoren vor, der erste
treibt eine 8x4, der zweite eine 8x8.
Nun weiß jeder was in Sachen Standschub los ist, für den gleichen Schub werden
wir bei der 8x8 viel mehr Leistung hineinstecken müssen. Aber mit der 8x8 werden
wir, mit dem geeigneten Modell, auch viel schneller fliegen können, denn der
Anteil der Luft der vom Prop beschleunigt wurde bewegt sich schneller, und
der Prop mit großem Anstellwinkel kann auch bei hoher Anströmgeschwindigkeit
die Luft noch nach hinten beschleunigen, der mit wenig Anstellwinkel bremst
irgendwann nur mehr.
Bei Props ist das sehr einfach, der Schub nimmt vom Standschub recht linear ab
bis der Prop gar keinen Schub mehr abgibt, wenn nämlich die anströmende Luft die
Strahlgeschwindigkeit erreicht hat bzw je nach Blattprofil etwas überschreitet.
Der 8x8 Prop eine schlechte Effizienz beim Standschub (wenig Luft stark beschleunigen),
aber er schiebt halt auch bei höheren Geschwindigkeiten noch recht gut an.
Die maximale Effizienz ist nach Faustformel dann erreicht wenn die anströmende Luft
ca. 80% der Strahlgeschwindigkeit hat. Im Standschub sind Props mit wenig Steigung
immer überlegen, manche glauben daher auch dass das immer die besseren Props sind...

Nun machen wir Impeller daraus, Zweiblatt Impeller, indem wir Motor und
Prop in je ein Gehäuse stecken also 8x4 Fön und 8x8 Fön.
Kann man nun davon ausgehen dass es plötzlich egal ist wie der Schub zustande
kommt, wer glaubt wirklich dass diese beiden Systeme sich in schnellerem Flug
gleich verhalten? Auch bei diesen Zweiblattföns bläst es jeweils hinten raus,
und natürlich kann ich auch wieder mit der "Formel" eine mittlere
Beschleunigung der Luftmassen ausrechnen, aber auf die Idee würde wohl niemand
kommen weil jeder sieht dass ein Zweiblattprop Luft sicherlich nicht in
homogener Weise nach hinten schiebt, ja ein ordentlicher Teil der Luft wird
vom Prop gar nicht berührt, der wird irgendwie mitgeschwemmt...

Aber Impeller sind natürlich schon anders, sie saugen ordentlich Luft an und
durch das Gehäuse und Lippe etc. kommt die angesaugte Luft auch bei einer
Standschubmessung bereits mit ordentlich Tempo an die Blätter. Daher auch viel
weniger Rückgang der Last im Flug, und Probleme der "Überfütterung" wenn der
Einlassquerschnitt groß ist und die Fluggeschwindigkeit auch.
Und sicher wird es nicht dasselbe sein ob es sich um einen Impeller mit wenigen
Blättern handelt oder um einen Vielblattimpeller der neueren Generation, die
Schübeler Radialverdichter nennt. Und und und.

Es ist sicher arg kompliziert - nur packt bitte die simple Luftmassenformel
wieder ein, die sagt halt nur aus dass ein Impeller Schub erzeugt indem er
Luft beschleunigt, und dass ein engerer Auslassquerschnitt (wenn alle anderen
Parameter gleich bleiben) die Austrittsgeschwindigkeit der Luft erhöht...

Es bleibt wohl nur die Leistung eines Systems in einem bestimmten Modell mit
einem bestimmten Motor und Lipo zu erfliegen.
Oder gibt es doch noch mehr zu sagen?

Gruß
Clemens

WeMoTec
02.04.2012, 21:30
@ Clemens:

ich kann Deine Gedanken zwar nachvollziehen, aber hier wird zuviel reininterpretiert, ohne die Randbedingungen zu sehen.

Die Formel ermittelt die Strahlgeschwindigkeit im Stand, mehr nicht. Mehr soll sie auch nicht.

Wie bei Propellern gibt es natürlich auch bei Impellern verschiedene Auslegungen, man kann Impeller auf den Standfall auslegen (ziemlicher Quatsch), oder auf den gewünschten Flugfall.

Dennoch hilft uns die Angabe der Strahlgeschwindigkeit im Stand schon sehr weiter.
Denn während Du über die letzten 1/10 der Impellercharakteristik im Flug nachdenkst, geschehen auch grobe Fehlauslegungen, die ein Vielfaches ausmachen.

Vorab: es gibt eine bewährte (mehrfach in de rPraxis verifizierte) Faustformel, die da lautet:

Ein aerodynamisch sauberes Modell (keine Schaumwaffel) fliegt ca. maximal so schnell, wie die Strahlgeschwindigkeit im Stand.
Das ist sehr grob!

Konkret: ein Modell mit Mini Fan und 2W20 (Strahlgeschwindigkeit mit Düse ca. 240 km/h) kratzt bei sauberer Auslegung (Lubach F-16, Piranha) knapp die 200 km/h (gemessen 210 km/h), viel mehr ist nicht drin.
Wenn jetzt der Hersteller einer Schaumwaffel damit wirbt, sein Modell erreiche in der Horizontalen 220 km/h, dann kann man das halt schnell entlarven.

Andererseits gab es mal einen Trend (der zum Glück langsam abflaut), wo viele Einsteiger der irrigen Meinung waren, ein größerer Impeller sorge für höhere Fluggeschwindigkeit. Genau das Gegenteil ist (zumindest bei gleicher Leistung) der Fall.

Und gerade bei moderater Motorisierung sollte man halt einfach mal nachrechnen, ob die Strahlgeschwindigkeit überhaupt die gewünschten Fluggeschwindigkeit erreicht.

Hier gibt es noch viel bislang ungenutztes Optimierungspotential bei der Größenwahl des Impellers.
Wobei ich einschränkend sagen muß, daß hier die Optik häufig eine große Rolle spielt.
Wir haben eine 7 kg ASW 27 mit einem Mini Fan (1500 Watt) ausgestattet. Strahlgeschwindigkeit weit jenseits der 300 km/h, klassische Fehlanapassung, aber der Optik geschuldet. Hier wäre ein größerer Impeller (100-110 mm) bei gleicher Leistung wesentlich sinnvoller.

Andererseits erinnern wir uns alle an die Aeronaut Rafale für 2 x 90er Impeller, die in der Vor-Brushlesszeit das Machbare markierte, heute aber mit zwei 70er Impellern deutlich besser fliegt.
Und ich bin inzwischen überzeugt, daß die Aramidversion (1x120) heute mit 1 x 90-100 mm auch besser fliegen würde.

Wie sich ein Impeller im Flug verhält, da spielen dann noch eine ganze Menge anderer Faktoren mit rein, die man durch Einlauf, Düse, Blattzahl, Winkel, Profilierung, Statoren, Drehzahlniveau beeinflussen kann. Diese Effekte sind aber von außen nicht so leicht ablesbar.

Ich nenne mal ein konkretes Beispiel, weil die Auslegung vom gleichen Entwickler (Ulf Herder) kommt, der mit verschiedenen Vorgaben zwei gleich große Impeller entwickelt hat, die sich bei ähnlicher Optik sehr unterschiedlich verhalten.

1. Mini Fan
Vorgabe: Auslegung auf den Flugfall, optimiert für scalemässig kleine Einläße und Düsen. Der Mini Fan benötigt zum Erreichen seines maximalen Wirkungsgrades eine deutliche Düse (ca. 56 mm ø), da er erst durch den erzeugten "Gegendruck" optimal arbeitet.

2. HET 6904
Vorgabe: maximaler Standschub bei großem Einlauf und ohne Düse.
Abgesehen davon, daß der HET Fan ca. 10% mehr Leistung aufnimmt (und natürlich auch abgibt), sind die Wirkungsgrade recht ähnlich. Bei optimalen Bedingungen ohne Düse ist der HET Fan leicht im Vorteil, das kehrt sich in einem engen Kanal verbaut dann um.

Will heißen: Bei einem Modell mit 60er Düse ist der HET Fan leicht im Vorteil. Hat man ein Modell wie z.B. die HET Sniper :D, dann kommt der Het Fan damit nicht mehr klar, weil maximal eine 50er Düse paßt und ihm die Strömung abreißt, während der Mini Fan keine Probleme hat.

Beeindruckend auch der 110-52 Impeller von Stumax. Ohne Düse gemessen ist der Wirkungsgrad eher bescheiden. Mit einer engen Düse legt der Schub (!) um 20% zu, der Wirkungsgrad entsprechend auch.

Leider kann man das nicht einfach an der Blattzahl festmachen, die Angelegenheit ist schon komplexer.

Wenn Du vertieft einsteigen möchtest, rate ich zum Standardwerk in diesem Bereich: Heinrich Voss, der Traum von der Düse. Ist allerdings extrem zähe Kost und leider nur noch antiquarisch erhältlich.

Noch ein ganz kurzer Vermerk zu deiner mehrfach vermerkten Grafik von Daniel. Ich schätze den Kollegen sehr und zähle ihn zu dem halben Dutzend Leute weltweit, die meines Erachtens das Thema "Impeller" wirklich begriffen haben: Daniel Schübeler, Ulf Herder, Klaus Scharnhorst, Stuart Maxwell, Bob Kress und der Entwickler des DynamaxFans.

Mit dieser Grafik hat er sich allerdings völlig vergallopiert.
Er hat nämlich einen 90 mm Impeller, der mit großer Düse optimal arbeitet an einer 90 mm "Auslaß" vermessen und verglichen mit einem kleineren Impeller (Vorgänger des Midi), der 89 mm Durchmesser hat, ebenfalls einen 90 mm Auslaß bekam, obwohl der Hersteller explizit eine 75 mm Düse vorgibt.

Deshalb war die Grafik zwar inhaltlich richtig, aber wenig aussagekräftig.
Ich habs damals unter "Jugendsünde" abgebucht. :D

Oliver

fireeye
02.04.2012, 21:49
Hallo Clemens,

was hättest Du denn gern für eine Aussage, die den Schub kennzeichnet, im Stand, im Fluge?

Deine Aussagen zum Propeller mit grosser, kleiner Steigung sind alle korrekt, sie lassen sich direkt auf den Impeller übertragen. Für den Propeller wird übrigens auch der Impulsansatz benutzt.

Warum Oliver die Formel hier eingestellt hat, muss er beantworten.

Nur, alle Messungen der Austrittsgeschw., auch die von D.S., geben Geschw. an, die für die mittlere, für den Schub verantwortliche Geschw., nur bedingt brauchbar sind. Es sei denn, man kennt den Einfluss des Restdralls, den Einfluss der Grenzschicht an den Wänden, möglicher Totwasssergebiete hinter dem Motor, etc.

Soweit ich die Szene kenne, sind Impellerflieger i.d.R. Schnellflieger. Damit ist wichtig, wie gross die Austrittsgeschw. ist. Standschub und Austrittsgeschw. sind damit aus meiner Sicht nur Auswahlkriterien zwischen Antrieb A und Antrieb B!

Man kann, wenn man denn will, mit dem Standschub und der Austrittsgeschw.
< die max. horizontale Fluggeschw.,
< und den elektrischen Leistungsbedarf

abschätzen. Setzt aber voraus, dass man die Wirkungsgrade und die Widerstandsbeiwerte des Fliegers kennt.

Nun ist aber genug mit Theorie! Ich jedenfalls gehe morgen mit meiner Mirage 4000 fliegen. Die gibt genug Rätsel und Herausforderungen auf, über die man nachdenken kann.

Gruß und tschö wa, Hans.

schaumschlaeger
02.04.2012, 22:02
Danke Oliver, das waren sehr interessante Beispiele die zeigen was Standschubmessungen leisten können und was nicht,
und was sonst noch eine Rolle spielt. Und speziell zum Vergleichen verschiedener Motoren / Lipos an EINEM Impeller sind
Standschubmessungen gut geeignet, und Messungen mit Lippe um den Strom im realen Betrieb gut abzuschätzen.
Aber wenn dann verschiedene Impeller verglichen werden und eine "standardisierte" Testmethode gesucht wird mit normierter
Lippe, Düsenlänge etc., und auf dieser Basis dann gesagt wird dieser Impeller ist besser oder jener, das ist schon recht
absurd wenn man sieht wie verschieden die Auslegungen der Impeller am Markt teilweise sind.
Danke dass man von Deinen Posts immer etwas lernen kann, auch wenn Du nicht über Deine Impeller schreibst (sondern
z.B. bemerkst dass Minifan UND die neuen Vielblattimpeller gemeinsam haben mit geringen Ansaugquerschnitten gut
zurechtzukommen etc.)
Du wirst nicht verhindern können dass manche es am liebsten ganz einfach und klar hätten, man schnallt den Fön auf
den Normprüfstand mit den Normein- und Auslässen, und dann weiß man klipp und klar wer der "Sieger" ist :-)

Antares
04.04.2012, 14:26
Was Oliver mit der Formel zeigen wollte, war (glaube ich), daß man es eben nicht zu kompliziert betrachten sollte.

Der Impeller ist eine "Black Box", wo irgenwo Luft reingeht (irrelevant wo,ob von vorn,von der Seite oder gar von hinten), und aus der Düse raus - hinten deshalb,weil das Flugzeug schon in die richtige Richtung fliegen soll. :D

Für den Betriebszustand Standschub muss der Ansatz immer richtig sein,egal was in der "Black Box" drin ist.

Gruß,
Harald

WeMoTec
04.04.2012, 14:49
Was der Oliver wollte, ist einfach die Frage zu beantworten, wie groß allgemein die Strahlgeschwindigkeit eines Impellers ist.
Und er wollte darauf hinweisen, daß die Strahlgeschwindigkeit sich alleine aus dem Schub, den klimatischen und den geometrischen Verhältnissen herleiten läßt. Nicht mehr, nicht weniger. :-D

Es sollte dem Nutzer nur ein Gefühl geben, in welchem Bereich er sich ungefähr bewegt (z.B. bei Schaummodellen, in denen die Strahlgeschwindigkeit bei 120 km/h liegt, der Hersteller aber behauptet, sein Modell fliege jenseits 200 km/h), und mit mancher Mystik aufräumen, die durch die Foren geistert, daß zum Beispiel zwei gleich große Impeller bei gleichem Schub und gleicher Düse unterschiedliche Strahlgeschwindigkeiten entwickeln.

Blattzahl, Steigung, Drehzahl haben keinen direkten Einfluß auf die Strahlgeschwindigkeit, höchstens mittelbar über den mit Hausmitteln zu ermittelnden Standschub.

Diese Betrachtung gilt ausschließlich für den Standfall!

Oliver

DieterH
06.04.2012, 19:42
Blattzahl, Steigung, Drehzahl haben keinen direkten Einfluß auf die Strahlgeschwindigkeit, höchstens mittelbar über den mit Hausmitteln zu ermittelnden Standschub.



. . . das wirft alle meine bisherigen Vorstellungen über den Haufen . . . :confused:

WeMoTec
06.04.2012, 20:07
:D

Da bist Du nicht alleine.

Vielleicht eine kleine kleine Anekdote dazu. 1995 hatte ich eher zufällig das unsägliche Glück, übers Wochenende bei Bob Kress privat eingeladen zu sein.

Bob Kress ware der Vize President von Northrop und gilt als der geistige Vater der F-14 Tomcat.
Da man seinerzeit auch in den USA versuchte, das "alte Eisen" (Mitarbeiter jenseits der 50) vor die Tür zu setzen, hatte er sich ein Haus am oberen Hudson River gekauft und türftelte dort an Elektroimpellern, weit vor Schübeler und WeMoTec. Er blickte seinereit schon auf rund 20 Jahre Erfahrung mit Verbrennerimpellern zurück, die seinerzeit "in der Firma" für ihn entwickelt worden waren (Impeller übrigens, die wirklich lausig gefertigt waren, von der Auslegung her aber heute noch konkurrenzfähig wären. Ein guter Teil der Ideen steckt z.B. im heutigen Mini Fan).

Kurzum, wir saßen sonntags beim Frühstück (mit atemberaubender Aussicht über den Hudson auf das gegenüberliegende "Rhinebeck Aerodrom") und er packte mir einen Haufeln Formeln auf dem Tisch und sagte:

"To make a long story short, fans do not build up any serious pressure, and there is not a single equation related to fans, that incorporates lade count, pitch or rpm. It is all that easy".

"Um es kurz zu machen, Impeller bauen keinen nennenswerten Druck auf, und es gibt keine einzige Formel im Zusammenhang mit Impellern, in der Blattzahl, Steigung oder Drehzahl vorkommt. So einfach ist das".

Naja, ganz so einfach ist es nicht, sonst gäbe es vielleicht heute mehr Konzepte und weniger Kopien. :rolleyes:

Wir haben in den Folgejahren noch mehrfach diskutiert und auch gestritten. In der Sache hatte er aber Recht.

Auch er kannte und schätzte übrigens das Buch "Der Traum von der Düse" von Heinrich Voss.

Oliver

schaumschlaeger
06.04.2012, 20:09
...wie Oliver geschrieben hat gilt die Betrachtung ja ausschließlich für den Standfall (und da ist die Strahlgeschwindigkeit genau genommen völlig
egal :-)

Ich glaube ja nach wie vor nicht daran dass ein Impeller, auch mit vielen Blättern, die Luft gleichmäßig beschleunigt.

ABER was einem die Berechnung der durchschnittlichen Strahlgeschwindigkeit (über die Formel betreffend der beschleunigten Luftmasse) sagen kann:
Welche Strahlgeschwindigkeit man mindestens vorausstzen kann - denn im "schlimmsten" Fall wäre die ganze Luftmasse gleich beschleunigt.
Bei wenigen, stark angestellten Blättern kann man eher davon ausgehen dass zumindestens ein Teil der Luft stärker beschleunigt wird, und das hat dann
im schnellen Flug positive Auswirkungen. Im Stand ist es eh egal wie der Schub zustande kommt...

Interessanter als die Spekultationen über die wirklichen Zustände im Schnellflug (zu denen man nicht viel konkretes sagen kann ohne alle Details
des Modells, der Luftführung etc. zu kennen, wie es scheint) finde ich die Überlegungen zur Auslegung in der Praxis, wie sie Oliver immer wieder
einstreut - was ich meine verstanden zu haben:

Bei einem schnellen Modell mit guter Kanalführung und großem Einlaßquerschnitt ist ein Rotor mit wenigern, eher schmäleren Blättern besser,
der kann den Luftstrom auch "verarbeiten".
Mehrere, flacher angestellte breitere Blätter sind tendenziell besser bei schlechter Luftzufuhr, im schnellen Modell muss ich aufpassen den Auslass
nicht zu klein zu machen, sonst leidet die Strahlgeschwindigkeit.
Ähnliches gilt anscheinend auch für die neuen Vielblattimpeller (viele Blätter, hohe Steigung, geringere Drehzahl).

Wer allerdings einen rauschenden Impeller will wird einige Kompromisse in Kauf nehmen für den Klang der Wahl. Den Einlassquerschnitt sollte man aber nicht
übertreiben - wenn ich das nun richtig verstanden habe, oder?

DieterH
07.04.2012, 08:57
. . . Steigung, Drehzahl haben keinen direkten Einfluß auf die Strahlgeschwindigkeit . .

Ich verstehs immer noch nicht:
Ehrlich gestanden - die Rotordrehzahl war für mich immer ein grundlegender Parameter.
Alles andere dann Typenauswahl und Abstimmungssache.

Klar - im Flug wird dann das System durch den Staudruck und die Flugzeug-Aerodynamik erst richtig kompliziert, doch ohne gewisse Drehzahl keine Strahlgeschwindigkeit und Schub !

Bitte Oliver, erklärs nochmal für einen Begriffsstutzigen !
Gruß
Dieter

Ost
07.04.2012, 09:57
Mehrere, flacher angestellte breitere Blätter sind tendenziell besser bei schlechter Luftzufuhr, im schnellen Modell muss ich aufpassen den Auslass
nicht zu klein zu machen, sonst leidet die Strahlgeschwindigkeit.

Idealer Auspuff für meine F16 mit Midi: 76mm
Idealer Auspuff Stumax: 72mm

würde dem wiedersprechen, die F16 hat einen scharfen scalemäßigen Einlauf und ist in der Rubrik "schnell" einzuordnen.
Sie braucht etwas Schwung, hat sie die kinetische Energie aber aufgebaut ist sie verdammt schnell:cool:

Oliver

schaumschlaeger
07.04.2012, 14:52
...sonst leidet die Strahlgeschwindigkeit (bei flacheren breiteren Blättern, bzw. niedrig drehenden
Vielblattimpellern trotz großer Steigung).
Wenn es geht werde ich es in meinem Post ausbessern

DieterH
08.04.2012, 10:54
Ich hab mal Olli's Formel ins Excel eingegeben.
Was meint ihr - stimmen die Ergebnisse mit euren Erfahrungen überein ?
Gruß
Dieter

fireeye
10.04.2012, 22:41
Hallo Dieter,
warum soll Dein Excelprogramm nicht stimmen? Natürlich stimmt das, mit was soll man die Ergebnisse vergleichen?

Vielleicht interessieren folgende Daten aus meiner Mirage 2000, Jepe, HK, Midi:
< 6S; So~25 N, C4(Austrittgeschw.) ~55 m/s, Iein~50 A, Uein~21,6 V
< 7S; So~32 N, C4~ 64 m/s, Iein~67 A, Uein~24,3 V.

Das Modell hat mit 7S ein Abfluggewicht von 2,8 kg ohne Fahrwerk. Ansonsten bin ich nicht so sehr von der 2000 begeistert, sie hat ihre Tücken.

Wie geht´s der abgebrannten Hütte oder warst Du das nicht in OÖ?

Gruss und tschö wa aus Aachen, Hans.

DieterH
11.04.2012, 09:06
Hallo Hans - schön wieder von Dir zu hören !
Ich war nicht skeptisch hinsichtlich Excel, sondern der Wirklichkeit.
Hast du bei deiner Mirage etwa real gemessen (55 m/sec.) oder gerechnet ?
Die Formel hiefür, die du mir persönlich in Salzburg gegeben hattest, habe ich ganz anders in Erinnerung. Durch meinen Werkstattbrand sind aber alle Unterlagen verloren gegangen.

Aber inzwischen hab ichs kapiert: Diese supereinfache Faustformel hat eine ausreichende Übereinstimmung mit der Realität, mehr brauchts nicht !
Schönen Gruß aus OÖ !
Dieter

PS: "Grau, teurer Freund, ist alle Theorie und grün des Lebens goldner Baum." (Faust I/Goethe). ;) :D

fireeye
11.04.2012, 09:19
Servus Dieter,
nun ist der Kontakt wieder hergestellt, wie schön!

Die angegebenen Geschw. sind gerechnet, das Messen habe ich schon vor 25 Jahren nach vielen "blödsinnigen" Versuchen aufgegeben.
Die Formel von Oliver ist die selbe, die ich Dir in Salzburg genannt hatte. Oliver hat nur die Fläche in cm² eingesetzt, deshalb die Zahl 100.
Wenn ich in 2013 wieder nach Salzburg fahren sollte, bringe ich Dir einige Unterlagen mit, die zeigen, warum das Messen der Geschw. i.d.R. keinen Sinn hat.

Viele Grüsse, Hans.

fireeye
30.10.2014, 21:46
Hallo Theorie-Fans,
durch Zufall habe ich in diesen thread von 2012 reinschauen müssen.

Dort wurde viel zur Strahlgeschwindigkeit und zum Standschub gesagt. Ich habe in der Literatur eine Formel gefunden, mit der man den Schub im Fluge berechnen kann.

Standschub So in (N)
Fluggeschw. v in (m/s)
Strahlgeschw. w im Stand in (m/s)
Flugschub Sv in (N)

Formel: Sv = ( 1 – 1/3x( v/w ) x So in (N)

Die Formel stammt aus der Zeit, in der in D die Senkrechtstarter entwickelt worden sind.

Vielleicht kann jemand etwas damit anfangen.
Gruß und tschö wa, Hans.