Volumenstrom
Volumenstrom
Hallo Georg,
Hallo Combatkollegen,
ich stimme zu, dass wir uns auf physikalisch einigermaßen abgesicherte Kenngrößen abstützen sollten. Das Problem besteht darin, dass wir Kenngrößen finden müssen, die den Elektroantrieb in der Weise beschränken die wir brauchen, ohne dass das Elektromodell zur Sache einiger weniger Spezialisten wird.
Der Volumenstrom (durch den Propeller transportiertes Luftvolumen pro Zeiteinheit) tut das meines erachtens nicht.
Übrigens, im für Verbrenner interessanten Drehzahlbereich ist die Propsumme nichts anderes als eine Näherung für den Volumenstrom.
Problem mit dem Volumenstrom:
1.) Er sagt nichts über die Geschwindigkeit aus. Ein geringer Querschnitt mit hoher Geschwindigkeit wird genauso behandelt wie ein großer Querschnitt mit geringer Geschwindigkeit.
2.) Er sagt nichts über die Leistung aus. Die Leistung steigt überproportional mit der Geschwindigkeit.
In der folgenden Tabelle habe ich die Situation für den 4ccm-Antrieb gegenübergestellt.
Quelle für die Berechnungen: Online-Rechner auf www . standschub . de
Mit anderen Programmen kommt man auf etwas andere Zahlen, die Aussage bleibt aber die gleiche.
Zuerst zu Teil 1:
Ich habe die zum Volumenstrom passenden Propeller von 8x6@16000 bis 10x4@16000 gegenübergestellt. Wo ist das Problem?
Trotz gleichem Volumenstrom variiert der Standschub zwischen 1,5kg und 3,7kg die Strahlgeschwindigkeit liegt zwischen 100km/h und 150km/h und die Leistung (grobe Überschlagsrechnung!!!) reicht von 480W bis 790W.
Welches Problem ergibt sich daraus für Elektroflieger?
Man kann damit ziemlich schnelle Modelle bauen. In Zukunft soll es aber langsamer werden. Geschwindigkeiten >100km/h sind Rot markiert.
Man kann damit echte Leistungsmonster heranzüchten (>1PS!), das wird teuer. Leistungen, die über 4,4Ah/4s erfordern würden sind rot markiert.
Ansonsten könnte jeder e-Profi gerne nach diesen Regeln fliegen, Einsteiger würden aber an den hohen Drehzahlen verzweifeln.
Nun zu Teil 2:
Stutzt man die Drehzahl über Leistung auf ein realistischen Maß zusammen, so ergibt sich Teil 2 der Tabelle. Reduzierter Volumenstrom, aber immer noch hohe erreichbare Geschwindigkeiten. Interessant an dieser Tabelle - ein Volumenstrom um 6000 beschreibt auch den für Verbrenner realistischen Bereich. 9x5 bei 15000 sollte spätestens in der Luft locker erreichbar sein.
Also Volumenstrom für Elektro auf 6100 festlegen?
Setzt man den Volumenstrom auf 6100 für Elektroflieger, so können immer noch Strahlgeschwindigkeiten >120km/h erreicht werden. Und nochmal - wir wollen langsamer werden. Die einzige Kombination in dieser Tabelle die ich unterstützen würde, ist 9x5x4,5@14500. Leistung OK, Geschwindigkeit OK, und damit komme ich zu Teil 3 der Tabelle.
Teil 3 - die Vorgeschlagenen Regeln:
Wenn man aus Teil 2 die Zeile aussucht, bei der die Geschwindigkeit akzeptabel ist, so bleibt nur die 9,5x4,5 bei Drehzahlen bis 14500 übrig. Dafür gibt es aber nur sehr wenige Motoren, die genau das treffen. Warum sollte man nicht andere Drehzahl/Propeller-Kombinationen zulassen, die fliegerisch gleichwertig sind. Die gleiche Strahlgeschwindigkeit (Steigung x Drehzahl < 65000Zoll/min, also 100km/h limitiert die erreichbare Endgeschwindigkeit), der gleiche Standschub (limitiert die Beschleunigung), und die gleiche Leistung (durch Kapazität begrenzt). Genau diese Kombinationen sind in Teil 3 aufgeführt. Die Modelle fliegen praktisch gleich (hatte ich alles schon in der Luft), nur variiert der Volumenstrom dabei von 5889 bis 7853.
Also, Elektroregeln ohne Propsumme oder Volumenstrom
Aus den oben dargelegten Gründen halte ich den Volumenstrom oder die Propsumme für ungeeignet. Bei einem Verbrennungsmotor läuft es "nur" darauf hinaus, dass die Luftschraube vorgegeben ist (9x5 +/- 0,5" bei Durchmesser/Steigung). Die 8x6 dreht zu hoch, 10x4 liefert zu wenig Leistung. Das alles funktioniert aber nur aufgrund der Charakteristik des Verbrennungsmotors, dass die Leistung (im relevanten Bereich) etwa proportional zur Drehzahl ist.
Bei Elektromotor (siehe Teil 2) müsste man die Luftschraube 9x5 oder 9,5x4,5 verbindlich vorschreiben. Da Elektromotoren bei gegebener Spannung aber fast Drehzahlkonstant sind, schränkt das die möglichen Motoren auf ein Minimum ein.
In meinem alten Beitrag http://www.rc-network.de/forum/showthread.php?p=1040088#post1040088 ist das übrigens die Stelle, wo das Dreieck zur Propsumme die grüne Linie schneidet. Die Diagramme sind aber zu 2,5ccm und 3,5ccm-Motoren, deshalb sind es andere Werte.
Gruß,
Bernhard
Volumenstrom
Hallo Georg,
Hallo Combatkollegen,
ich stimme zu, dass wir uns auf physikalisch einigermaßen abgesicherte Kenngrößen abstützen sollten. Das Problem besteht darin, dass wir Kenngrößen finden müssen, die den Elektroantrieb in der Weise beschränken die wir brauchen, ohne dass das Elektromodell zur Sache einiger weniger Spezialisten wird.
Der Volumenstrom (durch den Propeller transportiertes Luftvolumen pro Zeiteinheit) tut das meines erachtens nicht.
Übrigens, im für Verbrenner interessanten Drehzahlbereich ist die Propsumme nichts anderes als eine Näherung für den Volumenstrom.
Problem mit dem Volumenstrom:
1.) Er sagt nichts über die Geschwindigkeit aus. Ein geringer Querschnitt mit hoher Geschwindigkeit wird genauso behandelt wie ein großer Querschnitt mit geringer Geschwindigkeit.
2.) Er sagt nichts über die Leistung aus. Die Leistung steigt überproportional mit der Geschwindigkeit.
In der folgenden Tabelle habe ich die Situation für den 4ccm-Antrieb gegenübergestellt.
Quelle für die Berechnungen: Online-Rechner auf www . standschub . de
Mit anderen Programmen kommt man auf etwas andere Zahlen, die Aussage bleibt aber die gleiche.
Zuerst zu Teil 1:
Ich habe die zum Volumenstrom passenden Propeller von 8x6@16000 bis 10x4@16000 gegenübergestellt. Wo ist das Problem?
Trotz gleichem Volumenstrom variiert der Standschub zwischen 1,5kg und 3,7kg die Strahlgeschwindigkeit liegt zwischen 100km/h und 150km/h und die Leistung (grobe Überschlagsrechnung!!!) reicht von 480W bis 790W.
Welches Problem ergibt sich daraus für Elektroflieger?
Man kann damit ziemlich schnelle Modelle bauen. In Zukunft soll es aber langsamer werden. Geschwindigkeiten >100km/h sind Rot markiert.
Man kann damit echte Leistungsmonster heranzüchten (>1PS!), das wird teuer. Leistungen, die über 4,4Ah/4s erfordern würden sind rot markiert.
Ansonsten könnte jeder e-Profi gerne nach diesen Regeln fliegen, Einsteiger würden aber an den hohen Drehzahlen verzweifeln.
Nun zu Teil 2:
Stutzt man die Drehzahl über Leistung auf ein realistischen Maß zusammen, so ergibt sich Teil 2 der Tabelle. Reduzierter Volumenstrom, aber immer noch hohe erreichbare Geschwindigkeiten. Interessant an dieser Tabelle - ein Volumenstrom um 6000 beschreibt auch den für Verbrenner realistischen Bereich. 9x5 bei 15000 sollte spätestens in der Luft locker erreichbar sein.
Also Volumenstrom für Elektro auf 6100 festlegen?
Setzt man den Volumenstrom auf 6100 für Elektroflieger, so können immer noch Strahlgeschwindigkeiten >120km/h erreicht werden. Und nochmal - wir wollen langsamer werden. Die einzige Kombination in dieser Tabelle die ich unterstützen würde, ist 9x5x4,5@14500. Leistung OK, Geschwindigkeit OK, und damit komme ich zu Teil 3 der Tabelle.
Teil 3 - die Vorgeschlagenen Regeln:
Wenn man aus Teil 2 die Zeile aussucht, bei der die Geschwindigkeit akzeptabel ist, so bleibt nur die 9,5x4,5 bei Drehzahlen bis 14500 übrig. Dafür gibt es aber nur sehr wenige Motoren, die genau das treffen. Warum sollte man nicht andere Drehzahl/Propeller-Kombinationen zulassen, die fliegerisch gleichwertig sind. Die gleiche Strahlgeschwindigkeit (Steigung x Drehzahl < 65000Zoll/min, also 100km/h limitiert die erreichbare Endgeschwindigkeit), der gleiche Standschub (limitiert die Beschleunigung), und die gleiche Leistung (durch Kapazität begrenzt). Genau diese Kombinationen sind in Teil 3 aufgeführt. Die Modelle fliegen praktisch gleich (hatte ich alles schon in der Luft), nur variiert der Volumenstrom dabei von 5889 bis 7853.
Also, Elektroregeln ohne Propsumme oder Volumenstrom
Aus den oben dargelegten Gründen halte ich den Volumenstrom oder die Propsumme für ungeeignet. Bei einem Verbrennungsmotor läuft es "nur" darauf hinaus, dass die Luftschraube vorgegeben ist (9x5 +/- 0,5" bei Durchmesser/Steigung). Die 8x6 dreht zu hoch, 10x4 liefert zu wenig Leistung. Das alles funktioniert aber nur aufgrund der Charakteristik des Verbrennungsmotors, dass die Leistung (im relevanten Bereich) etwa proportional zur Drehzahl ist.
Bei Elektromotor (siehe Teil 2) müsste man die Luftschraube 9x5 oder 9,5x4,5 verbindlich vorschreiben. Da Elektromotoren bei gegebener Spannung aber fast Drehzahlkonstant sind, schränkt das die möglichen Motoren auf ein Minimum ein.
In meinem alten Beitrag http://www.rc-network.de/forum/showthread.php?p=1040088#post1040088 ist das übrigens die Stelle, wo das Dreieck zur Propsumme die grüne Linie schneidet. Die Diagramme sind aber zu 2,5ccm und 3,5ccm-Motoren, deshalb sind es andere Werte.
Gruß,
Bernhard