Propsummen sind Unsinn
Propsummen sind Unsinn
Hallo,
es wird ja immer wieder über Propsummen gesprochen, sogar drehzahlabhängige. Ich leg jetzt mal meinen Kenntnisstand bzgl. Antriebsauslegung auf den Tisch.
Kurzfassung:
Ich denke, mit Propsummen geht das beim e-Antrieb nicht. Das einzige was man damit erreichen könnte ist, dass die Elektroflieger ihre Antriebe auf höhere Drehzahlen, also >13000 auslegen müssen.
Zuerst die Problemstellung:
Wir sollten uns die Frage stellen, was wir eigentlich damit begrenzen wollen.
Die Geschwindigkeit?
-> Ist eigentlich über die Strahlgeschwindigkeit, also die 65000-Regel begrenzt. Wenn es um die Geschwindigkeit geht, dann messt doch einfach Drehzahl und Steigung nach.
Die Leistung (Steigen und enges kurven)?
-> Ist eigentlich über die Kapazität vorgegeben.
Die Möglichkeit, die lastabhängige Drehzahl des Motors zu nutzen um am Boden unter die 65000 zu kommen, und dann im Flug darüber?
-> Das geht bei hohen Drehzahlen besser, und ist auch schon durch die Kapazität begrenzt. Wenn gewünscht kommen Details später.
Weiteres?
Etwas zum Hintergrund:
Das folgende Bild ist mein 2,5ccm Anslegungsdiagramm für e-Antriebe nach den aktuellen Combatregeln. Es basiert auf folgenden Annahmen:
-> Unser 65000-Limit
-> Die 2,5ccm-Klasse hat 300W zuf Verfügung, die 3,5ccm-Klasse hat 400W und die 4ccm-Klasse 530W.
-> Die Leistungen sind etwas hoch angesetzt, das 65000-Limit wird aber am Boden gemessen. Im Flug geht die Leistung dann zurück, kombiniert mit dem Wirkungsgrad des Motors passt es dann wieder.
-> Unter Last hat eine LiPo-Zelle 3,5V
-> Bei einem Propeller ist die Leistung proportional zur 4. Potenz des Durchmessers, zur 3. Potenz der Drehzahl und direkt proportional zur Steigung.
-> Betrachtet sind Steigungen von 3 bis 9,5 (klar, nur 4 bis 7 ist in der Realität interessant)
Zu jeder dieser Annahmen kann man endlos rumdiskutieren, in der Summe passen sie aber einigermaßen zur Realität. Ich such damit den Startpunkt für die Optimierung.
Egal wie genau diese Diagramme quantitativ zu werten sind, in der Grundaussage ändert sich dabei nichts. Wer die Zahlen nicht sehen will, kann der Argumantation aber trotzdem folgen.
Was sehen wir hier?
1.) Links oben ist unser 65000-Limit. Zu jeder Steigung findet man die erlaubte Drehzahl.
2.) Rechts oben ist die Kapazitätsgrenze. Zu gegebener Steigung und Drehzahl, findet man hier den passenden Durchmesser um unter 300W zu bleiben.
3.) Rechts unten ist nur eine Diagonale, nix interessantes
4.) Links unten kann man die Propsumme ableiten, ausserdem findet man zurück zur Steigung wenn man woanders angefangen hat.
Konkretes Beispiel, blaue, gestrichelte Linie.
(I) Ich fang mal bei der mit der Steigung an, also 5.
(II) Dann kommt die 65000-Regel, die Drehzahl ist max. 13000.
(III) Jetzt kommt die Leistung - 300W. Wir wollen mit 300W eine Luftschraube mit Steigung 5 auf 13000/min bringen, da darf die Luftschraube einen Durchmesser von 8,6 haben.
(IV) Unten rechts gehts nur un die Ecke, aber links unten findet man die Propsumme 13,7.
Alles kein Hexenwerk, mit MotorCalc und Kopfrechnen kann das jeder.
Da ist noch keine Motorabhängigkeit, Lastkurve oder Wirkungsgrad drin, das alles ergibt sich einfach aus dem 65000-Linit und der Kapazität. Schlicht und ergreifend eine grafische Darstellung unseres Reglements.
Man kann die Sache auch anders angehen. Angenommen ein Motor dreht 15000/min (bei 3s, also 10,5V). Von der Mitte aus bei 15 (15000/min), nach links -> Steigung 4,3, nach rechts -> Durchmesser 8. Bei so einem Motor würde ich einfach mit einer 8x4,5 das Testen anfangen.
So, jetzt kommt das nächste Bild. Ich habe einfach eingezeichnet, wo die käuflichen Motoren angesiedelt sind, die real 300W Dauerleistung verkraften.
Ausserdem ist der Bereich markiert, wo eine Propsumme von 13 (die Verbrenner haben 12!!) überschritten würde.
Natürlich gibt es Motoren, die an 3s über 13000 machen. Aber
1.) zu welchem Preis
2.) bei welchem Gewicht
3.) schaffen die wirklich 300W Dauerleistung?
4.) wie viele Combatpiloten haben die zuhause?
Man sieht, dass unter diesen Bedingungen Luftschrauben von 7,6x4 bis 10x6,5 passen könnten. Bedenkt man aber die Propsumme, so fallen die Auslegungen 9,5x5 bis 10x6,5, weg - gleichzeitig die Drehzahlen unter 13000 und praktisch der gesamte 3s-Bereich.
Das dürfte die Hälfte der bisher nutzbaren Motoren sein. Und wo bleibt der Gewinn?
Genau so übel sieht es übrigens für die 3,5ccm-Klasse aus. Ich hab zum Spass mal eine Propsumme 14 eingezeichnen - killt die meisten 3s-Auslegungen und verlangt Drehzahlen über 13000.
Noch etwas zur "Abstimmungsarbeit":
Wenn ein Modell den übrigen wegfliegt, dann auch, weil der Antrieb ziemlich gut den optimalen Punkt (1. Diagramm, grüne Linie unten links) trifft. Natürlich das reale Optimum, nicht nur den theoretischen Punkt aus dem Diagramm.
Die kurze grüne Linie zeigt die für die 2,5ccm-Klasse brauchbaren Propeller - so viele sind das garnicht, und in der Praxis noch viel weniger. Übrigens - zu jedem Motor gibt es genau ZWEI gute Auslegungen, eine für 3s und eine für 4s. Die Drehzahl ist nämlich praktisch über die Zellenzahl vorgegeben. Ganz schön wenig ...
Und einen kleinen Tipp für die 4ccm-Auslegung mit 4s hab ich noch - ziemlich teuer, aber gut:
PIX4000, Kora15/10, APCe 9x4,5 bei 14800/min - Propsumme 13,5. Mit einer 8,5x4,5 kommt man sogar bis auf Propsumme 13 runter.
Viele Grüße,
und glaubt ja keinem Diagramm das ihr nicht selbst erstellt habt ,
Bernhard