Unterschied 2 Blatt/3Blatt Prop

[klauskra]

Hallo

Macht es einen großen Unterschied zwischen einem 40er 2 Blatt Prop und einem 37er 3 Blatt, bei gleicher Steigung?
Oder gibt es da eine Rechenformel, Vergleich 2 Blatt-3 Blatt?

Danke

[b.brain]

Ja gibt es, da kann man aber ein Buch drüber schreiben. Und hier gibt es Prop Experten die dir das auch übelst aufröseln können.
versuchs mal...
Wenn der Motor beide Props kraftmässig durchzieht ist das boot mit dem 40er schneller. es ist auch mit einem 37er 2 blatt schneller als mit einem 37 3 blatt.
der strom ist auch bei einem 3 blatt höher als beim 2 blatt gleichen durchmessers. das fahrverhalten ist unterschiedlich und deswegen nutzt man sie dennoch. ...der sound ist auch anders. Rechenformel bezieht sich nur auf Durchmesser und Steigung in Verbindung mit der Drehzahl und die Verluste.
Benny

[Thorsten Köhler]

"es ist auch mit einem 37er 2 blatt schneller als mit einem 37 3 blatt."

Warum ist das so?

[Jörn-Oliver]

Benny, das ist so nicht richtig ...

man kann durchaus mit einem 3-Blatt gleicher Steigung und Durchmesser schneller sein als mit einem 2-Blatt. das kommt halt auf die Blattform an.

Vorteil von 3 oder mehrblatt Props ist halt die Laufruhe, da die Blätter im bereits alle 120 Grad eintauchen, oder bei 4-Blatt sogar schon alle 90 Grad im Gegensatz zu einem 2-Blatt mit 180 Grad.

[Ch.Lucas]

Hi,
und dann kommt noch die Blattfläche ins Spiel.Ein 3 Blatt mit schmalen Blättern gegen einen 2 Blatt mit großen breiten Blätter kann genauso viel /wenig Schub erzeugen und es läst sich im Betrieb so gut wie kein Unterschied feststellen.Dann macht das Boot selbst einen gehörigen Einfluss auf die Propeller aus.Ein leicht laufender Rigger kann durchaus gut mit einem 2 Blatt laufen wärend ein nach Schub lechzender Cat ehr den 3 Blatt benötigt um überhaupt vernünftig zu laufen.
Dann das Beschleunigungsverhalten: Ein 3 Blatt mit großen Blättern wird untenherum mehr Schub liefern wie ein 2 Blatt mit schmalen Blättern .Die Blätter des 3 Blatt können sich aber auch bei hohen Drehzahlen im Weg stehen und sich gegenseitig das Wasser nehmen ,dann ist es wider Essig mit der Beschleunigung.
Dragsterboote fahren gerne zwei gegenläufige 2 Blatt Props ,also quasi 4 Blatt für viel Schub mit dem Vorteil das sich die Blätter nicht das Wasser abgraben.
Man muss es halt leider Austesten aber das kann ja auch Spaß machen und macht ja einen Teil des Optimierens aus. Ein Bollercat braucht halt ehr den großen(hier Durchmesser)Schubfläche bringenden Vielblattpropeller wärend der leicht tänzelnde Rigger ehr das Schlanke Propellerchen dreht und damit recht Ökonomisch unterwegs ist.

[klauskra]

Ok, werde es halt ausprobieren auf der Miss Geico von Pro Boat. Momentan fahr ich sie mit einem Upgrade aus Edelstahl 40er Durrchmesser u. glaub ich 1,4 St. Der 3 Blatt aus bronze von PropShop schaut optisch geil aus, aber hilft ja nichts, wenn er nichts "bringt", oder der Motor heiß wird. Werde berichten.

[b.brain]

ok, ok, dann war das jedenfalls bei der propauswahl die mir mom. zur verfügung steht so.
ums probieren wird man aber eh nicht herum kommen. wenn das so einfach währe hätte man ja nicht so eine latte an pröpsen in der sammlung. hab jetzt auch schon wieder ganz viele übrig, allein wegen den verschiedenen aufnahmen.
wer kann mir eigentlich aus einem m4 einen 4,75mm DD machen, und das loll auch noch rund laufen.
benny

[klauskra]

Da geht nichts vorwärts, anscheinend der Durchm. zu klein? Nur ein lautes Aufheulen, aber null Vortrieb.
Hier ein Foto von den 2 Props

[b.brain]

bei dem kleinen boot sind 40mm schon garnicht so sehr klein, rutscht irgendwo ev deine motorkupplung durch? Motor dreht den prop aber durch, oder ist der gar zu schwach?
benny

[Monkey-Chris]

Hallo Leute,

ich hoffe, dass ihr mir einen Tip geben könnt. Ich baue eine große Scale Yacht im Maßstab 1:6. Modelllänge 2Meter, Gewicht etwa 30kg. Zwei E-Motore mit je 9000U/min. bei je 12S. Antriebsstrang bis 125A Dauer ausgelegt. Propeller vollgetaucht. Es geht mir bei dem Modell nicht um Top-Speed, sondern darum, dass alles möglichst scale ist. Den ersten Fahrversuch habe ich mit Propshop FS/6015/3 gemacht. Ich habe das Modell festgehalten und bei Vollgas zieht ein Antrieb 43A - also noch reichlich Luft nach oben. Maßstäblich runtergerechnet müsste der Prop ein 8515/5 sein. 5-Blatt deswegen, weil auch das Original 5 Blätter hat. Nun frage ich mich, ob ich irgendwie hochrechnen kann, wo ich mit dem Strom liegen würde!?

Vielen Dank vorab!

Gruß, Chris

Edit: Hierum gehts übrigens: http://www.rc-raceboats.de/forum/showthread.php?31544-Vorstellung-von-mir-und-meiner-1-6-Van-Dutch-40&highlight=van+dutch

[Sika]

Es sind nicht die Propeller, die Leistung oder Strom brauchen sondern es ist der Rumpf, der für eine bestimmte Geschwindigkeit Leistung zur Überwindung der Reibung benötigt. Für ein Boot in Gleitfahrt steigt der Leistungsbedarf irgendwo zwischen quadratisch und hoch 3. Ich hatte das Fahrvideo in 2014 übersehen, aber da lief das Boot doch schon ziemlich gut. Bist du inzwischen schon mit 2 Motoren gefahren? Wie schnell war das Boot dann?

Gruß, Jörg

[Monkey-Chris]

Hallo Jörg,

sorry, habe erste jetzt gesehen, dass du geschrieben hast. Habe keine Mitteilung erhalten...
Also: auf dem Video liefen beide Motoren an 12S meine ich. Verbaut waren 60er Props mit einer Steigung von 1,5. dabei zogen die Antriebe beim Festhalten des Modells und Vollgas 43A. In Fahrt habe ich nicht mehr in Erinnerung, aber das müsste ja deutlich weniger sein, oder?
Grundsätzlich bin ich mit dem Speed gar nicht so unzufrieden. Gut, etwas geht immer noch :prost:, aber mein Fokus liegt klar darin, möglichst scale Props zu verbauen. Vom Durchmesser hieße das dann 85mm. Steigung gibt es aber ebenfalls nur 1,5, was bei dem größeren Durchmesser ja schon deutlich mehr ausmacht (90mm zu rund 125mm).
Angenommen ich halte das Modell immer fest, um den Prop zu testen, sodass somit die Form des Rumpfes keine Rolle spielt - wie verhält sich dann der Strom bei einem

- Prop mit mehr Blättern
- Prop mit anderer Steigung
- Prop mit anderem Durchmesser

Mir ist schon klar, dass er steigen oder sinken wird. Aber um welchen Faktor muss sich doch errechnen lassen!?

Abschließend bin ich eben nicht sicher, ob der Motor den großen Prop, bei dem der Durchmesser und die Steigung höher sind und zudem noch zwei Blätter mehr dran sind, noch voll durchdreht...

Man, was' eine Wissenschaft. :)

Gruß, Chris

[Shark]

Hallo Chris,

ich heb das Thema mal etwas auf die wissenschaftliche Ebene.

Die höhste Belastung der Antrieb (abgesehen von Notstopmanövern) liegt ja bei Pfahlzugbedingungen vor, also wenn das Modell festgehalten wird. Da der Propeller ja auch vollständig unter Wasser arbeitet kann man aus meiner Sicht für Modellpropeller dieser Größe gut Freifahrtsdiagramme heranziehen um die Leistung bzw. die Änderung des Leistungsbedarfs abzuschätzen wenn sich entsprechende Parameter ändern. Anfang der 80er Jahre hat man in Wageningen diverse Propeller mit unterschiedlicher Flügelzahl, Flächenverhältnis und Steigungsverhältnis getestet, die sogenannte B-Siere. Die Daten sind öffenlich und z.B. hier zu finden:

http://teacher.buet.ac.bd/mmkarim/diag_kt_kq_B-series.pdf/

Um jetzt deine Frage zu beantworten musst du dir die entsprechenden Kurven aus den jeweiligen Diagrammen heraussuchen und dir die kq-Werte (Drehmomentbeiwerte) bei J=0 (Pfahlzugbedingungen) anschauen und vergleichen. Mit dem Wert lässt sich über die Im PDF angegebene Formel das Drehmoment Q bestimmen. Die Wellenleistung ergibt sich dann aus Pw = 2 x Pi x Q x Drehzahl (n). Bei der Berechnung bitte immer SI-Einheiten verwenden!

Ich hoffe es hilft dir weiter. Bei Fragen einfach melden!

Besten Gruß,
Patrick

[Sika]

Hallo Chris,
wenn man Propeller mit identischem Design vergrößert, dann kommt man beim Pfahlzug und konstanter Motordrehzahl auf einen Leistungsbedarf, der mit der 5. Potenz mit der Propellergröße ansteigt. Dabei steigt der Leistungsbedarf quadratisch mit dem Durchmesser und hoch 3 mit der Steigungszunahme - bzw. auch der Drehzahl. Aber wie schon oben geschrieben ist der Pfahlzug für den Fahrbetrieb uninterssant - es ist ja kein Schlepper.

Was also bleibt ist der höhere Leistungsbedarf des Rumpfes, bei der sich aus den größeren (und bei gleichem Steigungsverhältnis) auch steileren Propellern bei der dann erreichten höheren Geschwindigkeit ergibt. Man kann das grob abschätzen, unter Einbeziehung wieviel die Motoren und Akkus einbrechen, aber ehrlich gesagt ist mir der Sprung von 60er Dreiblatt auf 85er Fünfblatt viel zu groß um hier eine gute Abschätzung zu liefern.

Meine Empfehlung wäre daher die 85er Propeller zuerst mit 8s zu testen. Durch die größeren Props und die höhere Blattanzahl sollte dies ziemlich genau die Geschwindigkeit des 12s Setups mit 60er 3-Blatt-Props ergeben. Da dies in etwa gleichen Leistungsbedarf bedeutet, wird im 8s-Setup der Strom schon um 12/8 =1.5 steigen. Dann würde ich langsam die Geschwindigkeit steigern - also z.B. 10s - und dies beobachten. Ob man sich dann 12s trauen kann, d.h. ob das Boot, die Motoren und die Regler diese Geschwindigkeit und die Ströme vertragen, wird sich dann zeigen.

Gruß,
Jörg

[Monkey-Chris]

Hallo ihr beiden,

vielen Dank für eure klasse Beiträge! Die helfen mir auf jeden Fall schon sehr weiter.

@ Jörg

Ich war in Mathe nie ne große Leuchte, dahe frage ich nochmal nach. Du schreibst: der Leistungsbedarf steigt mit der Propellergröße um die 5. Potenz an. Kannst du das bitte mal an einem Beispiel festmachen? Im nächsten Satz schreibst du ja, dass mit der Steigung der Leistungbedarf um Faktor 3, also um die 3. Potenz steigt - beim Durchmesser verhält es sich quadratisch. Quadratisch kann ich ja noch nachvollziehen, aber angenommen, ich verwende einen 3-Blatt Prop, mit doppelter Größe als bisher, sprich 120mm und identischer Steigung (auf den Duchmesser gesehen), dann zieht der Antrieb rein rechnerisch den vierfachen Strom, sprich 172A. Das ist für mich noch nachvollziehbar. Aber hoch 3, bzw hoch 5...!? Wahrscheinlich bin ich einfach nr zu doof dazu... :doh:

Aber für mich Gold wert ist dein letzter Absatz. So werde ich das mal machen! :hi5:

Gruß, Chris

[Sika]

Hallo Chris,
ich hatte geschrieben, dass der Leistungsbedarf (Standschub) bei identisch designten (und maßstäblich vergrößerten) Propellern mit D^5 steigt. Diese Formel ist evtl. aus dem Flugbereich bekannt. Maßstäblich vergrößert heißt, dass das Steigungsverhältnis, die Blattanzahl und Blattform identisch skaliert wird.

Die Formel mit D^5 kommt aus der Betrachtung des Schubstrahls. Dieser hat eine Fläche (die mit D^2 steigt). Der Leistungsbedarf des Schubstrahls vergrößert sich linear mit der Fläche (also mit D^2) und kubisch mit der Geschwindigkeitssteigerung des Mediums (dv)^3. In die Geschwindigkeit des Wasserstrahls geht die Steigung des Propellers ein. Bei identischem Steigungsverhältnis der betrachteten Propeller erhöht sich die absolute Steigung linear mit der Größe, d.h. der Leistungsbedarf aus der Geschwindigkeitssteigerung geht mit D^3 ein. D^2 * D^3 = D^5.

Aus dieser Betrachtung ergibt sich dann auch, dass einen Drehzahlerhöhung bei identischem Propeller auch kubisch in den Leistungsbedarf (Standschub) eingeht. Im frei fahrenden Modell gilt aber weiterhin, dass der tatsächliche Leistungsbedarf vom Fahrwiderstand es Rumpfs bestimmt wird.

Gruß,
Jörg

[GunnarH]

Mann kann es auch mit dem allgemeinen Leistungsansatz für Strömungsmaschinen angehen, damit kommt auch die Fahrgeschwindigkeit und der Schlupf ins Spiel.

Natürlich unter idealisierten Annahmen weshalb eine Absolutwertberechnung im Modellbereich keinen sinnvollen Wert ergibt (bei halbgetauchten Prop müsste man auch das tatsächliche eintauchverhältnis kennen)

Und auch bei größeren Änderungen vom Prop funktioniert es nicht.

Annahmen:
-Eintrittsgeschwindigkeit = Fahrgeschwindigkeit
-Austrittsgeschwindigkeit = Steigung an der Hinterkante x Drehzahl
-Massenstrom ohne Randverluste
-Keine Reibung

Strömungsleistung:
P(W) = Massenstrom (kg/s) x c1^2 - c2^2 (m^2/s^2) (c1=Eintrittsgeschwindigkeit, c2=Austrittsgeschwindigkeit, in m/s)

Die Differenz zwischen Austritts- und Eintrittsgeschwindigkeit ist der Schlupf.

Der Massenstrom verhält sich unter Vernachlässigung von Randverlusten Proportional zu Steigung und Quadratisch zum Durchmesser, die Austrittsgeschwindigkeit ist bei konstantem Steigungsverhältnis proportional zum Durchmesser.

Bei konstanter Drehzahl und Fahrgeschwindigkeit=0 (=Eintrittsgeschwindigkeit) folgt daraus:

d1/d2 (wegen Steigung) x d1^2/d2^2 (wegen Fläche) x d1^2/d2^2 (wegen Austrittsgeschwindigkeit ^2),
also d^5

Wenn sich das Boot aber frei bewegt ändert sich der Leistungsbdarf proportional zu c2^2-c1^2, d.h. je schneller das Boot (bei gleicher Drehzahl und gleichem Prop) fährt desto niedriger ist der Leistungsbedarf (und natürlich umgekehrt, je geringer der Fahrwiderstand desto höher die Geschwindigkeit).
In der Praxis steigt natürlich mit sinkender Leistungsaufnahme die Drehzahl was dann über den steigenden Massenstrom wieder eine Leistungserhöhung (aber nur proportional zur Drehzahl) verursacht.
http://www.rc-raceboats.de/forum/attachment.php?attachmentid=84691&stc=1

Bei größeren Änderungen des Props kommen allerdings neben nennenswerten Drehzahländerungen auch die nicht berücksichtigten Reibungs- und Randverluste zum Tragen.

Gruß
Gunnar

[Sika]

Noch 2 Kommentare dazu:
a. die Leistungsberechnungen mittels Schubstrahl betrachtet die Geschwindigkeitserhöhung in der "Propellerscheibe" ein Stück hinter dem Propeller, dort wo sich die Geschwindigkeiten von durch die Blätter beschleunigtem Medium und dem nicht beschleunigtem Medium dazwischen angeglichen haben, d.h. die Austrittsgeschwindigkeit am Blattende geht nicht direkt in die Leistung ein. Diese Betrachtung erklärt auch, warum mehrblättrige Propeller mehr Schub liefern und mehr Leistung aufnehmen - es gibt weniger nichtbeschleunigtes Medium zwischen den Blättern, so dass die Geschwindigkeit des Mediums ein Stück hinter dem Propeller höher herauskommt.

b. der reale Leistungsbedarf eines Propeller wird anders aussehen als die theoretische Kurve. Zum einen wird der Leistungsbedarf nicht auf Null gehen, wenn kein Schlupf mehr vorliegt - auch ohne Schlupf (bezogen auf die mittlere Steigung) wird ein realer Propeller im Wasser Leistung benötigen. Zum anderen wird man bei den meisten Propelleranwendungen feststellen, dass es von 100% Schlupf an bis zu einem Grenzwert von vllt. 80-50% (je nach Anwendung) zu Kavitation kommt, d.h. der Propeller dreht im selbst erzeugten Wasserdampf. Bei halbgetauchten Propellern ist dies durch die Lüftungseffekte sogar noch extremer. Die wird den Leistungsbedarf erheblich senken.

=> allein diese beiden Effekte - selbst ohne Betrachung von Reibung - haben erheblichen Einfluß auf den Leistungsbedarf eines Propellers. Dies erklärt, warum es quasi nicht möglich ist den Leistungsbedarf vorherzusagen, wenn sich die Randbedingungen erheblich ändern.

Gruß,
Jörg