Schubkraft ermitteln

rubberduck

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hallo,
ich habe mit Hilfe einer kleinen Vorrichtung versucht die Schubkraft eines BL-Motors zu ermitteln.

Wie Ihr auf dem Bild sehen könnt, drückt das Modell mit laufendem Motor gegen einen 90 Grad - Umlenkhebel und dieser auf eine Briefwaage.

Es ergibt sich bei diesem Modell (Graupner Mini-Piper mit BL TowerPro BL2408, GWS EP7060 7x6 SlowProp und 3 LipoZellen) ein max. Schub von 118 gr.

Nun meine Frage:
(an die Mathematiker unter Euch...)

Dadurch das der Schub über den 90 Grad-Winkel umgelenkt wird, ergibt sich doch bestimmt ein falscher Wert. Bei einem geraden Hebel wüsste ich das noch ... Hebellänge x Schub = Newton (Kraft)

Sind 118 gr realistisch, oder verfälscht ???


Gruss
Jürgen
 

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Der 90° Winkel verfälscht nichts, solange die Kraft auf beide Hebelarme relativ genau (+/- 15°) senkrecht drückt.

Die Platte vor der Luftschraube verfälscht aber ziemlich, da der Propeller nicht frei ansaugen kann.
 
MarkusN schrieb:
Der 90° Winkel verfälscht nichts, solange die Kraft auf beide Hebelarme relativ genau (+/- 15°) senkrecht drückt.

Die Platte vor der Luftschraube verfälscht aber ziemlich, da der Propeller nicht frei ansaugen kann.


Also Leute :
Die Anordnung von Jürgen ist genau richtig vom Denkansatz her. Jetzt zum Thema Hebel ;) +/-15° hört sich interessant an, fakt ist aber, dass einfach nur Deine Hebelverhältnisse stimmen müssen. D.H., die Schenkel des 90°-Hebels sollten ziemlich gleiche Längen haben, sonst hast Du an einem der beiden Enden mehr Kraft übertragen und logischerweise stimmt dann Deine Schubmessung nicht.

Gruß,
Frank
 
Joh, Hebellängen muss man natürlich berücksichtigen. Hat er aber geschrieben, dass er soviel Dreisatz kann. (Voraussetzen kann man das ja nach Pisa nicht mehr...)

Bis zu den +/- 15° ergibt sich noch kein wesentlicher Fehler durch das nicht winklige Angreifen der Kraft, das wollte ich damit ausdrücken.
 
Drückt etwa der Spinner oder die Motorwelle direkt auf die Platte? Zusätzlich zu der Behinderung des Luftstroms wären da noch Reibungsverluste. Warum nicht einen Faden an den Schwanz des Modells, der an dem Hebel befestigt wird?
Ich habe mir eine Hängewaage (Kraftmesser, elektronisch) zugelegt, mit der ich Schub- bzw. Zugmessungen mache. Ist sehr interessant, um Motoren und Luftschrauben zu vergleichen.
 

rubberduck

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hallo,
danke für Eure Tips ...

ja stimmt ... die Platte vor der Latte ist vielleicht etwas zu gross ...
ich wollte damit verhindern das das Modell durch das Drehmoment nach einer Seite wegdreht.

Und den Reibungsverlust muss ich natürlich berücksichtigen ... bzw. minimieren ...

Zu den Hebeln: die sind natürlich beide genau gleich lang und stehen zueinander im 90 Grad Winkel. Damit ein "fester Druckpunkt" auf die Waage drückt, habe ich am vorderen Ende des Hebels auf der Waage nun noch ein kleines Schräubchen eingedreht.

Festhalten darf ich das Modell natürlich nicht ... jeder "Gegenzug" würde das Ergebnis verfälschen.

Hintergrund der Sache ist ein Artikel in der letzten FMT von Hinrik Schulte bezgl. Elektroantriebe "gestern und heute" ... Gewichte der Akkus und Leistungsfähigkeit der Motoren.

Also ... die kleine Piper wiegt mit Antrieb 260 und 3 Lipos (1000mAh) 270 Gramm und der Motor bringt 120 gr. Schub. Damit geht sie im 45 Grad Winkel nach oben.

(Übrigens: Viele Angaben von Motoren halte ich für überzogen, da auch dieser Motor schonmal mit max 400 gr Schub angegeben wird) ... und tatsächlich ist es nur 1/3 ...

Das gleiche Modell mit gleicher Latte, Speed 300 und Getriebe 2:1 bringt 105 gr. Schub (also...auch nicht schlecht) bei etwa gleichen Strombedarf.

Allerdings scheint der BL im unteren Drehzahlbereich mehr Drehmoment zu haben (das muss ich mal messen) ....

Sprich, was ich mir wünschen würde:
eine Tabelle mit Antrieben in verschiedenen Modellen ...
Parkflyer Styro-Piper 250gr (Gewicht), Parkflyer Doppeldecker 400 gr, Parkflyer Spitfire 600 gr, Nuri 600 gr, E-Segler Balsa 1000gr, Hotliner 1400gr. usw.


Die Motoren-Werte alleine bringen dem Otto-Normalflieger noch keinen Anhaltswert, für welchen Antrieb er sich entscheiden sollte.


gruss
Jürgen
 
Hallo Jürgen,

in deiner Vorrichtung sind einige Fehler. Der Motor bring sicherlich deutlich mehr als deine gemessenen 120g Schub.

1. Wie schon geschrieben wurde müsste die Platte vor dem Modell weg!
2. Du hast dadurch das der Spinner gegen die Platte drückt riesige Reibungsverluste.
3. In welchem Winkel die Stäbe zu einander stehen ist egal, wichtig ist das die Kräfte im 90° Winkel auf die Stäbe wirken und diese gleich lang sind.
4. Wahrscheinlich hast Du auch grosse Reibungsverluste im Drehpunkt deiner Vorrichtung.
5. Hebellänge x Schub (egal ob N oder Kg) ergibt ein Drehmoment

Beim der Schubmessung sollten die Reibungsverluste so gering wie nur eben möglich sein um aussagekräftige Werte zu bekommen. Die Kraft in N errechnet sich im übrigen aus der Masse in Kg x Erdanziehungskraft (9,81 m/s²).

Ich hoffe ich konnte Dir ein wenig Helfen.
 

rubberduck

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berechnet mit www.standschub.de
Überschlagmäßige Berechnung für GWS Slowfly-Propeller

Propeller 7x6
Spannung 11[V]
Strom 8[A]
U/min. 5500[1/min]

erforderliche Wellenleistung 14,7[W]
elektrische Leistung 66[W]
Wirkungsgrad [%]
Standschub 1,56[N] = 156[p] ca. 150gr
Strahlgeschwindigkeit 13,97[m/s] = 50,29[km/h]

..............
da macht es die Drehzahl -> bei 7000 und 10 A liegt der Standschub schon bei 250gr

(wenn die Formel stimmt ... könnte aber hinkommen...)



Da der Motorhersteller von einer Drehzahl ausgeht (in diesem Beispiel 9000 Umin), die der Motor mit dieser und auch anderer Latte gar nicht schafft, kommen vielleicht solche überzogenen Hersteller-Angaben zustande, die im "normalen Flugbetrieb" dann ganz anders auschauen.

Mmmmhhh ernüchternd aber realistisch, oder ?

jürgen
 

jstremmler

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Warum nicht kompliziert, wenn es auch einfach geht!

Warum nicht kompliziert, wenn es auch einfach geht!

Mit der folgenden Anordnung hättest Du alle Fehler vermieden :

- Waage senkrecht aufgestellt
- Schubplatte am Fahrgestell befestigt,
- Schubplatte drückt senkrecht gegen die Waage
- Ist die Schubstange auch noch hinreichend lang, gibt es keinen Messfehler mehr

mfg

Jürgen
 

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Eisy

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Hi,

hattest du vielleicht schon mal an die Verwendung einer Federwage gedacht, wie man sie noch aus dem Physikunterricht kennt?
Diese könnte man über ein Gestänge oder Schnüre z.B. an den Befestigungspunkten für der Tragfläche anbringen.
Dann hast du Null Reibungsverlust am Prop.

Gruß,
Christian
 

rubberduck

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hallo Jürgen, hallo Christian,
sicher wäre eine andere Messvorrichtung genauer.

Ich denke aber, selbst wenn ich bei genauerer Messung 20 gr mehr Schub herausbekomme (das wären dann etwa 140 gr) ... so liegt doch der Standschub (mit diesem Prop ... 7x6 oder 9x4,5 sind ja bei Parkflyern üblich), meilenweit unter dem was Hersteller von BL-Motoren für diesen Typ vergleichbar so angeben.

Trotzdem bin ich mit dem kleinen BL zufriedener als mit dem herkömmlichen Speed 400er ... weniger Gewicht ... mehr Drehmoment.

Mich würde allerdings nicht wundern, wenn bei manchen E-Modellfliegern die Angaben über Leistung und Schub jenseits der Realität liegen.
Sowas wie "mein Motor hat min. 350 Watt und 1500 Gramm Schub" ... naja
sei's gegönnt ... schließlich hat man das Stückchen Goldfarbe mitbezahlt ...

jürgen
 

jstremmler

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Christian

Christian

Stimmt natürlich!

Aber so eine Federwaage (auch noch mit der richtigen Kraft für den Motor ) hat eben nicht jeder Modellbauer.
Eine Briefwaage gehört dagegen schon fast zum Standardrepertoir.

mfg

Jürgen
 

rubberduck

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Vergleichswerte

Vergleichswerte

s. Tabellen ...
ein Vergleich von Herstellerangaben mit standschub.de - Berechnung ...
400 gr Schub kommt rechnerisch hin ... unter der Vorraussetzung das der kleine BL die 8000 Umdrehungen mit der 8x4.3 Latte schafft (und das nur bei 7,4V) ????????? Ich komme in der Praxis max auf die Hälfte ... O.K dafür wiegt der Motor nur 29gr.
 

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Leute, ehe ihr wochenlang nach irgendwelchen Berechnungen im Netz oder sonstwo nach Erklärungen sucht, schafft euch doch einfach 'ne Hängewaage (für Park-und Slowflyer reicht ja schon 'ne kleine Ausführung - die haben dann auch 'ne sehr gute Auflösung von bis zu 1g) an.
Am Modell hinten eingehangen, Voll Schub geben und die Waage zeigt den absolut realistischen Standschub an - ohne vielleicht, wenn oder doch. Physik ist nun man Physik und Formeln sind Formeln. Viel Theorie ...
Die Berechnungen auf Standschub.de stimmen nicht bzw. sind viel zu ungenau, als das sie aussagekräftig oder gar verbindlich sind.
Selbst ist der Mann. Also einfach selber messen ;)

Gruß,
Frank
 

Gast_14961

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Hallo,

ich habe mir bei Bichler eine elektr. Zugwaage besorgt. Kostet 19,50 EUR und ist wirklich klasse. Damit geht die Schubmessung wirklich leicht. Einfach hinten ins Leitwerk einhängen (oder wo auch immer) und Gas geben.

Ich habe auch Stunden mit Hebeln und Briefwaage versucht, aber der Aufbau ist wirklich lästig. Wir geben so viel Geld für alles mögliche aus. Das ist m.E. (wenn man sich mit solchen Fragen befasst) gut angelegt. Man kann vor allem verschiedene Propeller leicht und sicher miteinander vergleichen. Denn es gilt nicht: viel (Steigung) hilft viel! Ich habe für meine BMI Twin Otter zwei Varioprop Verstellpropeller von Ramoser gekauft. Die konnte ich mit meiner Zugwaage perfekt einstellen. Mit meinen BL Motoren kam als Maximum des Schubs eine Steigung von 4" raus.
 
AlexanderB schrieb:
Denn es gilt nicht: viel (Steigung) hilft viel!
Genausowenig gilt aber "Viel Schub hilft viel!" Damit können grauenhafte Fehlanpassungen herauskommen.

Wenn Du viel Standschub willst, nimm den grösstmöglichen Propeller, den Dein Motor drehen kann, mit geringer Steigung. Beeindruckende Schubwerte, aber fliegen wird es damit nicht mehr unbedingt...

Für Hochdecker-Wiesenschleicher ist eine Optimierung nach Standschub aber nicht sooo verkehrt.
 

Gast_14961

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Hallo Markus,

da ich mich noch nicht soo lange damit befasse, klingt das sehr interessant. Kannst Du das bitte noch etwas erläutern?

DANKE!
 
Ein Propeller saugt eine gewisse Menge Luft an und beschleunigt sie nach hinten. Daraus resultiert der Schub.
Schub kann ich erhalten, indem ich eine kleine Menge Luft stark beschleunige (kleiner Propeller mit grosser Steigung) oder eine grosse Menge Luft wenig beschleunige. (Grosser Propeller mit wenig Steigung)
Letzteres ist im Stand effizienter (Die Luft steht vor dem Propeller, mit kleiner Steigung kann ich sie gut "greifen" und nach hinten werfen. An einem Propeller mit grosser Steigung kann im Extremfall im Stand die Strömung abreissen.)

Im Flug ändern sich aber die Verhältnisse dramatisch. Jetzt bekommt der Propeller die Luftmenge entsprechend der Fluggeschwindigkeit "gefüttert". Schon bei geringer Fluggeschwindigkeit ist beim im Stand so tollen Propeller mit grossem Durchmesser und kleiner Steigung die einströmende Luftmenge grösser als das, was er verarbeiten kann. Der Propeller bremst nur noch (Der Anstellwinkel am Propellerblatt wird ab einer gewissen Anströmgeschwindigkeit negativ.)
Anders ausgedrückt: Ein Propeller kann nur bis zu maximal der Fluggeschwindigkeit Schub liefern, die seiner Strahlgeschwindigkeit entspricht. Und letztere ist bei kleiner Steigung gering.
 
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