Impeller im Eigenbau??

Beluga

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Moin Zusammen,

@ Frank: Sehr interessant. Zur Zeit schreibe ich mal alles zusammen, wie damals (1995) bei mir der Impeller Eigenbau begann (eigentlich sollte damals ein passender Impeller der Speed 400/480- Klasse für ein A319- Modell entstehen). Da wurde auch viel mit Steigungen und Blattformen herumexperimentiert. Und die Unterlagen und Fotos, die ich damals schon angefertigt habe, fasse ich nun zusammen....eine interessante Story, gewürzt mit einigem Balsastaub, ein oder zewi Bierflaschen, die zur Reparatur herhalten mussten und so weiter und sofort. Mal sehen, wie ich diese Zusammenfassung hinkriege.

Scannen0006 Kopie.jpg
Die gesammelten Eigenbauten im Jahre 1998. Auch hier waren schon CFK- Impeller dabei (im Hintergrund, mit dem schwarzen Fanmantel). Auch ein Morley- Rotor hatte sich daruntergemischt (liegt jetzt im Modellflug- Bereich des Segelflugmuseums an der Wasserkuppe).

Eigenbau Rotor 2010A 001 Kopie.jpg
Die gesammelten Rotoren, die die damalige Experimentiererei überlebt haben, u.a. auch der sog. Aspacher Rotor von 1997 (unten mitte links). Sie sind alle noch funktionstüchtig und können für weitere Experimente genutzt werden.

@ Burkhard: Habe ich es richtig verstanden, daß Du einen Impeller in die Ansaugleitung für einen Verbrennungsmotor setzen willst?
Normal ist die Druckerhöhung bei einem Axialverdichter (und das wäre im Prinzip ein Impeller) nicht hoch; ca. 1:1,3 bis 1:1,6 pro Verdichterstufe. Bei Radialverdichtern sieht es da schon anders aus. Die haben ein Verdichtungsverhältnis von ca. 1:5 bis 1:6 pro Stufe. Deshalb werden die Radialverdichter auch bei Turboladern oder auch Modellturbinen verwendet, neben der Drehzahlfestigkeit. Sie haben bei der geringen Baugröße das bessere Verdichtungsverhältnis. Normale Elektroimpeller erreichen ihren Schub mehr aus der Beschleunigung der Luftmasse (Düsen- Prinzip) als aus der Druckerhöhung. Viele Impeller sind auch nicht direkt als Verdichter ausgelegt (keine oder wenig Überlappung der Rotorblätter und keine diffusorartigen Schaufelkanäle zwischen den Blättern). Klar, eine leichte Drucherhöhung hat man auch im Impeller. Aber sie fällt recht gering aus (übrigens, korrigiert mich, wenn ich hier jetzt was Falsches sage ;) ).

Viele Grüße
Bill
 
Respekt!
Ich komme im Moment aus dem staunen nicht raus, absolut genial!
Bitte mehr davon!
Gruß
Hias
 

Jetfrank

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Wow Bill, tolle Fotos, dann müsste ich unseren Kram eigentlich auch mal aufn Haufen legen, sähe dann ähnlich aus. Was ist den das für ein Sägezahnrotor. Bin mir sicher, das der eine oder andere von den vielen Rotoren mit der heutigen Motor-und AkkuTechnik durchaus konkurrenzfähig wäre.....

Gruß Frank
 

Beluga

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Moin zusammen,

erstmal vielen Dank für die Resonanz von Euch :) . Aber ich denke, das Lob sollte auch an die geistigen Väter des Impeller- Eigenbaus gehen, die in den 90 érn aktiv waren und teilweise heute noch aktiv sind. Denn ohne deren Hilfe bzw. Anregungen oder Publikationen hätte ich damals nicht soviel darüber gelernt bzw. mich nie an die Eigenbauten herangetraut.

Frank, der "Sägezahn"- Rotor war 1998 mal ein besonderes "Styling" der Blattform (Erzeugung eines gezielten Wirbels auf der Blattoberseite, um die Grenzschicht auf dem stark angestellten Blatt zu stabilisieren). Da die Motoren damals eh amperemäßig an der Belastungsgrenze liefen, war aber keine große Wirkung des Sägezahns erkennbar. Vielleicht, und da gebe ich Dir recht, könnte man mit der heutigen Motor- und Akkutechnik die Rotoren ruhig wieder in Betrieb nehmen. Denn Leistung hatten sie, jeder auf seine Art. Und man könnte jetzt mal probieren, ob der Sägezahn vielleicht wirklich einen Effekt hat. Mit den heute vorhandenen Meßsensoren und Datenloggern kann man Ergebnisse wesentlich besser aufzeichen als damals. Ich habe jedenfalls noch ein paar passende BL- Motoren und auch einen flugfähigen Testträger bzw. ein altes Minifan- Gehäuse im Werkstattfundus.

A319 980001 Kopie.jpg
Die A319, mit den "Sägezahn"- Rotoren im aktiven Einsatz 1998 Aspach. Man hat damals einfach alles probiert, um Impeller- Modelle in die Luft zu bekommen ;) . Aber die A319 ließ sich immerhin schon aus der Hand starten, wenn auch mit Speerwurf- Qualität (hinterher machte der Handstart mit Hilfe des Bungee den Start entspannter).

Aber Frank, Du hast recht. Man sollte die alten Schätzchen ruhig wieder in Betrieb nehmen, sofern sie technisch noch ok sind.

Viele Grüße
Bill
 

Beluga

User
Im ersten Moment könnte man es so annehmen. Aber es ist nicht so einfach. Der Faktor 1,5 pro Stufe ist schon ein sehr guter Wert bei Axialverdichtern. Der Wert 1,2 bis 1,5 gilt für optimal ausgelegte Verdichterstufen in Flugzeugtriebwerken. Dieser ist auch nur dann zu erreichen, wenn man ein Verdichterlaufrad und ein Leitschaufelkranz hat, die optimal aufeinander abgestimmt sind. Das heißt, man braucht auf jeden Fall ein Verdichterlaufrad und ein Leitkranz, in dem die Schaufeln diffusorartige Strömungskanäle bilden und deren Anstellwinkel dem optimalen Betriebsbereich entsprechen. Durch diese Diffusoren wird der anströmenden Luft Geschwindigkeit entzogen und in Druck und Temperatur umgewandelt (umgekehrtes Verhältnis zur Düse). Berechnen kann man dies mit dem Gesetz von Bernoulli. Da aber eine Druckerhöhung bzw. Geschwindigkeitsverzögerung auch eine instabile Strömung erzeugt (die Luft möchte zum geringeren Druck, sprich; zum Einlass zurückströmen), müssen die Lauf- und Leitschaufeln möglichst immer im optimalen Bereich arbeiten. Und der Druck an der Auslaßseite darf nie den Druckanstieg in der Verdichterstufe überschreiten. Denn ansonsten „stallt“ die Stufe, sprich, die Strömung auf den Schaufelprofilen reißt ab und der Druck bricht zusammen, weil die Luft dann gegen die Förderrichtung zum geringeren Druck (Einlass) zurückströmt (der Axialverdichter ist ein sog. offenes Verdichtersystem). Bei einem Flugzeugtriebwerk kann dies ernsthafte Folgen haben, wenn man nicht rechtzeitig reagiert. Daher wird bei einem Axialverdichter im Flugtriebwerk sehr viel Aufwand betrieben, um die Strömung im Verdichter bei allen Betriebsbereichen optimal zu halten (z.B. Leitschaufel- Verstellung, Bleed- Valves, um den Kompressordruck bei bestimmten Betriebsbereichen zu verringern, intelligente Kraftstoff- Regelsysteme, etc.).

Um es mal zusammenzufassen: Ein klassischer Impeller ist im Prinzip ein Axialgebläse mit hoher Strahlgeschwindigkeit, aber keiner oder nur geringer Druckerhöhung (sie liegt bei Axialgebläsen grob gesagt bei ca. 100Pa (1mbar)). Und wenn man das Luftvolumen zusammenfasst, was ein Motor braucht, weiß ich auch nicht, ob der Impeller dann noch Druck aufbauen kann, wenn der Volumenstrom eines Motors im normalen Drehzahlbereich schon dem entspricht, was ein Impeller maximal leisten kann.

Ich weiß jetzt natürlich auch nicht, ob in Deinem System an der Auslassseite des Impellers ein konstanter Abfluss stattfindet oder ob durch den Verbrennungsmotor Druck- und Durchflußschwankungen im Rohrsystem stattfinden (keine Airbox). Sobald dies der Fall ist, kann man zumindest einen einstufigen Axialverdichter bzw. ein Axialgebläse vergessen. Ich denke, für Deinen Einsatzbereich ist entweder ein Radialverdichter geeigneter, weil er eine einfachere Bauweise hat, unempfindlicher gegen Störungen ist und die hohe Drehzahl vertragen kann, um den Volumenstrom für den Motor zu erzeugen, wobei wir wieder bei dem Turbolader wären. Das wäre auch einer der Gründe, warum man als Turbolader in Autos keinen Axialverdichter findet: Neben dem schlechteren Druckverhältnis pro Stufe gegenüber Radialverdichtern wäre der Bauaufwand, die Baugröße und die Regelung eines Axialverdichters für den Luftdurchsatz bei wechselnden Drehzahlen des Motors ein Problem.

Einfach gesagt, es kommt darauf an, wo welcher Verdichter Sinn macht. Und ich denke, in einem „Ansaug“- System eines Verbrennungsmotors ist ein Axialgebläse ungeeignet. Da gibt es zu viel physikalische Aspekte, die man berücksichtigen muß. Gebläse davor und ab dafür ist leider nicht, zumindest nicht, wenn es Sinn machen soll.

Ich hoffe, daß ich Dir ein wenig helfen konnte. Ansonsten mußt Du mir mal zeigen, wie Du das System aufzubauen gedenkst (Skizze mit Erläuterungen). Denn im Augenblick weiß ich nicht, wie Du es Dir genau vorstellst (welcher Motor, welcher Betriebsbereich, für welchen Zweck, etc.)

Viele Grüße
Bill
 
Hallo zusammen

Hallo zusammen

Mit großer Aufmerksamkeit verfolge ich eure Berichte über den Impellerbau,
aber ich habe noch nichts gefunden in welchem Winkel ich die Statorblätter ausrichten soll.
Dabei wäre für mich der Impeller von Martin interessant.
92m/s Strahlgeschwindigkeit.
Impellerdurchm. ca 120mm.
Wieviele Statorblätter bei einem 12 Blatt Rotor?

Gruß
Kurt
 
Hallo Kurt

Sehr interessant wie viele verschiedene Impeller da gebaut wurden.
Mein erster Impeller baute ich nach dem Bauplan von Heino Dittmar
seiner A-10. Die A-10 fliegt Heute noch mit Speed 400 Motoren.

Nach Rücksprache mit einem Bekannten werde ich 5 Statoren ca.
4 bis 5cm Breit einbauen. Nach seinen Tests mit mehr Statoren, dafür aber
nur ca. 2cm Breit ist der Schub ca. 15% geringer. Denn Winkel der
Statorblätter werde ich diesen Winter austesten.

Gruss Martin
 

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Beluga

User
Hallo Martin, Hallo Kurt,

stimmt! Die Frage nach den Statorblättern ist hier noch nicht erwähnt worden. Hier habe ich mich oft an anderen Eigenbauten oder Fertigprodukten orientiert. In einem früheren Eigenbau- Impeller habe ich mal beim geplanten optimalen Betriebspunkt einen Tropfen Tinte von dem laufenden Rotor ansaugen lassen (Vorsicht, kann eine große Schweinerei verursachen, wenn zuviel Tinte und keinen Strahlabweiser dahinter. Möglichst im Freien machen). Hinter dem Rotor konnte man dann den Ausströmwinkel der Luft sehen. Danach kann man dann auch den Stator ausrichten. Aber in den meisten Fällen war der Winkel bei meinen Eigenbauten bei -10° an der Profilnase und an der Endkante, wie in dem Buch von L. Retzbach beschrieben, etwas über die gerade Abströmung hinausgezogen (ca. 3°). Ferner sollten die Blätter eine gewisse Mindesttiefe haben (Du liegst mit Deinen 40 - 50mm richtig. Vielleicht sogar 60mm bei größeren Impellern). Und wähle die Anzahl von Rotor- und Statorblättern nie gleich (höhere Geräuschentwicklung). Die Anzahl der Statorblätter waren bei mir meist vier bzw. fünf Blätter. Jetzt in Franks Impellergehäuse sind es sechs Blätter.

Inzwischen gab es ein paar weitere Flüge. Der Impeller arbeitet sehr gut und es sind schöne Flüge in allen Leistungsbereichen möglich. Nur der Start mit Vollgas ist etwas tückisch, weil die Ente durch die Rucksack- Anordnung die Nase beim Abwurf mächtig runternimmt (wird inzwischen durch "Flugphase" herausgetrimmt).
Jonathan Jet 2010a 008 Kopie.jpg

Viele Grüße
Bill
 
Hallo Bill

Sieht cool aus Deine Ente.
Ich werde aus diesem Grund der Geräuschentwicklung die 5 Statorblätter einbauen (5 x 12 = 60 mal kommt ein Rotorblatt an einem Statorblatt
pro Umdrehung vorbei). Bei 4 Statorblätter währen das nur noch 12 mal pro Umdrehung, da immer 4 Rotorblätter miteinander an den 4 Statorblätter vorbei kommen.

Freundliche Grüsse Martin
 

Beluga

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Moin Zusammen,

hier sind nochmal zwei schöne Aufnahmen des Canards bei den letzten Testflügen. Mit moderater Leistung (etwas über Halbgas) kann man sehr schön in Bodennähe herumturnen und auch mal schnell wieder mit Dreiviertelgas in einen Looping oder auch Rolle oder auch auf Höhe ziehen. Die "Ente" ist recht agil unterwegs mit diesem Eigenbau- Impeller.

Dsc_8505 Kopie.jpg

Dsc_8552 Kopie.jpg

Als nächstes muß ich ihr nochmal ein richtiges Bürzel verpassen, denn das stumpfe Heck, in dem früher der Prop- Antrieb steckte, sieht ein bischen unpassend aus. Vielleicht bekommt sie auch noch ein paar gepfeilte Seitenleitwerksflossen, der Optik wegen.

@ Martin:
Normal heißt es als Beispiel: bei Dreiblatt- Rotoren keine drei-, sechs oder neunblättrigen Statoren verwenden (also auch kein Vielfaches). Der Idealfall wäre gerade Rotorblattzahl zu ungerader Statorblattzahl oder umgekehrt (so, wie Du es planst). Ich habe nochmal eine Skizze für die Statorblätter beigefügt, ähnlich, wie ich sie früher eingebaut habe.
Statorblatt0001 Kopie.jpg
Dabei war für mich die Blattmitte immer der Bezugspunkt für die erwähnten Winkel, aus der sich dann das Statorblatt- Profil ergab. Ok, man kann es vorn noch auf 15° erweitern. Eines der Wegener´schen Gehäuse habe ich zur Zeit entkernt (das Schwarze, das hier ganz zu Anfang abgebildet ist). Hier kommt ein neuer Motorträger rein und die Anzahl der Statorblätter wird auf Fünf reduziert, dafür aber mit einer Blatttiefe von 60mm und 15° zur Nase ausgestattet (als nächster Versuch).

Viele Grüße
Bill
 
@ Bill
Danke fuer die ausfuehrliche auslegung...ich glaub ich muss das ganze nochmal ueberdenken und dann vieleicht ne andere loesung nehmen.

gruss Burkhard
 

sd

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Hallo,

ich habs heut endlich geschafft meinen Eigenbau 90er Impeller zum laufen zu bringen. Bilder werd ich nachreichen. Hab in sicherer Entfernung bis voll hochlaufen lassen und alles blieb zusammen ;) Halber mm Spalt und keine Laufspuren im Rohr. Ich muss ihm noch ein wenig Laufkultur beibringen aber bin erstmal happy. Ohne Einlauflippe und Düse hat er mit dem 60-37-2 an 6s 44A gezogen. Also glaubts oder nicht ich hab damals mit 6s und 45A am Mega 22-30-2 geplant - ok der Het hat ein paar Umdrehungen pro Volt weniger aber ich hab ja auch noch keine Düse drauf. Den Rotor hatte ich ja schon eine Weile liegen jetzt wollt ich es wissen und hab alles zusammengeschustert.. wenn die Werte ok sind werd ich weiter machen und auch ein wenig sauberer arbeiten :rolleyes: Glaub ich hab vor 2 oder 3 Jahren mit dem Bau begonnen :(

So jetzt aber mal ne Frage an euch - wie messt Ihr auf einfache Weise eure Impeller grob aus? Ich würde gern ein paar grobe Schubwerte mit Strahlgeschwindigkeit. Hab das Jeti MSpeed kann man das hierfür auch nutzen? Wie messt Ihr den Standschub? Will da auch keine Wissenschaft draus machen. Sobald alles passt schnall ich den auf ein Testdelta von mir und dann wird geflogen.

Grüße
Stefan
 

Jetfrank

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Hi Stefan, zum Messen des Standschubes ne Lippe ran und mit drei Beinen Senrecht auf ne Waage stellen, fertig. Bin gespannt auf die Bilder

Gruß Frank
 

Beluga

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Moin Zusammen,

wie Frank es beschrieben hat, ist es eigentlich die einfachste Lösung. Ich habe mir schon früher einen Rollenteststand gebaut, mit leichtgängigen Kugellagern auf Metallschienen, um möglichst wenig Reibung zu haben. Dieser funktioniert bis heute recht zuverlässig. Aber wie gesagt, Franks Möglichkeit ist die einfachste, ist genauso effektiv und ohne Reibungswiderstand. Bei fertigen Antriebssträngen, sprich komplette Modell mit Ansaugschächten, Impeller und Schubdüse, hänge ich das Modell mit der Nase nach unten an eine Federwaage und messe dann den Schub. Die Differenz Modellgewicht zum gemessenen "Gesamtgewicht" (mit Schub) ergibt auf Newton umgerechnet den Standschub des kompletten Antriebes (Evtl. Ungenauigkeiten der Waage müssen natürlich mit einkalkuliert werden).
Die Werte wie Strahlgeschwindigkeit oder Drehzahl oder Strom übernehmen Datenlogger oder Anemometer oder das MRPM von Jeti.

Ich bin ebenfalls auf die Fotos gespannt :)

Viele Grüße
Bill
 

nuri_e

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ich hab zwar keine ahung vom thema aber grade nen artikel gesehen, könnte euch interessieren, morgen bei besserem licht (fals interesse besteht) kann man das ganze auch mal gut lesbar hochladen. güße
 

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Jetfrank

User
Hallo Stefan,
deine Beschaufelung sieht echt gut aus und ich lehne mich mal ausm Fenster, dass du damit locker auf das Niveau von am Markt erhältlichen high end Produkten kommst. Weiß ja nicht, ob du zum Vergleich andere Rotoren da hast?

Gruß Frank
 

sd

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Hi Frank,

nein hab nichts zum vergleichen hier. Ich hab heut Abend noch nen Einlaufring gebaut. Das man damit so viel Zeit rum kriegt hätte ich vorher auch nicht gedacht ;) Morgen noch eine Düse ran und der Impeller kann getestet werden. Wobei ich große lust habe das Ding einfach auf das Delta zu schrauben und mal ein paar Runden zu drehen.
Ich brauch mehr Zeit :rolleyes: aber mit jetzt zwei Kindern ist halt Modellbau auf Sparflamme angesagt. (HH 2011 ist aber fest eingeplant ;) )


Bill gibts von Deinen Eigenbauten was neues?

Grüße
Stefan
 
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