Gegenläufiger Doppelpropeller Antrieb

Vor langer Zeit habe ich die XP-56 in 1:15 gebaut. Als Antrieb hatte ich einen Speed 280 Motor mit Getriebe und NiMH Zellen:
http://www.rc-network.de/forum/showthread.php/11888-Doppelpropeller-Northrop-XP-56-Bau
Das war viel zu schwer und so habe ich nur Gleitversuche ohne Motor gemacht und den Flieger dann in der Ecke verstauben lassen. Dies Jahr habe ich die XP dann mit einem Brushless Motor (Turnigy 2204-14T) und Lipos (500 mAh, 2S) umgerüstet. Das hat gut funktioniert. Durch das jetzt viel geringere Gewicht reicht die Leistung des kleinen Motors völlig aus.
Dann kam mir der Gedanke zwei dieser Motoren zu nehmen, um einen Antrieb mit gegenläufigen Propellern zu bauen. Wie das Original eben. Die mir bekannten Konstruktionen mit 2 Brushless Motoren arbeiten mit einer Hohlwelle. Das gefiel mir nicht und erst als ich die Idee hatte beide Motore auf einer Welle laufen zu lassen, habe ich mich an die Umsetzung gemacht.
Hier der "Standard" Antrieb:

Ausdrehen der Glocke

Ausdrehen der Glocke

Damit sich die Glocke des zweiten Motors auf der Welle drehen kann, habe ich die 3 mm Welle aus der Glocke getrieben und die Bohrung auf 6 mm vergrößert. Hier habe ich dann zwei 3x6mm Kugellager eingepresst. Das Ausdrehen der Glockenbohrung hat mein Arbeits- und Modelbau-Kollege Georg für mich gemacht. Georg hat eine Drehbank. Ohne diese Hilfe wäre ich nicht weiter gekommen. Dafür vielen Dank!

Tom,

machs nicht so spannend. Wie gehts weiter?

Propeller aufsetzen

Propeller aufsetzen

Hallo,
bin gestern und heute Abend etwas weiter gekommen. Einen GWS 3-Blatt Prop 7x3 habe ich mit einem ID=8 mm Passring und einem 3x8 mm Kugellager versehen. So passt der Prop stramm auf die Glocke.

Alles auf einer Welle

Alles auf einer Welle

So, habe die beiden Motoren nun auf einer Welle:

Sieht vom Prinzip her so aus wie das Ding was ich von Himax habe. CR-3536 meine ich. Der hat auch eine lange Welle für den hinteren Motor bzw vorderen Prop und den hinteren Prop direkt auf die vordere Glocke geschraubt.
Du zeigst, dass man das auch selbst bauen kann. Gefällt mir

wie machst du das, daß beide Motoren selbige Drehzahl haben
und ungefähr gleichviel Ampere sich genehmigen?

Oft macht man an der hinten LS eine höhere Steigung drauf.



Gruß
Andreas

Prüfstand

Prüfstand

Jetzt habe ich das Gebilde auf dem Prüfstand.
Zunächst habe ich nur einen 7x3 Prop auf den ersten Motor befestigt. Der Motor zieht dann an 7.5 Volt etwa 4,5 A und macht 8100 Umdrehungen.Schub ist ca. 170 g.
Dann habe ich auch auf den zweiten Motor den gleichen Prop befestigt. Der erste Motor zieht nun an 7.7 Volt etwa 4,5 A und macht 8500 Umdrehungen.
Der zweite Motor hat diese Daten: 7.5 V / 4,5 A / 9000 RPM.
Gesamtschub ist etwas mehr als 300 g.

Testlauf

Testlauf

hier der erste Testlauf:
http://youtu.be/3VyQ9UMdiY0

was zieht der zweite Motor wenn Beide laufen ?


gruß
Andreas

Hallo Andreas,
die genannten Zahlen gelten für gleichzeitigen Betrieb der Motoren. Also:
- erster Motor 7.7 V / 4,5 A / 8500 RPM
- zweiter Motor 7.5 V / 4,5 A / 9000 RPM
Gesamtschub ist etwas mehr als 300 g.

Ich kann immer nur Strom bei einem Motor messen. Bei der zweiten Messung hatte der Akku schon etwas Spannung verloren. Der zweite Motor zieht also tendenziell etwas mehr Strom und dreht etwas höher.

Testlauf

Testlauf

Hier der erste Testlauf
https://m.youtube.com/watch?v=HXPrbX8DDoU

Bild

Bild


Jetzt eingebaut.

Tom schrieb:

Zunächst habe ich nur einen 7x3 Prop auf den ersten Motor befestigt. Der Motor zieht dann an 7.5 Volt etwa 4,5 A und macht 8100 Umdrehungen.Schub ist ca. 170 g.

Zum Vergrößern anklicken....

Hmmm ... der Optik nach sind das ganz normale Shocky-Motoren. Beim MiniKing V2 an der 8x3,5 GWS hab ich da 240g Schub gemessen, also ~40% mehr. Der geht auf jeden Fall besser als die gleichwertigen Motoren von Pichler und von Hacker (hab da einen A10/15 glaub ich, der ist sowas von müde). Vielleicht findest du da noch Verbesserungspotential.

LG Peter

Wirkungsgrad

Wirkungsgrad

Hallo Forum,

was mich bei gegenläufigen Propellern immer irritiert ist meine Vorstellung das da endlos Wirbel erzeugt werden.
Und dadurch die meiste aufgebrachte Leistung einfach verpufft.
Ein kontinuierlicher Luftstrom kann doch so kaum entstehen, oder ?

Wer kann dazu etwas fundiertes beitragen ?

Gruß Helmut

Es werden tatsächlich enorme Wirbel erzeugt. Deshalb hat sich das Konzept auch nicht wirklich durchgesetzt, die Wirkungsgradverluste sind einfach zu hoch.

Bei deinem Flieger könntest du noch optimieren das der hintere Propeller eine deutlich höhere Steigung als der vordere haben sollte.

Hallo,
Wirkungsgrad hin oder her, Fakt ist die schnellsten Propellerflugzeuge der Welt hatten einen Counterrotate. Ich habe es bei meinen paar Versuchen so gehalten das der hintere Prop 1" weniger Durchmesser hatte, aber dafür 2" mehr Steigung, so bekomme ich auf jeden Fall nicht die Randwirbel der vorderen Latte nach hinten durch gereicht und der Luftstrom wird noch mal gut beschleunigt. Richtig geflogen habe ich aber meist nur mit einer DO335V4 von Horrido. Da ich die für den Combat gebaut habe unterlagen die gewissen Regeln was den Antrieb angeht, sprich es war immer die gleiche Energiemenge für 7 Minuten Flugzeit an Bord. Die höchste Geschwindigkeit habe ich dadurch erreicht, das ich Vorn einen großen starken Motor (vorderer Prop) hatte, der unterhalb seiner normal üblichen Parameter betrieben wurde und Hinten einen kleinen Motor mit ungefähr gleicher KV der derbe über seinen Maximalen betrieben wurde. Im Wettkampf hat sich dann gezeigt das ich mit dem Antrieb derbe schneller war als meine Konkurrenz und auch die Beschleunigung in der Kurve mehr als sonst üblich gut war. Eines meiner Projekte ist eine alte 3W Mustang mit 3m Spannweite die zur Precious Metal umgebaut werden soll, sollte erst die World Jet werden, Precious sieht aber von den Farben her besser aus. Antriebe da sollen 2 Rotomax 100 CC werden. Bei Hacker haben sie wohl gerade ein paar Sondermotoren als Counter Rotate gebaut, so in der Art wird es bei mir auch wohl aussehen. Da die größeren Propeller etwas teurer sind als die hier verwendeten GWS Propellerchen habe ich bei Ramoser schon mal vorsichtig gefragt ob sie mir da was mit spezieller Nabe machen könnten, ich hoffe ich falle nicht gleich um wenn er mal mit dem Preis raus rückt. Das ist aber mal ein Projekt was wohl noch etwas dauern wird..... Da ich im Combat auch öfters mal was kaputt mache, fallen da schon mal angeschlagene Motoren an und ich experimentiere die letzte Zeit bevorzugt mit den Motoren aus dem Multicopter Bereich, denn die sind sehr leicht und haben ein sehr gutes Drehmoment. Also habe ich mir einige Motoren besorgt die zwischen 600 und 700 KV liegen und betreibe die mit 6S, auch wenn die Empfehlung niedriger liegt. Knackpunkt ist aber das es für die Dinger die so genannten T Propeller gibt, die in der Nabe extrem dünn sind und direkt auf die Glocke geschraubt werden, somit wäre der vordere Motor schon mal versorgt, der hintere Motor bekäme dann einen normalen Propmitnehmer und einen normalen Propeller. So bleibt die durch geführte Welle nett kurz und das Risiko der Vibration wegen leichter Unwucht oder Aufschwingen klein. Knackpunkt ist aber immer das Schild der Glocke, denn das braucht beim vorderen Motor in der Nabe genügend Platz für ein bis zwei Kugellager und auch genügend Stabilität. Leider sind die HK-Motoren da sehr weich, somit muß man sich da wohl ein neues Schild drehen (lassen). Das Projekt von Tom finde ich auf jeden Fall mal richtig gut und hoffe das er noch viel berichten wird.
Gruß, Daniel

Wirkungsgrad

Wirkungsgrad

Für den Wirkungsgrad wäre es sicher besser wenn der hintere Prop etwas weniger Durchmesser und mehr Steigung hätte. Habe auch mit 7"x6" und 6"x3" rumprobiert - was es eben so von der Stange gibt. Da war meine 7"x3" Kombi noch das Beste. 3 Blatt Propeller sind vom Wirkungsgrad ohnehin schlechter, zwei Motoren auch. Jedenfalls hat meine ursprüngliche Motorisierung mit einem 2204 Motor und 8"x4" Prop an 2 Zellen bei fast gleichem Schub viel weniger Strom gezogen.

Achja, Pusherpropeller ist auch schlecht wegen Rumpfinterferenzen. Ein Brett-Nurflügler mit starker Zuspitzung hat wegen der erforderlichen Verwindung auch zuviel Widerstand. Damit die Strömung außen nicht abreisst, musste ich fixed-wing-slots einbauen. Kein Wunder, dass der XP-56 Entwurf ein Misserfolg war, nicht wahr?

Ihr seht schon, es geht mir nicht um den Wirkungsgrad, sondern um den Gimmick, den Scale Faktor, die Herausforderung.

Obwohl, der Flieger hatte mit dem 8"x4" Prop schon Probleme mit dem Drehmoment. Wegen der geringen Spannweite und Masse musste ich aufpassen und durfte nicht zuviel Gas geben, damit er sich nicht auf den Rücken dreht. Hatte das durch Sanftanlauf und Einsatz eines Kreisels aber ganz gut im Griff.

Hoffe es kommt bald der Frühling und ich kann die Black Bullet fliegen, Tom

Datterich schrieb:

was mich bei gegenläufigen Propellern immer irritiert ist meine Vorstellung das da endlos Wirbel erzeugt werden.
Und dadurch die meiste aufgebrachte Leistung einfach verpufft.
Ein kontinuierlicher Luftstrom kann doch so kaum entstehen, oder ?

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Jein. Der zweite Propeller kann wie ein Leitapparat Drall aus dem Propellerstrahl nehmen und so den Wirkungsgrad sogar erhöhen.
Nachteilig ist, dass die Propellerblätter im Nachlauf des vordereren Propellers arbeiten.
Welcher Effekt stärker ist, liegt an der Auslegung.

Dass die stärksten Propeller-Antriebe Contra-Props hatten hat allerdings einen anderen Grund. Kreisel- und Gegendrehmoment-Effekte werden bei den starken Antrieben so gross, dass sie mit den Aerodynamischen Flächen immer schwieriger zu beherrschen sind, vor allem bei geringen Geschwindigkeiten beim Start.

Tom schrieb:

Ihr seht schon, es geht mir nicht um den Wirkungsgrad, sondern um den Gimmick, den Scale Faktor, die Herausforderung.

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Hallo Tom,
ja auf so was fahre ich auch völlig ab. Auch sehe ich den Wirkungsgrad nur als nützlich an, denn ich mag es wenn ich mit dem Teil auch etwas länger fliegen kann und nicht nur 2 Minuten. Über die Jahre haben sich bei mir grob geschätzt gut 300 Propeller der verschiedenen Marken, Größen und Steigungen eingefunden, von daher fällt es mir nicht so schwer da etwas mehr zu testen und die manchmal alten einfachen Propeller zeigen auf mal ein gutes Ergebnis. So waren z. B. die APC Sport für mich Jahre lang ein "No go" auf den kleinen Motoren, auf meinen jetzigen Multicopter-Motoren sind sie aber die Bringer bei einem Flächenmodell. Jetzt gerade habe ich ein ME163 von HK auf dem Tisch mit 1,54m Spannweite. Gedacht ist die Kiste für 6,5ccm bis 7,5ccm Verbrenner, Vorn bekommt die einen E-Motor mit knapp 500 Watt (95 Gramm) und Hinten was mit gut 250 Watt (60 Gramm). ist jetzt auch wieder kein echter Counterrotate, aber die hinteren Blätter wühlen ja auch wieder im verwirbelten Luftstrom des vorderen Propellers.
Gruß, Daniel