Belastung durch Fliehkraft am Propeller

[sams_n]

Hallo,

ich habe Probleme bei meinem Pylonflieger dass die 4,7*4,7 Propeller bei fast jeder 2. Landung brechen.
Daher die Überlegung kleine Klappluftschrauben zu verwenden, diese ev. durch kürzen noch an den
Motor ,einem OBL 29 /35-10 anzupassen.
Die kleinen 6" Graupner Klappschrauben sind mit 26600 max. RPM angegeben, der OBL macht bei 3s knapp 40000 1/min.
Daher hab ich mal zu rechnen begonnen da ich wissen will
wie hoch die Fliehkraft an so einem Blatt bei dieser Drehzahl wäre.

Gegeben:
-----------
Masse eines Blattes ist 1.62g
RPM = 40000 1/min
Schwerpunkt am Blatt liegt bei ca. 15mm von der Aufnahmebohrung
Mitnehmer mit 30mm Bohrungsabstand
---> ergibt einen Wirkdurchmesser von 60mm
---> ergibt 188,5 mm Strecke / Umdrehung
---> v = 125,66 m/s (Geschwindigkeit am Wirkdurchmesser)


Nochmals zusammengefasst , in den nötigen Einheiten:
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m = 0.00162 kg
v = 125.66 m/s
r 0.03 m

Formel für Fliehkraft:
-----------------------
F = m * v² / r

Dabei ist:
"F" die Fliehkraft in Newton [ N ]
"m" die Masse in Kilogramm [ kg ]
"v" ist die Geschwindigkeit in Meter pro Sekunde [ m/s ]
"r" ist der Radius der Kreisbahn in Meter [ m ]

F = 0.00162 * 125.66 * 125.66 / 0.03 = 852,66N = knapp 87kg !!!!!

KANN DAS WIRKLICH SEIN , das hier 87 kg an der Blattwurzel ziehen sollten??

BG Gerhard

 

[Experimentalhans]

40.000 U/min sind 4188,8 1/s Winkelgeschwindigkeit w.
Die Fliehbeschleunigung beträgt w^2 * r.
Mit r = 30mm bzw. 0,03m ergibt sich eine Fliehbeschleunigung von 526.378,9 m/s^2 oder 53.657,4-fache Erdbeschleunigung (gewaltig ).
Mit 0,00126 kg Blattmasse macht das 663,24 N oder 67,608 kp in alten Einheiten.

Wie groß ist denn der Querschnitt, der diese Kraft halten muss?

Für meine kleinen Modelle drucke ich mir oft Propeller selber, auch Klapppropeller wegen genau der Bruchgefahr beim Landen.
Die lasse ich aber nur ca. 25.000 U/min drehen.
Das Durckmaterial ist nicht annähernd so fest wie spritzgegossenes GFK oder gar CFK.
Dafür sind die effektiven Radien kleiner und die Drehzahl niedriger.
Bisher ist mir noch kein Blatt im Betrieb abgerissen.

 

[lastdownxxl]

Hallo Gerhard,

das kann sein.

Gruss
Micha

 

[sams_n]

Hallo,

danke euch beiden !
Andere Formel aber selbe Ergebnisse .
Hans hatte zwar einen Zifferndreher bei der Masse ses Blattes drinn ( 0.00126 anstatt 0.00162) aber die Rechnung passt ebenfalls.
Also da kommen über 85kg Zugkraft raus.
Ich kanns immer noch nicht glauben , aber es ist so.
Geschätzt hätte ich da so mit 3 -10 kg.
Wenn man mal so ein Luftschraubenplättchen mit 1,6g in die Hand nimmt und daneben
das Gewicht von 8 Stk 10 Liter Eimer voll mt Wasser sieht dann glaubt man das nicht !!

BG Gerhard

 

[sams_n]

Hallo,

" Wie groß ist denn der Querschnitt, der diese Kraft halten muss? "
Der Hals hat 5mm x 6mm mit 2mm Bohrung , also kleinster Querschnitt im Bohrungsbereich ist 2mm x 5mm

BG Gerhard

 

[Hermann]

Die Rechnung stimmt nur wenn die gesammte Masse an der Blattspitze ist

 

[sams_n]

Servus Hermann,
das glaube ich nicht weil ich mit einem Wirkdurchmesser von 6cm rechne.
Siehe erster Beitrag:
Schwerpunkt am Blatt liegt bei ca. 15mm von der Aufnahmebohrung
Mitnehmer mit 30mm Bohrungsabstand

 

[Dietrich_M]

kann mir nicht vorstellen, dass der Motor mit 4.7x4.7 Latte 40000U/min dreht. Ich würde da mal ehr mit max 32000U/min, vielleicht sogar weniger rechnen.

 

[Eisvogel]

kann mir nicht vorstellen.....

Du solltest mal ein E-Pylonrennen anschaun! Die drehen diese Props gut über 40tsd.
Beim Speeden sind die Drehzahlen inzwischen sehr niedrig, aber vor ca. 10 Jahren wurde die 7x10 APC mit über 30tsd geflogen.

 

[Dietrich_M]

schon klar, aber nicht mit einem OBL 29 /35-10 an 3S

 

[Eisvogel]

Das kann gut sein,
ich dachte aber es ging hier um die Belastung an Props, unabhängig davon womit sie gedreht werden.

 

[simon_123]

KANN DAS WIRKLICH SEIN

Jup, kann es. Ich habe bei einem namhaften Propeller Hersteller gearbeitet und da fiel öfter mal die Größenordnung von 2 Tonnen die an der Blattwurzel ziehen. Dabei ging es zwar um größere Props mit 20 bis 30 Zoll Durchmesser, aber das war trotzdem eindrucksvoll.

 

[sams_n]

Hallo,
danke für Eure Beiträge!
Mir ist klar dass es mit einem OBL 29 /35-10 nicht machbar ist, aber beim Anstechen heult auch der ganz gut auf
Ich hab einfach mal alle max. Werte in die Formel geschmissen, auch wenn in Wahrheit "nur" 500 N rauskommen wäre ich mit meinen
Schätzungen weit daneben.
Alleine die Erkenntnis dass die Fiehkraft im Quadrat zur Drehzahl anwächst ist für mich interessant.
Mir ist nun auch klar dass unüberlegte Basteleien und Tests mit Props unter Umständen sehr gefährlich sein können.

BG Gerhard

 

[Experimentalhans]

Ich hab mal nachgerechnet, 4,7" Durchmesser bei 40.000 U/min ergibt 250 m/s Umfangsgeschwindigkeit an der Blattspitze.
So ein Pylonrenner ist ja nicht grade langsam unterwegs.
Seid Ihr da im Flug nicht schon an der Schallgeschwindigkeit?

 

[v.p.]

Moin...
Die Festigkeit ist in dem Fall irrelevant.... Ein normaler klappprop mit 5" funktioniert nicht mehr zufriedenstellend...
Habe das Thema vor ca. 6 Jahren schon einmal durch.
Habe selbst etwa 120 APC props durch ;-)
Mit etwas Übung beim Landen und aktivierter Bremse halten die aber rund 10-12 Flüge.
Habe mir danach nen eigenen klappprop gerechnet und ein passendes Setup dahinter gestrickt. Ist eine 7,1x13,5 in extra schmal geworden.
Alles was wir unter 6" von der Stange getestet hatten war für'n Eimer ;-)
Hätte allerdings noch irgendwo ne Form für eine APC 4,75x5,5 die ich als klappi umgearbeitet habe.
Das funktionierte relativ akzeptabel.

Beste Grüße
Max v.P.