Multikopter "Mythen" - Testreihe

Status
Nicht offen für weitere Antworten.

FerdinandK

Erfahrener Benutzer
#21
Ich find´s schon positiv, eine 737 rollt auch langsamer als Parkmaster, aber sie fliegt dennoch.

lg Ferdl
 

ronco

Erfahrener Benutzer
#22
Ich find´s schon positiv, eine 737 rollt auch langsamer als Parkmaster, aber sie fliegt dennoch.

lg Ferdl
ja deshalb ist effizienz eben net gleich effizienz :D ein auto soll ja auch in der stadt und auf der autobahn gut gehen.. die winzig dinger die 3liter diesel auf 100km bei 50kmh machen haben sich net wirklich durchgesetzt.

naja ist halt immer davon abhängig was man will. um schwebe rekorde auf zu stellen ist "um so größer desto besser" wohl richtig.


gruß

Felix
 
Zuletzt bearbeitet:

-ghost-

Erfahrener Benutzer
#23
@Upgrade

Ich meine dass so, dass die mechanische Leistung gleich ist um 500g hoch zu heben.
Das heißt, die Luftschraube muss sich (fiktiv) 5000 x in der Minute drehe, um das zu schaffen.

Nun kommt die elektrische Komponente hinzu, welche Spannung dem Motor/Regler zur Verfügung steht, um diese 5000 rpm zu erreichen.
Bei unserem Test war es so, dass wir an 3s immer einen geringeren elektrischen Verbrauch (in Watt) hatten, als wir an 4s gemessen haben.
Der einzige Unterschied war der angeschlossene Akku und dem daraus geänderten Reglerverhalten, da er kürzere Impulse zur Erreichung des 500g Schubes generieren musste.
Somit arbeitet der verwendete Regler mit kurzen Impulsen ineffizienter als mit dem längeren.

Mehr kann man da aber nicht daraus ablesen - also macht es keinen Sinn, dass man einen "Langflug-Copter" hoffnungslos mit vielen Zellen aufbaut, wenn er auch mit weniger Zellen sein Ziel erreichen (fliegen) kann. Man muss dann lediglich darauf achten, dass die C-Rate des Lipos zur tatsächlichen Stromentnahme passt.



-ghost-
 

ronco

Erfahrener Benutzer
#24
@Upgrade

Ich meine dass so, dass die mechanische Leistung gleich ist um 500g hoch zu heben.
Das heißt, die Luftschraube muss sich (fiktiv) 5000 x in der Minute drehe, um das zu schaffen.

Nun kommt die elektrische Komponente hinzu, welche Spannung dem Motor/Regler zur Verfügung steht, um diese 5000 rpm zu erreichen.
Bei unserem Test war es so, dass wir an 3s immer einen geringeren elektrischen Verbrauch (in Watt) hatten, als wir an 4s gemessen haben.
Der einzige Unterschied war der angeschlossene Akku und dem daraus geänderten Reglerverhalten, da er kürzere Impulse zur Erreichung des 500g Schubes generieren musste.
Somit arbeitet der verwendete Regler mit kurzen Impulsen ineffizienter als mit dem längeren.

Mehr kann man da aber nicht daraus ablesen - also macht es keinen Sinn, dass man einen "Langflug-Copter" hoffnungslos mit vielen Zellen aufbaut, wenn er auch mit weniger Zellen sein Ziel erreichen (fliegen) kann. Man muss dann lediglich darauf achten, dass die C-Rate des Lipos zur tatsächlichen Stromentnahme passt.



-ghost-
um das zu beweisen müsstet ihr wie gesagt wurde gleiche motoren mit verschiedener KV haben. und dann die spannung bei dem mit weniger KV um soviel erhöhen das er auf die gleiche lerlaufdrehzahl kommt. also z.b einen 700KV motor mit 2S und den gleichen motor mit 350KV und 4S.

generell wird el. energie immer verlustärmer bei hoher spannung transportiert (siehe hochspannungsleitungen)

bei motoren kommen aber noch mehr faktoren dazu. so ist die motor KV linear zu der windungs zahl (je mehr windungen um so geringer die KV). um mehr windungen in den gleichen motor zu bekommen, muss die draht dicke reduziert werden. somit steigt der ohmische wiederstand der wicklung (es wird pro ampere mehr verlusst wärme erzeugt). ausserdem steigt der masse anteil der draht isolierung (mehr einzeln isolierte drähte) also die kupfer fülldichte der slots geht zurück.
so gibt es für jeden motor einen sinnvollen KV berreich.


gruß

Felix
 

FerdinandK

Erfahrener Benutzer
#25
Ein Mythos ist auch, dass Schweben effizienter ist als moderater Vorwärtsflug.

Um schneller zu fliegen gilt je mehr Prop-Pitch (im Verhältnis zum Prop-Durchmesser) desto besser.

lg Ferdl
 

Upgrade 08/15

Erfahrener Benutzer
#26
Ein Mythos ist auch, dass Schweben effizienter ist als moderater Vorwärtsflug.

Um schneller zu fliegen gilt je mehr Prop-Pitch (im Verhältnis zum Prop-Durchmesser) desto besser.

lg Ferdl
Stimmt - das wollte ich auch versuchen, hatte leider nichts passendes als Windkanal zur Hand. Und mit dem lauen Lüftchen des Ventilators konnte ich keine grosse Unterschiede bemerken.

Grüsse
 

Gonun

Erfahrener Benutzer
#27
Super thread!

Stimmt - das wollte ich auch versuchen, hatte leider nichts passendes als Windkanal zur Hand. Und mit dem lauen Lüftchen des Ventilators konnte ich keine grosse Unterschiede bemerken.

Grüsse
Nimm doch einen Copter und montier ihn an die Wand ;)

Zu Punkt 6: Der Luftwiederstand verhält sich quadratisch zur Geschwindigkeit (behauptet der Physiklehrer). Grössere Propeller werden ja mit weniger Drehzahl betrieben, der Propeller hat auf seiner Kreisbahn also eine kleinere Geschwindigkeit (mindestens im inneren Bereich), somit wird er auch weniger gebremst als ein schneller drehender Propeller... oder liege ich da komplet falsch?

-Alle ESCs mit UBEC verbinden führt zum Durchbrennen der FC
Das muss nicht sein. Ich bin ohne Probleme ein halbes Jahr lang so geflogen... Es kommt darauf an, wie sich die 5V-Spannungsregler der ESCs verhalten, wenn am Ausgang auch eine Spannung anliegt.
Ich stelle mir das so vor:
Ein 5V Spannungsregler (BEC) funktioniert normalerweise so, dass er immer wieder am Ausgang misst, ob die Spannung 5V ist und korrigiert wenn nötig nach. Wenn am Ausgang eine zu kleine Spannung anliegt, korrigieren alle Regler gleichzeitig nach oben, was zu einer Spannungsspitze führt, die die Elektronik beschädigen könnte. (reine Spekulation, korrigiert mich bitte)


-USB und LiPo führt zum Durchbrennen der FC
Hm, zum APM 2.6 habe ich schon das Gegenteil gelesen? (weis nicht wo, entweder im wiki oder hier im Forum)
Dürfte aber wieder den gleichen Grund wie mit mehreren BECs haben. Die FC hat einen Spannungsregler zur Versorgung vom LiPo und einen vom USB. Schaltet man sie zusammen => Qualm?

LG
Lars
 
Zuletzt bearbeitet:

Upgrade 08/15

Erfahrener Benutzer
#28
Hi Lars,

Zum Punkt 6: Diese Idee hatte ich auch schon - hört sich im ersten Moment durchaus logisch an. Aber eigentlich ist Widerstand doch das, was uns überhaupt erst Auftrieb ermöglicht--> Mehr Widerstand = mehr Auftrieb. Ohne Luft könnten unsere Kopter ja nicht fliegen.
Näher am Meer (d.h. höhere Luftdichte) führt zu längeren Flugzeiten - weil die Propeller weniger schnell drehen müssen, um denselben Schub zu erreichen.
 

FerdinandK

Erfahrener Benutzer
#29
Die Geschwindigkeit ist bei großen und kleinen Propellern in etwa gleich (An der Blattspitze und im Profil). Kleinere drehen höher.
Einfach mal ausrechnen ...

lg Ferdl
 

Upgrade 08/15

Erfahrener Benutzer
#30
Die Geschwindigkeit ist bei großen und kleinen Propellern in etwa gleich (An der Blattspitze und im Profil). Kleinere drehen höher.
Einfach mal ausrechnen ...

lg Ferdl

Stimmt, das mag in etwa hinkommen...
Damit wird aber folgendes Argument wiederum hinfällig:
Dazu kommt, dass grosse Propeller grosse Luftmassen auf geringe Geschwindigkeiten beschleunigen. Kleine Propeller beschleunigen kleine Luftmassen auf hohe Geschwindigkeiten. Obwohl der Impuls p=m*v bei beiden gleich ist, ist die Energie beim grossen Propeller viel geringer - denn die Luftgeschwindigkeit steht in der Formel für kinetische Energie im Quadrat. E=m*v^2/2.

Suchen wir also neue Gründe...
Möglich wäre auch noch, dass grosse Propeller breiter (halt grösser ;) ) sind und deswegen die Luft besser ("effizienter") führen können. Aber auch nicht wirklich ein physikalisches Argument...



Edit: Halt, Stop! Das oben zitierte Argument stimmt doch: Die Steigung des Propellers gibt ja an, wie weit er sich in einer vollen Umdrehung in einem festen Medium fortbewegen würde. Steigungen von kleinen und grossen Props sind meist ähnlich (3-5'') - doch kleine Motoren haben eine Drehzahl von sagen wir mal 1000-2500Kv - grosse so 100-1000KV. Folglich ist die Luftstromgeschwindigkeit bei kleineren Propellern tatsächlich deutlich grösser!

--> nur weil die Geschwindigkeit (z.B. an der Blattspitze) gleich gross ist, muss der davon produzierte Luftstrom nicht genau gleich schnell sein.
 
Zuletzt bearbeitet:

ronco

Erfahrener Benutzer
#31
Suchen wir also neue Gründe...
Möglich wäre auch noch, dass grosse Propeller breiter (halt grösser ;) ) sind und deswegen die Luft besser ("effizienter") führen können. Aber auch nicht wirklich ein physikalisches Argument...
propeller sind nicht mein fach gebiet.. meine vermutung:
bei kleinen propellern kommen die blätter stärker in die verwirbelungen des vorigen blatts. deshalb gehen die nur gut wenn schon eine gewisse geschwindigkeit da ist. große / langsame propeller haben im stand weniger wirbel in die sie kommen.


gruß

Felix
 

FerdinandK

Erfahrener Benutzer
#32
Jungens, die Aerodynamik gibt es nicht erst seit gestern ...

Einfach mal baden gehen und zweimal eine Länge tauchen, einmal mit und einmal ohne Flossen. Oder anders rum, Ihr versucht einen Nagel einzuschlagen, einmal mit der Spitze voran, einmal umgedreht, das ist was ich mit dem "Hebel" meinte, ich kann mehr "Medium" nutzen um mich "abzustützen".

Dazu kommt aber auch, dass alles mit der "Last" in Verbindung steht. Ein größerer Propeller (mal von den anderen Eigenschaften abgesehen) wird bei gleicher Last effizienter, bei (quadratisch) steigender Last (wie schon zuvor mal beschrieben) bleibt alles gleich (am Kopter).

Es ist alles schon bekannt, da gibt es nix mehr zu suchen ...

lg Ferdl
 

Upgrade 08/15

Erfahrener Benutzer
#33
Jungens, die Aerodynamik gibt es nicht erst seit gestern ...

Einfach mal baden gehen und zweimal eine Länge tauchen, einmal mit und einmal ohne Flossen. Oder anders rum, Ihr versucht einen Nagel einzuschlagen, einmal mit der Spitze voran, einmal umgedreht, das ist was ich mit dem "Hebel" meinte, ich kann mehr "Medium" nutzen um mich "abzustützen".

Dazu kommt aber auch, dass alles mit der "Last" in Verbindung steht. Ein größerer Propeller (mal von den anderen Eigenschaften abgesehen) wird bei gleicher Last effizienter, bei (quadratisch) steigender Last (wie schon zuvor mal beschrieben) bleibt alles gleich (am Kopter).

Es ist alles schon bekannt, da gibt es nix mehr zu suchen ...
Doch, eigentlich schon:
Man kann es wohl so sehen: Steigt die Last in gleich wie die Propellerfläche, ändert sich die Effizienz bzw. der spez. Schub nicht. Folglich: Die Effizienz (spez. Schub) eines Propellers hängt von der Fläche ab, die er überstreicht - doch warum ist das so?

Das Argument mit dem Abstützen kann ich ehrlich gesagt immer noch nicht nachvollziehen. Das Problem ist, dass eigentlich gar kein Hebel vorhanden ist, da der Propeller auf bei Seiten gleich lang ist (nicht so wie ein Hammer, der tatsächlich als Hebel wirkt). Ich habe vor einer Weile mit Google nach Gründen für das Phänomen grosser Propeller = Effizient (hoher spez. Schub) gesucht, aber nichts gefunden.

Edit: Als Erklärung wird dann wohl das mit dem Impuls am besten hinkommen. Wenn sich die überstrichene Fläche (prozentual) gleich wie die Masse des Kopters ändert, wird die Luft auf dieselbe Geschwindigkeit beschleunigt - Effizienz (spez. Schub) bleibt gleich.
 
Zuletzt bearbeitet:

FerdinandK

Erfahrener Benutzer
#34
Wenn jetzt nochmal jemand sagt das beide Seiten (am Propeller) gleich lang sind lauf ich schreiend durchs Forum.

Ein Schraubengewinde ist auch ein "Hebel", je nach seiner Steigung (und Durchmesser), eine Hydraulikpumpe ist ein Hebel, ein Flaschenzug, ja sogar die Verdichterstufen einer Turbine kann man als "Hebel" sehen (ist ja nix anderes wie eine Pumpe) ...

Ein Hammer (der einen Nagel einschlägt) wirkt nicht als Hebel, der hat nur ein Gewicht am Stiel, wenn Du aber den Hammer verwendest um einen Nagel herauszuziehen, dann ist es wieder ein Hebel.

lg Ferdl
 
Zuletzt bearbeitet:

Upgrade 08/15

Erfahrener Benutzer
#37
Hi,
Und doch wirkt der Propeller nicht als Hebel. Der Hammer schon: Das Gelenk ist dein Arm oder Ellenbogen(je nach dem), der Hebel(arm) geht von jenem Gelenk bis zum Hammerkopf.
Vereinfacht dargestellt:



Ein Hebel erfordert einen Drehpunkt - den gibts beim Propeller (ausser um die Yaw - Achse) nun einmal nicht. Folglich wirkt der in 10m Entfernung vom Motormittelpunkt erzeugte Schub genau gleich, wie der 2cm vom Motormittelpunkt erzeugte.

Das mit dem "beide Propellerseiten gleich lang": Wäre es ein Einblattprop (haben angeblich höhere Effizienz als 2 Blatt...rein deswegen hat das Argument mit dem "grösseren durchschnittlichen Abstand der Propellerblätter" durchaus etwas), dann könnte man sich zumindest so etwas wie einen Hebel vorstellen (nur dass er nichts bewirken würde).
Und nein, eine Schraube ist auch kein Hebel. Egal wie breit das Gewinde ist.
Ein Hebel wäre zum Beispiel ein Schraubenzieher mit grossem Handgriffdurchmesser (unabhängig von der Schraube).

Grüsse


Edit: Jap, das Video ist interessant, habe ich auch schon hier im Forum gesehen. Das würde wiederum die Impuls-Theorie, Verwirblungs-Theorie, Blattbreitenflächen-Theorie und die Rotorblätter-Abstand-Theorie unterstützen. Ich werde diese einzelnen Ansatzpunkte wohl einmal zusammenfassen um etwas Übersicht zu schaffen.
 
Zuletzt bearbeitet:

FerdinandK

Erfahrener Benutzer
#38
Es ist wirklich schade wenn offensichtlich Wissen verloren geht und das keinen kümmert.

@Upgrade 08/15
Deine Skizze ist ein Paradebeispiel für "Physik nicht verstanden", bitte entschuldige wenn ich es so deutlich formuliere aber viele lesen das, und weil es eine (mit dem Computer gezeichnete) Skizze gibt, muss das ja stimmen.

Der (den Nagel einschlagende) Hammer holt (mit dem Arm des hämmernden) Schwung, d.h. er nimmt über eine definierten Zeitraum Energie auf und gibt diese in einem wesentlichen kürzeren Zeitraum (einem Zeitpunkt) an den Nagel ab. D.h. die Energie des Hammers wird so (durch die Impulserhaltung) auf den Nagel übertragen.

Nach deiner Skizze legst Du den Hammer auf den Nagel und drückst so fest Du kannst, was aber schwierig wird weil der Hebel genau verkehrt herum wäre. D.h Du brauchst ein vielfaches der Kraft um den Nagel reinzudrücken, es wäre also besser Du nimmst den Hammer vorne und drückst von oben.

Das Prinzip des Hebels ist es eine große Kraft mit einer kleinen Kraft auslösen zu können.

Ein Hebel (klassisch Balken, Stab, ...) kann das
eine Hydraulikpumpe kann das
ein Flaschenzug kann das
eine Schraube kann das (weil man mit dem Schraubenzieher und der Kraft der Finger eine um vielfaches höhere Zugkraft auslösen kann). So fest wie mit den Fingern (die einen Schraubenzieher halten) verschraubt kann man es mit den Fingern nicht zusammendrücken.

Eine Kraft muss nicht immer in einem Punkt angreifen, die Kraft kann auch an einer Fläche (der Propelleroberfläche) anliegen (oder einen eingeprägte Volumskraft sein).
Aber ich mag jetzt nimmer, Euer Thread, Eure Physik.

viel Spaß noch
Ferdl
 
Zuletzt bearbeitet:

Upgrade 08/15

Erfahrener Benutzer
#39
Die Skizze habe ich gezeichnet, sie muss also tatsächlich nicht stimmen.

Ich habe die Hebelgesetze noch kurz auf Wikipedia nachgeschaut:
Hebel gemäss Wikipedia
Ein Hebel ist in der Physik und Technik ein mechanischer Kraftwandler bestehend aus einem starren Körper, der an einem Angelpunkt drehbar befestigt ist. Die mathematische Beschreibung eines solchen Systems wird als Hebelgesetz bezeichnet.
Wie, in welche Richtung usw. die Kraft wirkt ist irrelevant. Aber egal, ich weiss schon was du meinst mit "ein Hammer ist kein Hebel".

Ich bin trotzdem noch überzeugt, dass bei einem Propeller kein Hebelgesetz wirkt. Kennt jemand einen Physikprofessor? Sonst können wir hier noch ewig diskutieren (Also nicht ob das Hammerding jetzt ein Hebel ist, sondern 1. ob ein Propeller als Hebel wirkt und falls ja, warum und 2. warum ein Propeller umso "effizienter" ist, je grösser seine Fläche ist).
 

FerdinandK

Erfahrener Benutzer
#40
Ein größerer Propeller bedingt einen "längeren Hebel"
habe ich geschrieben ... und damit einen Vergleich gezogen, das Hebelgesetz (in seiner Form für einen einfachen Balken/Stab) hast Du eingebracht.

Leverageing (lever = Hebel) gibt es sogar in der Finanzwelt, hier wird auch gemeint, man kann mit wenig (Eigenkapital) viel (Fremdkapital) bewegen (um damit möglichst große Gewinne zu erzielen).

Der Propeller gibt die Kraft über seine gesamte Oberfläche (leider nicht gleichmäßig) ab, hat man einen größere Oberfläche (im übertragenen Sinne einen längeren Hebel ) braucht man pro Oberflächeneinheit weniger Kraft aufwenden. D.h. man kann mit wenig Kraft (pro Propelleroberflächeneinheit) viel Kraft (resultierend am Kopter) erreichen.

Könnte ja ein paar alte Kollegen von der Uni und FH fragen, aber wenn ich denen Deine Skizze zeige ...

Geht man der Sache auf den Grund ist es aber doch etwas aufwendiger, weil wir (im Falle des Kopters im Schwebeflug (das gilt auch im Vorwärtsflug)) Kraft aus Energie erzeugen, was von den Einheiten gar nicht zusammenpasst. Kraft braucht keine Energie, oder andersrum mit einer konstanten Energiemenge kann ich beliebig große Kräfte freisetzen (wenn der Hebel (im übertragenen Sinn) stimmt).

"Gebt mir einen Stock der lang genug ist und ich hebe damit die Welt aus den Angeln"

Analog gilt das sogar für Kopter (wie man am Beispiel des radelnden Kopter sehen kann) man muss nur den Propeller vergrößern (und das Gewicht konstant) dann kann man auch mit 1000gr/W fliegen.

Wie das jetzt mit der "überstrichen Fläche" oder der Rotorkreisfläche zusammenhängt kann man erklären aber wie schon geschrieben ich mag nimmer.

Warum gehen die Leute noch auf die Uni, wenn eh alles auf Wikipedia steht?

lg Ferdl
 
Zuletzt bearbeitet:
Status
Nicht offen für weitere Antworten.
FPV1

Banggood

Oben Unten