RotoMax 150cc

[steve]

Hallo Matthias,
es wird wieder auf 14s 10.000mAh hinauslaufen. Die Zellen habe ich noch und sie bieten sich an. Als Steller würde ich schon gern den Tribunus verwenden. Ein Aktueller YGE ist ist im Zulauf - der sollte dann auch die oberen Strombelastungen gut verarbeiten können.
Bei der weiteren Erprobung beginne ich eigentlich immer mit vergleichsweise "sparsamen" Setups wie z.B. der Fiala 21x16. Die zog im Stand 80A was im Flug dann für gut 6 Minuten Vollgas reichen sollte. Der Strom geht im Flug noch zurück - da sollte dann auch eine ausreichende Reserve bleiben.

VG

 

[Filzi]

Hi Steve,

vielen Dank. Na da bin ich mal auf deine weiteren Berichte bzw. dann zukünftigen Flugerfahrungen gespannt.

lg Matthias

 

[steve]

Hallo,
nach einem endlosen hin und her ...und einigen anderen Baustellen, kam jetzt der Roto in die Flugerprobung auf der großen Nemesis.

So ist er aktuell eingebaut:

Der Rüssel versorgt den Steller mit Kühlluft. So konnten die Kabel schön kurz gehalten werden. Leider klappte es beim heutige Flug mit der Telemetrie nicht so wie gewünscht...irgendwas ist ja immer.

Um bei den ganzen Belastungen auf Nummer Sicher zu gehen, wurde der kleineste Prop genutzt: Fiala-E 18x18.

Damit fliegt die Nemesis bereits recht flott und kann auch durchgehend mit Vollgas bewegt werden... könnte man so lassen. Durchflüge sind auch ok.

Die nächsten Tage gibt es dann auch konkrete Daten.

VG

 

[steve]

Hier noch ein Pic vom Prüfstand...war gerade Feierabendstimmung

 

[steve]

Hallo,
heute konnte ich mal loggen. Drehzahl fehlt noch, steht aber auf der to-do Liste. Eigentlich sollte der Tribunus auch alles aufzeichnen aber das übersteigt wohl meine Möglichkeiten. Deshalb habe ich kurzerhand einen E-sense eingeschleift. Wie dem auch sei...hier mal ein Log vom Flug mit einer 21x16 Fiala-E. ganz rechts ist noch der Log einer 19x18 Fiala-E im Stand. Als Lipos habe ich 14s 10.000mAh Quantum eingesetzt. Damit sind bei der 21x16 locker 10 Minuten Flugzeit möglich. Mit der 19x18 sollten die 10 Minuten auch mit mehr Vollgas-Passagen möglich sein.

VG

 

[steve]

Hallo,
habe am Wochenende mal etwas experimentiert. Mich hat ja doch der Vergleich zwischen dicken AL und leichten AL mit Getriebe keine Ruhe gelassen. Deshalb habe ich mir einen Getriebeantrieb zusammengestellt und mit dem RotoMax150cc verglichen.
Beim Getriebeantrieb handelt es ich um einen 1,37:1 untersetzten Scorpion 4540 400kv. Das Getriebe nutzt Zahnriemen (15mm) und ist ein Eigenbau. Ich hab es für kleines Geld hier in der Börse bekommen - besten Dank noch mal auf diesen Weg für das kleine Schmuckstück

Für den Vergleich habe ich jeweils die Fiala 20x20 E-Prop genommen. Beide Antriebe habe ich dann mal langsam, bzw. in Stufen bis ca. 6500rpm hochdrehen lassen. Auf dem Log habe ich dann die beiden Diagramme für Drehzahl und Leistungsaufnahme übereinander gelegt, bzw. nebeneinander gestellt. Die 6500 stellen die Drehzahl des RotoMax mit 12s dar und wurden deshalb als Referenz gewählt.

Was ich jetzt ziemlich interessant finde: Beide Antriebe haben bei den jeweiligen Drehzahlen sehr ähnliche Leistungsaufnahmen. Ich werde den Versuch noch mal wiederholen, wenn ich das Getriebe auf eine Untersetzung von 2,6:1 umgebaut habe. Das passt dann besser zu dem 150kv des RotoMax150cc und den 400kv des Scorpion4540.

VG

 

[pierre_mousel]

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Was ich jetzt ziemlich interessant finde: Beide Antriebe haben bei den jeweiligen Drehzahlen sehr ähnliche Leistungsaufnahmen. Ich werde den Versuch noch mal wiederholen, wenn ich das Getriebe auf eine Untersetzung von 2,6:1 umgebaut habe. Das passt dann besser zu dem 150kv des RotoMax150cc und den 400kv des Scorpion4540.

VG

Hallo Steve,

Ist doch irgendwie normal !
Leistung braucht der Propeller um den Luftwiderstand zu überwinden, und die ist in beiden Konfigurationen gleich bei gleicher Drehzahl.
Das sind dann Feinheiten die den Unterschied machen, wie Wirkungsgrad, Anpassung, Optimierter Arbeitsbereich etc.

 

[steve]

Hallo Pierre,
diese "Feinheiten" produzieren in der Regel allerdings ziemlich große Unterschiede und die Vergleiche, die ich finden konnte, sind entweder sehr theoretisch/hypothetisch oder es fehlt eine vergleichbare Größenordnung. Das sind zwar optimale Voraussetzungen für Diskussionen aber wenig hilfreich, wenn Konzepte weiterentwickelt werden sollen/wollen.

Der Fairness halber soll nicht unerwähnt bleiben, dass die Leistungsaufnahme der Props ja exponentiell steigt. Oben herum können 100-200rpm mehr oder weniger schon sehr viel ausmachen - insbesondere bei den niedrig drehenden Props, die um die 5.000 - 8.000rpm arbeiten. Da muss man für den Vergleich dann in die Datengruppen eintauchen. Das lässt sich aus dem Diagramm eigentlich nicht mehr sauber ablesen.
Das wäre dann der nächste Schritt.

VG

 

[lastdownxxl]

Der Fairness halber soll nicht unerwähnt bleiben, dass die Leistungsaufnahme der Props ja exponentiell steigt. Oben herum können 100-200rpm mehr oder weniger schon sehr viel ausmachen - insbesondere bei den niedrig drehenden Props, die um die 5.000 - 8.000rpm arbeiten.

Hallo Steve,

ein Unterschied von 100 rpm macht 161 Watt an Wellenleistung in meinem Propellerprogramm aus. Bei 200 rpm sind es 326 Watt. Bedenkt man die Messgenauigkeiten, Luftdruckschwankungen über den Tag, Einfluß der Versorgungsspannung, dann kann man m. E. so fast keinen Unterschied zwischen beiden Antrieben herauslesen. Natürlich kann das n100 vom Fiala 20x20 E-Prop um einige Prozent von meinem Propellerprogramm abweichen, ändert jedoch nicht viel am Ergebnis.

Gruss
Micha

 

[steve]

Hallo Micha,
evtl. verstehe ich da etwas nicht aber möchtest Du andeuten, dass die 20x20 APC-E für 6600rpm einen Power-Input von 3578W benötigt?
VG

 

[lastdownxxl]

Hallo Steve,

mein Programm berechnet aufgrund des Ratios H/D den Leistungsbeiwert Cp vom Propeller. Über den Durchmesser, Drehzahl
und Luftdichte Standard ISA wird dann die Aufnahmeleistung berechnet.

Berechnet hab ich die Geradengleichung Cpf aus den n100-Werten der APC E Propeller gegeben im folgenden Link.

https://www.apcprop.com/files/PER2_N100.DAT

Eine APC 20x20 E gibt es leider nicht, mein Programm berechnet den n100 Wert mit Hilfe der Geradengleichung Cpf.

Eine APC 20x18 hat ein n100 von 2181 rpm.
Da die Steigung linear in die Leistungsaufnahme geht, wäre das n100 einer 20x20 entsprechend niedriger.

Die Leistungsaufnahme einer APC 20x20 würde daher tatsächlich 3578 W @ 6600 rpm betragen. Mein Verfahren der Propellerberechnung beruht übrigens auf dem Helmut Schenk.

Der Standschub von Propellern und Rotoren

Der Standschub von Propellern und Rotoren Helmut Schenk Erstveröffentlichung 2002 Vorwort Der Standschub von Propellern und Rotoren ist von besonderer Bedeutung. Markantestes Beispiel ist der Rotor von Hubschraubern, dessen Schub im Schwebeflug das Gewicht des Helis zu tragen hat. Fast...

www.rc-network.de

Gruss
Micha

 

[steve]

Hast Du Deine Daten mal empirisch überprüft? Die Theorie scheint mir etwas weit von der Empirie entfernt zu liegen. Da wird es mit Prognosen schwierig.

 

[lastdownxxl]

Hallo Steve,

die n100-Werte der APC Propeller stammen vom Hersteller APC und sind berechnet.
Diese Berechnungen wurden vom Hersteller mit 74 Testfällen verglichen und die berechneten Mittelwerte stimmen recht gut überein.
Allerdings liegt die Streuung um den Mittelwert liegt im Allgemeinen in der Größenordnung von etwa 10 %.

Die Daten entsprechen auch weitgehend Windkanalmessungen der University of Illinois, Department of Aerospace Engineering.
Auch die University of Illinois verwendet die selbe Propellertheorie, sie bildet die Grundlage der Propeller-Aerodynamik.

UIUC Propeller Data Site

Ich selber fliege bis auf wenige Ausnahmen nur am Hang, meine Antriebe verwenden hauptsächlich GM und noch wenige Aeronaut
Cam Carbon Klappluftschrauben. Meine angewendete Theorie hab ich an den Klappluftschrauben durch Messungen validiert.
Sie wurden auch von zahlreichen Anwendern meines MotCalc V8.5 bestätigt. Selbstverständlich kann eine Fiala 20x20 um einige Prozentpunkte im n100 abweichen. Mein Vergleich in #29 stellt nur eine Abschätzung der Wellenleistung dar.

Nochmals zu #26:

Ein Drehzahlunterschied von 100 rpm macht bei 6600 rpm eine Leistungsunterschied von (6600/6500)³ gleich 4.7 % aus.
Dies liegt im Bereich der Messgenauigkeiten, Einfluss der Luftdichteschwankungen über dem Tag gar nicht berücksichtigt.

Gruss
Micha

 

[steve]

Hallo Micha,
also zu der APC 20x20 kann es keine empirisch validierten „n100“ Daten geben, da es diesen Prob von APC nicht gibt. Die Fiala sind schon gut gemacht, haben aber eine andere Geometrie, Blattdicke etc. Eine APC20x20 in den Qualität/Design der APC7x10 wär schon zum niederknien.

Die Unterschiede in den gerechneten/empirischen Daten ergeben sich wahrscheinlich, weil die gerechneten Daten die Leistungsaufnahme des Props beschreiben, die empirischen Daten von mir die Leistungsaufnahme des ganzen Systems angeben. Da müssen die Verluste von Motor, Steller und beim Getriebe die ebenfalls anfallenden Getriebeverluste auch betrachtet werden. Geht man von einem System-Wirkungsgrad (eta) von 75-80% aus, passen Deine gerechneten Propwerte ganz gut. Gehen wir mal ganz optimistisch beim System-eta von 80% aus, dann ergeben z.B. 3.600Watt Leistungsbedarf des Props / 4 x 5 = 4.625Watt Eingangsleistung. Nun passen die Werte zusammen - die Abweichung liegt sogar sehr deutlich unter 10%. Auch ein Systemwirkungsgrad von 90% wäre nicht zu optimistisch, wenn man etws Qualität bei der Fiala abzieht. Auch dann würden Deine Werte noch sehr gut passen.

Würde Dir für Dein Programm einen Korrekturfaktor für diesen Umstand (Prop-Güte bzw. Wirkungsgrad des Systems) empfehlen, wenn er nicht bereits vorgesehen ist.

VG

 

[lastdownxxl]

also zu der APC 20x20 kann es keine empirisch validierten „n100“ Daten geben, da es diesen Prob von APC nicht gibt.

Eine APC 20x20 E gibt es leider nicht, mein Programm berechnet den n100 Wert mit Hilfe der Geradengleichung Cpf.

Hallo Steve,

das es keine APC 20x20 E gibt hab ich ja bereits geschrieben. Selbstverständlich kann man Propeller verschiedener Hersteller
mit gleichem DxH schlecht vergleichen. Die Unterschiede in der Leistungsaufnahme können gut und gerne 20 % - 30 %
bei der gleichen Drehzahl betragen. Schlussendlich macht ein Drehzahlunterschied von 100 rpm @ 6600 rpm gerade mal 4.7 %
in der Aufnahmeleistung vom Prop aus. Über den Gesamtwirkungsgrad gesehen sind es dann natürlich deutlich mehr bei der Aufnahmeleistung.

Würde Dir für Dein Programm einen Korrekturfaktor für diesen Umstand (Prop-Güte bzw. Wirkungsgrad des Systems) empfehlen, wenn er nicht bereits vorgesehen ist.

Welches Programm meinst Du jetzt, mein Propeller V2.0 oder mein MotCalc V8.5 ?

Was verstehtst Du unter Prop-Güte? Ich kenne nur einen Gütegrad für den Standschub von Propellern, hat aber nichts mit der Aufnahmeleistung zu tun.

Ich hab mal im Scorpion_Calc deinen HK4540-400KV mit 12S (nom. 44.4V) und 2.6:1 mit einem generischen 20x20 Propeller gerechnet.
Die Motordaten hab ich aus der Library genommen, jedoch steht da beim HK4540-400KV ein KV von 375 drin. Hab es auf nominal 400 rpm/V
geändert. Da kommen dann auch um die 3500 Watt @ 6562 rpm an Wellenleistung heraus. Für das Getriebe hab ich einen Wirkungsgrad von 96.5% angenommen.

Gruss
Micha

 

[lastdownxxl]

Hallo Steve,

aus den Antriebsdaten vom A. Reisenauer hab ich das n100 einer Fiala 20x18 E berechnet. Die Antriebsdaten beruhen auf einer Höhe von 600 m
beim Andy.

Dualsky XM 6360 RE - 190KV

8s - 30V- Fiala 20x18 E-Holz, 5082 rpm, 54 Amp. 1634 Watt, Pitch 139 km/h, Eta 82,7%

n100_20x18 = 2003 rpm

Die Steigung geht linear in den Leistungsbedarf ein.

Zur Korrektur vom n100 für eine Fiala 20x20 E muss daher (18/20)^0.333 * n100_20x18 gerechnet werden.
Es ergibt sich daher ein n100 von 1934 rpm bezogen auf 600 m über Meereshöhe. Im Allgäu müsste die Höhe ja ungefahr passen?

Pmech = 100*(6600/1934)^3
Pmech = 3974 Watt
eta_Antrieb = 3974/4700 = 85%

Das scheint mir doch recht plausibel, würde mit den gerechneten Wirkungsgraden der Motoren incl. Regler gut passen.

Selbstverständlich beruht meine Berechnung auf der Annahme, dass die 20x20 auch wirklich eine Steigung von 20 Zoll besitzt.
Leider weichen die spezifizierten Steigungswerte von den tatsächlichen Werten oftmals um einige Prozentpunkte ab, daher ist das von mir gerechnete natürlich mit eine gewissen Unsicherheit behaftet.

Gruss
Micha

 

[steve]

Hallo Micha,
ja,,,so ergeben die Werte Sinn.
VG

 

[lastdownxxl]

Hallo Steve,

bin dann schon gespannt auf die Messungen mit der Getriebeübersetzung 2.6:1 und dem HK4540-400KV.

Gruss
Micha