Doppelpropeller einer freilaufend

[mikesch]

Es gibt nicht nur Wirkungsgrad

Es gibt nicht nur Wirkungsgrad

Hallo zusammen,

aus meiner Sicht diskutiert ihr zu viel über den Wirkungsgrad. Natürlich wird es Verluste geben.
Ziel des freilaufenden Props ist aber nicht die Leistungssteigerung, sondern ein Drall-freier Luftstrom (bzw. ein Drall-armer) nach hinten Richtung Leitwerk, damit sich der Flieger linksrum wie rechtsrum gleich verhält. Der nötige Seitenzug des Motors zum Drall-Ausgleich dürfte hier nahezu Null sein (wie beim Impeller).

Mikesch

 

[Julez]

Das ist nicht möglich, solange nur ein Propeller vom Motor angetrieben wird. Der Motor kann Drehmoment nur in einer Richtung erzeugen. Da ein Momentengleichgewicht zwangsläufig besteht, muss der Propeller den Luftstrom spiralförmig beschleunigen, um das ausgleichende Moment zu erzeugen. Der Drall besteht also immer noch.

 

[Christian Lucas]

Hallo Julian,
ersten weist du nicht mit wem du es beim Robert zu tun hast .ETH Zürich .Hast du sein Hydrofoil schon mal gesehen ? Bis Dato hat auch keiner geglaubt das so ein Modellhydrofoil auch nur in die nähe von 80 km/h fährt ,Roberts läuft 120 km/H und das ist noch lange nicht Grenzwertig .
Für mich kann man schon durch Leitfinnen den Propellerstrahl entdrallen ,so das kein Moment mehr den Flieger drehen möchte.Beim Torquen kann durch die Querruder auch gegen das Moment des Motors gedreht werden ,sind die Klappen nur größ genug und die sind ja auch garnicht zum entdrallen angedacht.
Im Schiffsbau gibt es alle Möglichen Finnen und Leitkränze-/räder ,die den Propellerstrahl entdrallen .Im Übrigen wurde erst wieder Verkündet dass das UDF Projekt in den Staten neu Aufgelegt wurde und die gegenläufeigen Propfans in Zukunft wieder für Flugzeugantriebe eine Option sein werden.

 

[Detlef Kaehler]

Hallo zusammen,

@ Benjamin,
Du hast schon recht, der einzige Effekt den ich erzielen will ist die Scale-Optik, à la Westland Wyvern oder ähnliche.

Wirkungsgradsteigerung war dabei nie mein Ziel.

Sicher gibt es für einige Baugrößen die Doppelmotorlösung, wo beide Props angetrieben werden. Diese sind nur ein bischen unflexibel wenn man sich z.B. auf eine bestimmte Luftschraubengröße/Motorgröße/Zellenzahl festgelegt hat (auch wiederum wg. Scale-Optik). Wenn ich z.B. einen Motor habe der an 6S eine einzelne 15-Zoll Dreiblatt antreibt, so wiegt die Kombination Motor/Akku/Luftschraube ca. 1100 g. Will ich bei 15 Zoll Durchmesser bleiben, käme nochmals Akku- und Motorgewicht dazu und noch ein zweiter Steller. Ich hab da halt so meine Obergrenze, weniger von der Kosten- als von der Gewichtsseite her.

Ob der freilaufende Propeller den Drall mindern würde weiss ich auch nicht. Ein fester Stator wie z.B. beim Impeller tut es, lässt sich aber glaube ich nicht so einfach vergleichen.

Kurz gefasst nochmal meine Zielsetzung: Scale Optik mit (hoffentlich) hinnehmbarem Bremseffekt. Ob´s sinnvoll ist da denke ich liegt bei jedem der Schwerpunkt woanders, ich finds z.B. nicht sinnvoll bzw. (für mich! allen anderen sei´s gegönnt!) einen Segler mit Super-Wirkungsgrad senkrecht steigen zu lassen. Aber das ist ja das schöne, jedem das Seine...

Gruss

Detlef

 

[Hydrofoil]

Aha, qualifizierte Ingenieure. Interessant.

Das Thema eignet sich gut für eine Masterthesis. Und bei Projekten, wo es am Ende etwas in der Hand gibt, sind die Prof.`s eh immer feuer und Flamme. Könnte man auch gleich ein wenig Struktur/Formoptimierung der Flügel selbst rein nehmen. Fand die Kopllung von CFD mit Struktur schon immer interessant. Mit Matlab könnte man ein Programm schreiben, was die cfd- simulation mit FEM und einem Optimierungsalgorythmus kombiniert. Das wäre echt interessant.

Haben zuletzt Kuppeln von gebäuden optimiert(mit geschriebenen algorythmen des Simplex-Verfahrens), oderbeliebige Tragstrukturen. Die Kopplung mit cfd hab ich selbst noch nicht durchgeführt, aber wäre ja mal was neues zum lernen. Gibt genug Leut die sich damit schon lang beschäftigen. :-)

Schön Abend euch
Gruß
Robert

 

[Beni-LA]

Also ich würd als ersten Test einfach mal eine Stinknormale Apc Luftschraube die ja strömungsoptimiert sind für den antrieb vor und dan hinter die drehende schraube setzen und schauen was passiert und dan würd ich oder kannst auch vorher machen eine Alte "holzschraube" nehmen also die noch unausgereiften Blattformen wie es sie früher gab probieren dan weist du was besser geht und wie das überhaupt ausschaut. Drehmomentaufhebung geht definitiv nicht, Drehmomentverringerung ist Theoretisch möglich wen der angetriebene prop vorne sitzt wie bei diesen schiffsrad da aber in wie weit das funktioniert währe erst testbar wen du nen kunstflieger damit ausrüstest und beim Torquen testest. Aber wie gesagt willst du das ja garnicht erreichen.

Meine Einzige sorge ist eigentlich das der 2. Prop einfach viel zu langsam dreht und das nicht Scale ausschaut.

wegen dem gewicht mit 2 motoren, neine du brauchst keine 2 akkus und nein das muss ned viel mehr wiegen. da ja beide motoren miteinander die luft beschleunigen braucht auch der einzelne weniger kraft, ich denke der hintere wird weitaus weniger strom brauchen als der vordere.

ich währe jetz mal auf nen test mit ner frei drehenden schraube gespannt.

 

[haschenk]

Hallo,

ich denke, daß die Anordnung prinzipiell schon möglich ist. Der freilaufende Prop wird solange in seiner Drehzahl zunehmen, bis das an ihm entstehende Drehmoment (abhängig von Anstellwinkel, dieser von der Drehzahl) gleich groß ist als das Reibungsmoment im Lager + einige durch nichtoptimale Anströmung (Blattwinkelverlauf) und Luftreibung entstehende Verluste. Der Wirkungsgrad wird also in jedem Fall schlechter als der ohne den Freilauf-Prop. Wenn´s vornehmlich um den Scale-look geht, kann man imho damit leben.

Den Drall aus dem Strahl nehmen bzw. das Reaktions-Drehmoment des Motors kompensieren (ist dasselbe...) kann der Freilauf-Prop nicht. Das wäre nur möglich, wenn er feststehen würde und damit zum "Leitapparat" wird. Der Drall wird meistens überschätzt, samt der darin verlorenen Leistung. Das sind idR nur ein paar Prozent, daher kann der Wirkungsgradgewinn auch nur ein paar Prozent betragen; dem steht eine Verkomplizierung und Verteuerung des Antriebs gegenüber.

Ausgenommen hiervon sind nur Props mit sehr hoher Leistungsdichte bzw. Strahlflächenbelastung, die einen deutlich höheren Drall im Strahl haben bzw. hätten; hier wird dann oft die Bauart des "Gegenlaufpropellers" gewählt.


Gruß,
Helmut

 

[Julez]

Hallo Julian,
ersten weist du nicht mit wem du es beim Robert zu tun hast .ETH Zürich.

Mir persönlich ist es egal, mit wem ich es zu tun habe. Diese Art von Scheinargumenten zieht bei mir nicht. Für mich zählen die Argumente selbst, und nicht die Person. Und solage es hier niemandem gelungen ist, einen verlustfreien, freilaufen Propeller aus dem Hut zu zaubern, weiß ich, wer auf der Verliererseite dieser Diskussion steht.

Für mich kann man schon durch Leitfinnen den Propellerstrahl entdrallen ,so das kein Moment mehr den Flieger drehen möchte.

Ja sicher, das hat auch nie jemand bestritten. Ob es nun Leitfinnen, Querruderausschlag, oder Statorblätter wie bei einem Impeller sind, ist egal: Diese sind weder freidrehend, und oft nicht Scale.
Ein freidrehender Propeller kann per Definition kein Drehmoment aufbringen, und deswegen nichts am Drehmomenthaushalt eines Flugzeugs ändern, siehe Post #22.

Ebensowenig kann ein freidrehender Propeller im diskutierten Anwendungsbereich durch irgendwelche strömungsmechanischen Kunstgriffe die durch ihn enstehenden Verluste kompensieren.
Es lässt sich also schlussfolgern, dass ein freidrehender Propeller auf jeden Fall Verluste bringen wird, deren Stärke sich mit hoher Wahrscheinlichkeit im deutlich merkbaren Bereich bewegen wird.
Der Scaleeffekt ist meines Erachtes kaum gegeben, da man in der Luft die Propeller eh nicht sieht. Da wäre es einfacher, am Boden einfach einen 2. Scalepropeller anzuclipsen.

Wie wäre es mit einem Experiment: Nimm eine Holzlatte, und bringe einen Propeller außen an. Die kannste ja beim Autofahren mal aus dem Fenster halten, um den Widerstand abzuschätzen. Als Vergleich danach die propellerlose Seite der Latte raushalten.

 

[Beni-LA]

Julian Eine Sehr gute Idee die mich noch auf eine andere bringt

und zwa wie julian schon sagte kannst du zumindest bei grosen luftschrauben etwas den wiederstand abschätzen aber was denke ich noch viel wichtiger ist du kannst die drehzahl abschätzen bzw feststellen ob der freilaufende überhaupt die nötige drehzahl für scale optik erreichen würde, bringt ja nix wen der angetriebene 10.000 macht und der antriebslose mit 500 dahineiert würde man ja sehen und es würde sch... ausschauen. würde mich freuen wen du dazu endlich mal nen kleinen versuch starten willst.

ich glaube auch das das Thema wirkungsgrad und strömung und drehmomentsausgleich jetz mal durch sind :-) da bringt die schraube einfach nur verluste, aber wiso hat man den heutzutage bl motoren und lipos, is ja nicht so wie vor 10 12 jahren wo man noch auf solche untergeordneten dinge wie wirkungsgrad achten musste

:-)
(Achtung Halbe Ironie)

aber mal im ernst, dan fliegst hald stat 15 min nur noch 12 wen juckt das und wens 10 sind is das für nen scaleflieger auch lange genug

welchen Flieger planst du überhaupt?

 

[Christian Lucas]

Hi Julian,
das ein freidrehender Propeller kein Drehmoment in irgendeine Richtung einleiten kann ist mir schon klar,keine Angst.Deshalb der Hinweis auf den Leitkranz/werk ect.
Ich bin nach wie vor ein Fan von gegenläufigen Antrieben.Im Powercrocoforum habe ich einen Transversalflußmotor gezeichnet der eine festsstehende Ringwicklung hat mit den Rotor in zwei Axialen Scheiben aufgeteilt ,die so gegensinnig laufen können.Da es so leider nur ein 2 Phasiger Motor ist ,habe ich das aber nicht weiter verfolgt.
Nichtsdestotrotz habe ich vor Roberts Wissen sehr großen Respekt und sage niemals Nie .

 

[Julez]

Ja sicher, gegenläufig angetriebene Propeller finde ich vom Prinzip her auch ziemlich klasse, da würde ich gerne mal welche sehen. Gibt ja sogar inzwischen fertige Doppelmotoren zu kaufen für diesen Anwendungsbereich.

Ich bin auch eher als Experimentator bekannt bei meinem Modellflugkollegen, habe also ganz sicher nix gegen neue Konzepte oder Ideen. Bei manchen Sachen allerdings sollte ein scharfer Blick reichen, um zu erkennen, ob irgendetwas jemals effizient sein wird.

 

[MarkusN]

Bei manchen Sachen allerdings sollte ein scharfer Blick reichen, um zu erkennen, ob irgendetwas jemals effizient sein wird.

Hier ging es ja primär nicht um Effizienz, sondern um Scale Eindruck.

Natürlich braucht es Energie, um so einen Quirl umlaufen zu lassen. Bei angepasster Steigung (hoch) sollte sich der Widerstand aber in Grenzen halten lassen.

Und über "Sinn" soll man bei so einem spielerischen Hobby tunlichst nicht diskutieren.

 

[Julez]

Ja sicher, Scale ist gut und schön.
Aber bleiben wir mal beim scharfen Blick: Rekapituliert doch mal, was ihr schon so an Scale- Flugvorführungen gesehen habt. Hat da irgendjemand schon mal auf den Propeller geachtet, oder ihn gesehen?
Ich weiß nicht wie das bei anderen Leuten ist, aber ich sehe Propeller nie im Flug.
Und für etwas, was man nicht sieht, Leistung verbrauchen? Hmmm...
Wenn schon, dann trägt ein Zusatzpropeller zum Scaleindruck nur am Boden bei, also kann man ihn doch ganz einfach nach der Landung dranclipsen, und vor dem Start abnehmen.
Wie hatten vor langer Zeit mal einen Scaleflugtag bei uns, da hat dann einer immer nen 5-Blatt Prop montiert für die Bodenausstellung.
Das ist meines Erachtens die sinnvollere Lösung.

 

[MarkusN]

Siehe mein letzter Satz. Wat dem einen sin uhl, is dem annern sin nachtigall.

 

[Gast_1681]

Hi,

Julian, ich habe schon so einige Tandem- und Gegenläufermotoren gebaut und geflogen, und Du darfst mir glauben: man hört und sieht genau, ob da ein oder 2 Propeller am Drehen sind!
Aktuelles BEispiel: ich fliege eine DO-18 mit 2 gegenläufigen Propellern, die beide angetrieben werden. Ich kenne auch ein Modell, wo der hintere Prop frei drehend mitläuft. Das ist kein Vergleich! Das typische Schweben des Tons fehlt, und man sieht dass der hintere Prop zu langsam dreht.

Bei Gegenläufern dasselbe: sie haben je nach Drehzahl dieses typische "Stehen" der Blätter, wenn man von vorne schaut. Der Sound ist genial und mit einem Formel-1-Triebwerk zu vergleichen. Sowas fällt auch dem Betrachter auf.

Also ich kann nur raten, den Gegenläufer funktional zu machen. es lohnt sich, auch wenn es Energieverschwendung ist.

Gruß,
Kuni

 

[Julez]

Mein Reden!

Angetriebene gegenläufige Propeller sind ein feines Schmankerl.

 

[Gast_1681]

Ich weiß nicht wie das bei anderen Leuten ist, aber ich sehe Propeller nie im Flug.
Und für etwas, was man nicht sieht, Leistung verbrauchen? Hmmm...

Na ja, Gegenlauf-Propeller verbraten auch sinnlos Leistung, wenn man sie mit 2 nebeneinander montierten vergleicht. Der Schub wächst nämlich nicht x2 sondern x1,4.
Die Strahlgeschwindigkeit allerdings wächst deutlich, was im Reiseflug ein sehr starkes Drosseln und damit recht lange Flugzeiten zulässt.

Gruß,
Kuni

 

[Julez]

Gut, aber bei angetriebenen Props hat man wenigstens den Sound dabei, und allein der Fakt, dass es wirklich 2 Motoren gibt, und das ganze eine schöne, exotische Tüftelei mit ganz eigenen Charakteristika ist, dürfte für den geringeren Wirkungsgrad entschädigen.
Ebenso wie Impeller, die auch Wirkungsgradkatastrophen sind, aber durch andere Vorzüge manchen reizen.
Das ist ne ganz andere Liga als eine Propelleratrappe, die nur bremst, und sonst in der Luft gar nix schafft.

 

[Christian Lucas]

Hi,
so ganz Sinnlos müste auch ein frei drehender Propeller nicht sein.
Der Helmut Schenk hat da mal für Verstellprops einen sich Automatisch an die Fluggeschwindigkeit sich anpassenden Propeller gezeigt.Dabei wird vor den Angetriebenen Propeller ein sehr kleiner Repeller an die Spinnernase gesetzt ,der eben vom Fahrtwind angeströmt wird und durch seine Drehzahl durch Fliekraftgewichte den Einstellwinkel des Angetriebenen Propellers verstellt.Wenn man jetzt für das Scale Aussehen den vorderen Propeller halt genausogroß macht wie den Angetriebenen ,könnte er ja auch die Verstellfunktion übernehmen und so sogar den Wirkungsgrad wenigstens an die Fluggeschwindigkeit anpassen,vielleicht sogar in einigen Betriebspunkten verbessern. Wäre halt noch das kleine Problem der sauber arbeitenden Mechanik zu lösen.

Wenn es ein Gegenlaufpropeller sein soll ,dann müssen die beiden Propeller entweder von jeweils einer eigenen Maschine oder durch ein Differenzialgetriebe angetrieben werden ,sonst laufen sie Synchron und das gibt einfach nicht den schönen Sound wenn die Drehzahlen eben nicht ganz genau zueinander Passen bzw.sich durch Lastwechsel stark verstellen.

 

[WAWB]

Hallo,

in der "Modell" 5/2010 ist einiges zum Thema zu lesen, Spitfire mit Doppel-Prop und wer's gerne größer und Scale mag, eine Saro "Princess" mit 4x Doppelprop und 2 Single-Props.

Wir hatten bei uns im Klub einen Piloten, der eine kleine Pitts mit dem CR28M, der gleiche wie in der "Spitfire", flog. Er war ganz zufrieden, was bei ihm selten vorkommt...

Für ein neues Projekt habe ich mal diesen Motor auf meinen "Prüfstand" geschraubt.
Mit den Original-Propellern zog er ca. 38A aus 3s 4000 mAh und die Waage zeigte 1400 g Schub. Nicht schlecht, aber der Sound war einmalig.
Leider habe ich keine 4-Blatt-Props, noch nicht, da klingt es sicher noch besser.
Ein mitlaufender Quirl bringt das nie!
Für diesen Sound verschwende ich gern etwas Energie.

Grüße von der Ostseeküste

Wolfgang