Standschub??? - Kpl. vergessen ??? Diskussionsthread

Beste Leistung ohne bestes Prop ETA ???

Beste Leistung ohne bestes Prop ETA ???

Christian Persson schrieb:

Die Gummimotorflieger könntest du auch noch nennen. Wenn es nur auf die Effizienz ankommt, hast du ja Recht. Aber die beste Leistung holt man so eben nicht heraus, wenn noch andere Randbedingungen z. B. bei Geschwindigkeit, Propellerdurchmesser und Antriebsgewicht vorliegen. Das ist normalerweise der Fall.

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Nööh Christian,

verstehe ich jetzt nicht!
Jetzt gehst Du von Effizienst zu ,,bester'' Leistung?
Die einzusetzende Leistung für die ,,Randbedingungen''
wie Antriebsgewicht und Geschwindigkeit kann ich im Rahmen
der sinnvollen Enegiebereitstellung fast frei bestimmen.
Nur über den opt. Durchmesser und den
opt. Prop eta, (der ist HD - Abhängig) wird dann aber
die ,,beste'' Leistung''
aus einem Antrieb auch umgesetzt.
Sprich: Nur damit kommt auch die meiste Leistung raus!

Wahrscheinlich wurde die Erprobung und Entwicklung
von der falschen, aber weit verbreiteten Standschubinterpretierung
bis jetzt stark behindert.
Denn, wer eine 16x16 gegenüber einer 16x8 auf Standschub vermißt, wird
die erstere aus Enttäuschung in der Regel nicht mal vesuchsweise einsetzen.
Bei den Steigleistungsfetischistenhat sich durch ihre Log's aber schnell
erwiesen, dass die hohen Steigungen nicht nur beim Gummimotor(auch dort
muß die gespeicherte Leistung effizient umgesetzt werden) und Solarflieger
zur opt. Leistungsausbeute unabdingbar sind.

Bis zum nächsten Einwand..

Gruß Andy Reisenauer

Gerd Giese schrieb:

Konstante: Propleistung = z.B. 1KW, Motor mit gleichem ETA für den Fall a-b-c:
a) mit großem Prop und kleiner Steigung (HD: 0,3)
b) mit mittlerem Prop und mittlerer Steigung (HD: 0,6)
c) mit kleinerem Prop und großer Steigung (HD: 1,2)

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die Drehzahl ist auch noch variabel.
z.B. benoetigen 10x4 bei 12000rpm und 20x16 bei 3000rpm etwa gleich viel Leistung und haben gleich viel pitch speed. D.h. die Frage sollte eher sein:
a) mit kleinem Prop und HD = 0,3
b) mit mittlerem Prop und HD = 0,6
c) mit grossem Prop und HD = 1,2
fuer gleiche Leistung und pitch speed.

Beispielhaft 2 Props in Propcalc modelliert. Hier ist der groessere deutlich ueberlegen.

Gruss, Hans

das gleiche spiel spiele ich gerade bei speed.

7x10 mit 32000
vs
10x20 mit 15750.

ein ergebnis gbt es noch nicht.

vg
ralph

Dass der größere Prop effizienter ist, überrascht sicherlich niemanden. Das war auch wohl nicht die Frage. Normalerweise ist man bezüglich Durchmesser auch an Randbedingungen gebunden, z. B. bei der Aufgabenstellung von Gerd: Motorkunstflug, 2kg-Klasse, das dürfte ca. 1,40m Spannweite bedeuten. Da ist man schon wegen der Bodenfreiheit beschränkt. Viel mehr als 14 Zoll wird wohl nicht möglich sein.

Die Frage verdichtet sich dann auf: 14x7 (oder so) bei Drehzahl x, oder 14x14 bei Drehzahl y, oder irgendwas dazwischen - was erfüllt die Anforderungen besser?

Auch ich habe mangels Zeit noch keine Antwort fertig. Den bisherigen Gewohnheiten nach würde ich aber zur 14x7 tendieren, oder vielleicht 13x8 zugunsten von etwa mehr Speed-Reserve.

14x14 hat aber sehr viel mehr pitch speed als die 14x7. Gerd wollte ja bei 18m/s ordentlich Schub haben, Hoechstgeschwindigkeit war kein Ziel

Gruss, Hans

Ich stimme dir zu, Hans, aber die These von Andy lautet so, dass der Propeller mit H/D 1:1 bei entsprechend verringerter Drehzahl trotzdem besser geeignet ist. Bitte korrigier mich, Andy, wenn ich das falsch wiedergebe.

um bei 14 statt 7 Zoll Steigung trotzdem gleiche Leistungsaufnahme und pitch speed zu haben, muss der Durchmesser groesser sein und die Drehzahl tiefer. 14x7 waere etwa equivalent zu 20x14 bei halber Drehzahl, was wohl nicht mehr auf den Flieger passt.
Im Umkehrschluss ergibt sich der Durchmesser aus der Bodenfreiheit (resp. Abstand Nase zu Fluegel beim Segler mit Faltprop), Steigung und Drehzahl aus der gewuenschten Leistung und pitch speed. Je mehr Durchmesser desto besser und desto hoeher H/D.

Nachteile gibt's natuerlich auch:
- Drehmomentreaktion durch den grossen Prop (unguenstig fuer F3A etc)
- tiefe Drehzahlen ergeben tendenziell schwere Motoren

Gruss, Hans

- tiefe Drehzahlen ergeben tendenziell schwere Motoren

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... da hat uns ein gewisser Herr (wie lautete doch schnell sein Name )
eines Besseren belehrt und ich habe die Belehrung angenommen!

... deshalb ja mein Beispiel als Wunsch wie man sowas am besten kalkuliert?

Klar ist die Drehzahl variabel, es soll ja die Leistung als Konstante herhalten
und über das HD Verhältnis der effektivste Prop gefunden werden.

Klar sind mir die Verhältnisse (für den "erweiterten" Hausgebrauch) klar und Abstimmungsprobleme hatte ich im Grunde nie.

Es ging eben immer über die Schiene, dass bei Vollgas der max. mögliche Strom fließt und das die Strahgeschwindigkeit gut mit
der Voptimal des Fliegers bei ca. 30% Schlupf hin kam! ... bisher kannte man (deshalb) keine andere Steigung als 6" bis 8", in
Ausnahmefällen mal eine 10"!

Mein Problem: vielleicht ist ein größerer Prop mit höherem HD und niedriger Drehzahl effektiver als ein höher drehender kleiner
Prop mit kleinerem HD? (Propleistung = konstant!)

Wäre die Behauptung haltbar: immer möglichst größten Prop (vom Modell vorgegeben) mit höchstem HD (1) ... wäre am Effektivsten!

... wo ist das Optimum - bitte nicht beim Rotor (der ging an Dich Andy)!

Ich habe jetzt mal im Propeller Calculator drei Propeller mit 14x7, 14x10 und 14x14 gegenübergestellt. Da Blätter wie APC E oder Metts leider nicht vorliegen, habe ich als beste Näherung die Aeronaut Classic Glas 14x7 gewählt und mit dem Verstellwinkel die Steigung variiert. Das ist nicht exakt dasselbe wie drei Blätter mit genau angepassten Blattwinkeln, aber besser gehts halt nicht.

Die Drehzahlen habe ich jeweils so angepasst, dass 800W Wellenleistung über den gesamten Bereich nicht überschritten wird. Ebenfalls abweichend von Gerds Vorgabe habe ich bei 15m/s abgelesen, weil es genauer ablesbar ist. Die wichtigsten Ergebnisse tabellarisch (ich hoffe, das bleibt einigermaßen übersichtlich):

n Standschub Leistung Schub bei 15m/s Leistung Eta MaxEta bei V
10000rpm 44N 775W 32N 780W 60% 76% 27m/s
8920rpm 40,5N 700W 32,5N 800W 60% 80% 30m/s
7600rpm 30N 700W 30N 775W 58% 82,5% 35m/s

Fazit für mich: H/D 0,5 bis 0,7 ist für diesen Einsatzfall besser geeignet als 1. Mit dem steilsten Prop verliert man viel Standschub und hat bei der typischen Fluggeschwindigkeit noch keinen Vorteil. Das Wirkungsgradmaximum liegt zwar höher, aber oberhalb des praktisch nutzbaren Geschwindigkeitsbereichs.

verstehe ich alles nicht

verstehe ich alles nicht

Tolle therotische Diskussion die hier geführt wird. Von der ganzen Thematik verstehe ich wohl der ersten Thread - so ungefähr. Ich hab mich bisher auf den Standschub und die dabei gemessenen Werte verlassen bzw. so´n bißchen auf´s Gefühl. Das ist ein einfaches und für viele nachvollziebares Prozedere.
Jetzt kommt doch mal auf den Punkt: wie komm ich für meine Aufgabenstellung zu dem richtigen Prop? Einfach und nachvollziehbar bitte soll´s sein

Schönes Wochenende

Ach ja hovern.........

Ach ja hovern.........

Hallo Gerd,

ist hovern im Spiel,

(betrifft wohl nur einen Bruchteil der Modellflieger)
geht ausschließlich ein Kompromiß
Der dürfte auch noch unter 3 Fliegern 4 Meinungen erzeugen.
Je nach Vorliebe halt.
HD Verhältnisse über 66% sind hier auszuschließen,
da sonst Strömungsabriß unter hoher Last( z. B. Hovern) droht.
Bei den hier unterstellten 14" wären das 9,24".
Also bleibt max nur eine 14x9 als Kompromiß
zwischen Standschub und eta übrig!

Gruß Andy Reisenauer

Wo isser denn? (Standschub mit 12x11)

Wo isser denn? (Standschub mit 12x11)

Da fällt mir eine alte Geschichte ein

Hab vor vielen Jahren mal jemand
für nen GFK Trainer (vom Steber) mit so 140cm mal
nen superleichten Getriebe-Antrieb ausgelegt.
Statt 16 Nickel Cadmiums nur 12.
Gesamt also so 500g leichter.
Prop die 12x11 CFK von Graupner!

Der Kunde ruft mich paar Tage später Samstag früh an
und sagt: Also mein lieber H. Rei... , ich hab ja von ihnen schon
x Antriebe und war immer sehr zufrieden, aber diesmal haben sie sich
gründlich verhaut
Ich: wie
Er: hab zum Glück grad noch nen Probelauf gemacht,
bevor ich zum Flugplatz wollte. Die hätten mich schön ausgelacht
Das Ding zieht keine Wurst vom Teller!
Ich mach schon 20 Jahre Modellflug und bin 100% sicher,
das Teil fliegt nie! Null Chance zum Abheben!

Hab ihn nur unter Mühen überreden können es zu versuchen.
Hab Ihm erklärt, dass der geringe Standschub ausreicht um
sein Modell laaangsam in Bewegung zu setzen um dann nach wenigen
Metern immer stärker zuzulegen.
Er ist dann sehr unwillig zum Platz gefahren.
Am Samstag Abend(mag ich normal gar nicht) dann ein Anruf:
Mein Gott, unglaublich, die Maschine geht sagenhaft und
beschleungt senkrecht.
Die Kollegen sind schier vom Hocker gekippt
Außerdem 50% mehr Flugzeit als Kollegen mit der gleichen Maschine!

Puhh, da war ich dann auch mal beruhigt

Gruß Andy Reisenauer

Ansatz von Gerd

Ansatz von Gerd

Hallo zusammen,

ich finde den Ansatz von Gerd sehr gut.

Vorgehen:

1.) Welche Maschine (schnell, langsam, Kunstflug 3D)?
2.) Welcher Flugstil (viel Leillast oder viel Vollgas, u.s.w.)?
3.) Gewünschte Leistung?
4.) Daraus resultierendes H/D nach den Rahmenbedingungen (max. nutzbarer Durchmesser).

vg
dirk

Das Jahr der Steigung....

Das Jahr der Steigung....

Gerd Giese schrieb:

Mein Problem: vielleicht ist ein größerer Prop mit höherem HD und niedriger Drehzahl effektiver als ein höher drehender kleiner
Prop mit kleinerem HD? (Propleistung = konstant!)

Wäre die Behauptung haltbar: immer möglichst größten Prop (vom Modell vorgegeben) mit höchstem HD (1) ... wäre am Effektivsten!
D

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Ja Gerd,

denke auch, damit hast Du es genau auf den Punkt gebracht
Mit dem nötigen Kompromiß für z.B. für Hovern oder z.B.
Handstart eines 6kg Seglers etc. oder gar schweren Antrieb
Immer unter der Premisse des größten sinnvollen Durchmessers.


Gruß Andy Reisenauer

Christian Persson schrieb:

Fazit für mich: H/D 0,5 bis 0,7 ist für diesen Einsatzfall besser geeignet als 1. Mit dem steilsten Prop verliert man viel Standschub und hat bei der typischen Fluggeschwindigkeit noch keinen Vorteil. Das Wirkungsgradmaximum liegt zwar höher, aber oberhalb des praktisch nutzbaren Geschwindigkeitsbereichs.

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diese Schlussfolgerung ist m.E. irrefuehrend. Die hoeheren H/D haben auch viel hoehere pitch speed und sind daher bei 15m/s weiter weg vom Optimum.

H/D~1 bei 20 Zoll Durchmesser und etwa 19 Zoll Steigung ergibt bessere Leistung:
n Standschub Leistung Schub bei 15m/s Leistung Eta MaxEta bei V
4320rpm 40N 700W 36N 800W 67% 83% 27m/s

Bei konstantem Durchmesser H/D zu erhoehen bringt nichts, wenn man an der dadurch hoeheren moeglichen Geschwindigkeit nicht interessiert ist.

haschenk schrieb:

Wenn das Modell bei etwa 60% vom "pitch speed" fliegt, dann ist der Antrieb idR brauchbar angepasst.

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Gerd's Flieger braeuchte demnach etwa 30m/s pitch speed.
Eine 12x7 bei 10300rpm benoetigt etwa 1000W und hat 30m/s pitch speed.
Ebenfalls 1000W und 30m/s haben 12.8x8 bei 9050rpm, 13.6x9 bei 8030rpm, 14.3x10 bei 7250rpm, 15.7x12 bei 6020rpm, 17x14 bei 5150rpm, 20.8x21 bei 3100rpm etc
Aus diesen Moeglichkeiten sucht man sich halt die aus, die den Boden noch nicht beruehrt.
Also nicht nur einfach bei gegebenem Durchmesser H/D erhoehen. Sondern Durchmesser und Leistung waehlen; daraus ergibt sich dann Drehzahl und H/D.

Gruss, Hans

Hallo,

ich hab den Eindruck, daß ihr da teilweise aneinander vorbei redet.

Es ist völlig zweifelsfrei, daß Props mit einem hohen H/D die besten Wirkungsgrade erreichen, das sagen theoretische Rechnungen und experimentelle Ergebnisse.

Aber das heißt noch lange nicht, daß für ein bestimmtes Modell und eine bestimmte Flugaufgabe immer ein "quadratischer" oder "überquadratischer" Prop der bestgeeignete ist. Dazu gehört immer noch die Anpassung motorseitig (Leistung, Drehmoment, Drehzahl) an das Modell (Flugaufgabe, Fluggeschwindigkeit, sonstige "Zwänge" wie z.B. Bodenfreiheit). Und da ist es leicht möglich, daß ein Prop mit kleinerer Steigung und kleinerem Eta_max durch die bessere Anpassung mehr Flugleistung (die dazu definiert werden muß) bringt.

Es hat aber wenig Sinn, darüber zu theoretisieren, solange den Meisten z.B. schon der Begriff "Fortschrittsgrad" nichts sagt. Beispielsweise gibt es eine "Erfahrungsformel" (nicht theoretisch hergeleitet und auch nicht sauber definiert):
(H/D)_opt = 0.07 +1.1*J (die Formel steht auch in der schon zitierten Arbeit von Czepa)

Wer nichts mit dem Fortschrittsgrad J anfangen kann, der kann auch mit dieser Faustformel nichts anfangen. Das eine oder andere ähnliche Beispiel wäre noch möglich.
"Strahlgeschwindigkeit" geht in die Köpfe rein, "Fortschrittsgrad" nicht. Dabei ist der Fortschrittsgrad eigentlich der "Anstellwinkel" eines Propellers.

Im "FMT-Kolleg" Nr. 11/1991 habe ich einen langen Artikel dazu geschrieben, wie man einen Propeller anpasst, wenn man die Motordaten hat und dazu noch "Propellerkurven"; z.B. die hier von Christian zitierten oder auch die von PropCalc. Der Beitrag ist viel zu lang, als daß man ihn hier auf ein paar Sätze verkürzen könnte. Andererseits ist er auch veraltet; nicht in der Sache, aber in der Methode. Heutzutage liefern PropCalc, javaprop oder M. Drelas Propeller-Prog gfls. die nötigen Einsichten (für diejenigen, die sich damit befassen wollen).

Wenn man theoretisch optimieren möchte, dann muß man sich auch mit der Theorie befassen. Oder man optimiert als Alternative eben praktisch/empirisch; das ist ein durchaus gangbarer Weg, und ein Erfahrungsaustausch ist dabei sicher hilfreich.

Mit "Vpitch" brauche ich bei uns am Platz niemandem kommen. Strahlgeschwindigkeit ist für alle ein Begriff und hat sich so auch eingebürgert, auch, wenn es verkehrt ist.

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Ich weiß ja nun nicht, wie das gemeint ist; aber klingt doch etwas nach "das haben wir schon immer so gemacht" oder ersatzweise "das haben wir noch nie so gemacht".
Wenn die Leute nichts wissen, oder nichts wissen wollen, oder meinen, sie wüssten schon alles, dann lassen wir sie damit glücklich werden.


Gruß,
Helmut

haschenk schrieb:

Ich weiß ja nun nicht, wie das gemeint ist; aber klingt doch etwas nach "das haben wir schon immer so gemacht" oder ersatzweise "das haben wir noch nie so gemacht".
Wenn die Leute nichts wissen, oder nichts wissen wollen, oder meinen, sie wüssten schon alles, dann lassen wir sie damit glücklich werden.


Gruß,
Helmut

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Hallo Helmut,
es ging mir mehr darum, dass uns die Diskussion über den richtigen Begriff in der Sache nur bedingt weiter bringt.
Eine meiner interessantesten Elektrifizierungen habe ich 2008 für die Zwei-Mot eines Kollegen gemacht. Mal vom Wirkungsgrad der Motore abgesehen, zeigt die Wahl der Luftschrauben, was mit wenig Leistung möglich ist. Das Modell wog flugfertig 8000g:

Jeder Antrieb besteht aus einem Dymond AL4260 mit Ramoser VarioProp 15.2"x12". Die Steigung wird - wie vorher auch angedacht - noch ein wenig nach unten korrigiert auf 15.2"x11". Jeder Motor wird versorgt durch einen 4s1p-FePO-Akku, also gerade mal ~11V unter Last.
Damit fliegt die Banane mit ca. 1000W Eingangsleistung beim Start lockere 6 Minuten "scale" durch die Luft. Beim Start rotieren die riesiegen Props mit knapp über 5000rpm und erzeugen einen Schub von jeweils ~2.4-2.5kg. Für einfaches Herumfliegen genügt etwa Halbgas.

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Quelle hier bei RCN

Messdaten zu den Antrieben

Die hohe Steigung der Props machte sich im Scaleflug sehr positiv bemerkbar. Gerade für den Start braucht man bei so einem Trümmer von Modell aber auch einiges an Schub.

Gruß
Heiko

Hi Christian,

danke für Deine Mühen sich des Problems anzunehmen! Nur deine Vorgehensweise hätte ich mir "so"
nicht gewünscht bzw. auch anders angedacht.

Es wäre gerade für mich (und bestimmt den meisten Lesern) am Interessantesten, wie sich eben ein
normaler Prop mit HD 0,5 gegenüber einem größeren Prop mit annähernd HD 1 verhält. Du hast die Steigung
zwar gesteigert aber den Durchmesser so gelassen um über die Drehzahl die Leistung konstant gehalten.
Dieses Ergebnis ist für mich nicht überraschend!

... aber, wie verhält es sich beim Prop (jetzt nur pi*Daumen schnell hochgerechnet) beim (immer noch) 1KW P-prop:

(Hochrechnung mit meinem Schnellschusstool: EXCEL

14x7 - HD 0,5 - 9400n - 1KW - vPitch 28m/s (theoretischer Standschub 43N)
18x16 - HD 0,88 - 5100n - 1KW - vPitch 34m/s (theoretischer Standschub: 50N)

... das ist das was ich meinte Christian - und exakt hier liegt meine Unsicherheit zum Bestimmen des optimalen Props!

... so würde ich glatt behaupten: Der 18x16 ist erheblich(?) effektiver im Hovern als auch im dynm. Flug!
... und sind die 6m/s Differenz später entscheidend und machen alles wieder zunichte?

@Andy - Du sagst:

(...) HD Verhältnisse über 66% sind hier auszuschließen, da sonst Strömungsabriß unter hoher Last( z. B. Hovern) droht.

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... ist das dein Erfahrungsschatz oder ist sowas irgendwo belegbar- erlesbar-errechenbar - oder sonst was für den Normalo!
... und ich (er)ahne, wir kommen noch auf den Nenner - Getriebe über alles ...

Moin

Zum Hovern sollte man schon gut unter 1:1 bleiben, das hab ich mit V Props mehrfach gemessen, da stimme ich Andy voll zu
So um 1 zu 1 steigt nur noch das Drehmoment (Strom) und der Schub geht sogar wider zurück, ehrlich !!!!!!!!! Das ist wie ein Flugzeug nach dem Strömungsabriss, nur noch Widerstand .
Es ist nur schlechter zu erkennen, da nicht wie am Flugzeug, die Geschwindigkeit überall gleich ist, und es einfach wegsackt.

Das bei doppelter Steigung nicht der gleiche (ohnehin ausgereitzte) Motor genommen werden kann sollte jedem einleuchten, da auch noch mehr Schub erwartet wird.
Das bei einem Antrieb, der relativ schwach ausgelegt ist, der Prop sehr genau angepasst werden muß liegt daran, das die Fluggeschwindigkeit des Modells auch mit fast lehrem Akku noch erreicht werden muß.
Wenn sowiso alles senkrecht geht hat man das Problem dann nicht.
Wenn Props mit hoher Steigung und grösserem Durchmesser eingesetzt werden sollten die Blätter auch breiter werden um einfach mehr "Fläche" zu bekommen.
Auch erreichen dünne , tiefere Blätter, die V speed mit weniger Blattwiderstand leichter als ein dickes schlankes Blatt.
Da geht der Strom stärker zurück und man fliegt einfach länger, (siehe Andy s Beispiel).

Gruß Aloys.

Hallo Gerd,

dass größere Propeller effizienter arbeiten, ist doch klar. Ich halte es aber für etwas unrealistisch, einfach die Propellergröße von 14 auf 18 Zoll raufzusetzen. Wenn das in der Praxis so einfach geht, war es von vornherein nicht sinnvoll, den kleineren Prop zu wählen. Es sind aber doch fast immer bestimmte Vorgaben einzuhalten - sei es durch Einbauverhältnisse, Bodenfreiheit, vorhandene Antriebskomponenten usw.

Ansonsten probier doch einfach mal selbst mit dem Propeller Calculator herum. Das ist wirklich ein tolles Werkzeug und sollte viel mehr Beachtung finden. Ein Tipp für Experimente: Bevor man die Eigenschaften der gespeicherten Propeller verändert, sollte man immer erst mit Umschalttaste (Shift)+"Neu" eine Kopie des vorhandenen Propellerdatensatzes anlegen, damit die mitgelieferten Originaldaten erhalten bleiben.

Noch kurz zu deinem Schnellschusstool: Wenn du da 14x14 und 7460 U/min einstellst, kommt ebenfalls 1 KW heraus, ebenfalls 43N Standschub, aber 44,2m/s Pitch Speed.

Anders ausgedrückt: Du kannst jede beliebige Steigung wählen und die Drehzahl dann für 1KW Leistung einstellen. Dann kommt immer derselbe Standschub heraus, während sich die Pitch Speed entsprechend ändert. Jeder weiß, dass das in der Praxis nicht so sein kann, dass man mit derselben Leistung bei drastisch veränderter Pitch Speed immer denselben Schub bekommt. Aber so steht es nun mal in der Faustformel, die das Tool verwendet. Sie stellt eine krasse Vereinfachung dar und eignet sich nicht als Grundlage, um etwas über die tatsächlichen Verhältnisse herauszufinden.

Dasselbe gilt übrigens für das Excel-Sheet, das Andy verwendet. Da kommen nur Daumenpeilungen heraus, die als Argumente in dieser Diskussion nicht taugen.