Hier ein kleiner Vergleich über die interessanten Holzluftschrauben für die Laser 200 60“. Die Betonung liegt dabei auf „kleiner“ denn es soll nichts theoretisiert werden oder den Unterschieden zu genau auf den Grund gegangen. Dafür ist das Thema viel zu umfangreich und es bedarf großer Sachkenntnis und mehr Prüfmethoden als sie mir zur Verfügung stehen.
Die erste Frage die sich stellt ist, was soll denn praxisbezogen überhaupt mit einem Vergleich erreicht werden und wie kann man die Ergebnisse umsetzten, ohne dass man seinen Motor genau ausmessen muss? Ist z.B. der Wirkungsgrad der Schraube beim 3D-Flug wichtig? Nach dem Vergleich lässt sich das allerdings leicht beantworten. Prinzipiell ist ein hoher Wirkungsgrad immer von Vorteil, denn er macht den Flieger leichter, oder stärker, oder lässt ihn länger in der Luft bleiben. Aber es zeigte sich recht schnell, dass zwischen den getesteten 15 und 16 Zoll Luftschrauben der Größenunterschied einfach zu gering ist, um 3D-Flug relevante Unterschiede im Wirkungsgrad aufkommen zu lassen.
In der Praxis ist es aber von Vorteil, durch den Wechsel des Props, die Flugeigenschaften und die Leistung beeinflussen zu können und dafür lohnt sich ein Vergleich.
Die vorhandenen Luftschrauben in der Reihenfolge der Abbildung:
15x8 Fiala, 15x8 Xoar, 16x8 Xoar, 16x10 Fiala, 16x10 Metts(identisch mit Xoar)
Es ist gut zu erkennen, dass die 16x10 Fiala etwas kleiner ausfällt als die beiden 16er Xoar, damit schließt sie perfekt die relativ große Leistungs-Lücke zwischen 15x8 und 16x8 Xoar.
Wie wurde gemessen?
Der Wippenprüfstand ist kugelgelagert und die Hebel wurden berechnet, aber trotz der dritten Generation ist er auch nicht perfekt. Für meine Vorstellung hat das Kopfteil noch zu viel Luftwiderstand und soll deshalb ganz verschwinden und durch einen schlanken Aluwinkel ersetzt werden….irgendwann :-)
Da aber alle Messungen auf dem gleichen Prüfstand, am selben Tag und unter gleichen Bedingungen ausgeführt wurden, sind die Werte vielleicht nicht absolut, aber im Verhältnis zueinander genau genug.
Die Daten wurden mit einem Eagletree Logger und einer 10000g Waage erfasst, dabei wurde beim Erreichen eines bestimmten Schubes der Motor gestoppt und die Daten ausgelesen. Die zeitliche Ungenauigkeit führt zu Verfälschungen von minus 0-3%, aber die Werte sind im Vergleich mit älteren Messung besser als gedacht, es stellt sich auch mit anderen Motoren immer relativ genau das gleiche Ergebnis ein.
Die Daten werden zur besseren Übersicht in einem Excel Diagramm dargestellt.
Man kann viele Abhängigkeiten simulieren, aber nur wenige sind in der Praxis von nutzen. Beim folgenden Diagramm ging es darum die Schrauben bei genau der gleichen Leistung zu bewerten. Das ist zwar ganz und gar nicht praxisbezogen, denn beim gleichen Motor wird mit jeder Schraube eine vollkommen andere Leistung benötigt, aber es sagt sehr viel über die Unterschiede der Schrauben in Bezug auf Schub und Geschwindigkeit aus!
Bei einer angenommenen ABGABE-Leistung von 1kw ist es hochinteressant zu sehen, dass der Standschub bei allen Schrauben recht identisch ist. Das habe ich eigentlich nicht gedacht, meiner Vermutung nach hätten die 16“ Schrauben den 15ern deutlicher überlegen sein müssen….aber der Größenunterschied ist wohl zu gering um dabei eine große Rolle zu spielen. Man könnte das genau nachrechnen, Literatur gibt es genug…
Natürlich ändert sich die Drehzahl, je kleiner die Schraube umso höher muss die Drehzahl – und/oder die Steigung - für den gleichen Schub sein….aber das liegt ja auf der Hand. Nicht so offensichtlich sind die enormen Unterschiede in der Geschwindigkeit, denn eigentlich müsste sich bei gleicher Leistung und gleichem Schub auch eine halbwegs identische Geschwindigkeit einstellen. Natürlich wird hier nur im Stand gemessen und auch wenn man alle anderen Einflüsse über Bord wirft, so ist der gerechnete Unterschied von bis zu ~50% doch viel zu groß. Die Erklärung steckt aber schon im vorherigen Satz, es wurde nicht gemessen, sondern nur gerechnet. Die Geschwindigkeit ergibt sich aus der Steigungsangabe, welche auf der Luftschraube aufgedruckt ist und die kann man nicht so einfach nachmessen. Deshalb kann man Vpitch nur als Anhaltswert betrachten, ohne Anspruch auf hohe Genauigkeit.
Das nächste Diagramm ist besser geeignet um mal schnell zu einer anderen Luftschraube zu greifen. Hier wurde der Hacker A50-14XS V3, bei einer Spannung von 18,5V (5s), als Konstante herangezogen. Um einen Rückschluss zu ziehen, ob eine andere Luftschraube die Flugeigenschaften wie gewünscht beeinflusst, nimmt man den Strom aus der ersten Datenreihe und vergleicht ihn mit dem eigenen Motorstrom. Fliegt man 6s, oder zieht der Motor aufgrund einer anderen spezifischen Drehzahl mehr oder weniger Strom, als mit einer der hier gemessenen Luftschrauben, kann man per Taschenrechner und Dreisatz den Strombedarf der neuen Schraube berechnen. Das ist technisch nicht korrekt, aber da die Leistungen der üblichen Laser-Motoren recht dicht beieinander liegen vertretbar.
Aus den Daten kann man verschiedene Rückschlüsse ziehen, die in der Praxis am meisten Sinn machen wenn man sie auf den vorhandenen Prop anwendet. So ist z.B. die Fiala 16x10 die Rakete unter den Schrauben und dabei verbraucht sie noch etwas weniger als die Xoar 16x8. Da lohnt sich sicher ein Versuch, wenn einem die 16x8 Xoar irgendwann zu langsam ist oder der Motor die 16x10 Xoar nicht mehr schafft bzw. die Flugzeit zu kurz wird.
Ebenfalls interessant ist der Drehzahlunterschied zwischen der sparsamsten 15“ und leistungshungrigsten 16“ Luftschraube. Wenn sie mit identischer Leistung betrieben werden, liegt zwischen ihnen 1700U/min und das obwohl Schub und Vpitch so gut wie gleich sind. Das heißt, dass ein kleinerer Motor eingebaut werden kann, der aufgrund der höheren Drehzahl die gleiche Leistung bringt, aber einiges an Gewicht spart. Oder im Gegenschluss auch ein großer langsam drehender Motor Verwendung finden kann, z.B. wenn noch einer vorhanden ist. In beiden Fällen kann man nicht wirklich von bedeutenden messtechnischen Unterschieden sprechen. Auf dem Papier tut sich der größte gegen den kleinsten Prop,
bei gleicher Leistung, weniger als ich erwartet hätte.
Wie sich die eine oder andere Schraube in der Luft macht muss erflogen werden und ist je nach Motor und der damit verbundenen Leistung ganz unterschiedlich.
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