Tim Kleinschmidt
User
Hallo,
Für mein Winterprojekt Horten IX in 1:8 benötige ich zwei 90mm Impeller. Ich möchte dazu zwei gegenläufige Impeller einsetzen. Da hier der Markt doch recht übersichtlich wird, ist Selbstbau angesagt. Das Bauen wäre auch nicht so das Problem, die Berechnung und Auslegung des Antriebes bereitet mir dagegen einiges Kopfzerbrechen.
Da hier nicht nur rechnerische Grundlagen zählen, sondern vor allem auch Erfahrungswerte, hoffe ich, dass ich hier einige Tipps erhalten kann. Da hier auch Profis mitlesen, möchte ich deren Bedenken über einen möglichen kommerziellen Missbrauch ihres geistigen Eigentums zerstreuen: Ich möchte Impeller in Holzbauweise bauen. Dies ist mit einem hohen zeitlichen Aufwand verbunden – ein Handel mit diesen Einzelstücken wäre definitiv nicht wirtschaftlich. Ich mache das alles also nur zu meinem privaten Vergnügen. Vertrauliche Hinweise und Ratschläge per Mail, PN oder Telefon werden auch genauso behandelt. Ich habe kein Interesse daran, mich mit fremden Federn zu schmücken und damit auch noch Geld zu verdienen.
Nun aber zum Pflichtenheft; was muss der (die) Impeller können:
- 2x 90mm Impeller, gegenläufig
- jeweils etwa 35N Schub
- angenehmes Strahlgeräusch, keine fliegende Kreischsäge!!!
Der gesamte Antrieb soll so leicht wie möglich sein. Natürlich ist es kein Problem, die Schubwerte mit 10s LiPo zu erreichen. Ich möchte aber das Gesamtgewicht möglichst gering halten und 6 bis höchstens 8s LiPo einsetzen. (Pro Impeller natürlich)
Wäre nicht die Sache mit den gegenläufigen Impellern, würde ich es mir vielleicht nochmal überlegen, so einen Aufwand zu treiben. Denn 90mm Impeller, die die übrigen Vorgaben erfüllen gibt’s schon genügend. Auf der anderen Seite ist es aber auch reizvoll, einen maßgeschneiderten Impeller mit eigenen Händen zu bauen…
Das Abfluggewicht liegt laut Hersteller (Raimund Sonst) bei über 7 kg. Um sicher von Gras starten zu können, wäre also ein Schub/Gewichtsverhältnis von 1:1 nicht schlecht, ergo: 35N
Soweit zu den Fakten, nun die Fragen:
1.Blatttiefe: alles, was ich der einschlägigen Literatur entnehmen konnte, ist die Aussage, dass sich die Blatttiefe aufgrund der sich ändernden Re-Zahlen nach außen hin verkleinern sollte. Aber wie tief sollten die Blätter an der Wurzel nun idealerweise sein?
2.Blattform (Flüsterimpeller): Ich möchte kein Kreischeisen, sondern ein dezentes Rauschen. Die Jetfans von Ejets hören sich schon mal klasse an. Woran liegt das? Liegt es an der Sichelform, oder gibt es noch andere Faktoren, die Geräuschminimierend wirken.
3.Drehzahl: Bei mehreren in Frage kommenden Motoren: sollte ich eher einen hochdrehenden Motor wählen, oder lieber weniger Drehzahl bei höherer Blattsteigung? Ich vermute dass sowohl von der Geräuschimmission, als auch vom Luftwiderstand her eine geringere Drehzahl sinnvoll wäre, liege ich damit richtig?
4.Die Rotorblätter bekommen eine Verwindung von etwa 20°. Lohnt es sich, die Statorblätter ebenfalls zu verwinden, oder wird diese Maßnahme zu kaum messbaren Steigerungen führen?
Ich habe mit dem Elektroimpeller Buch von Dirk Juras schon mal ein wenig rumgerechnet und bin zu folgenden Ergebnissen gekommen:
Leistungsberechnung:
D in m = Wurzel aus D²kanal – D²motor
= Wurzel aus 0,09m² – 0,04m²
= 0,0806m
Vaustritt = Wurzel aus S/(0,96 xD²)
= Wurzel aus 35N/(0,96x0,0806²)
= 74,91 m/s (= 269,68 km/h)
P = Vaustritt x S
= 74,91 m/s x 35N
= 2.621,85 W
Drehzahl Impeller:
Nennspannung 8s Lipo = 29,6 V
Motor = HET 650-68 1500 kv
29,6V x 1500 kv x 80% = 35.520 U/min
Konstruktion:
Modellgeschwindigkeit Vm = 36,11 m/s (=130 km/h)
Strahlgeschwindigkeit Va = 74,91 m/s (= 269,68 km/h)
Maximale Motordrehzahl 1500 kv = 35.520 U/min
Drall freie Strömung bei 75% Leistung = 35.520 U/min x 75% = 26.640 U/min
Ri = Di/2 = 20mm = 0,02m
Ra = Da/2 = 45mm = 0,045m
Ui = π x 0,02m x 26.640/30s = 55m/s (=200,86 km/h)
Ua = π x 0,045m x 26.640/30s = 125m/s (=451,94 km/h)
Blattspitzengeschwindigkeit bei Maximaler Motorleistung: π x 0,045m x 35.520/30s = 167,38m/s (=602,58 km/h)
Die Blattwinkel habe ich zeichnerisch mit Vektorpfeilen ermittelt. Folgende Rotorwinkel, bezogen auf die Drehachse kamen dabei raus:
Rotor Stator
Anstellwinkel i: 52° 12°
Anstellwinkel a: 72° 20°
Eine Winkelübertreibung ist hier noch nicht berücksichtigt.
Die große Frage lautet hier: Wie komme ich bei der Berechnung auf die erforderliche Strömungsgeschwindigkeit von 74,91 m/s??? Grundlage für die zeichnerische Ermittlung der Anstellwinkel mittels Vektorpfeilen ist nach Dirk Juras die FLUGgeschwindigkeit. Müsste ich nicht eher die gewünschte STRAHLgeschwindigkeit als Vektor nehmen?
Ihr seht: Fragen über Fragen. Es wäre toll, wenn mir jemand helfen könnte, ein wenig Licht ins Dunkel zu bringen. Auch eine kritische Betrachtung meiner Berechnungen wäre toll!
Gruß, Tim
Für mein Winterprojekt Horten IX in 1:8 benötige ich zwei 90mm Impeller. Ich möchte dazu zwei gegenläufige Impeller einsetzen. Da hier der Markt doch recht übersichtlich wird, ist Selbstbau angesagt. Das Bauen wäre auch nicht so das Problem, die Berechnung und Auslegung des Antriebes bereitet mir dagegen einiges Kopfzerbrechen.
Da hier nicht nur rechnerische Grundlagen zählen, sondern vor allem auch Erfahrungswerte, hoffe ich, dass ich hier einige Tipps erhalten kann. Da hier auch Profis mitlesen, möchte ich deren Bedenken über einen möglichen kommerziellen Missbrauch ihres geistigen Eigentums zerstreuen: Ich möchte Impeller in Holzbauweise bauen. Dies ist mit einem hohen zeitlichen Aufwand verbunden – ein Handel mit diesen Einzelstücken wäre definitiv nicht wirtschaftlich. Ich mache das alles also nur zu meinem privaten Vergnügen. Vertrauliche Hinweise und Ratschläge per Mail, PN oder Telefon werden auch genauso behandelt. Ich habe kein Interesse daran, mich mit fremden Federn zu schmücken und damit auch noch Geld zu verdienen.
Nun aber zum Pflichtenheft; was muss der (die) Impeller können:
- 2x 90mm Impeller, gegenläufig
- jeweils etwa 35N Schub
- angenehmes Strahlgeräusch, keine fliegende Kreischsäge!!!
Der gesamte Antrieb soll so leicht wie möglich sein. Natürlich ist es kein Problem, die Schubwerte mit 10s LiPo zu erreichen. Ich möchte aber das Gesamtgewicht möglichst gering halten und 6 bis höchstens 8s LiPo einsetzen. (Pro Impeller natürlich)
Wäre nicht die Sache mit den gegenläufigen Impellern, würde ich es mir vielleicht nochmal überlegen, so einen Aufwand zu treiben. Denn 90mm Impeller, die die übrigen Vorgaben erfüllen gibt’s schon genügend. Auf der anderen Seite ist es aber auch reizvoll, einen maßgeschneiderten Impeller mit eigenen Händen zu bauen…
Das Abfluggewicht liegt laut Hersteller (Raimund Sonst) bei über 7 kg. Um sicher von Gras starten zu können, wäre also ein Schub/Gewichtsverhältnis von 1:1 nicht schlecht, ergo: 35N
Soweit zu den Fakten, nun die Fragen:
1.Blatttiefe: alles, was ich der einschlägigen Literatur entnehmen konnte, ist die Aussage, dass sich die Blatttiefe aufgrund der sich ändernden Re-Zahlen nach außen hin verkleinern sollte. Aber wie tief sollten die Blätter an der Wurzel nun idealerweise sein?
2.Blattform (Flüsterimpeller): Ich möchte kein Kreischeisen, sondern ein dezentes Rauschen. Die Jetfans von Ejets hören sich schon mal klasse an. Woran liegt das? Liegt es an der Sichelform, oder gibt es noch andere Faktoren, die Geräuschminimierend wirken.
3.Drehzahl: Bei mehreren in Frage kommenden Motoren: sollte ich eher einen hochdrehenden Motor wählen, oder lieber weniger Drehzahl bei höherer Blattsteigung? Ich vermute dass sowohl von der Geräuschimmission, als auch vom Luftwiderstand her eine geringere Drehzahl sinnvoll wäre, liege ich damit richtig?
4.Die Rotorblätter bekommen eine Verwindung von etwa 20°. Lohnt es sich, die Statorblätter ebenfalls zu verwinden, oder wird diese Maßnahme zu kaum messbaren Steigerungen führen?
Ich habe mit dem Elektroimpeller Buch von Dirk Juras schon mal ein wenig rumgerechnet und bin zu folgenden Ergebnissen gekommen:
Leistungsberechnung:
D in m = Wurzel aus D²kanal – D²motor
= Wurzel aus 0,09m² – 0,04m²
= 0,0806m
Vaustritt = Wurzel aus S/(0,96 xD²)
= Wurzel aus 35N/(0,96x0,0806²)
= 74,91 m/s (= 269,68 km/h)
P = Vaustritt x S
= 74,91 m/s x 35N
= 2.621,85 W
Drehzahl Impeller:
Nennspannung 8s Lipo = 29,6 V
Motor = HET 650-68 1500 kv
29,6V x 1500 kv x 80% = 35.520 U/min
Konstruktion:
Modellgeschwindigkeit Vm = 36,11 m/s (=130 km/h)
Strahlgeschwindigkeit Va = 74,91 m/s (= 269,68 km/h)
Maximale Motordrehzahl 1500 kv = 35.520 U/min
Drall freie Strömung bei 75% Leistung = 35.520 U/min x 75% = 26.640 U/min
Ri = Di/2 = 20mm = 0,02m
Ra = Da/2 = 45mm = 0,045m
Ui = π x 0,02m x 26.640/30s = 55m/s (=200,86 km/h)
Ua = π x 0,045m x 26.640/30s = 125m/s (=451,94 km/h)
Blattspitzengeschwindigkeit bei Maximaler Motorleistung: π x 0,045m x 35.520/30s = 167,38m/s (=602,58 km/h)
Die Blattwinkel habe ich zeichnerisch mit Vektorpfeilen ermittelt. Folgende Rotorwinkel, bezogen auf die Drehachse kamen dabei raus:
Rotor Stator
Anstellwinkel i: 52° 12°
Anstellwinkel a: 72° 20°
Eine Winkelübertreibung ist hier noch nicht berücksichtigt.
Die große Frage lautet hier: Wie komme ich bei der Berechnung auf die erforderliche Strömungsgeschwindigkeit von 74,91 m/s??? Grundlage für die zeichnerische Ermittlung der Anstellwinkel mittels Vektorpfeilen ist nach Dirk Juras die FLUGgeschwindigkeit. Müsste ich nicht eher die gewünschte STRAHLgeschwindigkeit als Vektor nehmen?
Ihr seht: Fragen über Fragen. Es wäre toll, wenn mir jemand helfen könnte, ein wenig Licht ins Dunkel zu bringen. Auch eine kritische Betrachtung meiner Berechnungen wäre toll!
Gruß, Tim