Strahlgeschwindigkeit vs. Schub

[trodat]

Ich möchte mir mal was richtig schnelles bauen. Abfluggewicht 5-7 kg bei nem Meter Spannweite als Delta Auslegung. Bevor ich mich ans basteln mache, mal eine blöde Frage.
Was ist entscheidender Strahlgeschwindigkeit oder Schub ???
Also die Strahlgeschwindigkeit z.b. einer 72N Funsonic dürfte bei 170000 upm doch um einiges höher liegen als die einer Standardturbine. Was ist für den Speed (die 1kg Gewichtsersparnis mal außen vor) jetzt sinnvoller ?

 

[Falcon-Jet]

Definitiv Strahlgeschwindigkeit.

Für einen Scalejet reicht bereits ein Viertel des Startgewichtes an Schub aus, um ihn in die Luft zu befördern. Die Startstrecke ist halt länger. Und wenn der Jet schön schnittig ist, wird er im Vergleich zu ähnlich motorisierten Propmaschinen viel schneller, eben weil die Differenz von Ausströmgeschwindigkeit und Fluggeschwindigkeit sehr gross ist.

Die Wren Supersport und die 70N Fun Sonic sind da sicherlich im Vorteil.

Gruss
Johannes

 

[Miniflyer-nd]

Die Strahlgeschwindigkeit ist bei den von uns geflogenen Geschwindigkeiten "eher" sekundär. Sie liegen bei jeder Turbine (sehr!!) deutlich über 500km/h. Dahin wirst du eh nie kommen, von demher sind die "einbußen" nicht wirklich ins Gewicht fallend.
Auch legt jede Turbine bei steigender Geschwindigkeit im Schub zu (Vorverdichtung durch stauung, steigender massestrom).

Wenn dus auf speed angelegt hast empfehle ich für dein Projekt die Wren SuperSport (81N mit Strahlgeschwindigkeit im Überschallbereich laut Mike Murphy). Ansonsten tuts jeder Kocher mit mindestens (für richtig schnelles fliegen) 80N schub.

Gruß
Hank

*edit* da war ma wieder wer schneller.....aber diesmal mit geteilter meinung *gg*

 

[Eberhard Mauk]

Hallo Trodat,
find ich gail, der erste Thread wos bei dir ums Fliegen selber geht.
Nun Schub und die Modellgröße ist das Wesentliche, nicht mal das Gewicht spielt um schnell zu sein eine Rolle.

Wenn du selber konstruieren möchtest, ist nur der geringst mögliche Wiederstand anzustreben.
Was durch geringst möglichen Stirnwiederstand und das der geringste Profilwiederstand im Auftriebsbereich des Schnellflugs Ca 0,05-0,1 liegen soll.
Wird zB. ein Profil von der Manntragenden Zunft verwendet, ist das ja nicht der Fall.

Damit ist das Flugzeuggewicht selbst nur interessant, wenn das Profil überlastet wäre was zu hohen Anstellwinkeln und entsprechendem Wiederstand führt..
Da wir aber bei sowas nie über Ca 0,05- 0,1 raus kommen werden, kannst die Kiste auch schwer bauen.

Erst beim Landen scheiden sich dann die Geister und du bist über jedes Gramm weniger und viel Auftrieb glücklich.

Gruß
Eberhard

 

[kurbel]

Damit ist das Flugzeuggewicht selbst nur interessant, wenn das Profil überlastet wäre was zu hohen Anstellwinkeln und entsprechendem Wiederstand führt..
Da wir aber bei sowas nie über Ca 0,05- 0,1 raus kommen werden, kannst die Kiste auch schwer bauen.

Es sei denn, man muss auch mal hin und wieder Kurven fliegen.
Da machen Masse und Flügelstreckung schon was aus...

Kurbel

 

[Falcon-Jet]

Hi Hank

Angenommen Hans will mit seinem Modell 450km/h fliegen:

80N Turbine a) zb 66er Rotor und 1100km/h (Stand-)Ausströmgeschwindigkeit das sind im Flug noch 650km/h also beträgt der Schub dann rein rechnerisch noch 59% entspricht 47,2 N.

80N Turbine b) zb 58er Rotor und 1600km/h (Stand-)Ausströmgeschwindigkeit, das sind im Flug immernoch 1150km/h, der Schub beträgt rein rechnerisch noch 71,875% entspricht 57,5 N.

Klarheit sollte die Betrachtung der Nutzleistung im Höchstgeschwindigkeitsbereich schaffen:

Bei Turbine a) (V [m/s] * S [N]) beträgt sie 5'900 Watt

Bei Turbine b) beträgt sie 7'187,5 Watt !!

Welche ist wohl im Vorteil? Klar die, mit der höheren Ausströmgeschwindigkeit!

Die hohe Ausströmgeschwindigkeit der Wren mutet zwar sehr hoch an, da aber bei höherer Mediumstemperatur auch die Schallgeschwindigkeit selbst steigt kann ich mir nicht vorstellen dass sie Überschall erreicht... Das hast Du schon berücksichtigt, oder?


Gruß
Johannes

 

[David Büsken]

HallO!

Ich mag keine großartige Ahnung davon haben, aber den Geschwindigkeiten sollte man sich wohl vornehmlich um die Auslegung des Modells machen, da der Luftwiderstand wahnsinnig ansteigt und dort vermutlich mehr Potential verborgen ist als zum Beispiel bei der Turbine. Niels Herbrig (richtig geschrieben?) fliegt mit seiner "alten Pulso-Schüssel" mit einem Affenzahn durch die Gegend. Und das nciht mit einer Wren sondern einer Behotec, ich glaube eine J-66.

Bei den Geschwindigkeiten ist es vermutlich neben der aerodynamischen Auslegung des Flugzeugs vor allen Dingen im Bereich der Turbinen-Luftführung wichtig sauber zu arbeiten. Bei integrierter Turbine kann eine optimierte Luftführung einiges rausreissen.

Gruß,

David

 

[speeder]

Hallo zusammen,
ich habe mal vor längere Zeit Messungen gemacht mit einer Behotec J66 und der J66 HP. Der Schub der Hp-Version lag rund 15% höher als bei der J66. Die Geschwindigkeit des Modells lag aber rund 20% höher. Das bei gleichem Läufer und gleicher Drehzahl(gleicher Massendurchsatz). Die Gesamtleistung (und vor allem die Abgasgeschwindigkeit) der HP war aber um einiges höher und nur so konnte ich prozentual schneller fliegen als wenn man die reine Schubkraft betrachtet. Die Leistungserhöhung kam nur durch eine engere Düse und damit höhere Abgasgeschwindigkeit zustande. Der Rest der beiden Triebwerke war absolut gleich. Das Modell war auch das selbe.
Der Spritverbrauch und die Temperatur stiegen dabei auch an.
Hier hat sich sehr deutlich der geringe Widerstand des Modells gezeigt.

Um schnell zu fliegen brauche ich ein aerodynamisches gutes Modell und ein Triebwerk mit hoher Abgasgeschwindigkeit.
Das gleiche kann man auch in der F5d-Klasse beobachten. Diese Winzlinge fliegen mit 700 Watt 250-280Km/h und das nur durch eine gute Aerodynamik.


@David
Herbrich währe richtig :-)
Mittlerweile ist es mehr als eine J66-HP.

Niels

 

[Falcon-Jet]

Morgen!


Ihr habt ja schon recht, man kann auch mit einer Standartbine schnell genug fliegen. Das Delta vom Niels habe ich schon live gesehen, das Ding ist so schnell dass man es kaum mit der Videocam erwischt.

Hans' Eingangsfrage richtete sich aber daran, welche von beidem, Strahlgeschwindigkeit oder Schub, mehr gewichtet wenn hohe Geschwindigkeiten angestrebt werden.

Wren erwähnt auf deren Homepage auch, dass die Modelle mit der Supersport schneller unterwegs seien, im Vergleich zu Schubgleichen Standartturbinen.

Bis dann,

Gruss
Johannes

 

[Miniflyer-nd]

Johannes, im groben magst du ja recht haben, jedoch rechnest du dynamische Vorgänge aufgrund von statischen Werten, und diese sind somit nicht mal annähernd im "realistischen" bereich. Werte wie Vorverdichtung, erhöhter Massestrom, erhöhte durchsatzgeschwindigkeit u.Ä. werden bei dir in keiner weise berücksichtigt, und wirken sich völlig anders bei unterschiedlicher Turbinengröße aus. Verwendung eines 66er anstelle 58er verdichterrades erhöht z.B. schon die Frontalflöche des Ansaugbereiches, somit kommt unterm Strich wesentlich mehr Luft rein, der Gesamtmassenstrom steigt mehr und der schub steigt stärker als mit einem kleinen Verdichter/kleine Turbine. Somit relativiert sich das.
Um das ganze genau zu überschauen wäre ein mehrköpfiges Ingenieursteam mit einigen tagen Großrechnerzugang nötig....auch wird sich jede Turbinen(bauart) anders verhalten. Strahlgeschwindigkeit ist zwar sehr wichtig, aber gerade im Bereich Speedflug auch Ansaugquerschnitt und Druckverhältniss etc.. Unterm Strich werden sich beide nicht viel geben, gerade im bereich bis ca 500km/h.

Zusammenfassend:
Theoretisch ist die Strahlgeschwindigkeit ausschlaggebend. Diese steigt jedoch mit steigender Fluggeschwindigkeit auch mit an, bei manchen Turbinen mehr als bei Anderen. Die Auswirkungen sind jedoch im Bereich bis 500km/h nicht so von Bedeutung wie bei höheren Geschwindigkeitsbereichen. Dieses genau zu Prognostizieren ist im Hobby-rahmen undenkbar.
Daher ist es im Praktischen sinnvoller, sich an den Schubwerten zu orientieren, und dort mitzunehmen was geht.

Mit einer SuperSport und 90N bei hoher Strahlgeschwindigkeit ist er sicher supergut unterwegs, aber auch jede 95N KJ-Bine wird den Flieger vergleichbar bewegen, und Preislich im rahmen halten.
Das schnellste modell was ich je gesehen habe war übrigens ein kleines speed-delta mit JB130, also auch nicht unbedingt für Strahlgeschwindigkeit Berühmt :-)

Gruß
Hank

 

[Falcon-Jet]

Ja, ich habe statische Werte genommen, da aber mit Aispeed auch die Strahlgeschwindigkeit jene im Stand übersteigt, so müsste die erwähnte Nutzleistung realistisch eigentlich noch höher zu liegen kommen.

Ich meinte in der grossen Luftfahrt rechnet man bis 500km/h IAS auch mit abfallendem Schub, danach kann auch meineswissens mit steigender Fluggeschwindigkeit ein noch höherer Schub als im Stand erreicht werden.

Stimmt - zu weit treiben wollen wirs ja nicht :-)


Gruss
Johannes

 

[Miniflyer-nd]

Bei Aitlinern weiß ich es nicht, bei militärischen triebwerken ist aber schon ab 100 KIAS eine deutliche Schubsteigerung zu merken....

Was solls, 160er Bine drauf und gut *scherz*

Gruß
Hank

 

[steve]

Hallo,
sehr interessantes Thema.
Gedanklich beschäftige ich mich auch seit längerem mit der Idee eines schnellen Turbinenmodells.

Hallo Niels,
du hast dich ja sehr intensiv mit dem Thema beschäftigt. Du führst aus, dass auch die aerodynamische Güte der Zelle sehr entscheidend sei. Nun dominieren die Deltas diese Szene ja sehr deutlich. Allerdings sieht man dort, wo mit wenig Energie schnell geflogen werden soll, alles Mögliche… nur eben keine Deltas. Die Anforderungen an die Festigkeit lassen sich mit einfachen Mitteln wahrscheinlich leichter mit einem Delta erfüllen.
Es ist zwar etwas off-topic, aber was für eine Auslegung kannst du nach deinen Erfahrungen empfehlen? bzw. wenn du heute etwas ganz neues für diesen Zweck entwerfen würdest…wie würde es aussehen, wie würdest du es aufbauen und wo würdest du bei dem Konzept die Schwerpunkte setzen?
Gibt es eigentlich Treffen, wo solche Modelle etwas öfter vorgeführt werden…?

Grüsse

 

[David Büsken]

Hi Steve!

Ich habe zwar keine erfahrung mit Highspeed-Modellen, aber normale Jets werden ja auch schon recht schnell....

Deltas bieten ein großes Geschwindigkeits-Spektrum ohne zusätzlich Auftriebserhöhung. Du kannst mit einem HotSpot oder Kangaro schon sehr schnell fliegen, aber es ist trotz fehlender Landeklappen bei der Landung "Handzahm", wenn es mit hoher Anstellung geflogen wird. Jede Klappe die man zusätzlich anbringt kostet neben Gewicht auch aerodynamische Einbussen. Wenn ich mich richtig erinnere, dann ist das Speed-Delta von Niels einteilig ausgeführt und ist dennoch transportabel. Und auch das bringt wahrscheinlich was, weil es keine Stolperkanten gibt, keinen Druckausgleich... Ein Fahrwerk ist auch nicht dran, da gibt es auch keine Probleme und die Turbine ist denkbar einfach aussen montiert, aber dennoch nicht komplett im Windstrom. Mit Leitwerkern geht das alles nciht so toll. Es sind denke ich einige turbinenbedingte Gründe dabei, denn im Verbenner und Elektro Bereich wird ja überwiegend mit Leitwerkern geflogen. Aber da haben die Modell auch andere Größen und Gewichte. Und so schnell werden die auch nciht

gruß,

david

 

[speeder]

Hi Steve,
der Flieger ist einteilig, hat kein Fahrwerk, keine Seitenruder, Klappen etc..
Er ist in meinen Augen das beste, um mit möglichst wenig Aufwand (bauen und Wartung) und Technik möglichst schnell zu fliegen.
Das Triebwerk ist aussen angebracht, um Kühlprobleme zu umgehen. Man braucht kein Schubrohr und keinen angebauten Starter, der nur Mehrgewicht mitbringt. Auch Gastank, Gasventil und Spritventil gibt es in diesem Flieger keine. Zumal auch nicht wirklich Platz vorhanden ist.
Ausserdem hasse ich es, Servos und Anlenkung einzubauen. Und da ist man mit einem Delta besser bedient, als wenn man zehn Servos verbauen muss.
Einen Nachteil hat ein Delta allerdings immer. Bei den hohen Geschwindigkeiten muss man sich schon sehr konzentrieren um es zu sehen, da es verhältnismässig klein ist.
Einen weiteren Vorteil des weglassens von Überflüssigen Teilen ist definitiv das Gewicht. Die Beschleunigung vom Langsam- zum Schnellflug ist fast von einem anderem Stern(durch ein gutes Schub-Gewichtsverhältnis).
Und ja, es ist relativ einfach, sehr fest zu bauen. Es gibt in diesem Modell keine Kohlefaser in der Fläche zur Verstärkung.
Ein Bild von dem Flieger gibt es hier:
http://rc-network.de/forum/showthread.php?t=50613

Ein Leitwerkmodell erreicht mit Sicherheit auch hohe Geschwindigkeiten, wenn es gut ausgelegt wird. Wahrscheinlich wird es auch besser zu sehen sein.
Meine Meinung ist, wenn man einem Aviation Design Starjet ein neues Profil in einer festen Zelle verpasst, dann werden die Geschwindigkeiten auch sehr beachtlich sein. Was ich an dem Flieger nicht gut finde, ist der kurze Hebelarm zwischen Leitwerk und Fläche. Wenn der Hebelarm Ltw.-Fläche vergrößert wird, braucht man wieder ein richtiges Schubrohr. Den Flieger ohne Fahrwerk auf flachem Gras zu starten (wie ich es mache) halte ich für schwierig.
Schau mal bei http://www.adjets.com/ unter Jet Kits rein. Dort gibt es eine Beschreibung zu dem Flieger.

Wenn Du schnell fliegen möchtest, dann brauchst Du auf jeden Fall eine Turbine mit hoher Abgasgeschwindigkeit (wobei wir wieder beim Thema währen) und hohen Schubwerten, sowie ein kleines Modell mit wenig Widerstand.

Es gibt also kein einfaches Rezept.
Ich habe mich für geringen Aufwand entschieden.

Bestimmte Treffen gibt es dafür nicht.

Gruss Niels