Optimale Steigung
- Ersteller steve
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lastdownxxl
User
Hallo,
ich kann jedem die Seite vom Dr. Martin Hepperle empfehlen. Dort ist unter anderem ein Grafik mit dem Zusammenhang P/D²,
der Modellspeed und dem theoretischen Eta zu sehen. Ich verwende diese Grafik schon lange für die Auslegung meiner Elektrosegler.
Die Formel (5) berechne ich iterativ umgestellt nach dem Durchmesser mit einem TCL/Tk Script mit einem Abschlag für den
tatsächlichen Propellerwirkungsgrad.
'https://www.mh-aerotools.de/airfoils/'
Siehe auch im Link eine Beispielberechnung für senkrechtes Steigen.
Die Verhältnisse am Propeller mit dem Anstellwinkel Alpha und den anderen relevanten Parametern zeigt schon die folgende Grafik.
Quelle: https://www.aerodynamics4students.com/propulsion/blade-element-propeller-theory.php
Gruss
Micha
Zuletzt bearbeitet:
Wilf
User
Servus Steve,
... und es gibt die Zugwaage. Zugwaagen lügen nicht!
Für eine Fluggeschwindigkeit von schlappen 100 m/s verträgt die Luftschraube bei deinem Modell schon mehr Steigung.
Nie was anderes behauptet. 
Es bleibt deiner Kunst überlassen, die Luftschraube dahin zu bringen, dass sie "greift". Im Stand arbeitet sie nur als Widerstandsgenerator mit absolut unterirdischem Wirkungsgrad. Dem Video entnehme ich aber, dass du die nötigen 100 W Leistungsabgabe im Stand zusammen bringst um den Flieger zum Steigen zu bewegen.
RainerSeubert
User
Hallo,
ich kann jedem die Seite vom Dr. Martin Hepperle empfehlen. Dort ist unter anderem ein Grafik mit dem Zusammenhang P/D²,
der Modellspeed und dem theoretischen Eta zu sehen. Ich verwende diese Grafik schon lange für die Auslegung meiner Elektrosegler.
Die Formel (5) berechne ich iterativ umgestellt nach dem Durchmesser mit einem TCL/Tk Script mit einem Abschlag für den
tatsächlichen Propellerwirkungsgrad.
Anhang anzeigen 12661699
'https://www.mh-aerotools.de/airfoils/'
Siehe auch im Link eine Beispielberechnung für senkrechtes Steigen.
Die Verhältnisse am Propeller mit dem Anstellwinkel Alpha und den anderen relevanten Parametern zeigt schon die folgende Grafik.
Quelle: https://www.aerodynamics4students.com/propulsion/blade-element-propeller-theory.php
Gruss
Micha
Hallo Micha,
wenn du die Wirkungsgraddefinition mit cs (= Schubbeiwert), und den dann in Abhängigkeit von v für verschiedene Durchmesser und Leistungen nimmst, dann musst Du nicht iterieren! Ist einfach Impulssatz. Wenn Du für die verschiedenen nicht berücksichtigten Verluste einen "Gütegrad" von 0.85 - 0.9 ansetzt, dann wird das alles auch noch realistisch...
Mehr gern bei PN, das hier ist ja teilweise nur noch peinlich.
LG Rainer
steve
User
Hi,
also diese häufig vorgetragene Befürchtung, dass ab xy Steigung im Stand die Strömung abreißt und kein Schub erzeugt wird, kann ich definitiv nicht bestätigen.
An meinen Elysium nutze ich z.B. einen 5-Blatt-Prop mit hoher Steigung (13x27) und das Modell lässt sich bei Halbgas ohne Probleme aus der Hand starten. Die Beschleunigung ist natürlich nicht so rasant aber wenn eine gewisse Grundgeschwindigkeit erreicht wurde, geht es recht flott vorwärts und die Beschleunigung ist dann schon etwas spezieller.
Im Verein ist der Antrieb sehr beliebt, weil es kaum Geräusche gibt. Ein ausgesprochen leises Setup. Ist mehr so ein Rauschen, wie es von den großen Impellern bekannt ist.
Ein Bekannter nutzt Steigungen bis 39 am 5-Blatt-Prop und startet auch von Hand. Also, da ist noch Luft nach oben. Da ich diese Antriebe auch gerne als Druckantrieb z.B. beim Horten einsetze, die bei mir immer mit Flitsche gestartet werden, gibt es diese "Standschub" Anforderung auch nicht wirklich,
Mein Eindruck ist auch, dass sich diese Multi-Props hinsichtlich der effektiven Schubleistung wie mehr oder weniger quadratische Props verhalten - nur eben ohne das sägende Geräusch an den Blattspitzen bei den höheren Drehzahlen.
VG
also diese häufig vorgetragene Befürchtung, dass ab xy Steigung im Stand die Strömung abreißt und kein Schub erzeugt wird, kann ich definitiv nicht bestätigen.
An meinen Elysium nutze ich z.B. einen 5-Blatt-Prop mit hoher Steigung (13x27) und das Modell lässt sich bei Halbgas ohne Probleme aus der Hand starten. Die Beschleunigung ist natürlich nicht so rasant aber wenn eine gewisse Grundgeschwindigkeit erreicht wurde, geht es recht flott vorwärts und die Beschleunigung ist dann schon etwas spezieller.
Im Verein ist der Antrieb sehr beliebt, weil es kaum Geräusche gibt. Ein ausgesprochen leises Setup. Ist mehr so ein Rauschen, wie es von den großen Impellern bekannt ist.
Ein Bekannter nutzt Steigungen bis 39 am 5-Blatt-Prop und startet auch von Hand. Also, da ist noch Luft nach oben. Da ich diese Antriebe auch gerne als Druckantrieb z.B. beim Horten einsetze, die bei mir immer mit Flitsche gestartet werden, gibt es diese "Standschub" Anforderung auch nicht wirklich,
Mein Eindruck ist auch, dass sich diese Multi-Props hinsichtlich der effektiven Schubleistung wie mehr oder weniger quadratische Props verhalten - nur eben ohne das sägende Geräusch an den Blattspitzen bei den höheren Drehzahlen.
VG
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rc-volkslogger
User
Wo gibts denn diese schönen Spinner zu kaufen ?
Gruß Martin
Gruß Martin
Hallo Leute
Das Problem mit Strömmungsabriss bei Quadratischen Propellern und drüber hinaus gab es schon immer.
Zu Nic Cad Zeiten war das in F5b und Pylon bei den Bürstenmotoren oft sehr krass.
Endete oft mit Totalschaden beim Start (zu wenig schub)
Es wurde noch mit durchgeschalten Reglern oder Relai gestartet ,also Vollgas.
Die damaligen Regler hielten Teillast noch nicht aus bzw waren die Einschaltzeiten relativ lang.
Ich war damals einer der 1. der mit einen 2 Stufenschalter Experimentiert habe.
Ging zwar auch nicht immer gut aber besser als Vollgas.
Heute sind Stömmungsabrisse kein Thema mehr.
Durch langsameres Hochfahren (servoverzögerung, rampe programmieren,) hat man das im Griff
Heute fahre ich noch immer mit 2 Stufenschalter außer bei Motormodellen.
Der unterschied ist nur mit wie viel Leistung ich starte
das kann je nach Modell zwischen 30 -70% sein in der 1.Stufe.
Grüße Robert
Das Problem mit Strömmungsabriss bei Quadratischen Propellern und drüber hinaus gab es schon immer.
Zu Nic Cad Zeiten war das in F5b und Pylon bei den Bürstenmotoren oft sehr krass.
Endete oft mit Totalschaden beim Start (zu wenig schub)
Es wurde noch mit durchgeschalten Reglern oder Relai gestartet ,also Vollgas.
Die damaligen Regler hielten Teillast noch nicht aus bzw waren die Einschaltzeiten relativ lang.
Ich war damals einer der 1. der mit einen 2 Stufenschalter Experimentiert habe.
Ging zwar auch nicht immer gut aber besser als Vollgas.
Heute sind Stömmungsabrisse kein Thema mehr.
Durch langsameres Hochfahren (servoverzögerung, rampe programmieren,) hat man das im Griff
Heute fahre ich noch immer mit 2 Stufenschalter außer bei Motormodellen.
Der unterschied ist nur mit wie viel Leistung ich starte
das kann je nach Modell zwischen 30 -70% sein in der 1.Stufe.
Grüße Robert
Shark_PS
User
Moin,
Grob kann man sagen, dass bei einem Profil bei dem die Strömung anliegt, die einstehende Auftriebskraft zu 1/3 auf der Druckseite und zu 2/3 auf der Saugseite entstehen. Bei einem Strömungsabriss fällt somit die Kraft auf der Saugseite weg, also 2/3. Für ein Flugzeug mit einer "normalen" profilierten Tagflächen reicht dann natürlich die übrig gebliebene Auftriebskraft nicht um dieses in der Luft zu halten, aber komplett weg ist die auch nicht.
Es ist wie mit einer steil angestellten ebenen Platte die angeströmt bzw. durch die Luft bewegt wird. Die leitet immer noch Luft in die entsprechende Richtung ab und erfährt entsprechend eine Kraft.
Und genau so ist das auch mit den Steilen Propellern im Stand bzw. sehr niedrigen Fluggeschwindigkeiten. Selbst im Zustand mit abgerissener Strömung am Profil liefern die noch Schub, der aber deutlich unter dem liegt, was mit anliegender Strömung am Profil möglich wäre. Kann man nun trotzdem, aufgrund von größerem Durchmesser oder höherer Blattanzahl, den Schub auf das Niveau anheben, dass das Modell für diese geringen Fluggeschwindigkeiten benötigt, so kann man auch sicher starten.
Der Zustand / Situation mit steigender Fluggeschwindigkeit bei der man dann merkt der Propeller fängt an zu greifen, ist dann der Zeitpunkt bei dem die Strömung sich am Propellerblattprofil wieder anfängt sich anzulegen, mit den entsprechenden positiven Folgen. Damit der Propeller möglichst früh wieder anfängt zu "greifen" darf dessen Drehzahl am Anfang nicht zu hoch sein, aber dennoch so hoch das der erforderliche Anfangsschub erreicht wird.
Wie man sieht ist das alles logisch zu erklären und kein Hexenwerk.
Sicherlich ist dem ein oder anderen das Video bekannt:
Wie man der Videobeschreibung entnehmen kann, hat der Propeller mit einem P/D Verhältnis von ca. 3,4, was noch mal deutlich höher ist, als das bis hierher diskutierte. Ich finde es sehr beeindruckend mit was für einer anscheinenden Leichtigkeit das Modell mit diesem Propeller gestartet und in die Luft gebracht wird. Mit einem Zweiblatt wäre das bei dem Durchmesser und Steigung nicht gegangen.
ich finde es faszinierend zu lesen (ganz wertfrei gemeint), dass anscheinend im Stand kein Strömungsabriss vorliegen soll, um dann im nächsten Satz die entsprechenden Konsequenzen bzw. Phänomene, die aus einem Strömungsabriss am Propeller entstehen, beschrieben zu bekommen.
Grob kann man sagen, dass bei einem Profil bei dem die Strömung anliegt, die einstehende Auftriebskraft zu 1/3 auf der Druckseite und zu 2/3 auf der Saugseite entstehen. Bei einem Strömungsabriss fällt somit die Kraft auf der Saugseite weg, also 2/3. Für ein Flugzeug mit einer "normalen" profilierten Tagflächen reicht dann natürlich die übrig gebliebene Auftriebskraft nicht um dieses in der Luft zu halten, aber komplett weg ist die auch nicht.
Es ist wie mit einer steil angestellten ebenen Platte die angeströmt bzw. durch die Luft bewegt wird. Die leitet immer noch Luft in die entsprechende Richtung ab und erfährt entsprechend eine Kraft.
Und genau so ist das auch mit den Steilen Propellern im Stand bzw. sehr niedrigen Fluggeschwindigkeiten. Selbst im Zustand mit abgerissener Strömung am Profil liefern die noch Schub, der aber deutlich unter dem liegt, was mit anliegender Strömung am Profil möglich wäre. Kann man nun trotzdem, aufgrund von größerem Durchmesser oder höherer Blattanzahl, den Schub auf das Niveau anheben, dass das Modell für diese geringen Fluggeschwindigkeiten benötigt, so kann man auch sicher starten.
Der Zustand / Situation mit steigender Fluggeschwindigkeit bei der man dann merkt der Propeller fängt an zu greifen, ist dann der Zeitpunkt bei dem die Strömung sich am Propellerblattprofil wieder anfängt sich anzulegen, mit den entsprechenden positiven Folgen. Damit der Propeller möglichst früh wieder anfängt zu "greifen" darf dessen Drehzahl am Anfang nicht zu hoch sein, aber dennoch so hoch das der erforderliche Anfangsschub erreicht wird.
Wie man sieht ist das alles logisch zu erklären und kein Hexenwerk.
Sicherlich ist dem ein oder anderen das Video bekannt:
Wie man der Videobeschreibung entnehmen kann, hat der Propeller mit einem P/D Verhältnis von ca. 3,4, was noch mal deutlich höher ist, als das bis hierher diskutierte. Ich finde es sehr beeindruckend mit was für einer anscheinenden Leichtigkeit das Modell mit diesem Propeller gestartet und in die Luft gebracht wird. Mit einem Zweiblatt wäre das bei dem Durchmesser und Steigung nicht gegangen.
steve
User
Also, wenn die semantisch und logisch korrekte Interpretation schon Probleme bereitet, braucht man die technische Diskussion eigentlich nicht vertiefen - das meine ich jetzt auch ganz wertfrei, auch wenn es genauso wertend rüber kommt, wie Dein Beitrag.
Es ist nun mal eine physikalische Realität, dass mit diesen Props die Auslegungsgeschwindigkeit erreicht werden kann...und gestartet werden können sie auch, so ganz ohne Verstellprop etc.
Die eigentliche Frage, wo denn nun bei der Steigung ein Optimum ist, bleibt aber noch offen. Aber vielleicht habe ich ja auch die Frage falsch formuliert. Deshalb in evtl. etwas vertrauterer Form als Multiple Choice:
Darf die optimale Steigung eher bei den oben vorgeführte 41,5 Zoll liegen?
Bei 50 Zoll?
Bei 60Zoll?
Über 60Zoll?
Zu dem 41,5Zoll-Prop aus dem Video - der entsprechende Motor erhielt eine spezielle Beblechung, damit er auch bei den niedrigen Drehzahlen die notwendige Leistung abgeben kann. Ich würde da eher Getriebe-Setups einsetzen, die nochmal die Ausgangsdrehzahl senken können. Macht aber nur Sinn, wenn die Steigung erhöht wird. Deshalb die ganze Fragerei.
VG
Shark_PS
User
Hi Steve,
Optimal kann vieles sein und für jeden anders. Das sieht man ja an den diversen Antworten. Erst bei einem konkreten Optimierungsziel für eine konkrete Anwendung kann man auch technisch sinnvoll Diskutieren und zu einer zufriedenstellende Antwort kommen für alle Beteiligten.
die Frage ist nicht falsch formuliert. Sie ist einfach zu ungenau, nicht eindeutig genug (das rifft auch für mein Empfinden auch auf die ein oder andere Formulierung / Erklärung / Darstellung zu) und lässt zu viel Spielraum für Interpretation und notwendige Annahmen um eine konkrete Antwort geben zu können. Das ging schon im Ausgangspost los und mit der Multiple Choice Form ist es auch nicht besser geworden.
Optimal kann vieles sein und für jeden anders. Das sieht man ja an den diversen Antworten. Erst bei einem konkreten Optimierungsziel für eine konkrete Anwendung kann man auch technisch sinnvoll Diskutieren und zu einer zufriedenstellende Antwort kommen für alle Beteiligten.
GC
User
Die Frage nach optimaler Steigung in Bezug auf den Wirkungsgrad unterstellt, dass der Durchmesser als gegeben feststeht, sonst müsste man fragen: Wie sieht der optimale Propeller aus?
Aber auch diese Fragestellung halte ich für unzureichend, denn die Problematik müsste heißen :
Wie sieht der optimale Propeller für ein vorgegebenes Flugzeug in Bezug auf maximalen Wirkungsgrad für einen gewünschten Verwendungszweck (Speed, geringste Leistung etc.) aus? Und noch eine Ergänzung: Ist die Drehzahl bei dieser Betrachtung frei wählbar oder ebenfalls vorgegeben?
Weiterhin ist es fraglich ob ein Maximum überhaupt existiert oder ist es z.B. so, dass bei langsamen Flugzeugen heißen könnte: Je größer der Durchmesser, desto besser.
Aber auch diese Fragestellung halte ich für unzureichend, denn die Problematik müsste heißen :
Wie sieht der optimale Propeller für ein vorgegebenes Flugzeug in Bezug auf maximalen Wirkungsgrad für einen gewünschten Verwendungszweck (Speed, geringste Leistung etc.) aus? Und noch eine Ergänzung: Ist die Drehzahl bei dieser Betrachtung frei wählbar oder ebenfalls vorgegeben?
Weiterhin ist es fraglich ob ein Maximum überhaupt existiert oder ist es z.B. so, dass bei langsamen Flugzeugen heißen könnte: Je größer der Durchmesser, desto besser.
steve
User
Ja....hm...ok - mehr Angaben zu den Einsatzzweck sind hilfreich und verhindern scheinbare Nebenaspekte, die aus der jeweiligen Perspektive eben doch relevant sind.
Also nehmen wir mal ein Modell an, an dem diese Werte am 5-Blatt-Prop geloggt wurden bzw. geschätzt werden:
So, die Prop-Drehzahl ist bei diesem Antrieb auch die Motordrehzahl – das ist für den Motor/Steller nicht so optimal. Jetzt soll/wird ein 4:1 Getriebe eingesetzt. Damit kann der Motor mit 20-30k betrieben werden, was ihn sehr entlastet – Prop-Drehzahl dann 5.000 -7.500rpm.
Es wären auch noch größere Untersetzungen möglich – mit einem gegenläufigen Getriebe-Setup ginge auch 8:1
Das klappt bei diesen Untersetzungen/Getriebeausgangsdrehzahlen aber nur, wenn die Steigung rauf geht – und nicht nur so ein bisschen. Schon bei 4:1 wäre es eine Verdopplung der Steigung – oder ich lasse der Motor höher drehen aber da gibt es mechanische Grenzen/Limits, auch beim Getriebe.
Wobei ich mich gerade an die 12.500rpm am Getriebeausgang heran arbeite.
Also nehmen wir mal ein Modell an, an dem diese Werte am 5-Blatt-Prop geloggt wurden bzw. geschätzt werden:
| Durchmesser | Steigung | Drehzahl | S | A | Speed | ||
| | empirische Werte (geschätzte Werte) | |||||
| 13 | 27 | 7.600 | | | 315 | ||
| 12 | 24 | 10.300 | 10 | 100 | (330) | ||
| 12 | 24 | 11.000 | 11 | 100 | 386 | ||
| 12 | 24 | 14.000 | 14 | ? | (491) | ||
| 13 | 27 | 8.500 | 8 | 75 | 318 | ||
| 13 | 27 | 9.280 | 9 | 95 | 340 | ||
| 13 | 27 | 11.300 | 11 | 110 | 410 | ||
| 13 | 27 | 12.300 | 12 | 130 | (447) | ||
| 13 | 27 | 14.380 | 14 | 170 | (521) | ||
| 12 | 24 | 12.500 | 12 | | (438) | ||
| 13 | 27 | 12.500 | 12 | | (492) |
So, die Prop-Drehzahl ist bei diesem Antrieb auch die Motordrehzahl – das ist für den Motor/Steller nicht so optimal. Jetzt soll/wird ein 4:1 Getriebe eingesetzt. Damit kann der Motor mit 20-30k betrieben werden, was ihn sehr entlastet – Prop-Drehzahl dann 5.000 -7.500rpm.
Es wären auch noch größere Untersetzungen möglich – mit einem gegenläufigen Getriebe-Setup ginge auch 8:1
Das klappt bei diesen Untersetzungen/Getriebeausgangsdrehzahlen aber nur, wenn die Steigung rauf geht – und nicht nur so ein bisschen. Schon bei 4:1 wäre es eine Verdopplung der Steigung – oder ich lasse der Motor höher drehen aber da gibt es mechanische Grenzen/Limits, auch beim Getriebe.
Wobei ich mich gerade an die 12.500rpm am Getriebeausgang heran arbeite.
RainerSeubert
User
Hallo Steve,
um die erfordrliche Steigung zumindest näherungsweise abzuschätzen, kannst Du dir doch die Geschwindigkeitsdreiecke aus Umfangs- und Fluggeschwindigkeit aufzeichnen. Schau Dir dazu die Skizzen an, die Du in jeder Abhandlung über Blattelementtheorie findest.
Wenn Du dann die Steigung bzgl. Blattunterseite nimmst, solltest Du folgende Effekte im Hinterkopf haben: du musst den induzierten Anstellwinkel abziehen und du musst den Winkel bzgl. alpha_0 vom Profil addieren. Beide sind in der gleichen Größenordnung, somit hast du Glück und läßt sie einfach weg.
Da der Profilschnitt aber Auftrieb (umgewandelt in Schub) liefern soll, brauchst du einen höheren Blattwinkel. Soll der Propeller beim besten Wirkungsgrad arbeiten, dann muß das Profil im besten Gleiten arbeiten, also so bei ~5°. Die musst du addieren.
Wieviel Schub du brauchst, hängt am Gesamtwiderstand des Fliegers im Auslegungspunkt.
Das ist halt alles auch nichts Konkretes, besser wäre folgendes:
Widerstand vom Flieger rechnen. Ist ja "nur" ein, Flügel, also Reibungswiderstand über turbulente Platte, Druckwiderstand über Profildicke, evtl. Rumpfanteil über Spindelkörper, evtl. 1.02 für Interferrenzwiderstand und induzierten Widerstand für die Glockenkurve (aber ca ist ja klein).
Propeller nachrechnen z.B. mit Xrotor von Drela, die Profie (hast du ja im CAD) mit Xfoil Re-Zahl und Mach-Zahl adaptiert und sinngemäß in Xrotor modellieren! Wenn die Analyse passt,von da aus weiteroptimieren! Der Auslegungspunkt ist klar: max. Speed! Und in die Luft kommt das Ding schon irgendwie!
Ist halt alles Sch... viel Arbeit...
Apropos Mach-Zahl: mit den 14S wäre ich vorsichtig, da ist die Blattspitzenmachzahl (0.8 - 0.85) im transonischen Bereich! Außer Du schaffst es, ein 6%iges Profil an der Blattspitze sauber zu realisieren. Pfeilung hast du da ja schon drin, das entschärft die Sache. Und die größere Außentiefe entschärft das Dickenproblem und tauscht ca gegen Tiefe. Ist wie am Flügel. Die optimale Zirkulatiosverteilung erreichst du über den örtlichen Blattwinkel in Kombination mit der örtlichen Tiefe
Wahrscheinlich kommen jetzt wieder ein ganzer Haufen Leute, die das besser wissen. Ich habe das auf alle Fälle schon mal gemacht, für ein F3A Modell. Flieger gerechnet, Verbrenner gemessen, Propeller gerechnet und alles zusammengebastelt... Ja, und dann auch geflogen, und das garnicht mal schlecht!
Evtl. hilt es ja ein bißchen,
Rainer
um die erfordrliche Steigung zumindest näherungsweise abzuschätzen, kannst Du dir doch die Geschwindigkeitsdreiecke aus Umfangs- und Fluggeschwindigkeit aufzeichnen. Schau Dir dazu die Skizzen an, die Du in jeder Abhandlung über Blattelementtheorie findest.
Wenn Du dann die Steigung bzgl. Blattunterseite nimmst, solltest Du folgende Effekte im Hinterkopf haben: du musst den induzierten Anstellwinkel abziehen und du musst den Winkel bzgl. alpha_0 vom Profil addieren. Beide sind in der gleichen Größenordnung, somit hast du Glück und läßt sie einfach weg.
Da der Profilschnitt aber Auftrieb (umgewandelt in Schub) liefern soll, brauchst du einen höheren Blattwinkel. Soll der Propeller beim besten Wirkungsgrad arbeiten, dann muß das Profil im besten Gleiten arbeiten, also so bei ~5°. Die musst du addieren.
Wieviel Schub du brauchst, hängt am Gesamtwiderstand des Fliegers im Auslegungspunkt.
Das ist halt alles auch nichts Konkretes, besser wäre folgendes:
Widerstand vom Flieger rechnen. Ist ja "nur" ein, Flügel, also Reibungswiderstand über turbulente Platte, Druckwiderstand über Profildicke, evtl. Rumpfanteil über Spindelkörper, evtl. 1.02 für Interferrenzwiderstand und induzierten Widerstand für die Glockenkurve (aber ca ist ja klein).
Propeller nachrechnen z.B. mit Xrotor von Drela, die Profie (hast du ja im CAD) mit Xfoil Re-Zahl und Mach-Zahl adaptiert und sinngemäß in Xrotor modellieren! Wenn die Analyse passt,von da aus weiteroptimieren! Der Auslegungspunkt ist klar: max. Speed! Und in die Luft kommt das Ding schon irgendwie!
Ist halt alles Sch... viel Arbeit...
Apropos Mach-Zahl: mit den 14S wäre ich vorsichtig, da ist die Blattspitzenmachzahl (0.8 - 0.85) im transonischen Bereich! Außer Du schaffst es, ein 6%iges Profil an der Blattspitze sauber zu realisieren. Pfeilung hast du da ja schon drin, das entschärft die Sache. Und die größere Außentiefe entschärft das Dickenproblem und tauscht ca gegen Tiefe. Ist wie am Flügel. Die optimale Zirkulatiosverteilung erreichst du über den örtlichen Blattwinkel in Kombination mit der örtlichen Tiefe
Wahrscheinlich kommen jetzt wieder ein ganzer Haufen Leute, die das besser wissen. Ich habe das auf alle Fälle schon mal gemacht, für ein F3A Modell. Flieger gerechnet, Verbrenner gemessen, Propeller gerechnet und alles zusammengebastelt... Ja, und dann auch geflogen, und das garnicht mal schlecht!
Evtl. hilt es ja ein bißchen,
Rainer
Zuletzt bearbeitet:
Shark_PS
User
Moin zusammen,
Wenn ich jetzt mit den zusätzlichen empirischen / gemessenen Daten und den hier im Thread gegebenen Informationen den Propeller (13*27) bewerten sollte, hinsichtlich bester Umsetzung von mechanischer Leistung in Vortriebsleistung, ist dieser sehr nah am Optimum dran. Wie gut der Rest des Antriebs ist kann ich nicht beurteilen. Hat man einen effizient arbeitenden Propeller ist es erstmal ein probates Mittel die Drehzahl zu erhöhen soweit dieses im Rahmen der technischen, mechanischen und physikalischen Grenzen möglich ist. An der Performance des Propeller ändert sich dabei nichts, da er im gleichen Betriebspunkt in Bezug auf den Fortschrittsgrad arbeitet. Die Geschwindigkeit steigt dabei linear mit der Drehzahl, der Widerstand dann quadratisch mit der Geschwindigkeit und somit der Drehzahl. Der Propellerschub erhöht sich ebenfalls mit dem Quadrat der Drehzahl und damit ist das System wieder im Gleichgewicht.
Das heißt jetzt nicht, dass Propeller mit sehr hohen Steigungsverhältnissen nicht funktionieren und auch ans Ziel führen können, wie man hier an den Beispielen sehen kann. Dann aber mit Wirkungsgradverlusten bei der Leistungsumwandlung. Ggf. kann das durch einen Antrieb mit Getriebe, der dann einen besseren Wirkungsgrad hat, kompensiert werden. Das scheint ja auch ein Thema zu sein.
Dann soll es das auch von meiner Seite aus hier gewesen sein. Wünsche viel Erfolg bei der Umsetzung und Erprobung.
das sehe ich auch so ! Das Thema ist halt nicht trivial, da man mehrere Faktoren unter einen Hut bekommen muss. Da brauch es halt die ein oder anderer Iterationsschleife mit entsprechenden Tests / Messungen zu Verifikation.
Wenn ich jetzt mit den zusätzlichen empirischen / gemessenen Daten und den hier im Thread gegebenen Informationen den Propeller (13*27) bewerten sollte, hinsichtlich bester Umsetzung von mechanischer Leistung in Vortriebsleistung, ist dieser sehr nah am Optimum dran. Wie gut der Rest des Antriebs ist kann ich nicht beurteilen. Hat man einen effizient arbeitenden Propeller ist es erstmal ein probates Mittel die Drehzahl zu erhöhen soweit dieses im Rahmen der technischen, mechanischen und physikalischen Grenzen möglich ist. An der Performance des Propeller ändert sich dabei nichts, da er im gleichen Betriebspunkt in Bezug auf den Fortschrittsgrad arbeitet. Die Geschwindigkeit steigt dabei linear mit der Drehzahl, der Widerstand dann quadratisch mit der Geschwindigkeit und somit der Drehzahl. Der Propellerschub erhöht sich ebenfalls mit dem Quadrat der Drehzahl und damit ist das System wieder im Gleichgewicht.
Das heißt jetzt nicht, dass Propeller mit sehr hohen Steigungsverhältnissen nicht funktionieren und auch ans Ziel führen können, wie man hier an den Beispielen sehen kann. Dann aber mit Wirkungsgradverlusten bei der Leistungsumwandlung. Ggf. kann das durch einen Antrieb mit Getriebe, der dann einen besseren Wirkungsgrad hat, kompensiert werden. Das scheint ja auch ein Thema zu sein.
Dann soll es das auch von meiner Seite aus hier gewesen sein. Wünsche viel Erfolg bei der Umsetzung und Erprobung.
steve
User
Hallo Patrick,
beim Speedflug aber auch ganz allgemein, wenn mit mehr Leistung geflogen wird, kommt man schnell mal mit den Blattspitzen in den Schallbereich. Dann wird es sehr laut und es soll wohl auch den Wirkungsgrad einbremsen. Versuche mit den sehr dünnen APC-Speed-Props zeigten, dass die Leistung durchaus überzeugen kann, auch im Schallbereich aber der Lärm ist schon speziell. Deshalb wird in der Regel der Weg über Drehzahlreduktion und Steigungserhöhung gegangen, zumindest in der Auslegung. Erste Stufe ist da meist der Wechsel von 2 auf 3 Blatt. Wenn dann alles passt, ist so eine Drehzahlerhöhung hier und da dann doch der einfachste Weg - zumindest innerhalb gewisser Grenzen.
Je mehr Blätter aber genutzt werden und desto geringer die Auslegungsdrehzahl, desto weiter ist man bei den Blattspitzen vom Schallbereich entfernt, alles wird leiser und auch im Verein wird es versöhnlicher. Der Wirkungsgrad scheint mit der Steigung auch günstiger zu werden aber es wird auch immer schwieriger, den Punkt zu treffen. Beim Speedflug kann man dann allerdings im Log gut sehen, ob der Flieger am Ende der Beschleunigungsstrecke sein Optimum erreich hat oder mehr Anflughöhe noch mehr Speed ermöglichen würde - dann baut sich meist auch in der Strecke der Speed sehr früh ab. Dann fehlt der Schub, bzw. die Steigung ist zu groß, die Leistung zu gering etc. Wird in der Beschleunigungsstrecke der max. Speed sehr früh erreicht, ist zu viel Schub da, die Steigung könnte etwas größer gewählt werden. Da hat man dann Leistung liegen lassen. Ist jetzt stark idealisiert aber so in etwas läuft es mit der Abstimmung.
VG
beim Speedflug aber auch ganz allgemein, wenn mit mehr Leistung geflogen wird, kommt man schnell mal mit den Blattspitzen in den Schallbereich. Dann wird es sehr laut und es soll wohl auch den Wirkungsgrad einbremsen. Versuche mit den sehr dünnen APC-Speed-Props zeigten, dass die Leistung durchaus überzeugen kann, auch im Schallbereich aber der Lärm ist schon speziell. Deshalb wird in der Regel der Weg über Drehzahlreduktion und Steigungserhöhung gegangen, zumindest in der Auslegung. Erste Stufe ist da meist der Wechsel von 2 auf 3 Blatt. Wenn dann alles passt, ist so eine Drehzahlerhöhung hier und da dann doch der einfachste Weg - zumindest innerhalb gewisser Grenzen.
Je mehr Blätter aber genutzt werden und desto geringer die Auslegungsdrehzahl, desto weiter ist man bei den Blattspitzen vom Schallbereich entfernt, alles wird leiser und auch im Verein wird es versöhnlicher. Der Wirkungsgrad scheint mit der Steigung auch günstiger zu werden aber es wird auch immer schwieriger, den Punkt zu treffen. Beim Speedflug kann man dann allerdings im Log gut sehen, ob der Flieger am Ende der Beschleunigungsstrecke sein Optimum erreich hat oder mehr Anflughöhe noch mehr Speed ermöglichen würde - dann baut sich meist auch in der Strecke der Speed sehr früh ab. Dann fehlt der Schub, bzw. die Steigung ist zu groß, die Leistung zu gering etc. Wird in der Beschleunigungsstrecke der max. Speed sehr früh erreicht, ist zu viel Schub da, die Steigung könnte etwas größer gewählt werden. Da hat man dann Leistung liegen lassen. Ist jetzt stark idealisiert aber so in etwas läuft es mit der Abstimmung.
VG
Window
User
Unterschiedliche Anflughöhen erfordern jeweils unterschiedliche Luftschraubenkonfiguration bzgl des jeweiligen Leistungsoptimum in einer definierten Messtrecke . Ein „intelligenter“ , kybernetisch programmierter Verstellpropeller könnte in der jeweiligen Situation unter Berücksichtigung der Einflussparameter die jeweils optimale Leistung erzielen - theoretisch - viel Erfolg , Claus
