Constant RPM Propeller

[SirToby]

Die schlechte Nachricht:
Ich habe mir kurz nach den Ferien bei einem Arbeitsunfall (Leiter + ich + Schwerkraft) das Fersenbein gebrochen. Der Gips und die Krücken werden mich noch für die nächsten 4 Wochen beim Basteln behindern. Nachher kann's wieder richtig losgehen.

Bis bald
Jüge

Gute Besserung an dieser Stelle!

Beim Anblick der Maschine kann man ja glatt ins Schwärmen geraten... Toll hergerichtet!

Grüße
Tobias

 

[brezel53]

Auch aus München

Gute Besserung!
Fantastisches Projekt!
Weiter so!

LG
Wolfgang

 

[höfi]

Salü zusammen,
Ja, wenn ich die Drehmaschine dann auf den Fotos so dastehen sehe - ich sag`s Euch - ein Traum !
Wir haben das Gerät für 1600 Euros gekauft, jetzt geben wir sie nicht mehr her- auch nicht für 15000 Euros ( eine neue Schaublin 102 kostet übrigens ca. 20000 Euronen !? )
Ich kenn sie jetzt bis zur letzten Schraube und kann`s verstehen - so ein Teil ist qualitativ genau so hergestellt wie die Drehteile die damit entstehen sollen - Rolex, Patek Phillipe, Girard Perregaux, Yaeger le Coultre Uhren- Teile !!
Nur ein Beispiel - alle Führungen am Kreuzschlitten sind von Hand geschabt - wer kann das heute noch !

Unser Ziel - die PC-21 soll am Ende ebenso gehen wie die genannten Uhren !
Es Grüessli
höfi

 

[Aero21]

I'm back

I'm back

Hallo Leute

Man möchte es fast nicht glauben, aber es sind wirklich schon 5 Monate seit dem letzten Post vergangen. Drei Monate war ich komplett ausser Gefecht wegen meinem Unfall. Im neuen Jahr habe ich mich hauptsächlich dem Wiederaufbau der PC-21 gewidmet. Der Einbau der Beleuchtung in den Flügel hat mehr Zeit in Anspruch genommen, als ich erwartet habe.

Jetzt war wieder mal der Constant Torque Propeller an der Reihe. Die Herstellung von 3 Stk. identischen Luftschrauben stand immer noch auf der to-do-Liste. Gefordert wird eine stabile Einspann-Vorrichtung.


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Die Einspann-Vorrichtung für den Blatthalter ist gesetzt.


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Mit im Bild die Einspann-Vorrichtung für das Propellerblatt.


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Nochmals alles korrekt ausrichten und dann ...



... kann gebohrt werden.

Es ist vollbracht. Ob es funzt wird sich beim ersten Testlauf zeigen.

Jetzt kann ich mit dem finalen Zusammenbau beginnen.

Bis bald
Jüge

 

[Aero21]

Stufe III wurde gezündet

Stufe III wurde gezündet

Hi Leute

Jetzt wo die PC-21 in der Lackiererei ist hatte ich wieder Zeit, mich um dieses Projekt zu kümmern.

Alles wurde perfekt zusammengebaut, auf den Prüfstand montiert und mit Empfänger und Leistungs-Akku verbunden. Da der erste Testlauf angesagt war haben wir uns nochmals mit der Programierung des MGM COMPRO-Reglers beschäftigt.
Beim genaueren Studium der Betriebsanleitung fanden wir heraus, dass der Regler auch im Modus "Airplane" die Funktion "constant rpm" zur Verfügung stellt. Also wird die Sache viel einfacher als anfänglich angenommen - kein "belügen" des Reglers als Heli-ESC mit GOVERNOR-Mode.

Nächster Schritt: Sender programmieren. K1: Höhe; K2: Seite; K3: Verstell-Prop; K4: Quer1; K5: Quer2; K6: BugFW-Klappe; K7: EZFW; K8: BugFW-Steuerung; K9: Gyro-Sens: K10: Beleuchtung; K11: Motor; K12: Frei

K11: Motor
Schalter SG_down: TAXI -> Schieber LS aktiv 0% .... ?%
Schalter SG_up: -> Schalter SE aktiv
Schalter SE_down: LAND
Schalter SE_mid: TAKE OFF
Schalter SE_up: CLEAN

Viel einfacher - weit gefehlt

Kaum hatten wir den Motor unter Strom gesetzt, musste wir den Testlauf abbrechen. Beängstigende Vibrationen traten schon bei geringsten Drehzahlen auf. Was war der Grund?

"Shame on RAMOSER". Bei einer Nachkontrolle der Propellerblätter stellte sich heraus, dass 2 Blätter 6gr auf die Waage brachten und das 3. unglaubliche 9gr. 50% mehr! So kann ja nichts rund laufen. Leider ist mir dies nicht schon während der Fertigung aufgefallen.

Entweder kann ich ein passendes Propellerblatt herstellen, oder ich muss eine komplett neue Serie anfertigen.

Ich werde weiter berichten.
Jüge

 

[Revolution]

Viel Erfolg und Grüße. Johannes

 

[FamZim]

Hallo

So viel ich von Ramoser weis, wurden die Blätter härter gemacht (für grössere Leistungen) durch etwas grössere Dicke im Blatt.
Das wird dann das schwere sein.
Es ist natürlich blöde das Du von beiden Serien welche hast .
Sprech doch mal mit Ihm !!
Die Mehrarbeit bleibt natürlich mit neuen blättern, wieg sie dann vorher nach, (blöder Tip) .

Gruß Aloys.

 

[v.p.]

Mach die Blätter aus cfk, da ist die wiederholgenauigkeit höher und so ne propform ist an einem tag gebaut ;-)
Und du brauchst nicht jeden prop auf der drehbank nacharbeiten ;-)

 

[höfi]

Hallo Leute,
Und heute unser set up mit 3 wunderbar ausgewuchteten props mal so richtig losgelassen - WOW und WOW !!!!
Ist eine richtige "elektrische " Turbine !! Das Laufverhalten entspricht jetzt genau Jüge`s Präzisionsarbeit hier - einfach perfekt !!
Beim Durchspielen verschiedener Programmier-Modi des MGM Reglers wurden bereits 13500RPM gemessen - das set up blieb absolut unbeeindruckd - alles hält !
Ich denke, die angestrebten 15000 RPM sind kein Problem !
Den MGM mit all seinen Möglichkeiten müssen wir allerdings erst noch ausloten - werden schon den passenden Modus finden, kein Zweifel daran !
Also sicher bald mehr dazu !
höfi

PS: der Sound ist wie bei der richtigen PC-21 - von mahlend ( pitch+/- 0 ) bis schreiend ( pitch so um 15" ) !
Hardware ( sprich Formen ) für carbon props ist ja vorhanden - wir freuen uns ja jetzt schon drauf, hier was richtig Feines zu laminieren ( Dank an Victor Casutt, zweifacher world champ F5D )

Und weiter hier :
Jüge findet den Asyuler zu schade als Versuchsträger für dieses Antriebskonzept - ich allerdings nicht - ich find ihn nur zu langsam !!

Also: er hat mich beauftragt was Passenderes zu finden - und - ich hab`s gefunden ! Genesis von Phoenix models bei Tower Hobbies - genau das richtige !
Schnell, passend für unser set up, rasch zusammengsteckt und easy auszurüsten mit den Komponenten die wir nachher in der PC-21 verwenden können !
Als Tower Hobbies clubmember bleiben die Kosten sehr moderat - alles passt so !!

Wenn da nur nicht meine weiteren Projekte für die 5te Jahreszeit ( sag Bausaison ) wären :
Ta 183 Huckebein von Grapo Airtech (mit Jetsmunt M35XBL ) und RayBird von Oxai ( mit OS - Akiba belt drive )
dennoch - Genesis und Pc-21 werden sicher nächsten Frühling abheben - versprochen !!





#####################


Keine Bilder von Modellen mit Windmühle (HK) !



Gruß
Andreas Maier
Moderator.

 

[Aero21]

Stufe III: Testlauf 02

Stufe III: Testlauf 02

Hi folks

Zum Glück habe ich bei den als Ausschuss taxierten Vorserien-Propellern einen gefunden der gewichtsmässig fast perfekt passte. Auch das nachträgliche Herstellen der Bohrung - winkelgetreu zu den beiden anderen Props bezüglich Spurlauf - ging überraschend einfach.

Wie Höfi bereits gepostet hat, erfolgte schon ein erfolgreicher Testlauf 01. Den Testlauf 02 habe ich für Veranschauungszwecke mal gefilmt:

https://www.youtube.com/embed/KuNOR4aItLw?wmode=opaque&start=0

Mit den aktuellen mechanischen Einstellungen ist kein Reverse-Schub möglich. Die einfache Methode wäre das Verlängern der Gestänge mit den Kugelgelenken, oder die aufwendigere Methode mit einem neuen Satz Prop-Blättern, bei dem die Bohrungen in einem anderen Winkel verlaufen.

Ich denke, dass bis zu den Flugversuchen mit dem GENESIS ein neuer Satz hergestellt sein wird.

Ich werde nach dem Auslesen des Controllers noch die LogFiles dieses Testlaufs posten.

Bis bald
Jüge

 

[Revolution]

Testlauf

Testlauf

Hallo Jüge,
Tip Top.
Meine Hochachtung.
Weiter so und natürlich mit diesem Erfolg.
Viele Grüße
Johannes

 

[Aero21]

macht Spass

macht Spass

@Revolution
Danke. Dafür das Ganze noch den Prototypen-Status hat, funktioniert alles wunschgemäss und mit überzeugender Leichtigkeit.

Testlauf 02
Ich hab den Controller mal ausgelesen:



Das Bild ist nicht sehr aussagekräftig: max. RPM: 12'000 Umdrehungen -> und das war noch lange nicht Vollgas! Tönt wie eine Turbine und macht einen ungeheuren Schub.
Beim nächsten Testlauf werde ich eine vorgewählte Tourenzahl länger halten und nur den Pitch verstellen. Dies mache ich bei 3 unterschiedlichen Drehzahlen.
Schliesslich wollen wir noch herausfinden, im welchem Modus wir den Controller betreiben müssen. Zur Auswahl stehen:
- Airplane_constant torque
- Airplane_constant speed
- Airplane_direkt control
- Heli_governor

Reverse-Schub ist jetzt möglich. Ich habe die Steuerbrücke auf der Drehbank etwas abgedreht und somit konnte ich sie näher am Zentralstück positionieren. Ob sich das in der Praxis bewährt, wird sich zeigen -> und wenn's nur zum Bremsen ist.

Bis bald
Jüge

 

[Aero21]

Testlauf 03

Testlauf 03

Hi

Ich habe heute einen weiteren Testlauf absolviert. Der Controller läuft gemäss Programmierung immer noch im "Direct Control Mode".



Noch mal kurz die Idee: 3 Tourenzahlen mit jeweils Pitch min. und dann Pitch max.

Moderate Drehzahl



Tourenzahl 4'350 1/U bei knapp 100W (min.) und 4'100 1/U bei ca. 180W (max.).

Mittlere Drehzahl



Tourenzahl 8'000 1/U bei 200W (min.) und 6'500 1/U bei 520W (max.).

Vollgas



Tourenzahl 14'520 1/U bei 650W (min.) und 10'700 1/U bei 1'900W (max.).
Die Vollgas-Phase getraute ich mich nur kurz mit Pitch max. einzuleiten - schon fast beängstigend wie der Antrieb abgeht.

Die folgenden Testläufe werden in den noch zu testenden Konfigurationen durchgeführt.

Gruss
Jüge

 

[Christian Kasper]

Hallo Jüge,

Sehr interessant, was ihr da macht! Ich hab mich auch schon an einenm Verstellprop versucht. Bin aber bei weitem nicht so weit wie ihr!

Meine Gedanken bzw. Erfahrungen von großen Triebwerken: Bei Turboprops (ich meine jetzt die großen an Flugzeugen mit Menschen drin) wird über den constant speed-Regler der Pitch des Propeller geregelt. Der Pilot gibt mit dem Schubhebel die Drehzahl des Gasgenerators vor und damit die Leistung des Systems. Der Constant speed-Regler regelt dann den Pitch so, dass eine gleichmäßige Propellerdrehzahl eingehalten wird. Das heißt beim Gasgeben erhöht sich zunächst die Drehzahl von der Leerlaufdrehzahl bis hin zur Arbeitsdrehzahl und bleibt ab dann konstant. Das hat den großen Vorteil, dass der Pitch bei erhöhen der Fluggeschwindigkeit automatisch ebenfalls erhöht wird. Wenn man direkt den Pitch steuert geht dieser Automatismus verloren.

nur mal so als Anregung. :-)

Cheers
Chris

 

[Aero21]

Constant irgendwas ...

Constant irgendwas ...

@Chris
Nach dem Lesen deiner Anregung haben Höfi und ich nochmals ein intensives Brainstorming veranstaltet.

Wir kamen zum Resultat, dass es nie ein Constant Speed Propeller sein kann, sondern einfach nur ein Verstellpropeller. Diesem Projekt fehlt ...

(quelle:mt-propeller.com)

... ein zusätzlicher, entscheidender Faktor - ein Signal aus einem Regelkreis. Bei der manntragenden Version übernehmen die Fliehgewichte im Governor diesen Regelkreis.
Sofern im Cockpit keine Manipulation ...

(quelle:simhq.com)

... an den Bedienelementen erfolgt, regelt der Governor soweit aus, dass bei einer Fluglageänderung keine Drehzahländerung am Triebwerk entsteht. Will der Pilot in den Steigflug übergehen, so braucht er nur die Drehzahl zu erhöhen. Will er auch ...

(quelle:xplane.wikia.com)

... den Speed erhöhen, kann er dies mit dem "Condition Lever" erreichen. Wann genau der "Manual Override" zum Einsatz kommt, ist mir nicht bekannt. Ev. beim "Preflight Check". Da hört man wie die Propellerverstellung geprüft wird.

Zurück zum Projekt
Wenn wir einen Controller mit einem zusätzlichen Signal-Ausgang hätten, bei dem z.B. eine erfasste Strom- oder Drehzahländerung ein für die Blattverstellung verwertbares Signal liefern würde - das mit dem Steuerknüppel übersteuert werden könnte - dann könnte ich wieder von einem Constant Speed Propeller schreiben. Jetzt ist es nur ein VerstProp.

Grüsse
Jüge

 

[Andreas Maier]

Könntest du nicht mittels Stromsensor, Speedsensor auf den Regler zugreifen ?

Ich denke jetzt an 2 Faktoren.

1) Starten mit max Schub und langsam steigender Speed.
- dh. volle Drehzahl und langsam steigende Pitch )

2) eine Art Tempomat, welcher die Pitch und Drehzahl dann angleicht.
- Bei Steigflügen weniger Pitch mehr Drehzahl,
im waagrecht Flug Pitch hoch Drehzahl runter.


Gruß
Andreas

 

[troll05]

Im manntragenden Bereich wird zu Start und Landung der Condition Lever immer auf max Drehzahl gestellt, in deiner Zeichnung der T/M Lockout.

Die Einstellungen für Climb/Cruise/Descend ergeben sich dann aus Tabellen unter Einfluss von Gewicht, Flughöhe und Geschwindigkeit bzw. du stellst ein Drehmoment mit dem Power Lever ein und daraus resultiert dann eine Speed

 

[Cybershadow]

Das würde aber doch der Einstellung "Constant Torque" des Reglers entsprechen. Die Propellersteigung gibt man dann vom Sender entsprechend vor, ggf. über einen flugzustandsabhängigen Kurvenmischer Gasknüppel --> Propellersteigung.

Mit OpenTX ist es möglich Telemetriewerte als Input zu verwenden. Damit wäre es möglich, z.B. über einen Airspeedsensor und einen Kurvenmischer über die Propellersteigung geschwindigkeitsabhängig ein optimales Eta einzustellen. Alternativ müsste man so etwas mit einem Microcontroller modellseitig realisieren.

 

[Aero21]

Constant RPM

Constant RPM

Hallo Leute

Für die Realisation eines funktionstüchtigen Constant Speed Propellers im Modellbau benötigt man - wie von euch erwähnt - einen zusätzlichen Parameter (analog den Fliehgewichten im manntragenden).

Meine Überlegung: Das Verstell-Servo wird an einen Microcontroller angeschlossen - den es noch zu erfinden gilt, an dessem Ausgang 0...100% Servoweg-Signal ausgegeben wird. Der Microcontroller hat 2 Eingänge. Zum Einen den Empfänger-Ausgang des Gas-(Pitch-)Knüppels und zum Anderen das Signal eines zusätzlichen Sensors. Airspeed- oder Stromsensor denke ich eher nicht, da diese Werte nicht sehr stabil sind.
Wenn möglich würde ich gerne ...



... die Tourenzahl-Werte des Motor-Reglers in RealTime auswerten weil wir festgestellt haben, dass der Regler im Heli-Mode#1 mit aktiviertem Constant Speed die Tourenzahl unglaublich konstant halten kann.

Der Prüfstand wurde wieder mal in Betrieb genommen. Das Bild zeigt einen Testlauf mit im Regler eingestelltem RPMmax.-Wert von 10'000 U/min (für die PC-21 werden wir dann vermutlich 12'000 U/min einprogrammieren). Und es passt.
Motor: 0 ... 5'000 U/min ... 7'000 U/min ... 10'000 U/min // Propeller: ca. 0° Steigung am Anfang, dann ca. 3° und erst bei 10'000 U/min auf Max-Pitch. // Aufgenommen Leistung: 150W ... 300W ... 2500W

Zurück zum Microcontroller (Kürzel: MC) und seiner Funktion: Am Sender gebe ich eine Drehzahl vor. Der Regler gibt einen Wert aus und der MC speichert diesen Wert. Vom Empfänger kommt das Signal für das Verstell-Servo und der MC lässt dieses unverändert durch.
Wenn nun eine Drehzahländerung eintritt verändert sich das vom Regler ausgegebene Signal und der MC passt das Signal für das Verstell-Servo so an, dass wieder der ursprüngliche Wert vom Regler ausgegeben wird.
Für einen Steigflug wird einfach die Drehzahl erhöht und der MC hat einen neuen 0-Wert. Will ich schneller fliegen erhöhe ich den Pitch und der MC korrigiert nun ab diesem neuen Wert des Empfänger-Signals für das Verstell-Servo.

Es macht dann natürlich keinen Sinn, dauernd am Gasknüppel den Pitch-Wert des Propellers zu ändern.

Ich glaube, ich muss mal mit dem Herstellers des Reglers Kontakt aufnehmen ob es möglich ist, die Drehzahl während des Fluges als Wert abzugreifen. Und dann brauch nur noch jemanden, der mir so einen Microcontroller baut.

Und noch dies: Der Erprobungs-Flieger "Genesis" ist bestellt!

Grüsse
Jüge

 

[hul]

Zurück zum Microcontroller (Kürzel: MC) und seiner Funktion: Am Sender gebe ich eine Drehzahl vor. Der Regler gibt einen Wert aus und der MC speichert diesen Wert. Vom Empfänger kommt das Signal für das Verstell-Servo und der MC lässt dieses unverändert durch.
Wenn nun eine Drehzahländerung eintritt verändert sich das vom Regler ausgegebene Signal und der MC passt das Signal für das Verstell-Servo so an, dass wieder der ursprüngliche Wert vom Regler ausgegeben wird.
Für einen Steigflug wird einfach die Drehzahl erhöht und der MC hat einen neuen 0-Wert. Will ich schneller fliegen erhöhe ich den Pitch und der MC korrigiert nun ab diesem neuen Wert des Empfänger-Signals für das Verstell-Servo.

wenn ich Dich richtig verstehe, beschriebst Du eine Regelung, bei der der MC die Last regelt. Die richtige Messgrösse wär dann aber eigentlich Strom.
Lass den MC Strom messen (ich seh da kein Problem mit der Güte des Signals, allenfalls muss halt gefiltert werden) und basierend darauf Pitch innerhalb von vernünftigen Grenzen verstellen. Drehzahlvorgabe kann ein Festwert sein, ähnlich wie bei den Helis (Leerlauf/nominal, Vorgabe über Schalter).

Gruss, Hans