Drehmomentberechnung bei veränderten Propgröße?

[af-1968]

Hallo,

wie berechne ich bzw. gibt es ein Programm, wo ich bei Propgrößenänderung z.B. von 55er auf 60er Prop
das Drehmoment berechnen kann (Motor und Antriebstrang bleibt gleich).

Gruß Andreas

[Shark]

Hallo Andreas,

du kannst folgendem Verhältnis die Drehmomentserhöhung abschätzen (Faktor):

(D2/D1)^5

Voraussetzung dafür ist aber, das die Props geometrisch ähnlich sind und den gleichen Betriebspunkt haben. D.h. gleiche Drehzahl und gleiche Zuströmgeschwindigkeit im Verhältnis zur Propellerumfangsgeschwindigkeit (auch Fortschrittsgrad genannt). Dieses ist aber im normalen Betrieb nicht der Fall. Denke aber man bekommt eine gute Vorstellung davon was eine Änderung der Propellergröße bewirkt, da das Drehmoment linear in die erforderliche Leistung eingeht. In deinem Beispiel würde sich das benötigte Drehmoment um ca. das 1,55 fache erhöhen.

Das genaue Drehmoment das ein Prop benötigt ist mit einfachen Formeln nicht zu berechnen, da es von vielen Faktoren abhängt.

Beste Grüße,
Patrick

[Sika]

Die Formel mit hoch 5 kommt aus dem Bereich der Flieger, wo Propeller exakt gleichen Designs & Steigungsverhältnis, nur mit unterschiedlicher Größe angenommen werden. Genauer betrachtet geht der Durchmesser mit hoch 2 ein, während die Steigungszunahme mit hoch 3 eingeht.

Für ein gegebenes Boot ist das aber der falsche Denkansatz, da sich der Leistungsbedarf aus dem Bootsrumpf ableitet, d.h. Widerstand je nach Geschwindigkeit. Der Prop setzt nur die geforderte Leistung entsprechend um bzw. unter Berücksichtigung seines Wirkungsgrads. Angenommen die Propeller passen prinzipiell halbwegs zur Aufgabenstellung (sind also nicht viel zu klein oder viel zu groß), dann ist es sinnvoller sich über die benötigte Leistung des Rumpfs bei der höheren Geschwindigkeit an den zusätzlichen Leistungsbedarf anzunähern. Wobei sich die höhere Geschwindigkeit aus dem Verhältnis der Absolutsteigungen der verschiedenen Props ergibt - wobei man für 10% Größenänderung grob annehmen kann, dass Schlupf und Wirkungsgrad sehr ähnlich bleiben. Nimmt man ferner an, dass die Motoren und Akkus nicht schon vorher überlastet waren, dann ergibt sich theoretisch eine Erhöhung des Leistungsbedarfs hoch 3 aus dem Verhältnis der Geschwindigkeiten - praktisch aber eher Richtung hoch 2.

Grob würde ich ca. 20-25% mehr Eingangsleistung/Strom erwarten bei ca. 7-8% Zunahme der Geschwindigkeit - unter der Annahme, dass die 55er Props ein in allen Belangen brauchbares Setup waren. Waren die 55er Props nicht passend, also zu klein oder zu groß für den Rumpf (sprich, passte der Schlupfgrad nicht), oder waren die Motoren (oder Akkus) schon leicht überlastet, dann kann die Nummer aber auch völlig anders ausgehen.

Jörg

[af-1968]

Super, genau darum ging es mir.

Danke Patrick und gruß,

Andreas

[af-1968]

Hallo Jörg,

mir geht es hauptsächlich um das Drehmoment beim Anfahren und was für eine
Mehrbelastung durch ein größeren Prop auf auf einen Z-Antrieb wirkt.
Ich glaube, dass der Rumpf in dem Moment des direkten Anfahrens nicht so wichtig ist.

Aber was schlägst du vor, hoch 5, hoch 3 oder lieber hoch 2?

Gruß Andreas

[Sika]

Ich halte das für nicht berechenbar, weil das Drehmoment beim Beschleunigen doch extrem davon abhängt, wie gut die Propeller greifen und wie schnell man Gas gibt. Kleinste Modifikationen an den Propellern ändern das Verhalten bzgl. Greifen und Beschleunigungsverhalten mitunter völlig - von daher ist das für mich nicht vorhersagbar. Wenn es dir um das max. Drehmoment geht, dass der Z-Antrieb aushält, dann würde ich das eher von der anderen Seite über eine Strommessung im Boot ermitteln - das Drehmoment eines gegebenen Motors ist direkt proportional zum Strom.

Tendenziell würde ich den Drehmomentzuwachs beim Beschleunigen etwas höher ansetzen als den Drehmomentzuwachs bei Vollgas, weil ein größerer Propeller idR besser greift. So aus dem Bauch würde ich das dann eher Richtung hoch 3 abschätzen.

Jörg

[MiSt]

... über eine Strommessung im Boot ermitteln - das Drehmoment eines gegebenen Motors ist direkt proportional zum Strom.

Könnte man in diesem speziellen Fall sogar mit dem festgehaltenen Boot + Zangenamperemeter machen.


Tendenziell würde ich den Drehmomentzuwachs beim Beschleunigen etwas höher ansetzen als den Drehmomentzuwachs bei Vollgas, weil ein größerer Propeller idR besser greift. So aus dem Bauch würde ich das dann eher Richtung hoch 3 abschätzen.

Sehe ich genauso, entspricht auch meiner Erfahrung und ist (^3) durch die Geometrie am einfachsten zu erklären: Die Fläche vergrößert sich quadratisch mit dem Durchmesser, die Steigung linear, das Volumen (= Menge bewegten Wassers) dann eben ^3. Im Moment des Stillstandes = Anfahren ist das IMHO eine zulässige Näherung.

[Sika]

Könnte man in diesem speziellen Fall sogar mit dem festgehaltenen Boot + Zangenamperemeter machen.
Jain, halte ich für vergleichsweise ungenau. Im halbgetauchten Betrieb wird der Prop nur quirlen; zwingt man ihn in den vollgetauchten Betrieb, wird der Strom zu hoch sein. In dem Moment wo der Prop dann wieder über einen selbst gesaugten Tunnel mit Luft versorgt wird oder auch kavitiert, bricht der Schub (und Strom) wieder ein. Mal abgesehen davon, dass ich sowas max. mit einem 4s Boot versuchen würde, das schiebt schon kräftig.

Jörg

[Snoopy]

Moin Andreas,

das mit dem festhalten funktioniert wenn überhaupt nur bei „Schönschiffchen“,
sollte man mal beim 10S F1er machen, hi,hi,:laugh: Spaß beiseite.

Wozu brauchst Du eigentlich den Zahlenwert vom Drehmoment?:confused: Viel wichtiger erachte ich
ob Motor, Regler und Akku mit dem Strom durch die veränderte Schraube zurecht kommen.

Glaube nicht dass Du exakte Angaben über das max. Drehmoment Deines Antriebs hast, um
abschätzen zu können ob der das aushält, oder ?
Es ist aber schon sehr nützlich wenn man in etwa weiß was passiert, wenn man die Schraube
verändert wie´s Jörg schon darlegte.

Ich würde einfach den Strom mit der neuen Schraube bei Fahrt loggen, wenn für Deine
Komponenten noch ok. dann schauen ob das Boot auch wirklich schneller ist, oder besser
beschleunigt und überhaupt noch vernünftig liegt.

Wenn sich der Antrieb zwischenzeitlich zerlegt hat, war vermutlich das Drehmoment zu hoch.:D
Mit einer mehr oder weniger exakten Drehmoment Angabe wäre das aber ganz sicher auch passiert,
denn wie ich denke weißt Du ja nicht was der Antrieb wirklich aushält.
Ein gewisses Risiko hat man halt immer.:)

Gruß Jürgen


http://www.youtube.com/watch?v=EdAc9VGwoM0