Effizienzmessungen an Graupner 11“, 12“ und Tiger 12“ CF Propellern

#1
Dunkle Jahreszeit - Bastelzeit. Der Goliath soll überarbeitet werden und die Motoren möchte ich nach ca. 200 Flügen überprüfen. Dazu habe ich mir einen Prüfstand aufgebaut. Bevor der Kopter zerlegt wurde, hatte ich noch Vergleichsmessungen mit den bisher verwendeten Graupner E-Propellern und den neuen Tiger CF Propellern gemacht. Besonders hat mich interessiert, ob und wie viel die teueren Tiger Propeller besser als die Graupner E-Propeller sind.

Der Prüfstand besteht aus einer Zug- und Druckwaage, einem ESC mit SimonK Firmware, einem Servotester, einem Netzteil und einem Multimeter. Ich habe in Druckanordnung gemessen, damit das Luftpolster zwischen Konstruktion und Luftschraube die Schubkraft nicht höher erscheinen lässt. Die Spannungen (11.1 V und 14.8 V) werden direkt am ESC gemessen. Mit dem Servotester stellte ich den Strom in ~1 A Schritten ein. Das hat den Vorteil, dass ich verschiedene Motoren oder Kombinationen leicht miteinander vergleichen kann. Ich habe zusätzlich noch bei 3.7 A gemessen, da das ungefähr der momentane Strom im Flug ist.

Komponenten des Kopters:
Motoren: Tiger MN3110 KV 700.
Akkus: SLS APL 4000mAh 3S1P 11,1 V 45C/90C und Blackhorse 4S 4200mAh 35C/70C Propeller: Der Graupner 12x6“ Propeller wiegt mit Spinner, Schauben und Distanzhülse 32 g, der Graupner 11x5“ 27 g und der Tiger 12x4“ Propeller wiegt mit Konterplatte und Schauben 16 g.

Watt zählt, is auf `m Platz…
Da im Flug die Strom- und Leistungsanzeige schwankt und die Spannung ständig abnimmt, habe ich die in der Tabelle angegebenen Leistungen aus der verbrauchten Kapazität, der Zeit und der Nennspannung berechnet. Die Umrechnung ist: verbrauchten Kapazität [Ah] x 60/Flugminuten [1/h] x 11.1 V oder 14.8 V. Als Messgerät diente das UniSens-E. Beim Flug Nr.1 bin ich teilweise herumgeflogen, die restlichen Flüge waren fast nur Schwebeflüge.

Ergebnisse:
Schaut man sich in der Prüfstand-Tabelle die beiden Graupner Propeller an, findet man keinen sehr großen Unterschied. Das habe ich auch im Flug beobachtet, die Flugzeit war mit beiden Propellern in etwa gleich. Ich habe den Sommer lang fast nur die 11x5“ Propeller geflogen, da mir das Flugverhalten besser gefiel.
Am Goliath bringen die Tiger-Propeller keinen großen Gewinn. Das mag auch daran liegen, dass die 12“ Propeller schon weit über den Rumpf des Goliath drehen. Ich werde die Tiger Propeller auf meinem neuen FCP-Hl montieren, da sie hier mehr Platz haben, frei zu drehen (s. Bild). Laut Messungen auf dem Prüfstand sind die Tiger Propeller etwa 1 g/W besser als die Graupner Propeller. Bei 200 W sind das immerhin 200 g. Bei einem Quadrokopter in der 2 kg-Klasse kann man mit dieser Motor/Propellerkombination eine Effizienz von 10 g/W erreichen.
Noch ein Satz zum Blackhorse Lipo: der Akku ist sehr spannungsfest, am Ende des Fluges ist die Spannung noch über 3.5 V pro Zelle unter Last, siehe Tabelle. Den Akku kann man noch tiefer leersaugen.
Viele Grüße,
Wilhelm
 

Anhänge

DerCamperHB

Erfahrener Benutzer
#2
Die Leistungsangabe in der Ersten Tabelle ist die Leistungsaufnahme im Schwebeflug, oder wie ist die Ermittelt
Zeigt aber für mich ein Recht klares Bild was ich Vermuttet habe, das die Leistungsaufnahme ungefähr gleich ist

Dein Test hat leider den Üblichen Fehler drin, du hast den Strom gemessen, und davon ausgehend die Werte aufgenommen, ist leider nur bedingt brauchbar
Sinnvoller ist es alle 50/100g eine Messung zu machen, da dabei die Verschiedenen Props und Spannungen direkt vergleichbar sind, was Leisungsaufnahme und Strom betrifft

Wo Hast du die schöne Waage her, sowas hat man doch normal nicht rumliegen
 
#3
Flüge 2-6 sind Schwebeflüge.
Die Waage habe ich von Hapo Trade, google am besten nach Schub Druck Waage.
Mit der Tabelle hast du im Prinzip Recht. Meine Idee war, ich halte die Leistung einiger maßen konstant und kann nun schauen, bei welchem Propeller bekomme ich (abhängig vom Gewicht) den meisten Schub.
Viele Grüße,
Wilhelm
 

DerCamperHB

Erfahrener Benutzer
#4
Bei Ebay eben gefunden, 74€ ist kein Schlechter Preis, denke würde ich bei Hapo durch höheren Versand auch zahlen,ist ja immer wieder verwendbar,und entgegen der vielen Umlenkungsvarianten auch Verlässliche Messung
Eine Ausgabe hat die aber wohl nicht, nur die Digitalanzeige, oder?
 
#5
Ich hatte sie mir eigentlich gekauft, um die Motoren am Goliath zu prüfen. Der kippelt in letzter Zeit etwas. Einen Ausgang hat die Waage nicht. Die Genauigkeit ist natürlich immer ein Problem. Ich habe diverse Messungen angestellt, um sie zu überprüfen (siehe Bild). Die Küchenwaage habe ich mit einer geeichten Waage im Supermarkt verglichen, so dass der Fehler relativ klein sein sollte. Nach dem Bild ist der Unterschied gut 1%. Nervig ist bei dieser Waage, dass sie nach geschätzt 2 min abschaltet, um Strom zu sparen.
Ich habe mir neue ESCs bestellt und bin gespannt, ob man mit dem Prüfstand auch hier einen Effizienzunterschied findet.
Einen schönen Abend noch,
Wilhelm
 

Anhänge

#6
10 Zoll Dreiblatt Propeller

Seit Kurzem sind die Graupner 9 und 10 Zoll Dreiblatt Propeller lieferbar. Man liest immer, dass man einen Zweiblattpropeller durch einen 10 % oder 1 Zoll kleineren Dreiblattpropeller ersetzen kann. Dazu habe ich einen ersten Test mit meinem Goliath und den MN 3110 KV 700 Motoren gemacht.

Schwebestrom bei 4S:
Graupner, 11x5, 1806 g, ca. 13 A, siehe Tabelle.
Graupner 10x5 Dreiblatt, über 15 A, laut UniSens-E.

Graupner, 11x5, Prüfstand, 14.8 V 4.0 A, 520 g.
Graupner 10x5 Dreiblatt, 14.8 V 4.0 A, 470 g.

Ergebnis: bei 700 KV ist der Dreiblatt Propeller ungünstiger.
Ich vermute, dass z.B. 780 KV besser zu dem Propeller passt. Der Propeller gefällt mir eigentlich sehr gut, auch weil er (gefühlt) weniger Vibrationen verursacht. Leider ist im Moment kein gutes Flugwetter, um ausführliche Testflüge zu machen.
Viele Grüße,
Wilhelm
 

Anhänge

-ghost-

Erfahrener Benutzer
#7
Kannst du was zu der Geräuschentwicklung zwischen 2 und 3 Blatt sagen?

Ich hab mir mal 3 Blatt SF in 9" vom HK kommen lassen.
Effizienz-mäßig waren die grotten schlecht, aber im Gegensatz zu den 10" SF, auch vom King, waren die angenehm leise.

Würde mich interessieren, ob das bei den Graupner ähnlich ist.

-ghost-
 
#8
Hallo Ghost,
ich habe noch mal den Prüfstand angeworfen und bei 1/4 des momentanes Koptergewichtes =450 g bei 14.8 V die Propeller verglichen (vergl. Flugplatztabelle, Spalte 3).
Graupner, 11x5, 3.3 A, Graupner 10x5 Dreiblatt, 3.7 A
Die Propeller sind vergleichbar in der Lautstärke, soweit man das ohne Messgerät beurteilen kann. Der Dreiblatt Propeller dreht schneller und erzeugt dadurch höhere Frequenzen. Der Zweiblattpropeller klingt für mich angenehmer.

Was verstehst du unter grottenschlecht? Hast du ein paar Daten?

Frohe Weihnachten,
Wilhelm
 

-ghost-

Erfahrener Benutzer
#9
Hallo Wilhelm,

hat zwar etwas gedauert, aber ich möchte dir gerne ein paar Daten zu den HK-3-Blatt-SF-Props geben:


1200kv Motor - 3s (2 volle Akkus parallel):

9" 3-Blatt-SF: 250g Schub --> 37 Watt // 500g Schub --> 102 Watt // 820g Schub (max.) --> 225 Watt

zum Vergleich:

9" Graupner E-Prop: 250g Schub --> 33 Watt // 500g Schub --> 81 Watt // 780g Schub (max) --> 155 Watt


10" Graupner E-Prop: 250g Schub --> 31 Watt // 500g Schub --> 75 Watt // 880g Schub (max) --> 170 Watt

10" Graupner E-Prop 3-Blatt: 250g Schub --> 36 Watt // 500g Schub --> 87 Watt // 900g Schub (max) --> 191 Watt


mit nem 800kv-Motor hab ich das auch noch an 3s und an 4s getestet ... es wurde nicht besser


Was mir aber aufgefallen ist, dass der Druck/Schub vom 3-Blatt-Prop wesentlich konstanter erbracht wird. Die Anzeige der Waage fluktuiert fast gar nicht im Gegensatz zum 2-Blatt Prop.

Ob die leiser sind, konnte ich nicht testen/messen.



-ghost-
 
#10
-ghost-, danke für deine Werte.

Ich hatte neulich noch den MN3110, KV780 mit Graupner E-Props getestet. Die folgenden Werte wurden in einem Rutsch ermittelt, so dass sie direkt vergleichbar sind. Unterschiede zu den früheren Messungen können daran liegen, dass ich einen anderen Motor bzw Propeller genommen habe.

MN3110, KV700
11x5 Zweiblatt, 14.8 V, 4.06 A, 550 g; 10x5 Dreiblatt, 470 g.
11x5 Zweiblatt, 11.1 V, 4.06 A, 450 g; 10x5 Dreiblatt, 370 g.

MN3110, KV780
11x5 Zweiblatt, 14.8 V, 4.06 A, 505 g; 10x5 Dreiblatt, 450 g.
11x5 Zweiblatt, 11.1 V, 4.06 A, 390 g; 10x5 Dreiblatt, 380 g.

Damit habe ich mich jetzt auf Tiger KV700 und 11 bis 12 Zoll Zweiblatt Props eingeschossen. Meinen Goliath fliege ich mit Graupner 11x5 Zweiblatt, der Neue bekommt die Tiger CF 12x4 Props.


Demnächst möchte ich noch den U3 testen. Wegen des hohen Preises klemmt der Bestellfinger noch etwas.

Daten entnommen von RC-Tiger mit Tiger CF 12x4 Props:
MN3510, KV700, 97g Gewicht, 14.8 V, 3.8 A, 580 g Schub, Effizienz = 10.36 g/W
U3____, KV700, 97g Gewicht, 14.8 V, 3.8 A, 580 g Schub, Effizienz = 10.36 g/W
MN3110, KV700, 80g Gewicht, 14.8 V, 3.2 A, 420 g Schub, Effizienz = 9.13 g/W

Der U3 ist zwar 17 g schwerer als der MN3110, aber bei einer mittleren Leistung von 50 – 60 W je Motor sollte eine etwas bessere Effizienz herauskommen.

Viele Grüße,
Wilhelm
 

Anhänge

RCLogger

FPV1

Banggood

Banggood

Oben