Antriebsberechnung mit Abweichungen, ... hier eine Überraschung mit Antwort!!

[lastdownxxl]

Wenn jemand Erfahrung hat, ob de RF Props eher mehr oder weniger Strom benötigen als CamCarbons von Aeronaut der gleichen Größe währe ich für die Information sehr dankbar.

Hallo KO,

die RF Props und die ACC sind relativ identisch in der Leistungsaufnahme. Dies gilt nur für die normalen RF Props, nicht für die schmalen S-Typen.
Die ACC wurden ja auch vom R. Freudenthaler entwickelt. Die Geradengleichung (Mittelwert) vom Leistungsbeiwert Cpf der RF und der ACC sind nahezu identisch. Sie dazu Seite 11 und 9 zum Vergleich im Link.

https://www.rc-network.de/attachments/bldc_grundlagen-pdf.11905681/

Gruss
Micha

 

[steve]

Hallo KO,
neben der Leistungsaufnahme gibt es auch einen unterschiedlichen Wirkungsgrad - vom Prop und vom Gesamtsystem. Da gibt es immer wieder Überraschungen und auch heute noch sehr viel Optimierungspotential. Aus einer geringen Stromaufnahme auf eine geringe Systemleistung zu schließen, ist deshalb nur mit Einschränkungen möglich.
Die AE -E-Props sind da schon eine Hausnummer für sich und ich würde jetzt mal sagen, dass die modernen cfk-Props da auch mithalten können, bzw. wegen der entsprechenden Eingangsleistung dann auch eingesetzt werden müssen. Die RF sind schon etwas in die Jahre gekommen - sehr gute Props, sehr robust aber ihre Blätter sind auch wegen der möglichen höheren Eingangsleistung dicker als bei den aktuellen Designs. Der Trend geht auch eher zu schmaleren Blättern.
VG

 

[KO]

Hallo
@Micha,
Leider sind die Tabellen nicht wirklich hilfreich, erstens gibt es nur 3 Propeller der Gleichen Größe sowohl bei Aeronaut als auch bei Freudenthaler in den Tabellen. Zweitens drehen bei kleinen Durchmesser die einen, bei großen Durchmesser die anderen höher bei 100Watt.

@steve
Welche „modernen“ Props meinst du, die sehr schlank sein sollen??

Dass der Gesamtwirkungsgrad entscheidend ist, ist mir klar. Ich habe eine 13/8 die meiner Meinung nach ein sehr guter Propeller ist, aber da ich bei 32A bin, aber mein Motor 40A verträgt, glaube ich dass bei meinem Antrieb mehr möglich ist. MEIN Versuch mit einer 14/7 war bezüglich Steigleitung erfolgreich. Das Problem, die 14/7 von Aeronaut gibt es nur als „Classic“ und die ist ein sehr breiter Löffel, der
1)extrem hässlich ist,
2) so massive beim Anschluss, dass sie nicht anklappen kann, und
3) hätte sie sicher in Segelzustand hohen Widerstand.

Eine CFK Falcon in 14/7 funktioniert überhaupt nicht gut an meinem Antrieb, deutlich schlechter als die 13/8.

Also aus euren beiden Antworten erkennne ich, dass man nur solange verschiedene Props kaufen kann bis eine Gute dabei ist.

Grüße KO

 

[FAG_1975]

Also aus euren beiden Antworten erkennne ich, dass man nur solange verschiedene Props kaufen kann bis eine Gute dabei ist.

Ja, das ist so. Niemand wird Dir auf 5 Ampere genau sagen können wieviel Strom der Motor in Deinem Fall ziehen wird und ob der Prop. dabei auch noch optimal anliegt. Nach dem was Du schreibst würde ich an Deiner Stelle mal nach GM gucken. Entweder 14 x 9 , 14 x 10 oder 15 x 8.

Die GMs haben einen guten Wiederverkaufswert, so dass der "Verlust" nicht wirklich dem Preis entspricht. Dazu sind die GMs effizienter als die Aeronauts. Erfahrungsgemäß wird der Motorstrom mit einem GM 14 x 8 ähnlich dem Aeronaut 13 x 8 sein. Daher wäre noch etwas "Luft" nach oben, Richtung 40 Amp. und die Steigleistung entsprechend besser.

 

[steve]

Du gehst zur Leistungssteigerung den Weg über die Erhöhung des Durchmessers. Es gibt auch den Weg über mehr Steigung. Solange es dann keine komplette Fehlanpassung ist, (weil zB die Auslegungsgeschwindigkeit nicht erreicht werden kann), ist dass sogar der effizientere Weg.
Mit etwas Glück ist so ein Prop auch optisch etwas ansprechender.

 

[lastdownxxl]

Hallo KO,

die 14x7 Classic hat ein n100 von 4600 rpm @ M42. Eine GM 15x8 M32 hat ein n100 von 4583 rpm.
Die GM 15x8 benötigt etwas mehr Strom als die 14x7 Classic, hat aber den größeren Durchmesser und ein modernes widerstandsarmes Profil.

Der Durchmesser ist ein entscheidender Faktor beim Propellerwirkungsgrad. Mit steigender Propellerbelastung P/(D^2) sinkt der Wirkungsgrad.
Es ist also ratsam, die Propellereingangsleistung auf einen möglichst großen Durchmesser zu verteilen. Die GM 15x8 sollte also gut für deine Anwendung passen. Man muss die Tabellen auch anwenden.

The Diameter

The propeller diameter has a big impact on performance. Usually a larger propeller will have a higher efficiency, as it catches more incoming fluid and distributes its power and thrust on a larger fluid volume. The same effect can be shown for lifting surfaces, which results in sailplanes having large span but slender wings.

Quelle: http://www.mh-aerotools.de/airfoils/javaprop.htm

Gruss
Micha

 

[KO]

Doppelpost

 

[KO]

Danke Micha,
Jetzt hab ich auch einen GM Klapp Prop gefunden. Die sieht wirklich schlank aus.
Gut zu wissen, dass die GM eher weniger Strom brauchen.
Nicht zu vergessen ist, dass ein 10mm kleineres Mittelstück gleich fast 1/2 Zoll weniger Durchmesser bedeutet.
Danke KO

 

[lastdownxxl]

Hallo KO,

du kannst die GM 15x8 auch am bisherigen Mittelstück verwenden. Die GM 15x8 hat an einem 42 mm Mittelstück ein n100 von 4389 rpm.
Damit liegt sie immer noch über einer ACC 14x8 M42 mit 4150 rpm. Der Leistungsbedarf der GM bei gleicher Drehzahl ist ca. 15 % geringer als bei der ACC 14x8. Daher sollte der Motorstrom nicht den Wert von 44 A bei der ACC 14x8 erreichen.

(4150/4389)^3 = 0.85

Ich hab viele alte E-Segler, ich hab alle mit einer ehemals ACC 14x8 auf GM 16x8 am selben Mittelstück umgestellt. Der Strom ist geringfügig kleiner,
die Steiggeschwindigkeit jedoch deutlich besser.

GM Prop F5J CFK-Klappluftschr.Blätter 15x8 - Zeller Modellbau

Ein Top-Produkt aus dem Hause von

zeller-modellbau.com

Gruss
Micha

 

[KO]

Hallo Micha,
Ich danke dir sehr, genau diese Info hab ich mir gewünscht.
Ich gehe davon aus, dass ACC Aeronaut Cam bedeutet, diese werd ich noch mal bei normalen Wetter fliegen, (hab sie bisher nur bei Sturm im Flug testen können, da war die Steigleistung im Gegenwind natürlich seht gut).
Dann werde ich die GM versuchen.

Vielen Dank
KO

 

[Racerbuk]

Also, die Angaben zum Durchmesser mit einem Zollstock zu überprüfen, ist ein minimaler Aufwand und kann eine max. Fehlanpassung ersparen. Diese starken Abweichungen haben mich aber auch irritiert.
e-Calc etc. nutze ich nicht, weil ich es wirklich nicht als sehr hilfreich erlebt habe. Die Abweichungen sind schon in einem Größenbereich, der die Anpassung, wie von Klaus empfohlen, kaum ermöglicht. Hier führt nach meinen Erfahrungen kein Weg an einer empirischen Erprobung/Optimierung vorbei, bzw. sie hat das größere Potential.

Ok - der eine oder andere Hersteller ist nach so einer Überprüfung evtl. etwas blamiert - soll er sich bei diesen Dingen bitte etwas mehr bemühen. Hier könnte sich auch der Fachhandel profilieren, indem er die Produkte, die er durchreicht, zumindest augenscheinlich überprüft. Es geht hier auch nicht um frisch kopierte Ramsch-Ware aus Fernost, sondern CAM/CAD entwickelte und produziertes High-End made in germany etc. zu entsprechenden Preisen.

Wenn so ein Prop 55€ kostet, schickte ich ja auch keinen 50€ Schein, auf dem ich mit einen Eding 55 drauf gepinselt habe.

Also mit e-calc hab ich sehr gut Erfahrung gemacht. Dass natürlich dann der ausgesuchte Prop die falsche Leistung liefert da falsche Grösse, kann e-calc nix dafür. Die Werte die ich bisher ( in der bezahlten Version) erhalten habe, lagen zu 90% genau. Mehr kann man nicht erwarten.mgenauer bekommt man es selber auch nicht hin. Aber nur meine bescheidene Meinung....

 

[steve]

Die Prognosen von e-calc sind in der Regel dann zuverlässiger, wenn Props mit eher großen Durchmesser und geringer Steigung eingesetzt werden. Geht die Anpassung in Richtung quadratischen Verhältnis zwischen Durchmesser und Steigung, verhält sich die Leistungsaufnahme sehr dynamisch: Sie ändern sich mit der Fluggeschwindigkeit stärker und Angaben im Stand erlauben kaum noch eine Prognose für den Flug.
Angaben für den optimalen Betriebszustand führen umgekehrt zu Irritationen bei den Messungen im Stand.

Quadratische Abmessungen beim Prop bzw. höhere Steigungen bringen aber immer einen besseren Wirkungsgrad des Gesamtsystems: Ein Prop der z.B. bei einer 6er Steigung mit 8.000rpm bewegt wird oder mit 12er Steigung bei 4.000rpm, wird bei der niedrigen Drehzahl und der Auslegungsgeschwindigkeit einfach weniger Widerstand entwickeln und weniger Eingangsleistung als der höher drehende Prop. benötigen.

Bei der Steigleistung sollte auch zwischen Steigwinkel und Steiggeschwindigkeit unterschieden werden - da braucht es einfach belastbare Daten und nachdrücklich vorgetragene Hinweise auf deutlich besseres Steigen finde ich immer schwierig.
VG

 

[Rennsemmel]

Zu den Propellern mit den hohen Steigungen :
APC hat auf seiner Homepage eine Datensammlung zu seinen Propellern. Dort ist auch die Leistungsaufnahme bei verschiedenen Anströmgeschwindigkeiten abgebildet. Dort kann man sehen, dass bei Propellern, die nah an einem quadratischen Verhältnis sind oder mehr Steigung als d haben, die Leistungsaufnahme erstmal steigt, bis sie dann in der nähe der rechnerischen Geschwindigkeit (drehzahl x Steigung) wieder anfängt abzufallen. Das muss schon relativ genau sitzen, wenn es passen soll.
Interessant daran ist, dass der n100 wert demnach nicht konstant ist und eigentlich immer in Verbindung mit dem Fortschrittsgrad angegeben werden müsste.

Viele Grüße,
Sebastian

 

[lastdownxxl]

Bei der Steigleistung sollte auch zwischen Steigwinkel und Steiggeschwindigkeit unterschieden werden - da braucht es einfach belastbare Daten und nachdrücklich vorgetragene Hinweise auf deutlich besseres Steigen finde ich immer schwierig.
VG

Hallo Steve,

die Steiggeschwindigkeit lässt sich einfach mit einem Vario ermitteln. Somit kann man durchaus belastbar verschiedene Propeller vergleichen.

Vsteig = Vflug * sin(gamma)

APC hat auf seiner Homepage eine Datensammlung zu seinen Propellern. Dort ist auch die Leistungsaufnahme bei verschiedenen Anströmgeschwindigkeiten abgebildet.

Interessant daran ist, dass der n100 wert demnach nicht konstant ist und eigentlich immer in Verbindung mit dem Fortschrittsgrad angegeben werden müsste.

Die n100-Werte sind statische Werte, sie werden bei Vflug = 0 ermittelt. Die Leistungsaufnahme im Flug hat mit dem n100 nichts zu tun.
Die n100-Werte bzw. der Leistungsbeiwert Cp ändert sich bei hohen Eingangsdrehzahlen. Der Propeller verwindet sich, die Aerodynamik ändert sich.

Quelle: https://www.apcprop.com/files/PER2_STATIC-2.DAT

Beispiel für den Leistungsbeiwert Cp und Propellerwirkungsgrad als Funktion vom Fortschrittsgrad J:

APC 10x5E and 10x7E "thin electric" propellers.

Quelle: https://m-selig.ae.illinois.edu/props/propDB.html

Ich gehe davon aus, dass ACC Aeronaut Cam bedeutet,

ACC = Aeronaut Cam Carbon

Gruss
Micha

 

[Rennsemmel]

Danke !
Das die n100 nur für den Stand gilt, wusste ich noch nicht.
Aber selbst da wird die z.b. bei einer GM9x21 nicht konstant durch alle drehzahlen sein, da man ja auch einen Strömungsabriß am blatt hat. Weisst du, ob es da Näherungswerte gibt ?

 

[lastdownxxl]

Aber selbst da wird die z.b. bei einer GM9x21 nicht konstant durch alle drehzahlen sein, da man ja auch einen Strömungsabriß am blatt hat. Weisst du, ob es da Näherungswerte gibt ?

Hallo Sebastian,

bei solch hohen H/D Ratios arbeitet der Propeller bei Vflug = 0 mit einem sehr hohen Anstellwinkel. Ein n100 lässt sich da praktisch nicht mehr
sinnvoll ermitteln. Derartige Propeller greifen ja erst ab einer gewissen Fluggeschwindigkeit. Näherungswerte sind mir da nicht bekannt.

Als Beispiel eine Graupner Nylon 11x10. Der Leistungsbeiwert Cp erreicht sein Maximum erst bei einem Fortschrittsgrad J von ca. 0.38. Das H/D
der Graupner Nylon ist dabei noch meilenweit von 21/9 entfernt.

Quelle: https://m-selig.ae.illinois.edu/props/volume-1/plots/grsn_11x10_cp.png

Gruss
Micha

 

[Rennsemmel]

Danke, das ist ja wirklich aufschlussreich.
Ich staune ja, bei wie wenig Fortschrittsgrad die APC Elektro den besten Wirkungsgrad haben.
Ich freue mich, dass du dein Wissen so teilst.