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 Betreff des Beitrags: Beechcraft Staggerwing
#1Ungelesener BeitragVerfasst: 04.03.2008 22:59 
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Rechtzeitig zur neuen Saison ist ein neuer Versuch zum Thema Elektroflug fertig geworden.
Es ist ein Bausatz von SIG ausgerüstet mit diesen Antriebsteilen:

Motor : AXI 2204/54
Regler : Kontronik MiniPix
Timer: Zigras ZTRON CLT3 (mehr Programmier-Möglichkeiten)
Akku: Lemon RC 450mA/h 2S
Propeller: GWS 8x3,8 Slow Fly
Abflug-Gewicht : knapp 200g

Der Propeller erzeugt bei ca. 5500 rpm deutlich mehrals 200g Schub.
Flugzeit sollte ca. 4:30 sein, mit reichlich Reserve im Akku.

Geflogen ist das Fliegerchen bisher nicht, Ich warte noch auf windstilles Wetter...


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#2Ungelesener BeitragVerfasst: 10.03.2008 12:07 
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Hallo Uli.

Mich würde interessieren, mit welcher Leinenlänge und mit welcher Art Leine willst du fliegen?

Wir haben ja auch so kleine und leichte "Fliegerchen" für die Turnhalle gebaut (umgebaute Shock-Flyer). An knapp 6 m Leinenlänge fliege ich so um die 4 bis 4,5 sec. pro Runde.
Gewichte sind in etwa vergleichbar, Propeller identisch, aber Akku 3S 450mAh oder 720 mAh. Motor ist ein F3A-P-Motor mit 25 g Gewicht. Mit dem 450 mAh Akku bezweifele ich eine Flugdauer von 4:30 Min. Die Dinger brauchen ein wenig Leistung! (7 bis 8 A).

Bin gespannt auf deine Ergebnisse.

Gruß
Willi


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#3Ungelesener BeitragVerfasst: 12.03.2008 15:02 
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Hallo Uli,

auch ich bin da recht gepannt. Mir erscheint die Wahl des Propellers(und damit auch indirekt die des Motors) als mindestens mal suboptimal,wenn nicht gar gleich sehr ungeeignet ;-)

standschub.de wirft für diesen Propeller mit der von Dir genanntenDrehzahl zwar einen Schub von ca. 180gr, aber auch die sehr geringeStrahlgeschwindigkeit von nur etwa 32km/h aus. Abzüglich des Schlupfesverbleiben dann wohl 25km/h Fluggeschwindigkeit - das wird so nix undist höchstens für Shockflyer in der Halle ausreichend.

Also, kleinerer Propeller mit höherer Steigung wird wohl sehr not tun.Als Strahlgeschwindigkeit würde ich 80km/h anstreben, was für 65km/hFluggeschwindigkeit ausreichen sollte, den Schub von etwa 200grbeibehaltend. Das liefert z. Bsp. ein APC-E-Prop 6x5,5 bei 10.000U/min.Um diese Drehzahl bei Deinenm Motor zu erreichen braucht's dann anstatteines zweizelligen Lipos einen dreizelligen.

Hoffe ein wenig mehr Licht in den E-Antrieb gebracht zu haben,

Rüdiger


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#4Ungelesener BeitragVerfasst: 12.03.2008 15:03 
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Doppelpost, sorry.


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#5Ungelesener BeitragVerfasst: 12.03.2008 21:44 
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Hallo zusammen !

Viele Fragen, also der Reihe nach:

Als Leinen habe Ich noch dünne 0,08er Litzen, wie für Cox-getriebene Flieger, ca. 9m Länge.
Damit werde Ich's zuerst probieren. Wegen des kaum vorhandenen Profil wird der Flieger wohl eher schnell fliegen müssen.
Der Motor wiegt 25,9g und verträgt 6A (wie lange ?), 7,5A für 30sec. Bei der angegebenen Drehzahl von ca. 5850rpm habe Ich im Stand 4,3A gemessen und bei 3 Minuten Laufzeit etwa 230mAh nachgeladen (mehrere Zyklen). Im Flug dürfte der Strom, ähnlich wie beim Nobler, etwa um 10-15% sinken. Somit erscheinen 4 - 4,5 Minuten Flugzeit realistisch.
Den Begriff Strahlgeschwindigkeit kannte Ich bisher nicht. Rein gefühlsmäßig macht der kleine Motor eine Menge "Wind" und der Flieger würde ganz locker senkrecht steigen.
Sollte die Geschwindigkeit nicht reichen, kann Ich jederzeit noch etwas Gas geben. Die 5850rpm entsprechen 80% in der Programmierung des Timers.
Dann dürfte mit dem kleinen Akku die Flugzeit deutlich unter 3 Minuten betragen.

Sollte der Sturm doch noch mal aufhören, gibt es vielleicht richtige Antworten....


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#6Ungelesener BeitragVerfasst: 12.03.2008 23:22 
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Hi Uli,

die Strahlgeschwindigkeit ist ein Produkt aus Propellersteigung und Drehzahl. Überschlägig kann man diese auf http://www.standschub.de berechnen. Sie sagt aus, mit welcher Geschwindigkeit der Propeller die Luft nach hinten befördert.

Die Crux an der Sache ist, dass ein Flugzeug nie schneller werden kann als die nach hinten vom Propeller geförderte Luft aka Strahlgeschwindigkeit.Haste nur 30km/h Strahl, kannste auch nie schneller als 30km/h fliegen.Bei 30,000000000000000000001 km/h fängt der Propeller zu bremsen an.

Deine Staggerwing ist ein flottes Fliegerchen, das braucht Geschwindigkeit. Mit dem jetzigen Antrieb gehts ziemlich sicher in die Hose. Welche Grundgeschwindigkeit Deine Staggerwing überhaupt zum Gleiten braucht,
errechnet sich über die Flächenbelastung. Leider gibt sich SIG da sehr bedeckt, das einzige, was das Web hergibt, ist die Spannweite von knapp 500mm. Nunja,nehmen wir halt mal an, dass die beiden Flächen so etwa 500x100 messen. Das macht nen Flächeninhalt von zusammen 10dm2. Wiegen wird das Teilchen irgendwo zwischen 200 und 300 Gramm, was dann20 bis 30gr/dm2macht. Die Fläche als ebene Platte bringt als maximalen Auftriebsbeiwert einen Ca-Wert von 0,5.

Setze ich das in die Gleitgeschwindigkeitsformeln ein, dann ergibt sich für ne Flächenbelastung von 20gr/dm2 ne minimale Gleitgeschwindigkeit von 29km/h. Bei 30gr/dm2 dann 35km/h.

Dein Antrieb schafft aber nur reale 25 km/h, von daher ist Dein Unternehmen für Dein Modell höchst riskant.

Herzlichst,

Rüdiger, der über'n Winter ne Chipmunk von SIG gebaut hat: http://corsair.flugmodellbau.de/files/c ... fault.html

(Warum zerwürfelt dieser Editor ständig den Satzbau und vergisst die Leerzeichen?? Irgendwie unprofessionell, diese Forensoftware hier. UAAAAAHHHH, ich hab das jetzt dreimal nachkorrigiert und jedesmal siehts nach dem Absenden anders aus)


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#7Ungelesener BeitragVerfasst: 13.03.2008 18:45 
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Ich habe gerade mal ein paar Testläufe gemacht und folgende Parameter gemessen:

ZTRON Timer auf 100% Drehzahl eingestellt.

GWS-Prop 8x3,8 bei 6600rpm 5,9A entspricht gerechnet etwa 38 Km/h. Das sollte in jedem Fall bei 200g Flug-Gewicht ausreichen. Bei 6000rpm sind es 5,0A und 34,7 Km/h.

Graupner Super Nylon 6x5 (vom MTR-Renner) dreht 8300rpm bei nur 3,1A entsprechend 63,2 Km/h.

Der gefühlte Schub ist aber deutlich kleiner, das Flugzeug würde nicht nach oben wegsteigen.

Ich glaube, daß der große "Drehmoment-Propeller" doch die bessere Wahl ist.
Wenn die Geschwindigkeit zu langsam für "richtiges Fliegen" ist, kann Ich vielleicht ähnlich "hovern" wie mit dem Bi-Slob...


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#8Ungelesener BeitragVerfasst: 14.03.2008 13:20 
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Hallo Uli,

vergiss den Schlupf des Propellers nicht. Bei RC-Maschinen rechnet manmit 10 bis 20% Schlupf, was bei einer Strahlgeschwindgkeit von 100km/hdann eine reale Fluggeschwindigkeit von 80 - 90 Km/h ergibt. Beiunseren C/L-Maschinen würde ich sicherheitshalber von 20 bis 30%Schlupf wegen der Leinen ausgehen.

Was die minimale Gleitgeschwindigkeit noch angeht: Das beschreibt denFlugzustand, wenn die Maschine schon schwerst im Anstellwinkel hängt.Ich kann mir nicht vostellen, dass das Fliegen mit einer Kiste, dieschon heftig im Anstellwinkel hängt, weil der Antrieb nicht genügendGeschwindigkeit hergibt, Spass machen kann ;-) Und dass man einVerhältnis von 1:1 bei Schub/Modellgewicht braucht, um vernünftigfliegen zu können, erst recht nicht.

Aber sei's drum, probiers halt erstmal mit dem 8er Prop aus. Wäre allerdings schade, wenn's deswegen in die Hose ging.

Liebe Grüße,

Rüdiger


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#9Ungelesener BeitragVerfasst: 14.03.2008 19:52 
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Hallo Rüdiger,

irgendetwas kann mit den Berechnungen nicht stimmen, die gemessenen Werte meiner Escapade waren letzte Saison:
Motor : ST G51 CL
Propeller: Rev Up 12x5 Holz 2-Blatt
Flugradius: ca. 20,5m

Startdrehzahl am Boden: 9100rpm
Damit stellte sich eine ideale Rundenzeit von 5,3 sec ein, was umgerechnet 87,44 km/h entspricht.
Nach der Formel entsteht bei 5er Steigung aber nur eine Strahlgeschwindigkeit von etwa 65 Km/h !!
Selbst wenn der Motor nach dem Start etwas Drehzahl zulegt, vielleicht 9400 - 9500, ist die Strahlgeschwindigkeit nur ca. 70 Km/h.
Der Motor müßte über 12000rpm drehen, um (ohne Schlupf !) die Strahlgeschwindigkeit zu erzeugen, die der realen (gestoppten) Geschwindigkeit entspricht ! So hoch dreht der ST nicht mal, wenn der Sprit zu Ende geht.

Bevor Ich auf den Rev Up Propeller gewechselt habe, verwendete Ich eine 3-Blatt 12x5 aus Kohlefaser. Damit war die Startdrehzahl etwa 8300-8400rpm (für die gleiche Fluggeschwindigkeit!).

Offenbar ist das Maß der Steigung nicht das einzige Kriterium, daß die Geschwindigkeit bestimmt, und verschiedene Propeller mit nominell gleicher Steigung (Fertigungstoleranzen mal ausgeklammert) erzeugen unterschiedliche Lasten für den Motor und auch Geschwindigkeiten.

So habe Ich letztes Jahr an meinem LiPo-Nobler als Standard eine APC-E 10x5 verwendet. Diese schien mir den besten Wirkungsgrad zu haben. Versuchsweise habe Ich mal eine TopFlite 10x5 Super M probiert. Da der Controller im Heli-Modus läuft, blieb die zuvor mit der APC eingestellte Drehzahl (9400rpm) gleich, aber die Stromaufnahme stieg von ca. 22A auf 25A (im Stand). Zusätzlich stieg die Rundenzeit von 5,6sec auf 5,9sec. Später probierte Ich auch eine Graupner Camprop mit noch schlechteren Ergebnissen: bei 9550rpm nur eine Rundenzeit von 6,1sec (gleiche Leinenlänge wie zuvor, Radius etwa 18m)
Gegen Ende der Saison betrug die Drehzahl mit der APC-E 10x5 9800rpm, die Rundenzeit ist dann wieder 5,3sec und das Flugzeug fühlt sich wohl.
Auch beim Elektroflieger stimmen die theoretischen und realen Werte nicht ganz überein, wenn auch nicht so schlimm wie beim 2-Takt Flugzeug.

Gibt es eine Erklärung ?

p.s.
noch eine Anmerkung zum Schubverhältnis:
Escapade wog 1600g trocken, mit der oben erwähnten Einstellung wurde (Modell senkrecht gehalten), etwas mehr Schub als das Modellgewicht erzeugt. Dabei schaltet der Motor natürlich auf 2-Takt-Betrieb und dreht vielleicht 10500rpm. Mit weniger Schub wird das F2B-Programm schwierig.


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#10Ungelesener BeitragVerfasst: 14.03.2008 20:08 
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Hi Uli,

ja, die Werte passen nicht zueinander. Ähnliches habe ich bei meinem Chico-Eigennachbau ( http://corsair.flugmodellbau.de/files/m ... ICC200.JPG )beobachtet. Dessen 3,5er MVVS dreht am Boden rund 21.000 und dürfte danach nicht schneller als ca. 190km/h werden. Durch Dopplermessung wurden dem Chico aber gute 215km/h in der Luft nachgewiesen, was einer Drehzahl von fast 25.000 U/min entspricht.

Ich bin sicher, dass entweder die Standdrehzahl Deiner Escapade falsch aufgenommen wurde oder der Drehzahlzuwachs in der Luft doch größer ist als angenommen wird. 12.000 U/min ist nicht die Welt für einen guten.51er.

Die Formeln lügen jedenfalls nicht und andere, gewichtigere Faktoren als die Propellersteigung gibt's meines Wissens nach nicht.

Viele Grüße,

Rüdiger


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#11Ungelesener BeitragVerfasst: 15.03.2008 23:06 
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Hallo zusammen.
Wenn Ihr erlaubt mische ich mich mal kurz ein:

Ich würde nicht so weit gehen, die Messungen von Ulli anzuzweifeln. Die Stahnddrehzahl zu messen ist keine große Herausforderung. Gleiches gillt für die Bestimmung der Fluggeschwindigkeit. Der Rest ist simple Mathematik! Selbst Ulli sollte in der Lage sein, all das fehlerfrei durchzuführen :-)

Drei Dinge gibt es jedoch noch zu bedenken:
#1
Die Steigungsangaben auf den Props sind endweder gemittelt oder einem bestimmten Radius (Blattsegment) zuzuordnen. Fast alle Props haben nicht überall die gleiche Steigung. Viele Props haben an der Blattwurzel weniger Steigung, in der Mitte des Blatts mehr und an den Blattenden wieder weniger Steigung.
#2
Die Blattsteigung bezieht sich üblicherweise auf die Blattunterseite (weil leichter zu messen).
Das Blatt hat jedoch ein Tragflächenprofil und erzeugt Auftrieb. Damit eure Rechnung funktioniert müsstet Ihr also mit der Steigung rechnen, welche sich aus dem Nullauftriebswinkel des Blattprofils ergibt. Diese Steigung ist viel größer als die auf den Props aufgeduckte. Wäre das Blattprofil eine ebene Platte, dann hättet Ihr Recht, da der Nullauftriebswinkel dem Winkel der Blattunerseite entsprechen würde.
#3
Propellerblätter neigen dazu, sich beim Betrieb zu deformieren, genau gesagt sich zu verdrehen. Je nach Blattgeometrie, Blattprofil und innerem struktuellen Aufbau des Blatts kann dies zu einem Anstieg der tatsächlichen Steigung führen.

Was ich sagen will: Die Zusammenhänge zwischen der aufgedruckten Steigung, Drehzahl und Fluggeschwindigkeit sind leider nicht so einfach wie oft angenommen.
Daher würde ich sagen: "Grau ist alle Theorie!" Und "Versuch macht klug!"

Ich hoffe ich konnte zur allgemeinen Verwirrung beitragen :-)
Lieber Ulli, ich drück Dir die Daumen für den Erstflug!

Mit freundlichen Grüßen

Frank Wadle
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