Warum bleibt ein gewuchteter Prop immer Waagrecht stehen?

Hallo Forum!

Mich beschäftigt seit einiger Zeit eine Frage:
Warum bleibt eigentlich beim statischen Wuchten der Propeller im ausgewuchteten Zustand immer in der Waagrechten stehen? Müsste der nicht genau so gut in "irgendeiner" Position stehen bleiben können? Wenn beide Seiten des Propellers gleich schwer sind nimmt der Hebel mit verlassen der Horizontalen doch auf beiden Seiten gleich stark ab und es müsste sich eigentlich ausgleichen!?
Diese Frage habe ich schon einigen Kollegen gestellt und sogar meinem Physik Lehrer , aber bisher konnte sie mir niemand so recht beantworten.
Wäre toll wenn das villeicht hier jemand erklären könnte!

Danke im Vorraus!

Lg Robert

Wenn der Propeller wirklich in der Blattachse und quer dazu gewuchtet ist, hat er keine Vorzugslage mehr.

Wenn er immer waagrecht stehen bleibt, heisst das, dass er quer zur Blattachse immer noch unwuchtig ist. Nun ist es natürlich schwieriger, in Querrichtung Material zu entfernen oder zuzufügen, wegen der kurzen Hebel und der nicht mehr so einfach zugänglichen flächen an der Nabe im Vergleich zm Blatt.

Und kein Propeller ist in Wirklichkeit ein idealer Starrkörper.
Die Durchbiegung muss doch dazu führen,
dass auch der Schwerpunkt eines perfekt ausgewuchteten Propellers
immer unterhalb der Drehachse liegt, wenn er waagerecht stillsteht...

Aber Markus' Erklährung ist evtl. doch die wahrscheinlichere.

Kurbel

Hallo Markus

Erstmal Danke für deine schnelle Antwort!
Ich glaube ich verstehe was du meinst. Bei mir ist genau genommen auch noch nie ein Propeller nach dem Wuchten auf der Wuchtwaage genau Waagrecht gestanden, aber ich meine einfach: Wenn man einen unwuchten Propeller in das
Auswuchtgerät gibt so sackt das schwerere Blatt sofort nach unten. Je näher man an die Wuchtigkeit gelangt, desto waagrechter bleibt er stehen. Ich hoffe ihr versteht was ich meine.
Möglicherweise hab ich da einen kompletten Denkfehler...aber irgendwie versteh ichs einfach nicht !

Mfg Robert

Hallo,
ein guter Propeller bleibt in jeder Lage stehen. Dann ist er nahe dran dynamisch auch wuchtig zu sein.
Wenn er nur in der Waagrechten stehen bleibt, ist er sicher dynamisch unwuchtig, eigentlich Schrott!
Man kann sich das mit einem Experiment erklären. Man nimmt eine Balsaleiste mit 200 mm und Loch in der Mitte für die Welle. Auf eine Seite hängt man bei 50 mm 10 g und auf die andere Seite bei 100 mm 5 g. Diese Leiste bleibt nur in der Waagrechten stehen!
In keiner anderen Lage. Man kann sich jetzt etwa vorstellen, welche Unwucht sowas bei der Drehzahl von einigen 1000 gibt.

Otto

speed schrieb:

Hallo,
Man nimmt eine Balsaleiste mit 200 mm und Loch in der Mitte für die Welle. Auf eine Seite hängt man bei 50 mm 10 g und auf die andere Seite bei 100 mm 5 g. Diese Leiste bleibt nur in der Waagrechten stehen!
In keiner anderen Lage.
Otto

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hallo otto,

ich glaube da mußt du nochmal ganz scharf nachdenken, oder das experiment wirklich machen. oder schau dir mal florian schambeck's einblattpropeller an.

markus hat schon den punkt beschrieben: der schwerpunkt kann auch quer neben der achse sein, und dann ist der propeller auch unwuchtig. normalerweise stimmt das ganz gut, drum schaut man da oft nicht richtig hin. zum in diese richtung wuchten blatt senkrecht stellen, muß auch da stehen bleiben.

grüße
hannesk

Tach Robert,

sag Deinem Physiklehrer schöne Grüße, er möge bitte sein Examen zurückgeben... In welche Klasse welcher Schule gehst Du denn?

Markus hat schon Recht. Es geht auch so:

Hängst Du einen starren Körper frei drehend an einem beliebigen Punkt auf, dreht er sich spontan so, dass der Schwerpunkt (SP) exakt unterhalb des Drehpunktes (DP) liegt. Dann ist der Körper im sog "stabilen Gleichgewicht": Auslenkung hieraus und loslassen bewegt ihn spontan wieder dorthin (klassisches Pendel).

Ausnahme: Du hängst den Körper so, dass der SP exakt über den DP liegt. Dort befindet sich der Körper im "labilen Gleichgewicht": eine Auslenkung hieraus und loslassen lässt den Körper spontan nicht zurück sondern eben ins stabile Gleichgewicht drehen.

Liegt der DP im SP, bleibt der Körper in jeder Lage, er ist im "indifferenten Gleichgewicht". Das ist der ausgewuchtete Propeller. Dazu gehört auch das Wissen, dass sich starre Körper, wirft man sie drehend fort, die Drehachse immer durch den SP geht. Erzwingt man also die Drehachse genau dort hindurch, ist der Propeller ausgewuchtet.

Die Balsaleiste von Otto ist auch ausgewuchtet (statisch). Setzt man sie jedoch einer Drehbeschleunigung aus, rüttelt es: Die Trägheitsmomente jeder Blatthälfte sind ungleich. Das heißt dann "dynamische Unwucht". Aber das Problem tritt bei unseren kleinen Propellern nicht auf, wird vielleicht bei Helirotoren beim Anlaufen wichtig. Denn auch dieser Prop dreht bei konstanter Drehzahl vibrationsfrei.

Alle Klarheiten beseitigt?

Wolfgang

Hallo,

interessantes Problem. Ich habe in den letzten Tagen einige Props (APC 10") ausgewuchtet, und habe in der Tat festgestellt, dass bislang jeder Prop in einer Lage immer wieder zur Waagerechten zurückkehrt. Dreht man ihn um 180°, kann man auch das instabile GG beobachten, bei dem der Prop immer aus der Waagerechten raus will. Nur was kann man mit modellbautechnischen Mitteln dagegen tun? Die betreffenden Propeller laufen bei bis zu 16000 rpm zwar schon recht ruhig, aber das bessere ist ja bekanntlich des guten Feind...

Viele Grüße,
Holger

Danke!

Danke!

Hallo Leute!

Ich möchte mich erstmal für eure schnelle und ausgezeichnete Beratung bedanken! Jetzt ergibt das ganze endlich einen Sinn!

@ Wolfgang: Momentan gehe ich in die Htl-Steyr (Fahrzeugtechnik), aber gefragt habe ich das ganze einen ehemaligen Physik-Lehrer.

So...jetzt gehts ans Wuchten!

Danke Leute

Mfg Robert

Hallo Robert

Wenn die Blätter immer zu einer Seite wagerecht stehen, ist die Drehachse nicht in der Mitte.
Sie hängen dann beide nach einer Seite.
Man sieht das wenn die Achse horizontal auf dem Tisch liegt, einmal so und dann 180 ° gedreht.
Bei starren Props kann man höchstens das Loch aus der Mitte feilen (wenn es nur ein bischen ist), ansonsten Schrott.
Bei Klapprops, die Borung 1/10 aufboren und die "Anlegeflächen" ein wenig nacharbeiten" bis die blätter nicht mehr "hängen".
Dann sollte der Prop in jeder Lage stehen bleiben.

Gruß Aloys.

Wolfgang Kouker schrieb:

Die Balsaleiste von Otto ist auch ausgewuchtet (statisch). Setzt man sie jedoch einer Drehbeschleunigung aus, rüttelt es: Die Trägheitsmomente jeder Blatthälfte sind ungleich. Das heißt dann "dynamische Unwucht".

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Die Balsaleiste ist auch unter Drehzahl und unter Drehzahländerungen ausgewuchtet, da die Zentrifugalkraft proportional zur m*r ist, das statische Gleichgewicht aber auch. (das ist Deine beliebte Mittelstufenphysik )

Einblattpropeller funktioneren daher auch ohne derartige Probleme.

Dynamische Unwucht ist ein nichtzusammentreffen einer Hauptträgheitsachse mit der Drehachse.

Das wäre also ein Balsabrett mit nennenswerter dicke, auf der man das eine Gewicht vorne, das andere hinten montiert. Es gibt dann ein umlaufendes Biegemoment.

Da aus einseitigem Auftrieb resultierende umlaufende Biegemoment eines Einblattpropellers könnte man damit zB kompensieren

speed schrieb:

Diese Leiste bleibt nur in der Waagrechten stehen!

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Nein, in jedem, ausser man hat die Gewichte nicht gegenüberliegend montiert.

Ciao, Steffen

Hallo Steffen
Hab mal darüber nachgedacht... müsstest eigentlich recht haben.

Steffen schrieb:

(das ist Deine beliebte Mittelstufenphysik )

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Beliebt!?..Naja... Bin ironischerweise gerade am Physik lernen!

Mfg Robert

Robert-91 schrieb:

Hab mal darüber nachgedacht... müsstest eigentlich recht haben.

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Na dann...

Kurbel

Du hast mich zwar falsch gelesen,...

Steffen schrieb:

Die Balsaleiste ist auch unter Drehzahl und unter Drehzahländerungen ausgewuchtet, da die Zentrifugalkraft proportional zur m*r ist, das statische Gleichgewicht aber auch. (das ist Deine beliebte Mittelstufenphysik )

Einblattpropeller funktioneren daher auch ohne derartige Probleme.

Dynamische Unwucht ist ein nichtzusammentreffen einer Hauptträgheitsachse mit der Drehachse.

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... weil meine sog "Drehbeschleunigung" nichts mit der Zentrifugalkraft zu tun hat. Auch Wikipedia schreibt aber zu dynamischer Unwucht Deins.

"Meine" Drehbeschleunigung beim Gasgeben führt über das Trägheitsmoment zu einem Gegendrehmoment (genau wie "Masse*Beschl" bei geradliniger Beschl). Dies Gegendrehmoment ist ungleich wg ungleichem Trägheitsmoment der Hälften des Balsabrettes. Bei einem Einblattprop kann man das Gegengewicht leicht so bauen, dass auch die Trägheitsmomente der Hälften gleich sind. Ich bin aber inzwischen nicht mehr sicher, ob das wichtig ist. Für uns sicher nicht.

Wolfgang

Nein, ich habe Dich schon richtig gelesen. Mir ist klar, dass Du auf die unterschiedlichen Trägheitsmomente hinaus wolltest.

Die Aufnahme unterschiedlicher Drehmomente durch die Teilblätter ist nur ohne jeglichen Belang, da sie für die Drehachse nicht sichtbar ist.

Der Propeller (oder jedes andere gedrehte und drehbeschleunigte Objekt) ist als Starrkörper um seine Hauptträgheitsachsen zu beschleunigen. Welcher Teil welche Drehmomentanteile übernimmt ist egal, es gibt keinereli Unwucht daraus, die Rotationsgleichmäßigkeit ist nur durch die Hauptträgheitsachsen bestimmt, nicht durch ihre Verteilung um eine diese Achsen.

Ich bin aber inzwischen nicht mehr sicher, ob das wichtig ist.

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Nicht nur nicht wichtig, sondern gar nicht vorhanden. Interessant wäre das erst, wenn man getrennt gelagerte Blätter mit Schlaggelenken hätte (sprich: für Modellhubschrauber), weil dann während der Drehbeschleunigung die Blätter unterschiedlich schwenken würden und somit eine Unwucht hätten (und zwar seitlich zur Blattachse!)

Wie gesagt: Mittelstufe...

Tach Steffen, stimmt,...

Steffen schrieb:

Nicht nur nicht wichtig, sondern gar nicht vorhanden.

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... den von mir skizzierten Effekt gibt es gar nicht. Ich dachte so wg der quadratischen Abhängigkeit des Trägheitsmomentes vom Hebelarm. Ich hab das nun aber nachgerechnet und 'rausgekriegt, dass bei einem statisch ausgewuchteten Kreisel durch Drehbeschl keine Kräfte am Motor auftreten. Drum gint's da auch in keinem Physikbuch

Habbich wenigstens wieder was gelernt hier.

Gruß, Wolfgang

Hallo Robert,

warum bleibt eine klassische Balkenwaage in der Horizontalen stehen??
Du weißt, so eine Waage, wo rechts und links ein Körbchen dran ist.

Wegen des Energiesatzes. Sag das mal Deinem Physiklehrer. Entscheidend ist nämlich das beide Seiten, wenn sie gleichschwer sind, auf gleiches Energieniveau kommen wollen. Das ist in der Waagrechten der Fall.

Man unterscheidet nach Lage- und kinetischer Energie. Die Lageenergie ist eine statische, also ruhende Energie. Die ist hier die wesentliche Komponente.

Die beiden Propellerblätter versuchen demnach nach dem Energiesatz beide die gleiche Lageenergie einzunehmen, daher die Waagrechte.

Grüsse Manfred!

kater68 schrieb:

Die beiden Propellerblätter versuchen demnach nach dem Energiesatz beide die gleiche Lageenergie einzunehmen, daher die Waagrechte.

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Nö,

der Propeller bleibt in jeder Lage stehen, wenn er ausgewuchtet ist. Man stellt ihn nur erstmal waagerecht, bevor man ihn losläßt, weil man in erster Linie mit einer Scherpunktablage in Blattrichtung rechnet.

Energie hat damit herzlich wenig zu tun, nur Kräfte (und Drehmomente)

Und eine Balkenwaage geht in die horizontale, weil der Schwerpunkt über dem Balken liegt.



Ciao, Steffen

Nachtrag:
[hüstel]
der Drehpunkt ist es natürlich, der über dem Balken liegt
[/hüstel]

High Steffen,

wäre es nicht korrekt beschrieben, dass der Balken Waagrecht liegt, weil der Schwerpunkt unter dem Drehpunkt liegt?. Im Drehpkt. wäre labil, Drüber instabil.

Bei den Magnetischen Wuchtern hängt der prop auch leicht (von der Seite gesehen) nach vorne unten, somit SP ebenfalls etwas unter Drehpunkt, könnte das eine Ursache sein?

mfg
Wolfgang

Jet A1 schrieb:

wäre es nicht korrekt beschrieben, dass der Balken Waagrecht liegt, weil der Schwerpunkt unter dem Drehpunkt liegt?. Im Drehpkt. wäre labil, Drüber instabil.

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Jepp. Ein Balkenwaage hat eine ganz geringe "Unwucht" , die sie waagerecht auspendeln lässt. Schon ein sehr geringes Störmoment durch ungleich beladene Schalen lässt sie aus dieser Lage ausweichen. So hat den auch eine Apothekerwaage einen Zeiger, an dem die Ungleichheit abgelesen werden kann.