Wie hängt das drehmoment mit der endgeschwindigkeit zusammen?

[simon123]

In näherer zukunft habe ich vor, mir ein rc boot aufzubauen. Ich hab mich auch schon eingelesen in das thema modellbau speziell bei booten. Aber es gibt motoren mit zb 2000 UpM/V und welche mit 5000 UpM/V. Welche motoren sind für was geeignet und bedeutet weniger UpM (UpM/V=Umdrehungen pro Minute pro Volt oder?:D) auch weniger geschwindigkeit? Sorry für die wahrscheinlich total dumme frage :D ..

[MiSt]

https://www.rc-raceboats.de/forum/showthread.php?41638-kV-und-Leistung&highlight=antriebsauslegung
https://www.rc-raceboats.de/forum/showthread.php?15480-Leistungsangaben

[simon123]

Dabei stellt sich mir nun noch eine frage:D ein motor mit hoher drehzahl und kleinem prob kann also die gleiche geschwindigkeit erreichen wie ein motor mit etwas geringerer drehzahl aber dafür etwas größerem prob. Und durch die geringeren drehzahlen sinkt der strom und damit steigt die Fahrzeit. Habe ich das so richtig verstanden?

[MiSt]

eher nein.

Prop (...peller, nicht ...blem) und Schiff müssen schon zueinander passen von der Größe her. Und für soundsoviel Kilo Boot sind für soundsoviel km/h halt soundsoviel Watt nötig ±Qualität und Art der Abstimmung ("nass" odfer "frei"). Also ist die Antriebsleistung erst mal gleich und der Strom bestimmt sich dann über die Zellenzahl.

Beispiele aus der Wettbewerbswelt:

"S7" (knapp 1kg) ist regeltechnisch festgelegt mit 2700/V, 2s LiPo und K34,5. Es würde auch mit 1800/V und 3s an K34,5 exakt genauso funktionieren bei 2/3 des Stroms, aber mit 2s, 4000/V und K23 eben nicht, weil Propeller zu klein ... und mit 1800/V an 2s mit K51 auch nicht, weil Propeller sinnlos groß.

"Mono2" (knapp 2kg) fährt "man" z.B. mit 1600/V, 6s und K40,5. Ginge auch mit 2400/V, 4s und K40,5, der Strom wäre (ist, ist erlaubt) dann aber 1,5x so hoch. Propellergrößen zwischen 37 und 42mm wären hier wohl adäquat.

Schwerere Boote benötigen also größere Propeller, das sollte damit klar sein. Ebenso wie nass laufende Boote sich mit kleinen Propellern schwer tun, wogegen frei laufende Boote vom Gegendrehmoment großer Propeller häufig stark beeinträchtigt werden.

[simon123]

Ok, erstmal danke für deine zwei Antworten. Durch die beiden Links, ein wenig Gestöber im Internet habe ich nun auch verstanden, wie der Hase läuft.
Gruß simon

[simon123]

Nun eine letzte Frage für heute. Folgendes Beispiel: Motor Daten: max Spannung:6s lipo, max Strom:120A, Max Leistung:2600W. Lipo:max 4,2V/Zelle, min 3,2V/Zelle
nun fahre ich das Boot an 6s=25,2V-19,2V. Bei 25,2 Volt Spannung in den Lipos entsteht also folgende Rechnung: 2600W/25,2V=103 A. Sinkt die Spannung nun in den Lipos bis runter auf 19,2V: 2600W/19,2V=135 A. Damit wird doch der Motor überlastet und geht kaputt, da die max Belastung bei 120 A liegt. Muss man hier Einstellungen am Regler vornehmen, dass dieser nicht mehr Belastung als 120A zulässt? Oder verstehe ich gerade wieder etwas falsch(wie so oft ;D)

[MiSt]

Aaaalso,,

ein bisschen mehr hier lesen und verstehen wird schon nötig sein :o.

Zunächst mal zu den unseligen Maximaldaten:

max. Spannung wird angegeben, gemeint ist allerdings im Kern ein Drehzahllimit für den Rotor, bevor der platzt durch die Fliehkräfte
max. Strom ist ein Strom, bei dem so viel Verlustleistung entsteht im Innenwiderstand, dass der Motor kurz vor dem Verglühen ist
max. Leistung ist zu bewerten wie die "Musikleistung" eines Verstärkers, oder besser noch die "PMPO"-Leistung - rein fiktiv bzw. in "Leistungsanpassung", also wenn Verluste und Abgabe gleich sind. Ein total unsinniger Arbeitspunkt


Ein Boot wird von seinem Antrieb genau soviel Leistung abfordern, wie es für die gewünschte Geschwindigkeit braucht. Zum Beschleunigen mehr, zum Halten der Geschwindigkeit weniger.

Ist genau wie beim Auto. Wenn ein 34PS Käfer 100km/h fährt, braucht er dazu ~25 der vorhanden PS. Ein 600PS Lamborghini, der 100km/h fährt, braucht möglicherweise 2-3PS weniger als der Käfer dafür wegen mutmaßlich besserer Aerodynamik. Ein Kleinlaster braucht aber deutlich mehr als 25PS wegen schlechterer Aerodynamik.

Zurück zu obigen Beispielen:

S7 braucht im Mittel etwa 17A Strom, das sind also im Mittel 2 x 3,7V x 17A = 125W Eingangsleistung, davon kommen 85-90% am Propeller an, also ~110W. Damit fährt so ein Ding 40km/h auf den Geraden (in der Spitze 21 Runden in 6:10 sind ein Schnitt von 35km/h)
Mein M2 braucht im Mittel etwa 36A Strom, das sind entsprechen 6 x 3,7V x 36A = 800W Input und ~700W am Propeller bei ~80km/h auf den Geraden und knapp 50km/h in den Kurven (31 Runden in 6:05 sind ein Schnitt von 55km/h)

Wie sich diese Antriebsleistung dann in Drehzahl bzw. Drehmoment darstellt, hängt vom Propeller ab, denn Drehmoment x Drehzahl = Leistung. Ein kleinerer Propeller benötigt bei gleicher Drehzahl weniger Drehmoment, um gedreht zu werden.

[simon123]

okay. Du hast mir echt gut weitergeholfen. Ich bin ja zur zeit im urlaub, und hab am abend immer 1-2 stunden zeit mich mit dem Thema auseinanderzusetzen, das werde ich auch tun.
Gruß simon

[Metaxa]

Wo kommst du denn ungefähr her? Dann kannst du ja Mal an einem Wasser vorbei schauen und dich dort "aufklären" lassen.

[GunnarH]

okay. Du hast mir echt gut weitergeholfen. Ich bin ja zur zeit im urlaub, und hab am abend immer 1-2 stunden zeit mich mit dem Thema auseinanderzusetzen, das werde ich auch tun.
Gruß simon
Hallo Simon,
da gibts leider einen Pferdefuß.
Um die von Michael gut erklärten Grundlagen in ein sinnvolles Setup abseits der in seinen Beispeilen genannten Wettbewersklassen umsetzen zu können musst du praktische Erfahrung haben oder bei Anderen abgucken, Leistungsbedarf eines Bootes und der notwendige Propellerdurchmesser sind im wesentlichen empirisch, da gibts keine zielführende mathematische Formel für, auch eine Hochrechnung der genannten Werte auf deutlich größere, schwerere oder schnellere Boote funktioniert nicht.

Zusätzlich musst du eine realistische Zielgeschwindigkeit ansetzen was ohne eigene Wissensbasis auch wieder heißt anhand vergleichbarer Boote abschätzen.
Setzt du eine Geschwindigkeit an die deutlich höher ist als was das Boot kann wird es unfahrbar und/ oder der Strom steigt ins unermessliche, im Endergebnis führt es dazu dass du auch wenn bei dem fehlversuch nichts kaputtgegangen ist einen neuen Motor mit niedrigerer Drehzahl oder Akkus mit niedrigerer Spannung brauchst.

Wenn du eine realistische Zielgeschwindigkeit und den notwendigen Propellerdurchmesser abgeschätzt hast kannst du mit einer Faustformel die notwendige Motordrehzahl berechnen:
Propellerstrahlgeschwindigkeit (km/h)= Drehzahl (U/min) x Propellerdurchmersser (mm) x Steigungsverhältnis x 3,6 / 600000
Da das Boot langsamer ist als der Propellerstrahl kommt ein Schlupffaktor hinzu:
Bootsgeschwindigkeit (km/h)= Last-Drehzahl (U/min) x Propellerdurchmersser (mm) x Steigungsverhältnis x 3,6 x Schlupffaktor / 600000
Für ein einmotoriges ungestuftes Mono kann man grob mit einem Schlupffaktor 0.8-0.85 rechnen, gestuft 0.85-0.9, beim Katamaran oder Outrigger 0.85-0.9. Zweimotorig kann man 0.05 dazu addieren.

Um die für die Zielgeschwindigkeit notwendige Drehzahl zu berechnen muss man die Formel nach Drehzahl umstellen:
Last-Drehzahl (U/min)=Bootsgeschwindigkeit (km/h) x 60000 / (Propellerdurchmersser (mm) x Steigungsverhältnis x 3,6 x Schlupffaktor)

Da die Hersteller der Motoren i.d.R. die Leerlaufdrehzahl in U/V angeben musst du das Ergebnis aus o.g. Rechnung noch mit 1.1 multiplizieren.
und durch die Akkuspannugn teilen, bei LiPos sind für diese Rechnung 3.6-3.7V pro Zelle (bei 2P 3.8-3.9V) ein sinnvoller Wert für "normale" Setups

Wenn man keine Highspeedambitionen hat nimmt man am Besten einen Propeller mit 1.2-1.4 Steigungsverhältnis wie Graupner K (ggf. als Stahl Abguss wenn man über 80-90km/h fahren will), Octura X4 bzw. M4 oder ABC 14er Serie, bei Booten bis maximal 1m Länge und 100km/h tuns auch TFL oder Tenschock Aluprpops.

Bei der Auswahl der passenden Motorgröße wirds dann wieder komplett empirisch welcher Motor bei welcher Drehzahl, Leistung und Zellenzahl passt, da hilft am Ende nur gucken bzw. fragen was Andere mit vergleichbaren Booten fahren.

Gruß
Gunnar

[simon123]

Erstmal guten Morgen:)

Ich wohne in einem Dorf nahe Ingolstadt. Meine Zeilgeschwindigkeit wären ca 70 km/h bei einem Big Chucky Rumpf-von diesem habe ich bisher nur positives gelesen und er würde mir auch schon in anderen Foren empfohlen, zudem sieht er wie ich finde richtig geil aus. Ich werde mich dann hier im Forum noch beraten lassen, welche Teile ich einbauen kann/sollte, bevor ich mir sie bestelle. Und es gibt ja auch ein paar bauberichte über die bug Chucky, da kann ich ja auch ein wenig die set ups abschauen. Und vielleicht Kauf ich mir auch eine aufgebaute gebrauchte. Hier wird ja auch gerade eine angeboten, vielleicht ergibt sich daraus ja was :D.