kräftiger Antrieb mit 2 Lipozellen?

[Gast_2783]

Servus Bertram,

also ich habe es probiert, und es funktioniert!
Regler: Turnigy SENTRY - 40A DC 5.6-22V version 3.1
Motor: HXT 3536 1000 U/V Propeller 18,5x10" Aeronaut Cam Carbon.
das ganze dan bei so etwa 30 Ampere.

Der Motor dreht sauber hoch, ohne irgend ein Zeichen von Überlast, oder sonstigem.
Von kräftig kann aber hier nicht die Rede sein!

Der Motor dreht eine 12x6 mit 8 Zellen Nicad wesentlich besser, das Modell geht damit nahezu senkrecht ;-)


Gruß Niels

PS: der Jeti (rot) dreht nur bis etwa 3/4 Gasknüppelweg.

 

[Jürgen Heilig]

...
@ Jürgen

Nach der Theorie und Praxis der E-Motoren fließt bei einer bestimmten Drehzahl immer der gleiche Strom, egal durch welche Last oder welchem Propeller die Drehzahl zustande kommt.
Der Zusammenhang zwischen Strom und Drehzahl ist die blaue Gerade in DriveCalc.

Gruß
Hartmut

Hallo Hartmut,

wäre schön wenn es so wäre, dann bräuchten wir uns über Luftschraubenanpassung viel weniger Gedanken zu machen.

Wenn Spannung und Strom gleich sind, sind auch Last und Drehzahl gleich, aber bei gleicher Drehzahl auf gleichen Strom zu schliessen ist schlichtweg falsch.

Jürgen

 

[Bertram Radelow]

Propeller 18,5x10" Aeronaut Cam Carbon.
das ganze dan bei so etwa 30 Ampere.

Der Motor dreht sauber hoch, ohne irgend ein Zeichen von Überlast, oder sonstigem.
Von kräftig kann aber hier nicht die Rede sein!

Der Motor dreht eine 12x6 mit 8 Zellen Nicad wesentlich besser, das Modell geht damit nahezu senkrecht ;-)


Gruß Niels

PS: der Jeti (rot) dreht nur bis etwa 3/4 Gasknüppelweg.

ich finde es ja spannend, was das Thema hergibt...

Von kräftig kann aber hier nicht die Rede sein!

- also Drivecalc sagt da was von 1500g Standschub oder so?

Na klar geht der Motor mit 8 Zellen und einer kleineren Latte besser, aber das Spannende hier ist ja: 1,5 Lipozellen! (=2xA123). Dass das kein Hotlinerantrieb wird, ist ja klar, hier geht es nur darum, einen Floater zwischen 1000g und 1500g zwischen sanft und zügig schräg nach oben zu bringen - mit 45kmh bis 50kmh. Das ist alles.

Bertram

 

[Gast_2783]

Servus Bertram,

ich würde sagen, einfach ausprobieren, der Schub wird schon reichen, die Gardine hat schon ordentlich gewackelt ;-)


Gruß Niels

 

[Pat_93]

@ Pat_93

Im Post#1 hat Bertam mittels DriveCalc für eine 18*8 40,9 A berechnet. Ich wage es hier nicht die Qualtät von DriveCalc anzuzweifeln.

Hi Hartmut,
DC ist ein tolles Ding, zweifelt auch niemand an - ich habe die 15x8 an 2 A123 gemessen, sogar mit dem gleichen 40A Regler- und das sind 39 komma ... Amps am Stand - OK, geht im Flug zurück, trotzdem an der Reglergrenze - und unterschätzt nicht die A123er unter Last, das sind keine 25% weniger Spannung - Gerd Giese hat mal lediglich 15% oÄ weniger Spannung im Schnitt rausgemessen, zumindest bei den originalen LiFe´s - bei den HK-Nachbauten siehts da schon eher triste aus ...

 

[seagull1]

Hallo Bertram,

nachdem ich kapiert habe dass mein zuerst Veröffentlichtes einfaches Rechenmodell nicht E-Flug-Praxis tauglich ist habe ich tiefer in die Mathekiste gegriffen. Dazu musste ich ein lineares Motormodell in die Rechnung einführen. Das Motormodell deckt sich inzwischen hervorragend mit DriveCalc.

Dazu habe ich aus DriveCalc „reverse enginered“:

· Leerlaufspannung A123 Zelle= 3V, Innenwiderstand =8.95 mOhm.

Mit diesen Werten und dem von DriveCalc angegebenen „Rd“ und „ns“ wurden die im Anhang aufgeführten Ergebnisse erzielt. Dabei habe ich mich auf den Mittelwert Deiner Streubreite von gwicht gleich 1250 gr festgelegt.
Die von mir angewendete Propellerphysik (basierend auf MH) kann nicht die Standleistungen berechen. Trotzdem, wenn man die Kurven extrapoliert könnten man vermuten dass das gegen den Standleistungen (DriveCalc) tangiert.

Interessant ist auch, dass die Steigleistung saturiert. Diesen Effekt kann man aber auch ganz einfach im praktischen Flugversuch nachvollziehen.


Gruß
Hartmut


PS

Warum tue ich mir das Ganze an?:
1) Weil’s mich selbst interessiert.
2) In meinem Verein und nach 15 Urlaubswochen in Fiss (Sanyobichel) sehe (und höre) ich dauernd dass die Mehrzahl der Antriebe m.E. falsch ausgelegt sind. Speziell auch wenn das Ziel ist mit einer Akkuladung das Maximum an Steighöhe zu erzielen (also kein Hotliner für den senkrecht nach oben die Maxime ist?). Meiner Erfahrung nach sind 99% der Modellflieger theorieresistent und auch 80% beratungsresistent. Für die verbleibenden 20% würde ich mich gerne engagieren. Dazu braucht ich aber auch einen qualifizierten Feedback.

 

[Bertram Radelow]

hi Hartmut,

Danke für Deine Mühe(n). Autodidakten wie ich sind zwar gerne therapieresistent, aber zumindest neugierig, und sie erklären die Welt immer so schön.

Ich verstehe Deine Diagramme so: Je mehr ich den Segler an den Propeller hänge (der zum Beschleunigen nach oben nicht genug Pfupf hat wie man hier sagt), desto mehr kommt es zu einer Fehlanpassung zwischen der Strahlgeschwindigkeit und der Fluggeschwindigkeit. Laut Deinem Diagramm steigt "mein" Segler mit der kleinen 13x8 UND mit der 18x8 mit ca. 40 km/h am besten - wobei wir ziemlich in der Nähe von DC gelandet sind.

Mit der 18x8 kann ich mit 35° optimal steigen, mit der 13x8 mit 27,5° - passt alles ja auch zu der Stromaufnahme, die bei gleicher Fluggeschwindigkeit ungefähr im entsprechenden Verhältnis grösser ist.

Die 35A Flugstrom passen auch zu den 40A Standstrom laut DC. Jetzt muss ich nur noch auf den Helios warten um zu sehen, ob ein 46cm-Regenschirm an der Nase auch zugeklappt werden kann oder ob ich etwas von der D-Boc abtragen muss

Danke nochmal

Bertram

 

[seagull1]

Grüezi Bertram,

freue mich dass Du meine Diagramme als „Autodidakt“ richtig interpretiert hast. Für mich ist die Erklärung mit dem „Pfupf“ nicht nur richtig sondern als Bodenseeanwohner auch sprachlich verständlich!.

Salü
Hartmut



@ Pat_93

Ich habe mal im DC verschieden Propeller im fraglichen Bereich durchprobiert, da sind schon beachtliche Sprünge in dem Standstrom zu sehen. Für mich liegt das zunächst daran, dass beim individuellen Propeller nicht immer drin ist was drauf steht (das deckt sich mit meinen Erfahrungen, man kann es auch an den N100-Werten in den veröffentlichen Tabellen sehen). Die Frage wäre, ist der 18*8 AeroCarbon falsch in der DC-Datenbank eingetragen oder ist nicht drin ist was drauf steht?.
Da ich plane mein eigenes Weihnachtsgeschenk exakt mit dem18*8 AeroCarbon auszurüsten Daher hat die Fragestellung schon eine gewisse Bedeutung!.

 

[Bertram Radelow]

Erfolg!

Erfolg!

Also heute war Erstflug:

- Modell Helios von Ostflieger.de, 2m-4K-Rippenfläche, 1340g Abfluggewicht (fliegt sehr gut so!)
- AXI 2820/08 (148 g)
- Jeti Advance plus 30A (ca. 50g)
- 14x9 Aeronaut CamCarbon an 42mm-Mittelstück.
- 2s1p LiFePO4 ("A123") 2300mAh (142 g)

Testlauf im Wintergarten: Aus dem Stromverbrauch errechnete 30A Standstrom, Dauerlauf bis Akku leer, keine Kühlung, Motor kalt, Akku kalt, Regler lauwarm. Und das wichtigste: der Regler stellt nicht vorzeitig wegen "Unterspannung" ab - der Motor läuft bis zum völligen Zusammenbruch der A123s (was denen nicht schadet, wenn man nicht übertreibt).

Heute erster Flug:
Es ist schon ungewöhnlich: Akku leer? Es schnurrt so leise, aber bläst doch ganz hübsch. Ab in die Luft. Im Horizontalflug bei Vollgas fliegt die Helios normal weiter und beschleunigt kaum. Sie wird aber auch nicht langsamer wenn man sie stiegen lässt! 30° sind endlos drin, Passagen mit 45° auch. Da ich eine separate Empfängerstromversorgung eingebaut habe kann ich den Antriebsakku gefahrlos leer fliegen. Nach über 6 Minuten Motorlaufzeit wird er endlich schwächer - enttäuschend , denn das bedeutet nur 20A Flugstrom. Bis zur Zwischenlandung lief der Quirl wegen fehlerhaft eingestellter Bremse leider mit (und bremste - aber wie!), aber auch so kam eine Gesamtflugzeit von gegen 25 Minuten ohne Aufwind zustande.

Fazit:
- die Latte ist fast zu klein, Drivecalc hat bei so verzerrten Auslegungen wohl noch etwas Mühe (es redete was von 55A Standstrom). Allerdings ist hier die Luftdichte nur 80% verglichen mit der auf Meereshöhe.
- Der Motor ist natürlich grob überdimensioniert bzw. der Regler unterdimensioniert, aber beide lagen noch in der Grabbelkiste herum
- diese Antriebskombination ist extrem leise und belastet die Komponenten praktisch nicht.
- Gegenüber Lipos sind die A123s extrem widerstandsfähig, kältefest und schnelladefähig. Bei 2 Zellen ist der Gewichtsnachteil nur sehr unbedeutend.
- Es ist kein Hotliner-Antrieb, aber ein durchaus kraftvoller Antrieb für "gemütliche" E-Segler mit 1000g bis 1500g. Es war heute sicher eine Gesamtsteigleistung von >1500 Höhenmeter, genaueres werden die ersten Flüge mit Log-Vario zeigen.
- Sicherheitshalber kein BEC für die RC-Einbauten (ich habe sogar eine Doppelstromversorgung mit 2 900mAh 2s1p-Lipos über Shottky-Dioden an einen kleinen getakteten Spannungsregler )
- der Antrieb wirkt deutlich stärker als lumpige 120 Watt. Der Wirkungsgrad ist wohl sehr hoch. Der Handstart ist völlig harmlos.

Also ein grüner Öko-Antrieb... Eigentlich wie mit Getriebe, bloss ohne Kaffeemühlengeräusch.

Verbesserungen:
a) zum Stärkeren hin: 60A Regler und irgendeine Gewaltslatte - 18x10 oder so. Der Motor kann 45A, die Akkus auch.
b) zum Leichteren hin: kleinerer Motor mit wenig Windungen. Evtl. gibt es da was in der Heli-Ecke.

Der Antrieb beeindruckt natürlich nicht so mit brachialem senkrechten Steigen, aber eher dadurch, dass man kaum glaubt, dass es geht: Flüsterleise mit 3000 U/min oder so bei scheinbar leerem Akku - aber denkste! Die extrem gute Spannungslage der A123s lässt einen auch bis ganz zum Schluss kein Nachlassen der Drehzahl bemerken.

Bertram

 

[seagull1]

Hallo Bertram,

auch ich kann mit meinen, von DriveCalc unabhängigen, Berechnungen Deine Ergnisse nicht nachvollziehen.

Vielleicht wird der Akku beim "windmilling" nachgeladen?

Gruß
Hartmut

 

[Bertram Radelow]

so, mal nicht geschätzt, sondern gemessen:



Bis auf den ersten Steigflug der nur suboptimal war (trimmen...) war das Steigen konstant 5,2m/sec, also 18km/h vertikale Komponente.

Insgesamt habe ich heute 1177m "erstiegen", das entspricht einer Energie von 4,3 Wh (Wattstunden) {Berechnung: Höhe[m] x Gewicht[N] ergibt Nm = Ws; /3600 = Wh}

Ich hatte 4:34 Motorlaufzeit und konnte 1916 mAh nachladen.
Das entspricht einem Durchschnittsflugstrom von 25,2 A und bei 6 V einer Leistung von 151 W. Gesamtenergie 274 sec * 151 W / 3600 = 11,5 Wh.

Der tatsächlich geflogene Wirkungsgrad über alles war also 37% - ich halte das für einen realistischen Wert. Die Drivecalc-Angaben und ähnliche halte ich nicht für erfliegbar, sondern für ähnlich ideelle Angaben wie ein minimales Sinken von 34 cm/sec.

Wenn ich den Akku völlig leer geflogen hätte (2100mAh), hätte ich 1290m Höhe erzielen können. Die reine Gleitzeit mit 62cm/sec wäre 34 Minuten gewesen, zusammen mit der Motorzeit wäre es also ein Flug von 40 Minuten gewesen.

Das finde ich gar nicht so verkehrt!

Bertram

 

[Bertram Radelow]

Nachtrag zum Wirkungsgrad

Nachtrag zum Wirkungsgrad

Die erwähnten 37% haben mir doch keine Ruhe gelassen. Sie wurden aus dem Gesamthöhengewinn des ganzen Fluges samt verkorkster Zwischenpassagen ermittelt - und sind deswegen etwas wenig.

Wie sieht es nun aus, wenn man vom gemessenen Steigen ausgeht?

Die Güte des gesamten Antriebs (mit dem hinten dran hängenden Modell) berechnet sich zu:

G = Leistung (W) / [ Gewicht (N) x Steigen (m/sec) ]

Da man statt Wsec (Wattsekunde) auch Nm (Newtonmeter) sagen kann, ist 1 W = 1 Nm/sec. Völlig praktisch sowas, denn dann kürzen sich alle Einheiten weg und G wird dimensionslos.

Beim heutigen Flug wäre also G = 151W / (13,15N x 5,2m/sec) = 2,21

Und das ist ... der Kehrwert des Wirkungsgrades. Wir haben also 1/2,21 = 0,45 = 45% totalen Wirkungsgrad gehabt - incl. Ladeverluste des Akkus, unsaubere Aerodynamik mit herausstehenden Schrauben, nicht optimalem Modell und einfach allem, was Leistung kostet.
_________________________________________________

Für diejenigen, die ihre Flüge mitloggen und ein kapazitätsmessendes Ladegerät haben: Mich würden ein paar Vergleichszahlen interessieren. Der Totalwirkungsgrad berechnet sich noch einfacher so:

Wirkungsgrad = 981 x Gewicht (in kg) x Steigen (in m/sec) / Leistung (in Watt = Strom(A) x Spannung (V)). Das Ergebnis ist dann direkt in Prozent.

Mit 2% Genauigkeit kann man auch: Gramm x Steigen / Watt rechnen, einfacher geht es kaum.

Wer nicht weiss wie er den Strom berechnen kann:
Strom (A) = Lademenge (mAh) *3,6 / Motorlaufzeit (sec)

Auf wieviel kommt ihr denn so?

Bertram

 

[Gast_56]

Wirkungsgrad = 981 x Gewicht (in kg) x Steigen (in m/sec) / Leistung (in Watt = Strom(A) x Spannung (V)). Das Ergebnis ist dann direkt in Prozent.

Auf wieviel kommt ihr denn so?

Bertram

Bist Du sicher, dass das alles so hinhaut?

Hotliner Ramazotti (1.6kg):
981 x 1.6kg x 23m/s / 550W = 65%

Thermiksegler BlueYorker:
981 x 3.6kg x 3.1m/s / 363W = 30%

Gruß
Heiko

 

[seagull1]

Hallo Bertram,

vielen Dank für Deine Messwerte. Für mich sind diese in sich konsistent.
[OT] Hast wohl heute keinen Fönsturm gehabt? [endOT]

Zum Wirkungdgrad: Deine Betrachtung halte ich absolut für richtig. Siehe auch Wirkungsgrad im Anhang!

Habe die Hepperle’sche Propellerphysik auf Deine Flug-Daten adaptiert, mit einer Luftdichte von 80% NN und einem wirklichen Propeller von 14*7.5 decken sich die Werte akzeptabel (siehe Anhang).
Meine Konklusion: der in DriveCalc aufgeführte 14*9 Aerocam 42 mm entspricht wohl eher eine realen 14*7.5. Das würde die Abweichungen von DriveCalc zur Realität erklären.

Gruß
Hartmut

 

[Bertram Radelow]

hi Heiko,

das ist doch alles prima:

Hotliner-Antrieb mit fast nichts hinten dran müsste sich dem "idealen" Wirkungsgrad annähern,

Segler-Antrieb mit Sandsack hintendran - klar. Was meinst Du wie der abginge wenn der Segler nur 300g wiegen würde!

Ich rede nicht vom Wirkungsgrad des Antriebsstranges alleine, sondern von dem des Antriebsstranges samt dem hinten dran hängenden Modell. Der BY müsste eigentlich sehr "sanft" steigen...

In erster Näherung könnte man sagen, die Differenz zwischen dem idealen Antriebswirkungsgrad (laut Drivecalc) und dem Gesamtwirkungsgrad ist eben das, was das Modell hintendran verhunzt Bei Deinem BY wird eben nur 30% der getankten Energie in Höhe umgewandelt. Unter Umständen würden sich - bei gleichem Akku! - die Flugzeiten mit einem kräftigeren Antrieb stark (50%) verlängern.

Aber die beiden Zahlen helfen mir schon sehr, ich hatte mir so etwas schon vorgestellt. Es zeigt mir aber, dass "mein" verkorkster 6V-Antrieb echt nicht schlecht da steht. Flieg mal mit einem 1,3kg schweren E-Segler mit einem 950er 3s1p-Lipo (das entspricht der heute verflogenen Energie) bei Windstille 40 Minuten lang.

Bertram

 

[Bertram Radelow]

Hallo Bertram,
[OT] Hast wohl heute keinen Fönsturm gehabt? [endOT]

Hallo Hartmut,

Föhn ist NICHT wie in der Schule mit Auf und Ab und Kondensation oder so, sondern ein starkes Gleiten verschiedener Luftschichten aufeinander. Will sagen: Im Tal war es windstill . Auf meinem Barogramm siehst Du aber, dass ich oberhalb von 150m öfter auf Steigen gestossen bin: Das war der Föhn, der etwa ab dieser Höhe anfing auf die Parsenn zu blasen. Um das auszufliegen ist die Helios aber zu klein - wir hatten eh white out Bedingungen. Ich bin aus dem Steigen immer weggeflogen, weil ich heute nicht so viel Zeit hatte und eigentlich nur Stromaufnahme und bestes Gleiten ermitteln wollte. Der erste "Sturzflug" im Diagramm war ein Orientierungsverlust in der Ferne, trotz kräftiger weisser Balken auf der Oberseite. Erst recht weit unten habe ich diese erkennen und die Helios wieder abfangen können.

Ich hatte für heute Nachmittag aber den Blade 1.5 geladen und wäre zum Parsenn-Höhenweg gefahren, wenn ich nicht von lauter Weicheiern und Ofenhockern umgeben gewesen wäre . Allein hatte ich keine Lust.

Ein andermal wieder

Bertram


edit:
Deine Grafiken passen perfekt!