Propeller und die Steigung

Hallo. Man steht ja immerwieder mal vor der Frage, mit welchen Propellern man sein Multicopter nun bestücken soll. Man hat sich dann zwar fix auf eine Größe fixiert, welche Steigung es sein soll weiss man aber dann doch nicht so recht. Jedenfalls geht es mir jetzt so.

Das schlimme ist, dass ich nicht weiss in welchem Verhältnis die Steigung zum Durchmesser steht. Ich bitte daher mal um Aufklärung.

Zu meinem Beispiel: Ich habe derzeit einen Y6 im Einsatz, 6 x MT2216 mit 900kV. Montiert waren bis vor kurzem noch 11"x4,7 carbonverstärkte Props. Da viele auf die Props von Graupner schwören wollte ich die selber mal ausprobieren. Da ja auch immer gesagt wird, dass die Graupner mehr Drehzahl brauchen um den gleichen Schub zu liefern wie kleinere Props, habe ich zu den 12"x6 Props von Graupner gegriffen.

Nun kommt es mir so vor, dass die Steigung von den Graupner Props ziemlich krass höher ist als die von den 11"ern die ich vorher hatte. Außerdem wir der Motorfuss (nennt man das so?) schon nach ~1 Minute schweben im Zimmer sehr warm. Die Glocke ist gerade mal handwarm, aber das sollte ja nicht ausschlaggebend sein (oder?). Nun habe ich leider nie gefühlt, wie warm/heiss der Motorfuss mit den 11"ern wurde. Ein Grund mehr dass ich hier frage, ob ich das so in der Kombination überhaupt nutzen sollte.

Eine Zahl kann ich von der Temperatur her leider nicht nennen. Das Infrarot-Temperaturmessgerät ist aber schon bestellt!

Der Copter wiegt so jetzt ~ 1,8kg.

Hi scratch,

http://ecalc.ch/xcoptercalc.htm?ecalc
Sehr interessante Seite. Es sind zwar nicht unbeding die richtigen Motoren oder Probs dabei aber wenn man damit mal ein bisschen rumspielt merkt man schnell welche Steigung einem Motor so richtig zu schaffen macht.
Mehr kann ich leider nicht dazu einbringen aber vielleicht hilfts ja schonmal ein bisschen.

Ja, die Seite kenne ich Danke aber trotzdem Dennoch würde ich genaue Infos haben, z. B. Erfahrungswerte. Welche "Gehäusetemperatur" wäre denn kritisch? Und wo gemessen?

1. die Luftschraube muss zum Motor passen.

Steigung,
es kommt immer auf die Bedingungen an. welchen geforderten Strahlstrom das Fluggerät braucht.
Rennflieger brauchen maximalen Strahlstom, = Durchmesser,Steigung 1:1

Heli arbeiten im Standschub dann bei ca. 10/1

bei unseren Multikoptern hat sich aber 2/1 bewährt,
darunter wird es zwar deutlich ökonomischer, aber auf Grund der geringeren Strahlstrom auch deutlich windanfälliger.
Strahlstrom zur Windgeschwindigkeit wird deutlich schlechter.

da kommen dann wieder schnell drehende Profile zum Vorteil (Graupner EP)

schneller drehende Propeller machen allerdings wieder die Regelung bei nem MK deutlich besser.

also ein Weg voller Kompromisse.

Grundsätzlich kann man folgendes zu Luftschrauben und Rotorblättern feststellen:
Je größer der Durchmesser, desto größer der Schub!
Je größer die Steigung, desto größer die Strahlgeschwindigkeit!
Beides ist natürlich abhängig von der Drehzahl!

Beispiele:
1. 5x4.3, ~9000rpm, ~100g Schub, ~59Km/h Strahlgeschwindigkeit
2. 5x4.3, ~18000rpm, ~500g Schub, ~118Km/h Strahlgeschwindigkeit
3. 7x3.5, ~9000rpm, ~188g Schub, ~48Km/h Strahlgeschwindigkeit
4. 7x3.5, ~18000rpm, ~870g Schub, ~96Km/h Strahlgeschwindigkeit
5. 10x6, ~9000rpm, ~1150g Schub, ~81Km/h Strahlgeschwindigkeit
6. 10x6, ~18000rpm, ~4815g Schub, ~165Km/h Strahlgeschwindigkeit

Die genannten Props sind nur als Rechenbeispiele zu verstehen - Do not try this at Home!
Die Props haben alle eine Drehzahlgrenze, welche nicht überschritten werden darf - Der Prop könnte platzen!
Beim Prop kommt es dann noch drauf an, wie weit die Blätter mit einem Profil (ähnlich einer Tragfläche) versehen sind.
Ein weitgehend unprofilierter Prop wird weniger Schub und Geschwindigkeit bringen, als ein stark profilierter Prop!
Bei allem gilt natürlich: Je höher Schub oder Geschwindigkeit, desto höher werden Motor, Regler und Akku belastet!

Zum Ermitteln eines brauchbaren Antriebskonzeptes kann man sich gut der diversen Tools im Netz bedienen...
Oben wurde schon http://ecalc.ch/xcoptercalc.htm?ecalc erwähnt, welches leider nicht selbst erweiterbar ist!
Ich nutze gerne den Drivecalc, da ich hier selber vermessene Motoren eingeben kann!!!

Gruß
mueckchen

Es gibt einige Abhandlungen bzw gute Erklärungen zu diesem Thema.

Hier allgemein mit Brushless Motoren zusammen

Hier etwas tiefgründiger

Hier allgemein mit Überschlagswerten

Im ersten Beitrag wird auch erklärt warum und ab wann die Temperatur kritisch wird.
In der Regel geht man hier von 80°C aus. Ab diesem Wert werden die Magnete meist
Dauerhaft geschädigt. Wenn du also 78°C bereits am Gehäuse messen würdest, könnte es
bereits zu spät sein, da die Magnete und das Metall die Temperatur ja nicht direkt 1:1 weiter
geben. Entscheident ist also die Temp der Magnete, nicht des Gehäuses. Jedoch ist das einzige was du wirklich real messen kannst die Glocke des Motors, dort sind die Magnete dran verklebt. (mit steigender Temperatur leidet die Effizienz des Motors durch Magnetkraftverlust. Mit 80C ist damit gemeint, das die Magnetkraft völlig einbricht, und auch sich nicht wiederherstellt beim abkühlen. Also Magnete austauschen in dem Fall)
Es kommt natürlich auf die Magnete an.. die einen halten nur 80° aus, die anderen 120° usw.
Das hat nichts mit Qualität der Magnete zu tun, sondern mit der EIgenschaft der Magnete.
Die einen Magneten halten mehr Temp aus, sind dafür aber in einer anderen Eigenschaft dafür
wesentlich schlechter... steht alles in dem 1. PDF

Ein kleiner Auszug

Hier nochmal die Zusammenfassung.

Steigung / Durchmesser = Geschwindigkeit / Schub

Verhältnis von unter 0,5: Z.B. Langsame Oldtimer wie Bleriot oder Sopwith Pub die in der Luft
fast stehen bleiben.

Verhältnis 0,5: Ideal für einen 3D Flieger. Egal ob man eine 3 Meter Extra 260 fliegt oder einen
Shockflyer.
z.B.
10*5
11*5,5
12*6
13*6,5
14*7
usw.

Verhältnis von ca. 0,6 – 0,8: Geeignet für einen dynamischen Kunstflug. Für einen 3D Flug
ungeeignet. Auch ideal für Segelflieger.
z.B.
12*8
12*10
13*10
usw.

Verhältnis von/ab 1: Pylonflieger und Hotliner.
5*5
6*6

>1:1 (7x10) für weniger Schub und mehr Speed

.
apropo Strahlstrom,

www.youtube.com/watch?v=g3oUkyMae0c

ein hauch von Wind, darf da natürlich nicht aufkommen.

Anzumerken ist vielleicht auch noch folgendes:

-Props mit größerer Steigung sind konstruktionsbedingt etwas steifer als flachere (zumindest bei welchen aus Kunststoff, bei Holz oder Carbon wohl eher unerheblich)

Zusammengefasst kann man wohl sagen:

-ein Prop mit größerer Steigung hat wie schon geschrieben eine höhere Strahlgeschwindigkeit, heißt die Luft kommt schneller unten raus als bei flachen Steigungen bzw. der Prop schraubt sich pro Umdrehung weiter nach oben. Für den Copter bedeutet dass das man also mit einen Prop mit größerer Steigung schneller fliegen (also gut zum rumheizen), der Schwebeflug ist aber schwieriger zu halten und man verbraucht generell mehr Ampere = kürzere Flugzeit

-ein Copter mit Prop kleiner Steigung ist dagegen dann nicht ganz so auf speed ausgelegt, verbraucht dafür aber auch nicht ganz soviel Strom und es lässt sich wesentlich einfacher die Höhe halten.

Hallo. Danke für eure ganzen Antworten. Um nochmal auf die Antwort von Chucky zurück zu kommen. Du sagtest dass die Temperatur aussen an der Glocke ausschlaggeben ist. Ich muss mir um die Temperatur an der Stelle die im Bild rot markiert ist also keine Sorgen machen?

und zu deinem Motor ist, sicherlich nicht der Passende E-Prop

die zum Multikopter passende Graupner, sind diese Bauart.
-> https://www.mikrocontroller.com/ind...id=552&zenid=2ac85c7d5c540d0454c23f6b790b4606

Ich denke auch das für 900kv 12 Zoll zu viel sind.

Ich experimentiere immer in diesem Berich:

ca. 1000kv = 8 - 10 Zoll
ca. 900kv = 10 -11 Zoll

Ist halt auch immer dem einzelnen Anwendungsfall und den verschieden Copterkonfigurationen geschuldet.
Probieren geht über studieren wie vieles im Modellbau

Verdammt. Ich hatte mich auf die Aussage verlassen, dass man die E-Props eine Nummer größer kaufen soll da die bei gleicher Größe weniger Schub bringen als ein anderer Prop bei gleicher Größe. Ich habe also bei den 11"Bern weniger Schub bei gleicher Drehzahl als vorher.

Deine 11 x 4,7 oder 11 x 5er sind wohl gute Größen denke ich.

Ja, sicher. Aber das waren halt keine guten Propeller. Da viele auf die von Graupner schwören wollte ich mir selber mal ein Bild machen. Das mit "wenn E-Prop von Graupner dann immer eine Nummer größer" stimmt dann ja wohl nicht

Ich habe die e-Prop 11x5 mit den CF-verstärkten Flyduino 10x4,5 bei gleichen Bedingungen auf meinem Teststand und habe gleiche Werte erhalten. Motor war ein NTM 1100kV mit 88 Gramm an 4s.

Wann ist denn nach Deiner Ansicht ein Propeller ein guter Propeller ?

Die Temperatur am Fuss ist für die Magnet-Temperatur nur so zu sagen Sekundär.. Das Material leitet die temp weiter.
Hier ist jedoch kein DIREKTER Kontakt zur Glocke vorhanden. Wenn am Sockel jedoch die temperatur ebenfalls 80C erreicht würde ich mir dennoch Gedanken machen.. Durch die Temperatur am Sockel werden zwar die Dauer-Magnete in ihrer magnetkrfat nicht herabgesetzt, aber der WIderstandswert der Wicklungen steigt an, also auch wieder effizienzverlust. Die E-Magneten halten in der regel aber mehr aus, als die Dauermagneten. Der Verschleiss der lager wird auch natürlich höher wenn die Temperatur hier extrem hoch ist... was allerdings noch im grünen bereich ist und was nicht kann ich nicht sagen... AM Sockel messe ich die Temp nie.. meist sitzen meine Motoren auch auf Alu-Auslegern und dort wird die Temperatur abgeleitet.

Ich würde aber immer durch die Bank gehend sagen mehr ab 70C wird es mehr als kritisch, egal ob Glocke oder Sockel.. am Sockel geht halt nur am ende weniger Kaputt als an der Glocke

Dann wenn die Community sagt dass etwas gut sei Ich verlasse mich da fast komplett auf die Erfahrungen von den anderen Usern. Und bei den E-Props war das auch der Fall, dass sehr viele schon gute Erfahrungen gemacht haben. Das kann ich auch nach wenig fliegen schon bestätigen. Die Propeller sind sehr steif und haben fast keine Unwucht. Schonmal sehr gute Eigenschaften für einen Propeller.

zerosight bestätigt mit seinem Post die Aussagen der anderen User die ich so gelesen habe hier im Forum. E-Prop gleicher Schub bei einer Nummer größer.

Ich warte jetzt glaube ich mal auf mein Infrarotthermometer und beobachte das mal wie sich die Temperatur am Motorenfuss entwickelt. Theoretisch kann der Motor ja sogar "normale" 12" Propeller vertragen. Juergen, warum denkst du sind das die falschen Props für den Motor?

Danke Chucky für deine Erfahrungswerte

Ich würde sagen, ausschlaggebend ist die Temperatur der Wicklung - weil dort die Wärme entsteht. Hier zu messen ist aber schwierig, deshalb kann man indirekt über den Motorsockel messen. Die Glockentemperatur ist eigentlich ziemlich egal und liegt meistens um -zig Grad unter der Wicklungstemperatur. Also, die Glocke als relevante Temp. zu messen ist doch unfug - die wird doch meistens ohnehin gut gekühlt durch den Kontakt zur Außenluft und durch die relativ große Fläche.
Wieviele Motoren kennst du, die im Betrieb plötzlich die Magnetkraft verloren haben? Und wieviele, die in der Tat abgeraucht sind?

naja, die Maknetkraft verliert man nicht soo plötzlich. und manch einer merken es ja noch nicht einmal.

aber man kann davon ausgehen,
hat man sich an der Glocke schon mal die Finger fast verbrannt,
ist der Motor nie mehr das, was er einmal war.