Schubkraft eines Propellers?

[Paraheld]

Hi!

Ich bin ganz neu in dem Gebiet. Mein Ziel ist ein hubschrauberartiges Fluggerät. ich hab mich also mal nach propellern umgesehen und gemerkt, dass dabei oft nur die "steigung" als technische Angabe zu sehen ist. was bedeutet diese genau und wie kann ich die schubkraft bei geeigneter umdrehung des motors ausrechnen... die sollte ja größer sein als die gewichtskraft des teils... ;) das is ja schon mal das grundsätzliche....

wäre dankbar, wenn mir jemand schreiben würde...

mfg,
paraheld

[pedda-online]

HI,

die beiden gebräuchlichen Technischen Angaben bei Propellern sind Durchmesser und Steigung.

Die Steigung beschreibt, wie steil der Anstellwinkel ser Propellerblätter ist. Sie berechnet sich wie folgt. Angenommen, du könntest die Luft während einer Propellerumdrehung nicht nach hinten wegdrücken, so müsste sich der Motor und Propeller nach vorne bewegen. Die Strecke, die sich der Propeller dann während einer Umdrehung bewegen müsste, ist die Steigung.

Die Berechnung der Schubkraft gestaltet sich nicht ganz einfach, da sie sowohl von Propellerdurchmesser, -steigung als auch von Drehzahl, Drehmoment des Motors abhängt und Geschwindigkeit des Fluggerätes.

Gelegendlich findet man Berechnungsformeln / -applets auf Seiten wo es sich um Modellflug handelt. Ich kannte mal eine Seite, wo man aus einer Motordatenbank auswählen konnte, Propellerdaten angeben etc. und man bekam als Ergebnis den Schub. Weiß aber die Adresse nicht mehr. :-k Vielleicht findest du bei Google was.

Ich hoffe ich konnte dir helfen.

MfG
Peter

[konrad]

Hi,
das beste hubschrauberartige Fluggerät ist ein Hubschrauber. Der Begriff Standschub wird in einigen Modellbaukatalogen für bestimmte Motor/Propeller/Drehzahl-Kombinationen angegeben. Bei Elektromotren meist in Verbindung mit der Anzahl der Akkuzellen. Schub is eigentlich nicht ganz richtig. Éin Propeller, das sind genaugenommen zwei Tragfächen die man im Kreis fliegen lässt. Und die Kraft die nach vorn zieht rührt vom Unterdruck an der "Flügeloberseite". Ein Propeller saugt sich also nach vorne. Die nach hinten gedrückte Luft ist kaum am Vortrieb beteiligt. Das gemeine an mit Propellern oder Rotoren nach oben Gezogenen Geräten ist (auch bei mehreren gegenläufigen Propellern), das jede Drehzahl oder Widerstandsänderung z.B. beim Steuern, Gegendrehmomente erzeugt die ausgeglichen werden müssen. Das eigenstabilste Fluggerät ist dabei der Klassische Hubschrauber, wenn er z.B. mit einer Kreiselregelung richtungsstabil gehalten wird. Ich will hier nicht den Skeptiker raushängen lassen, aber wenn ich mich in das Thema verbeissen würde, würde ich mit einem elektrischem Modellhubschrauber anfangen. Da dürfte die Elektronik am ausgekochtesten sein. An der ETH Zürich hat man übrigends mit Robotergesteuerten Modellzeppelinen experimentiert.

dankeschön!

das hat mir schon relativ viel gebracht. das mit den gegendrehmomenten hab ich mir auch schon gedacht. deshalb werde ich wahrscheinlich 3 oder 4 propeller in dreiecks- bzw. vierechsform anbringen. das dürfte dann keine probleme geben, auch wenn die props gleich herum drehen oder?

mfg,
paraheld

wobei mir gerade auffällt, dass ich probleme mit dem gleichgewicht bekomme, da ja die umdrehungszeiten nicht 100%ig genau gleich sein werden...

paraheld

Also das mit der Erklärung des Schubes vom Propeller ist mal ehrlich gesagt Bullshit. Die nach vorne gerichtete Kraft stammt zum gröten teil aus der nach hinten Verdrängten Luft und auch bei einer Tragfläche stammt die meisten Kraft aus dem Überdruck an der Unteren Seite.
Kleines Gedankenexperiment. Warum bewegt sich ein offener Druckluftschlauch und einer vom Staubsauger nicht. Beim Ansaugen kann die luft von überall her nachströmen und ich kann ja auch nur Druckdifferenzen von theoretisch maximal 1 bar erzeugen, während mit überdruck theoretisch unendlcih große Druckdifferenzen möglich wären.

[konrad]

Hi,
das mit dem einen Bar stimmt, es ist in großer Höhe sogar noch wesentlich weniger. Aber schau dir mal Tragfächenprofile an es gibt welche mit absolut gerader Unterfläche die auch völlig ohne Anstellwinkel Auftrieb erzeugen, also theoretisch völlig ohne Überdruck an der Unterseite. Siehe Physikbuch unter Bernoulli.

[Marvin]

dankeschön!

das hat mir schon relativ viel gebracht. das mit den gegendrehmomenten hab ich mir auch schon gedacht. deshalb werde ich wahrscheinlich 3 oder 4 propeller in dreiecks- bzw. vierechsform anbringen. das dürfte dann keine probleme geben, auch wenn die props gleich herum drehen oder?

mfg,
paraheld

Hi paraheld,
Wenn die alle gleichrum drehen, wird sich das Fluggerät um seine Hochachse drehen. Deshalb würde ich 4 Propeller nehmen, wobei 2 linksrum und 2 rechtsrum drehen müssen(die gegenüberliegenden immer gleichrum). Damit kannst Du leicht die Dehung um die Hochachse steuern: Wenn Du z.B. 1 und 3 langsamer und gleichzeitig 2 und 4 schneller machst, bleibt der Auftrieb gleich, aber das Gerät wird um die Hochachse drehen.
Um das ganze zu stabilisieren könnte ich mir vorstellen, dass sich ein Kreisel aus dem Hubschraubermodellbau gut macht.

Viel Erfolg
Marvin

nochmal dankeschön für die freundliche resonanz!

seh ich das richtig, dass ein kreisel sozusagen misst, in welche richtung und wie stark das gerät gekippt ist und das per spannung oder stromstärke angibt? gäbe es in dieser hinsicht noch andere möglichkeiten, da ja die kreisel recht teuer sind...

hoffe, dass ich in nach dem abi endlich genug zeit finde das teil zu bauen... aber bald isses vorbei... ;)

mfg,
paraheld

[Küchenschabe]

Ja klar gibts andere Möglichkeiten... du kannst einfach die Luftschrauben an nen ziemlich hohen Ort packen oder einfach nen bischen über dem eigentlichen Robotter aber weit auseinander. Zur Berechnung : Das ganße hängt eigentlich von der Wunschgeschwindigkeit und deinem Motor ab(ich will mir nen Nurflügler bauen und war in der Stadtbücherei) : Wunschgeschwingigkeit*1,5oder2=Luftstrahlgeschwind igkeit
Steigung[Zoll]=Luftstrahlgeschwindigkeit[m/s]*2360/Drehzahl(Motor)[/min]
Durchmesser(Luftschraube)[Zoll]=3.WurzelAus(Leistungv.Motor)[W]*14500/Drehzahl[/min]
Schub[N]=2*Leisung(Motor)[W]/Luftstrahlgeschwindigkeit[m/s]
Zum Motor nochmal was damit du die Leistung ausrechnen kannst:
Leistung=Drehmoment*Drehzahl/716

Ich weiß... ist nen bisserl spät... aber ich hoffe ich konnt dir trotzdem noch helfen

Viel Spaß beim Basteln:-))

[Gleylancer]

In meinem Modellflugverein hat mal einer nen hubschrauber mit 2 ineinanderkämmenden Rotoren gebaut. Gebaut nach dem Flettner Prinzip.
Kreisel brauchte man da nicht, das Teil war superstabil da sich die Auftretenden Drehmomente sich sofort ausglichen.
Allerdings war die Ansteuerung des Helis über 2 Taumelscheiben knifflig. Denn man konnte sich auch um die eigene Achse drehen (gieren)

Mal schnell gegoogelt:
http://www.wlb-stuttgart.de/seekrieg/4401-bilder/hubschrauber.htm
Sah genauso so aus wie auf dem ersten Bild

[Küchenschabe]

Jaja...gegenläufige Rotoren... ham die Russen schon ewig...aber die gegenläufigen Rotoren von den KAs sehen noch am besten aus(ich mag die KA-50 am meisten(erster Heli mit Schleudersitz(der arme Pilot:-)) ))) auch nen Ergebnis von Google: http://www.aeronautics.ru/news/news001/news030.htm

[janni]

Ich würd so nen Hubschrauber bauen, es gibt im Internet einige Leute die so ein Ding gebaut haben...
http://en.wikipedia.org/upload/e/e9/Chinook.750pix.jpg

Der würde sehr stabil in der Luft liegen. ich hab schon Ideen wie man das bauen könnte und mit 4 Kreiseln würde der Hubschrauber wie ein Aufzug in der Luft hängen...

[Gleylancer]

4 Kreisel brauchst du schonmal gar nicht (1 Kreisel kann in alle Richtungen stabilisieren).
Da sich das Drehmoment aufhebt ist meist gar keiner erforderlich. Nur ist das Flettner System teilweise selbststabilisierend, der Chinook ist da eher instabiler und vorallem träger.
Die Realisation beider Systeme ist sogar gar nicht so schwer, nur das man für beide Helis schon gut fliegen können sollte, da ein Hubschrauber verdammt schwer zu steuern ist (und kommt bitte nicht auf die Idee Autonomer Heli, bei nem Unfall mit einem Heli ist einer dabei fast umgekommen)

[Küchenschabe]

@Greylancer Das war doch sicherlich noch nen alter Heli mit Metallrotor oder?
@janni Was soll er nu bauen... Das obere oder das Ding da unten? :-)) (das kann zwar was fliegen lassen aber nicht selber fliegen...) und wenn er da was reinbaut damit sichs selber gerade hält, da fliegt das dann automatisch nach vorne... die Rotoren sollten immer auf der gleichen Höhe stzen(im Modellbau ist das jedenfalls einfachen zu konstruieren)... Ausnahmen sind die Dinger die genau übereinander sitzen.

[Gleylancer]

Der "alte" Heli ist ungefähr 5 Jahre alt, aus GFK mit GFK-Rotorblättern und gibt es bei Graupner mittlerweile als Bausatz zu kaufen (den Chinook).

Den Chinook zu bauen ist sicherlich nicht so kompliziert wie das Flettner System (da muss man schon was mehr gehirnschmalz zum Bau reinstecken), allerdings sieht man eine Chinook immer wieder mal, einen Flettner-Heli gibts in ganz D bisher nur einmal.

Allerdings: für beides solltest du schon gut! Heli fliegen können und ne gute Geldbörse haben, denn ganz billig wird der Spaß nicht.

[Küchenschabe]

Man soll Helis als Anfänger ja auch auf freien Wiesen weit weg von anderen Menschen fliegen lassen.
Aber die wirklich neuen Helis haben meistens nurnoch olle Plastikrotoren...
Das mit der Geldbörste ist bei mir sowiesonicht, aber fürs Heli-fliegen gibts Programme und Bücher zum lernen.

Was ist denn das fürn Ding, der Flettner Heli?

[Gleylancer]

Man soll Helis als Anfänger ja auch auf freien Wiesen weit weg von anderen Menschen fliegen lassen.
Man darf! Helis wenn überhaupt nur! auf Modellflugplätzen betreiben. Sollte dich jemand erwischen, wie du auf ner Wiese mit deinem Heli rumturnst, dann musst du Strafe zahlen (und nicht zu knapp).
Aber wo kein Kläger da kein Richter.



Aber die wirklich neuen Helis haben meistens nurnoch olle Plastikrotoren...

Jaja, wenn die Blattspitzen Überschallgeschwindigkeit erreichen, dann macht sich das gut wenn diese aus Platik sind!.
Plastikpropeller aus Platik gibts nur bei Kinderspielzeug oder bei sehr kleinen Helis; Modellhubschrauber haben fast ausschliesslich CFK/GFK/AFK Blätter, da diese sehr leicht aber gleichzeitig extrem stabil
sind.

@Schabe: Oben steht ein Link
Im Modell wurde der Rotor per Kegelzahnrad angetrieben und besaß 2 Taumelscheiben. Funktionierte prima.

Gruß
Gleylancer

[Küchenschabe]

Du sagst 1Link? Ich seh da aber 2Links O:)

Ich dachte man darf überall mit rumjuckeln... nur die über und genau 5Kg müssen auf speziellen Plätzen mit extra Fluggenehmigung(für jeden Flug), oder auf eigenem Grundstück geflogen werden.

Zum Thema Überschall: Du musst mich nicht für nen Kleinkind halten... Manche Helis machen zwar Krach, wie sonstwas, aber so laut wie nen Kampfjet sind die lange nicht! GFK würde das zwar aushalten, aber trotzdem würde das ziemlich schlackern, und so schnell muss sich das nicht drehen, da man den Anstellwinkel von den Rotorblättern ändern kann.