140min Flugzeit, oder wie es ein gebrauchter Langzeitflug wurde...

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Upgrade 08/15

Erfahrener Benutzer
#41
Ich habe bei meinen Recherchen den Eindruck bekommen, man könne einen Kopter mit sehr langer Flugzeit nur auf Kosten eines geringen Schub/Gewichtsverhältnisses bauen, was das Ganze (außer zum Experimentieren) wenig praxistauglich machen würde.
Wenn du ein hohes Schub/Gewichts Verhältnis hast (z.B. 3/1) dann hast du noch "Luft nach oben". Sprich: Du kannst mehr Akkukapazität auf den Kopter packen. Demzufolge sind Langflugkopter meist mit hohem Schwebegas bzw tiefem Schub/Gewichts-Verhältnis.
 
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#42
Demzufolge sind Langflugkopter immer mit hohem Schwebegas bzw tiefem Schub/Gewichts-Verhältnis.
Das würde ich so nicht sagen, beim Langflug betreibt man die Motoren lieber unter ihren max. Fähigkeiten da sie im unteren Leistungsbereich meist deutlich mehr Effizienz aufweisen, gleichzeitig werden möglichst große Props montiert, ebenfalls wegen der Effizienz.

Nutzlast haben die Langflug Setups natürlich meist wenig, da mögliche Nutzlast eben mit Akku voll gepackt ist wie Upgrade schon schrieb.
 

Upgrade 08/15

Erfahrener Benutzer
#43
Das würde ich so nicht sagen, beim Langflug betreibt man die Motoren lieber unter ihren max. Fähigkeiten da sie im unteren Leistungsbereich meist deutlich mehr Effizienz aufweisen, gleichzeitig werden möglichst große Props montiert, ebenfalls wegen der Effizienz.
Hi,

Effizienz ist eigentlich egal. Das einzige was zählt, ist die maximale Flugzeit.
Die Effizienz mag zwar mit einem 1000mAh Akku höher sein, die Flugzeit ist aber bspw. 5 mal kürzer als mit einem 10 000mAh Akku.

Grundsätzlich gibt es irgendwo ein Maximum (der Flugzeit), das gefunden werden muss.
--> Bei zu viel Akku wird der Kopter nicht abheben, im Flug überhitzen oder sich nicht mehr in der Luft halten können, ehe der Akku leer ist (weil dessen Spannung absinkt).
--> Auf der anderen Seite liesse sich die Flugzeit noch weiter erhöhen, wenn man einen grösseren Akku verwenden würde.

MfG
 

FerdinandK

Erfahrener Benutzer
#44
Das Optimum (bei jedem Copter) bezüglich Flugzeit liegt bei 1:2 (Copergewicht zu Batterie) bei 1:1 fliegt er ca 10% kürzer, bei 1:3 ebenfalls. Dieser Kopter könnte auch mit 1:3 (also mit noch einem Akku mehr) fliegen, aber dann eben nicht mehr so lang, die Propeller lassen im Wirkungsgrad schneller nach, als die Akkus mehr Leistung bieten können.

Fliegt man mit Nutzlast so liegt das Optimum immer bei 1:1:1 (Coptergewicht:Batterie:Nutzlast). Üblicherweise wird generell zuviel Nutzlast auf zu kleinen Koptern mit zu wenig Akku geflogen das führt immer zu geringen Flugzeiten. Für jede die das jetzt nicht im Kopf rechnen können >2h ohne Nutzlast bei 1:2 ist >1h mit Nutzlast 1:1:1, das wären in diesem Fall 2,1kg (bei 30/km/h Durchschnittsgeschwindigkeit, >15km hin, >15km zurück)

Die Schub/Gweichtsverhältnis liegt bei diesem Copter über 2:1, kann jeder gerne auf ecalc.ch nachrechnen, das muss auch so sein, denn der Copter wird in einem sehr breiten Spannungsbereich geflogen (deutlich mehr als "normal").

In diesem und anderen Threads teile ich meine Erfahrungen. Meinungen kann ich aber üblicherweise nicht ändern, es ist auch nicht meine Aufgabe ich bin kein Missionar. Wenn jemand glaubt es geht nicht, dann geht es nicht, geht es dann doch kommt immer ein "ja aber ...".
Wenn ich mit Leuten abseits der Kopter über "Einsatzfähigkeiten" von "Drohnen" spreche, so führen diese zumeist die geringe Flugzeit als "nicht praxistauglich" an.

lg Ferdl
 
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#45
Hi, Effizienz ist eigentlich egal. Das einzige was zählt, ist die maximale Flugzeit.
Die Effizienz mag zwar mit einem 1000mAh Akku höher sein, die Flugzeit ist aber bspw. 5 mal kürzer als mit einem 10 000mAh Akku.
Trotzdem wirst du wohl auch der Meinung sein das ein Effizientes Setup bei gleichem Akku länger fliegt als ein ineffizientes, deshalb wird die Motor/Prop Auslegung bei den Langflug Kopter die ich kenne eben so gewählt das man den Motor eher im unteren Bereich seiner Max Leistung und bei niedrigerer Spannung mit großen Löffeln fährt.

Ferdl, wäre mal interessant zu sehen wie weit runter deine Faustregel noch gut funktioniert. Da du ja eher nach oben testest werde ich dann vielleicht mal in die andere Richtung gehen. 7"-8". Werde mal mit den Komponenten die ich habe testen was da geht, wenns über ne Stunde gehen sollte dann hol ich mir mal 3 GEB 6000er Zellen ;_)
 

FerdinandK

Erfahrener Benutzer
#46
Das 1:2 oder 1:1:1 ist invariant zur Größe, es gilt immer. Das Skalieren nach unten geht nur etwas schwieriger, weil ich durch die Bautechnik beschränkt bin, ich muss zumindest mehr nachdenken, nach neuen Materialien, Techniken, Lösungen suchen.

Einen Kopter zu skalieren ist prinzipiell einfach, doppelte Propellergröße erlaubt 4-faches Gewicht (wegen der 4fachen Propellerfläche). d.h.

Fliege ich einen 28" Kopter mit 2kg und 4kg Akku 2h, dann
fliegt ein 14" Kopter mit 0,5kg und 1kg Akku auch 2h (vergleichbar effiziente Propeller vorausgesetzt drehe ich das noch mal herunter wären das
ein 7" Kopter mit 0,125kg und 0,25kg Akku

Leider werden die Propeller immer schlechter wenn sie kleiner werden, weil man einfach in Relation nicht genau genug fertigen kann und weil die kleinen auch zumeist Plastiklöffel sind. Aber eine 1h mit 7" sollte sicher machbar sein.
0,25kg Akku wären ziemlich genau ein 3S GEB 6000er (ca 260gr). Fehlt nur noch ein 0,125kg kopter mit 7" und irgendwie gute 7" Props.
Skaliert man die anderen Größen so erhält man schon ein paar Richtwerte:
Frame 25gr
Motor 15gr
Regler fast nix
Propeller 4gr
Kabelbaum 5gr
FC 6gr

Hab leider keine Ahnung wie leicht ein 7" Kopter werden kann ...

@der-Frickler
Wenn Du so einen Kopter hast, bekommst Du sofort die Zellen ...

Edit: Hab ich noch vergessen:
Das Batteriemengenoptimum hat auch nichts mit einem effizientem Setup zu tun, es gilt für alle Kopter (also Faustregel), egal welchen Brummer ich nehme, irgendwo zwischen 1:1 und 1:2 fliegt er am längsten, mit Payload gilt ebenfalls mit 1:1:1 fliegt er sehr nahe am Optimum für die mögliche Flugzeit bei diesem speziellen Kopter.
Habe ich z.B. 1kg payload zu bewegen kann ich nun einen netten Hex mit 10" (und 1kg) bauen, kann aber auch versuchen einen 22" Quad zu bauen, oder einen 14" X8 (wenn ich einen X8 möchte). Aber selbst der 10" Hex wird mit 1kg Nutzlast und 1kg Akku 30min fliegen.

lg Ferdl
 
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#47
Oha, dann muss ich wohl ran ;_)
Die 7" GemFan Löffel sind meiner Erfahrung nach echt nicht schlecht, 125g Kopter der die dreht halte ich aber für Quasi unmöglich - oder sagen wir eine sehr große Herausforderung. Vieleicht sollte ich mit den LightFLight 1 nochmal zur Brust nehmen, mal sehen was man da noch rausholen kann...



Alles Ab was keine Miete Zahlt und dann demnächst mal mit dem Multistar 3S5200 testen, der hat so 330g - bei 8" käme das ja fast hin oder ;_)
 

FerdinandK

Erfahrener Benutzer
#48
Ist der Copter auf dem Bild für 3S oder 4S? Weil mit ESC und FC werden es wohl 180-200 gr werden (die Stecker müssen weg, sonst ist ja nicht mehr viel drauf ...)
Mit 200gr und 260gr 3SGEB wäre das schon 65min ...
Bei 180gr Copter wären noch 20gr "Platz" für Cam und VTX :D

lg Ferdl
 
#50
Das Bild ist vom Rohbau des LightFlight: http://der-frickler.net/modellbau/planes/lightflight
Stecker kamen natürlich ab, dafür aber LEDs, Gimbal und Innovv C1 Cam ran. Damit wog er dann 450g incl 2S2200 und flog knapp 15min. Das fliegt alles runter, mal sehen wo wir dann landen... Denke auch das er mit 2S Effizienter ist - zumindest bei den normalen Zellen, bei den GEBs wirds wohl 3 brauchen.

@Thinman, kenne nur leider kein 4-Kant CFK mit unter 30g pro Meter, pultrudiertes 8er ginge, aber das splittert so fix.
ja, man könnte die Motorplatten evtl auch weglassen...
 

Upgrade 08/15

Erfahrener Benutzer
#51
Hi,

Ich habe übrigens mal festgestellt dass bei gewissen Rohrdurchmessern (8mm?) die Hobbyking-Rohrschellen exakt 12mm Lochabstand haben, was den Motorbohrungen (12/16mm) entspricht. Man könnte sich damit also eine Motorhalterungsplatte sparen und zudem ist es sehr praktisch und einfach zu realisieren.

Gut, leichter als mit aufgeklebten Motorhalterungs-Platten wird das nicht. Aber es wäre für Testprojekte deutlich einfacher.
 

hornetwl

Erfahrener Benutzer
#52
Das 1:2 oder 1:1:1 ist invariant zur Größe
Leider werden die Propeller immer schlechter wenn sie kleiner werden, weil man einfach in Relation nicht genau genug fertigen kann und weil die kleinen auch zumeist Plastiklöffel sind. Aber eine 1h mit 7" sollte sicher machbar sein.
Du lässt einen wichtigen Punkt außer Acht: die Re-Zahl. Die sorgt leider dafür, dass die Sache nach unten eben nicht beliebig skaliert, da die Profiltiefe (nicht Profildicke!) irgendwann im Verhältnis zur Anströmgeschwindigkeit zu klein wird. Wenn's ganz klein wird, braucht es irgendwann theoretisch Überschallgeschwindigkeit an den Blattspitzen, um die Strömung überhaupt noch am Profil zu halten. Die Paxis ist noch schlimmer...
 

Upgrade 08/15

Erfahrener Benutzer
#53
Du lässt einen wichtigen Punkt außer Acht: die Re-Zahl. Die sorgt leider dafür, dass die Sache nach unten eben nicht beliebig skaliert, da die Profiltiefe (nicht Profildicke!) irgendwann im Verhältnis zur Anströmgeschwindigkeit zu klein wird. Wenn's ganz klein wird, braucht es irgendwann theoretisch Überschallgeschwindigkeit an den Blattspitzen, um die Strömung überhaupt noch am Profil zu halten. Die Paxis ist noch schlimmer...
Interessanter Punkt!
Aber die "reallife physik" ist sowieso viel komplexer als dass man das 1:2 Verhältnis einfach zu einer absoluten Zahl erklären könnte. Aber wenn Ferdl das sagt, ist es sicherlich eine recht gute Approximation bei "normalen" Koptergrössen.
 

FerdinandK

Erfahrener Benutzer
#54
Wir skalieren im Bereich von 2-4-8 nicht 10 100 1000.

Das interessante dabei ist noch dass die "Anströmgeschwindigkeit" bei all diesen Propeller (von 28-7") in etwa gleich bleibt (es verdoppelt sich nur in etwa die Drehzahl). Skaliert man richtig bleibt die Profiltiefe in Relation zur Propellergröße in etwa gleich. Das mit der Re-Zahl ist komplizierter als man meint, dadurch aber manchmal wieder einfach.

lg Ferdl

P.S.: Wen es interessiert, der wird auch das 1:2 oder 1:1:1 bei den großen Militär Helicoptern oder Jets (also auf maximale Leistung und Reichweite getrimmten Geräten) finden. Hier ist es lediglich noch ein Unterschied, weil deren Treibstoffe im Laufe des Fluges verschwinden und das Gewicht im Flug dadurch (deutlich) sinkt. Aber die "Tankinhalte/Treibstoffmengen" sind doch überraschen ähnlich dimensioniert.
 
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careyer

DröhnOpaRähta
#56
Es ist sicher etwas offtopic, aber da hier momentan angeregt über lange Flugzeiten diskutiert wird:

Ferdl, Du hast ja bisher hauptsächlich Quads, Hexas, Octos, Dodecas usw. gebaut. Hast Du schon Erfahrungen/Erkenntnisse mit Designs mit weniger als 4 Motoren gesammelt?

Wir haben selbst vor nicht allzulanger Zeit mal einen 13" Klapp-Tri als BL-Gimbalträger designed und zu unserer Überraschung flog die Kiste mit einem 4s5000 und BL-Gimbal (unerwartet lange) 30min.

Der Vorteil hier ist natürlich, dass man eine komplette Ausleger/Motor/Regler Kombi spart und gegen ein kleines Servo ersetzt. Das hat zwar andere Nachteile hat aber - so zeigt das geglückte Experiment - in Bezug auf die Flugzeit erheblichen Einfluss gehabt.

Wenn man konsequent so weiterdenkt erscheinen mir Bi- oder gar Uni-Kopter interessante Ansatzpunkte für rekordverdächtig lang fliegende Kopter zu sein. Frickler hat meine ich auch schon mal mit einem BiCopter experimentiert, wenn ich das auf seiner Website richtig gesehen habe?
Bei einem Uni-Copter bräuchte man nur 1 Motor und nur 1 Prop in die Luft zu wuchten und könnte hier einen ensprechend großen und effizineten Antrieb nutzen. Die 4 kleinen Servos für die Stellklappen (auch die sind ultra leicht zu fertigen) fallen da kaum ins Gewicht.
Liege ich mit der Einschätzung richtig?

LG
careyer
 

hornetwl

Erfahrener Benutzer
#57
Interessanter Punkt!
Aber die "reallife physik" ist sowieso viel komplexer als dass man das 1:2 Verhältnis einfach zu einer absoluten Zahl erklären könnte.
Aber wenn Ferdl das sagt, ist es sicherlich eine recht gute Approximation bei "normalen" Koptergrössen.
Jein. Sicher ist sie komplexer, aber das Verhältnis 2:1 lässt aus sich aus Propellerstrahltheorie und Energiedichte des Akkus theoretisch herleiten - ist also nicht bloß eine empirische Daumenregel.
 
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FerdinandK

Erfahrener Benutzer
#58
@hornetwl,

Das 1:2 ist unabhängig von der Energiedichte! Wenn Du 10x soviel Energiedichte hast stimmt diese Regel genauso wie für 0,1x soviel Energiedichte. Das Optimum ist zudem sehr flach, das bedeutet, auch wenn das theoretische Optimum bei 1:1,89, der Unterschied zu 1:2 in der Flugzeit ist nur sehr (sehr sehr) gering.
Mit 1:1 z.B. 129min Flugzeit, mit 1:2 137min, mit 1:3 133min, d.h. mit 1:2 ist man so richtig, das man den Unterschied zu "wirklich richtig" nicht mehr (praktisch) bestimmen kann.

@craeyer
Bei weniger als vier Motoren kommt immer Mechanik ins Spiel (mit der passenden Stromversorgung für die Servos). Einen mit 3krmp drehenden 28" mit Servo und Mechanik bewegen ist nicht so einfach, alternativ kämen Klappen im Luftstrom in Frage. Nur so als Beispiel, das aktuelle Frame (getestet bis 50kg Belastung auf der Centerplate) hat 340gr. Ein Tricopter bringt nur dann Vorteile, wenn das Frame leichter als 213gr (für 28") incl. Servomechanik wäre (das Gewicht der FC ist dabei nicht eingerechnet).

Das man mit einem "puren" Tri lange Fliegen kann ist keine Überraschung, es ist viel mehr die barocke Bauweise der anderen Kopter ein Hindernis.



lg Ferdl
 

careyer

DröhnOpaRähta
#59
Jo, dass man den Rahmen nicht mehr viel leichter bauen kann, da stimme ich dir zu.
Am Rahmen kann man also egal ob Quad oder Tri nicht mehr viel sparen. Nicht ganz unwesentlich ist aber natürlich das Gewicht des/der "fehlenden" bzw. "eingesparten" Motoren und Kabel.

Ein Tiger U8 wiegt immerhin 230g und damit deutlich mehr als ein gescheites Servo. Klar hat man dann wieder Meachnik (unschön) am Kopter, aber du sagst es ja selbst: Ein Rekord-Kopter ist kompromisslos zum Rekordek-knacken gebaut. ;-)

Ich glaub es macht schon einen Unterschied, ob man ein

Quad:
4x U8 = 4x 230g = 920g

Tri:
3x U8 + 9g Servo = 3x 230g +9g = 699g

Bi:
2x U8 + 2x 9g Servo = 2x 230g + 2x 9g = 478g

Uni:
1x U8 + 4x 9g Servo = 1x 230g + 4x 9g = 266g

Setup fliegt. =)

Mir ist klar, dass das mit den 9g Servos oben sehr optimistisch gerechnet ist - müssen natürlich schon gescheite Biester (Metal Gear) sein - ggf. sogar untersetzt und die Klappen im Luftstrom wiegen auch was (aber aus dünnem Carbon gebaut wiegt das auch nicht die Welt) - bei 650g die man allein an den Motoren spart kann man schon ein paar m² Carbon verbauen ;-)

Beim Switch vom Quad zum Tri ergab das (bei vergleichbarer Bauweise) bei uns ein sattes Plus von +10min Flugzeit -- ich war selbst geflashed und konnte es erst nicht ganz glauben
 
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FerdinandK

Erfahrener Benutzer
#60
@careyer,

Da hast Du noch einen Denkfehler drinnen, es kommt auf die Belastung pro Propeller an, nur wenn weniger Gewicht pro Propeller zu tragen ist kann die Flugzeit steigen.

Wenn der Quad mit 1900 und 4100gr (also 6000gr) inges fliegt sind es 1500gr pro Propeller
Hat nun der Tri 1425gr und dementsprechend 3075gr Batterie (also inges. 4500) sind es wieder 1500gr pro Propeller.

Nur alles mit weniger als 1500gr pro Propeller (bei Anteilsmäßig gleicher Akkumenge) fliegt länger.

Das bedeute ein Tri mit u8 muss leichter als 1425gr (Motor Prop und Regler sind ca 3x 370gr=1110 gr) sein um was zu bewirken. Bei 70gr weniger sind es ca 5min mehr Flugzeit.

lg Ferdl
 
Status
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