Wie wird das horizontale Schubverhältnis berechnet?

[MCNoahd]

Hi,

ich brauche eine Rechnung für etwas und am besten auch eine Lösung für das unten genannte:

1x 70kg schweres RC Elektroflugzeug (Akkus etc. sind befestigt)

1. Frage
Welcher Impeller wäre dafür gut geeignet, um das Elektroflugzeug horizontal starten zu lassen?
Wenn mit einem Impeller nicht funktioniert, kann es auch gerne ein Brushless Motor sein. Das "Anschubsgerät" würde sowieso nicht innen befestigt werden. Brauche nur die Spezifikationen, weil im Internet steht glaube ich fast überall was anderes, da ist es sinnvoller, ich frage hier richtige Experten.

2. Frage
Wie berechne ich den Schub, damit das RC Elektroflugzeug horizontal abhebt? Z.B. das oben genannte, wie viel Schub bräuchte man da, um das 70kg schwere RC Elektroflugzeug abheben zu lassen?

Beide Fragen brauche ich sehr dringend beantwortet wenn möglich, vielen Dank im Voraus.

LG Noah

 

[rraphael]

Es gibt da so eine Faustformel, vielleicht hilft die dir weiter:
Schub = Gewicht * sin(Steigwinkel)

 

[_gerhard_]

1. Frage
Elektroflugzeug horizontal starten zu lassen?

2. Frage
Elektroflugzeug horizontal abhebt?

hä? ... kann es sein dass du bei der 2. Frage "vertikal" schreiben wolltest?

 

[MCNoahd]

Ne meinte schon horizontal. Wollte halt nur wissen, wie man den Schub berechnet, wie viel man braucht um das 70kg schwere Elektroflugzeug starten zu lassen bzw. das es halt abhebt

 

[Hans Schelshorn]

Sorry, ich kann mal wieder nicht anders:
[Sarkasmus an]

1x 70kg schweres RC Elektroflugzeug (Akkus etc. sind befestigt)

Das ist schon mal gut, ich lass meine Akkus immer lose baumeln.

weil im Internet steht glaube ich fast überall was anderes, da ist es sinnvoller, ich frage hier richtige Experten.

Da ist es doch gut, daß hier gar kein Internet ist.
Oder doch, und Du bekommst auch hier in jedem Beitrag was anderes?
Ich würde da eher dazu raten.
[/Sarkasmus]

Zum Thema kann ich mangels tieferer Kenntnisse nix beitragen.
Was mir aber als Laie dazu einfällt: Stirnwiderstand des Modells? Flächenbelastung, Mindestgeschwindigkeit?
Länge der zur Verfügung stehenden Bahn? Oberflächenbeschaffenheit der Bahn: Hartbahn, Golfrasen, höheres Gras?

Und noch was Wichtiges: Wer 70 Kg fliegen will, der braucht eine Zulassung, die nach einer Prüfung durch die dazu berechtigten Stellen erteilt wird. Das setzt eine Bauweise und dafür notwendige Kenntnisse voraus, in denen die Fähigkeit der Berechnung des notwendigen Schubs zu den geringeren Problemen gehören dürfte.

Ich hoffen, Noah, ich habe Dich jetzt nicht verschreckt oder verärgert, aber auf Deine ursprüngliche Fragestellung wirst wohl keine hilfreiche Antwort erwarten können, ohne daß Du zusätzlichen Angaben machst.

Servus
Hans

 

[WundererM]

Also back to the physics...
Um 70kg vertikal abheben zu lassen brauchst du mindestens die gleich große Gegenkraft, mit der die Gravitation die Masse am Boden hält. Sprich 70kg * g =~ 700N. Der vertiakle Schub muss also mindestens 700N betragen, eher noch etwas mehr, wenn du nicht in Zeitlupe hochkommen willst.
Eine ganz andere Nummer ist dann ein Impeller, der über 700N Standschub erzeugt. Angesehen davon, das moderne Impeller auch brushless sind, wird ein Propellerantrieb ebenfalls ne tolle Aktion. Aktuelle Hochleistungsantriebe wie sie im 3D-Flug verwendet werden kommen so auf 30 bis 40Kg Standschub mit 28er Latten und 14S. Die Leistung die da dem Motor abverlangt wird ist bereits brachial und der Antriebsstrang alles andere als Billig. Leistungsmässig bist du da bei einem 250ccm Equivalent.

 

[Hans Schelshorn]

Ne meinte schon horizontal.

 

[Wilf]

Hi Noah,
das „horizontale Schubverhältnis“ existiert nicht. Deswegen kann man es nicht berechnen.

Alle Versuche einer Hilfestellung von Forumsteilnehmern erfordern zusätzliche Annahmen und können in Bezug auf die Ausgangsfrage nur ins Leere gehen.

 

[Wilf]

Falls es um die für eine Eigenstartfähigkeit benötigte Leistung geht, hilft vielleicht ein Verweis auf den manntragenden Flug:

Ein Segelflugzeug ist vom Wirkungsgrad her ziemlich ausgereizt und benötigt im horizontalen Flug eine Leistung von etwa vier PS um oben zu bleiben. Mit ausgefahrenem Hilfsantrieb darf es auch das Doppelte sei.

Für Eigenstartfähigkeit wären wir beim Zehnfachen, also etwa vierzig PS.
Hat man keine richtige Luftschraube, sondern nur einen wirkungsgradschwachen Impeller, ist man mit dem Zwanzigfachen der für den Gleitflug benötigten Leistung gut bedient.

 

[Sebastian Scheinig]

Umso öfter ich mir diesen Thread durchlese, umso mehr frage ich mich, geht es hier überhaupt um ein real zu verwirklichendes Projekt oder ist die Nummer eine reine theoretische Betrachtung im Bereich eines Studiums an einer Uni?
Das wären zwei völlig verschiedene Ansätze. Denn hier im Forum ist man immer versucht ein reales Projekt zu planen und daher kommen dann auch solche Zeilen wie bei Hans raus. Man muss dann schon sarkastisch werden, denn für ein reales Projekt fehlt hier gewaltiges Grundlagenwissen. Für eine Facharbeit für einen Studenten ist die Nummer indes eine ganz andere Geschichte und auch die Lösung dafür ja eine rein theoretische Berechnung, bzw. werden alle anderen Themen im Zuge einer industriellen Fertigung durch andere Ingenieure oder Techniker realisiert.

Von daher würde ich gerne von Noah wissen, in welche Richtung dieses Thema gehen soll. Denn danach ist auch die Beantwortung der Fragen anders anzusetzen.

 

[RainerSeubert]

Wenn mir ein Student einer technischen Fachrichtung so eine Frage stellt, bleibt mir nur eine Antwort: studiere lieber BWL ...

 

[S_a_S]

Welcher Impeller wäre dafür gut geeignet, um das Elektroflugzeug horizontal starten zu lassen?

ein Impeller mit horizontaler Auslassöffnung, genauer gesagt ein Mantelpropeller.

Wenn mit einem Impeller nicht funktioniert, kann es auch gerne ein Brushless Motor sein. Das "Anschubsgerät" würde sowieso nicht innen befestigt werden.

Ein Impeller ist lediglich der von einer Röhre umschlossener Propeller. Mit was der angetrieben wird, ist zunächst einmal nicht definiert. Klar, kann elektrisch angetrieben sein und zur Reduzierung der Verluste an den Bürsten (Reibung) kann es auch gern ein elektronisch kommutierter Gleichstrommotor oder eine sonstige elektrische Maschine sein.
Alternativ, wenn sich nach Analyse der erforderlichen Schubkraft, Strahlgeschwindigkeit und Leistung sich herausstellt, dass die erforderliche Energie nicht kompakt (Masse oder Volumen des Akkus) mitgeführt werden kann, eine der üblichen Wärmekraftmaschinen, z.B. eine Turbine.

Grüße Stefan

 

[lastdownxxl]

Hallo Noah,

um die Höhe zu halten benötigt man:

Schub [N] = Abfluggewicht [kg] * 9.81 m/s² / Gleitzahl

Damit man nicht herunter fällt sollte die Geschwindigkeit größer Vstall (Ca ~ 1) sein.

Vortriebsleistung [W] = Schub [N] * Vflug [m/s]

Im Steigflug gilt:

Schub [N] = Abfluggewicht * g * sin(Flugbahnwinkel) + Abfluggewicht * g /Gleitzahl

Antriebsleistung (mechanisch) [W] = Vortriebsleistung /Eta_Impeller

[Team Ariane] Aerodynamik-Formelsammlung

Flugmechanik. Flugstabilität und Flugsteuerung. Technische Universität Dresden. Fakultät Maschinenwesen. Institut für Luft- und Raumfahrttechnik - PDF Free Download

Technische Universität Dresden Fakultät Maschinenwesen Institut für Luft- und Raumfahrttechnik Professur für Thermofluiddynamik/Angewandte Aerodynamik Prof. Dr.-Ing. Roger Grundmann Flugmechanik Teil 1

docplayer.org

Gruss
Micha

 

[S_a_S]

Flugmechanik. Flugstabilität und Flugsteuerung. Technische Universität Dresden. Fakultät Maschinenwesen. Institut für Luft- und Raumfahrttechnik - PDF Free Download

Technische Universität Dresden Fakultät Maschinenwesen Institut für Luft- und Raumfahrttechnik Professur für Thermofluiddynamik/Angewandte Aerodynamik Prof. Dr.-Ing. Roger Grundmann Flugmechanik Teil 1

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Startvorgang ab S. 38 beinhaltet auch die Betrachtung des Rollwiderstands und der erforderlichen Beschleunigung bis Ende Rollbahn.

Grüße Stefan

 

[UweHD]

Stefan hat es ja mit den Links auf "Flugmechanik..." schon gut skizziert, für eine Beantwortung der Frage "wieviel Schub benötigt ein 70kg Flugzeug zum Abheben?" fehlen noch eine Vielzahl von Angaben und etliche Faktoren spielen eine Rolle.

Nur als anschauliches Beispiel: Wenn ich zwei Flugzeuge à 70kg baue, und eines davon ist das Scale-Modell eines Starfighters, das andere ist das Modell einer DG1000. Würden dann beide Modelle den gleichen Schub zum Abheben benötigen? Wohl kaum. Gleiche Fragestellung bzgl. der Startbahn: Benötige ich auf einer Wiese den gleichen Schub wie auf perfektem Asphalt? Natürlich ebenfalls nicht. Von daher....

 

[S_a_S]

Uwe,
zu viel der Lorbeeren, der Link ist von Micha und nur zitiert.

Wenn ein Impeller zu wenig Schub bringt, muss man halt zwei davon verbauen.

https://www.youtube.com/embed/FMvppuS_ehg?wmode=opaque&start=0

Aber da sind wir dann wieder bei Masse (Energiespeicher) und Schub...

Grüße Stefan