Windkanalmessungen Aeronaut CAM Carbon

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Hallo,

im folgenden Link hat es Windkanalmessungen von Aeronaut CAM Carbon Klappluftschrauben.

UIUC PDB - Vol 3

Dies ist sehr hilfreich bei der Antriebsauslegung. Schaut man sich z. B. den Propellerwirkungsgrad einer ACC 15x8 über dem Fortschrittsgrad J an,
dann stellt man fest, dass das Maximum vom Wirkungsgrad in einem engen Bereich um J = 0.5 @ 5000 rpm liegt.

Quelle: https://m-selig.ae.illinois.edu/props/volume-3/plots/ancf_15x8_eta.png

Berechnet man die Fluggeschwindigkeit V und die Vpitch, dann liegen beide Geschwindigkeiten sehr eng beieinander.

V = 15.88 m/sec
Vpitch = 16.93 m/sec
Kp = 1.067

Das Optimum wird man selten erreichen. Im Steigflug ist das Kp normalerweise wessentlich größer, der Propeller muss ja ordentlich Leistung bringen. Eine sinnvolle Auslegung ist daher eher im Bereich von J = 0.4. Dort ist der Wirkungsgrad noch in einem guten Bereich, die Leistungsabgabe (Cp) zudem noch in der Nähe vom Maximum.

Quelle: https://m-selig.ae.illinois.edu/props/volume-3/plots/ancf_15x8_cp.png

V = 12.7 m/sec
Vpitch = 16.93 m/sec
Kp = 1.33

Es muss jedoch bedacht werden, das die Fluggeschwindigkeit V zum Modell passt. Es macht keinen Sinn, einen Wissenschleicher mit einer sehr geringen Flächenbelastung mit einer hohen Vpitch zu betreiben. Dies ist oftmals bei Direktantrieben mit kleinen Propellern der Fall. Der Wissenschleicher wird aufgrund der Langsamflugeigenschaften enorm Widerstand aufbauen. Die Fluggeschwindigkeit ist weit weg vom Optimum. Somit wird der Propeller als auch der Wissenschleicher in einem sehr ungünstigen Bereich betrieben.

Fluggeschwindigkeiten:
Zügig CA = 0.3, eher langsam CA = 0.5

Bei meinen Antriebsauslegungen betreibe ich die E-Segler in einem Bereich von Kp = 1.3 - 1.4. Bei Klappluftschrauben
mit H/D < 0.5 gehe ich auch mal auf Kp = 1.5.

% Fortschrittsgrad
clc
D = 15; % Zoll
H = 8; % Zoll
n = 5000/60; % rev/sec
J = 0.5; % Fortschrittsgrad
%J = V/(n*D)
V = J*n*D*0.0254 % Vflug
Vpitch = H*0.0254*n
Kp = Vpitch/V

Gruss
Micha

 

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Hallo,

aus den Windkanalmessungen der Aeronaut CAM Carbon kann man entnehmen, dass das n100 nicht konstant ist. Mit steigender Drehzahl
ändert sich der Leistungsbeiwert Cp, damit ändert sich auch das n100. Das n100 ist nur für kleinere Leistungen relativ konstant. In der Tabelle der ACC 14x12 ändert sich das CP zwischen 3493 rpm (~100 W) und 6453 rpm (~650 W) um ca. 12 %. Dies ist ein wichtiger Aspekt in der Standstrommessung. Die Änderung vom Cp steigt mit dem Ratio Steigung/Durchmesser. Man sieht das gleiche Verhalten auch bei den APC Luftschrauben.
Dieses Verhalten war mir bisher nicht so richtig bewusst.

ACC 14x12 statisch:

Quelle: https://m-selig.ae.illinois.edu/props/volume-3/data/ancf_14x12_static_0958od.txt

% Berechnung n100
clc
D = 14 * 0.0254; % Durchmesser [m]
Cp = 0.066033;
n100 = 60 * (100.0 /(Cp * D^5 * 1.225))^0.333 % n100

Gruss
Micha