MotCalc V8.3

Hallo,

mein Berechnungsprogramm MotCalc steht wieder als Download zur Verfügung. Neu ist die Berechnung für GM Klappluftschrauben. Die Kennlinien für APC (E) Propeller sowie die der Aeronaut CAM Carbon (ACC) wurden etwas angepasst.

MotCalc_V83.jpg


Bei den GM Klappluftschrauben bezieht sich die Durchmesserangabe auf ein 32 mm Mittelstück, bei den Aeronaut sind es 42 mm.
Wenn möglich sollte immer der Genau n100-Wert vom Propeller im MotCalc angegeben werden. Leider ist APC der einzige Hersteller, der seine
Propellerkennwerte zur Verfügung stellt.

Die Einstellung der Spannung (Leerlaufspannung) erfolgt über den Akkutyp. Setzt man den Akku Zellenwiderstand "Ri/Cell" auf Null, dann
entspricht die Leerlaufspannung der Eingangspannung Uk am Eingang vom Drehzahlsteller. Mit der Einstellung "LiIo" erhält man so die LiPo Nennspannung.

if {($Accu == "LiPo_Full")} {set ucell 4.1}
if {($Accu == "LiPo")} {set ucell 3.8}
if {($Accu == "LiIo")} {set ucell 3.70}
if {($Accu == "LiFePo")} {set ucell 3.2}
if {($Accu == "NiXX")} {set ucell 1.2}

Im Anhang hat es eine kurze Beschreibung der DC-Motor Grundlagen sowie Propellerkennlinien welche in meinem Programm zur Anwendung kommen.
Auch sind noch ein paar Links zu Motor-und Propellerdaten sowie zu Theorieseiten beigefügt.

Motor:

Propeller:

Theorie Propeller:
mh-aerotools

Zum Download vom MotCalc V8.3:
PWD: MotCalc_V83_RCN

Gruss
Micha
 

Anhänge

Hallo,

ein kleines Matlab Script zur Berechnung vom n100 einer Klappluftschraube bei einem abweichenden Standard-Mittelstück oder einer Flugplatzhöhe höher 0 m AMSL. Das Script kann z.B. mit FreeMat oder Octave ausgeführt werden, beides sind Open Source Matlab Clones. Mit kleinen Änderungen kann es auch mit Scilab ausgeführt werden.

Code:
clc;
INCH = 25.4;
MS_ACC_Standard = 42; % Aeronaut CAM Carbon Mittelstück [mm]
% MS_GM_Standard = 32; % GM CFK Prop Mittelstück [mm]

%-------------- Propeller ---------------------------------------
MS_Standard = MS_ACC_Standard; % Aeronaut CAM Carbon
% MS_Standard = MS_GM_Standard; % GM CFK Prop

ALT = 0; % Höhe AMSL [m]

D = 15; % Durchmesser Zoll
H = 8; % Steigung Zoll
n100 = 4140; % N100 bei D @ 0 m AMSL
MS = 47; % Mittelstück [mm]
%-------------- Berechnung --------------------------------------
n100 = n100*((1+(ALT/10000))^0.333);

D1 = D+((MS-MS_Standard)/INCH);
n100_D1 = (D/D1)^(5/3)*n100; % N100 bei D1
H1 = H*D1/D; % Steigung @ D1

fprintf('\n')
fprintf('n100 = '),fprintf('%3.0f',n100_D1);
fprintf(' rpm\n')
fprintf('\n')
fprintf('D1 =    '),fprintf('%3.1f',D1);
fprintf(' Zoll\n')
fprintf('H1 =    '),fprintf('%3.1f',H1);
fprintf(' Zoll\n')
Ergebnis für eine Aeronaut CAM Carbon mit einem 47 mm Mittelstück:
n100 = 4051 rpm
D1 = 15.2 Zoll
H1 = 8.1 Zoll

Im MotCalc muss dann neben dem neuen n100 auch H1 und D1 für die Schub-und Vpitch Berechnung eingegeben werden.

Grundlagen zum Script:
Die Aufnahmeleistung vom Propeller ändert sich mit dem Durchmesser D hoch 5, bei konstantem Verhältnis H/D. Die Drehzahl als auch das n100
geht mit der dritten Potenz in die Aufnahmeleistung vom Propeller ein.

Die Steigung H wird normalerweise bei 75 % vom Durchmesser angegeben. Bei einem größeren Mittelstück nimmt die Steigung daher zu.
Sie ändert sich im Idealfall linear mit der Durchmesseränderung. Daher bleibt das Verhältnis H/D konstant.
Das n100 ändert sich daher mit der Durchmesseränderung D/D1 hoch (5/3).

Luftdichte und Leistung:
Die Luftdichte [kg/m^3] geht linear in die Aufnahmeleistung vom Propeller ein, sie ändert sich näherungsweise alle +100 m um ca. -1 %.
Bei einer Flugplatzhöhe von z. B. 600 m AMSL sind das ca. 6 % weniger an Leistung. Das n100 vom Propeller
nimmt daher um ca. 2 % (1.06 hoch 1/3) zu.

Luftdichte und Luftdruckänderungen:
Der Luftdruck kann über den Tag/Monat erheblich schwanken. Die Spannweite kann durchaus einen Wert von 90 mbar erreichen.
Umgerechnet auf die Luftdichte bedeutet das eine Spannweite von ca. 10 %. Der Einfluss der Luftdruckschwankungen auf die Wiederholbarkeit einer
Strommessung ist daher nicht unerheblich.

Luftdichte-Rechner: https://wind-data.ch/tools/luftdichte.php

Noch etwas zu den Exemplarstreuungen der Motoren:
Ich besitze 6 Kontronik Innenläufer, der älteste ist von 1999, ein KBM 42-30, 3,7:1. Die max. Abweichung
liegt bei meinem Kira 480-34 vor, mit +5.3 % beim KV. Bei den Kontronik Innenläufer verwende ich jeweils 0° bzw. Low als Timing.

Beispiele für große Abweichungen in meiner Motorensammlung:
NTM 28-26 1000KV (vom Hobby König) hat gemessen 869 rpm/V, Timing 12°.
TGY D2836-1000KV (vom Hobby König) hat gemessen 1292 rpm/V, Timing 12°.
Multiplex Permax BL480/6G 4.4:1 hat nominell ein KV von 4180 rpm/V, gemessen 4969 rpm/V, Timing Low.

Die Abweichungen im KV zusammen mit dem verwendeten Drehzahlsteller können gerade bei Low Cost Motoren teilweise die Marke von 10 % weit überschreiten. Daher messe ich bei einem neuen Motor erst die Kennwerte KV, R und Io, dann kommt die Propellerauslegung an die Reihe.
Die berechneten Abweichungen vom Motorstrom verglichen zu den Messungen liegen typisch im Bereich von +/- 6 %.

Gruss
Micha
 
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