Prüfstandversuch: Halbsymmetrische Rotorblätter

[FPV]

AW: Prüfstandversuch: Halbsymmetrische Rotorblätter

FPV, Du fragst immer wieder was an Deinen Versuchen falsch ist? Irrelevant ...!

Ex falso quodlibet - Wikipedia

Die Prämissen müssen stimmen, sonst kommt nichts vernünftiges raus. Hier steckt die Problematik der Arbeit.

Man könnte viel philosophieren, meiner Meinung nach kommt nur etwas heraus, wenn man nach Fehlern sucht. Falls mir nämlich ein grundsätzlicher Fehler unterlaufen ist, kann man die Arbeit wegschmeißen. Auch bitte ich um die Nennung der falschen Prämissen. Falls man keinen Fehler findet, sind aber mit sehr großer Wahrscheinlichkeit die Messergebnisse richtig. Diese widerum haben dann viel mehr Aussagekraft als Vermutungen und Wunschträume.

[FPV]

AW: Prüfstandversuch: Halbsymmetrische Rotorblätter

Einfach herrlich wenn ein Theoretiker auf Leute mit jahrelanger Erfahrung trifft

Ich versuche jetzt nochmal den Vorteil der HS zu erklären:
Mit den HS Blätter ist es möglich den Heli in einem Drehzahlbereich zu fliegen, in dem die normalen Blätter schon zu Fehler im Stabi sorgen. Das äußert sich dann durch "wobbeln", unpräzises Flugverhalten usw.

Jetzt wirst du zwar wieder fragen, warum du dann die Blätter kaufen sollst wenn du nur die Drehzahl reduzieren musst aber der Punkt ist ja, dass du mit normalen Blätter die Drehzahl nicht soweit reduzieren kannst ohne die oben beschrieben Nebenwirkungen zu bekommen.
Genau das ist auch die Erfahrung, die viele andere hier schon beschrieben haben.
Und ein Heli der wobbelt oder allgemein unpräzise fliegt ist keine persönliche Empfindung sondern ein Fakt, den man schon mit einem einfachen Video reproduzierbar veranschaulichen kann.

Möglicher Versuchsaufbau dazu wäre:
2 Identische Helis einen Mit HS Blättern und einen mit normalen. Diese beiden Helis lässt man neben einander schweben und reduziert bei beiden die Drehzahl solange bis Probleme auftreten (Wobbeln etc). Wenn man dann bei beiden den Punkt gefunden hat, wo die Probleme anfangen, loggt man bei der jeweiligen Drehzahl die Stromaufnahme

Gruß Sven

Ich glaube du meinst eher, einer mit praktischen Messungen trifft auf Leute mit jahrelang gebildeten Vermutungen. ;-)

Das halbsymm. Profil hat keinen Einfluss auf das Wobbeln. Die Position des Schwerpunkts und das Blattgewicht aber sehr wohl.
Die größere Blatttiefe und das halbsymm. Profil produzieren aber mehr Auftrieb bei sehr niedrigen Drehzahlen. Dahingehend können nur diese Blätter mit so geringer Drehzahl bei der endlichen Motorleistung laufen.
Falls die geringere Mindestdrehzahl der halbsymm. Rotorblätter aber das Verkaufsargument ist, müsste der Werbetext so lauten, wie ich schon in Post #82 geschrieben habe.

Bezüglich des Versuchsaufbaus: Zwei Helis sind nie exakt identisch, es genügt auch die Versuche nacheinander zu fahren. Dass das Wobbeln unabhängig vom Profil der Blätter ist, habe ich schon oben erwähnt.
Auf Seite 16 ist auch erwähnt, dass der Druckpunkt nur bei symm. Blättern ortsfest ist. Ein schwankender Druckpunkt der halbsymm. Blätter soll also gut gegen Vibrationen sein?

[FPV]

AW: Prüfstandversuch: Halbsymmetrische Rotorblätter

Ich hab mir die Arbeit durchgelesen. Allein schon dadurch, daß du verschiedene Akkus für die verschiedenen Messungen verwendest, und nicht mit jedem Blatt mehrere Messungen mit gleichen Akkus durchführst, sind die "Ergebnisse" schon mal ziemlich, naja. Und dann noch den Gyro gewechselt, anderes Gewicht, ..... Kraut und Rüben miteinander verglichen. Auch ein Gyro hat Einfluß auf den Stromverbrauch.

Hast du deine "Meßflüge" eigentlich auch vor der Karlskirche mitten in Wien über Leuten gemacht, so wie deine "tollen" FPV-Flüge ? Wäre ja in der Nähe der TU. War das Motorlager schon bedient oder gar kaputt ? Hat die Antenne wieder mal das Chassis berührt und gabs dadurch Aussetzer, dank dieser du fast jemanden umgemäht hast ?

Anscheinend hast du dir die Arbeit nicht genau genug durchgelesen.

Deine Aussage trifft auf die Messflüge im Freien zu. Hier ist der Einfluss der Umweltbedingungen (Wind) wichtiger, es wurde vor allem auch nur die Messung bei noch fast vollen Akkus angegeben.

Bei den Flügelpolaren hingegen wurde bei einer Ritzelgröße immer derselbe Akku bei allen Rotorblatttypen verwendet. Damit ist der Einfluss des Akkus bei einer Drehzahl bei allen Rotorblättern gleich (abgesehen von der Alterung des Akkus), siehe Kapitel 7.1. Hier ist zu sehen: RockAmp rot bei Ritzel 15, 13 und 11. RockAmp blau für Ritzel 14 und 12. Dies gilt für alle Rotorblattypen.

Das Gewicht des Gyros habe ich sehr wohl in den Messungen berücksichtigt. Hierbei wurde das aktuelle Abfluggewicht genutzt, um die dazugehörigen Leistungen beim Prüfstand zu ermitteln, siehe Abb. 67.

Was glaubst du ist der Stromverbrauch eines Gyros im Vergleich zum Motor? Beim GY-520 beträgt die Stromstärke lt. Datenblatt ca. 40mA (bei BEC-Spannung). Bei 11,1 Volt des Akkus ist das noch weniger. Man kann also sagen, dass der Gyro ca. ein tausendstel des Motors verbraucht.

Ich freue mich jedesmal, wenn du die FPV-Flüge wieder erwähnst, ehrlich!!! Das gibt mindestens 50 Aufrufe zusätzlich bei den Videos, abhängig davon, wie gut der Thread besucht wird. :-D

[Inder-Nett]

AW: Prüfstandversuch: Halbsymmetrische Rotorblätter

Deine Hinweise mit der Reynoldszahl begreife ich sehr wohl....Jedoch kann bei geometrischer ßhnlichkeit der Rotorblätter des 450ers diese auch für andere Größen übernommen werden. Es unterscheidet sich zwar die Reynolds-Zahl zwischen den Baugrößen, aber beim Vergleich von Rotorblättern derselben Baugröße ist dies nicht der Fall (wenn man von den geringfügig untersch. Blatttiefen absieht). Das Verhältnis der Effizienz bleibt bei geometrischer Ahnlichkeit praktisch (da nur vom Gradienten abhängig) konstant.

Völliger Unfug und wenn du meine Hinweise auch nur ansatzweise nachvollzogen hättest, dann hättest du das auch begriffen.

[Inder-Nett]

AW: Prüfstandversuch: Halbsymmetrische Rotorblätter

Das halbsymm. Profil hat keinen Einfluss auf das Wobbeln. Die Position des Schwerpunkts und das Blattgewicht aber sehr wohl.

Auch Quatsch!
Das halbsymmetrische Profil hat einen wandernden Druckpunkt, d.h. mit den Anstellwinkel verschiebt sich der Angriffspunkt des Auftriebs und damit auch der effektive Vorlauf des Blatts. Das kann sehr wohl einen Einfluss auf's Wobbeln haben.

Die größere Blatttiefe und das halbsymm. Profil produzieren aber mehr Auftrieb bei sehr niedrigen Drehzahlen.

Auch Quatsch, aber da sind wir wieder bei der nicht verstandenen Reynoldszahl!

[DerMitDenZweiLinkenHänden]

AW: Prüfstandversuch: Halbsymmetrische Rotorblätter

Ich bitte um Sachlichkeit!
Kurt

[Black-Shark]

AW: Prüfstandversuch: Halbsymmetrische Rotorblätter

Hallo,

tut Euch doch selbst einen Gefallen und lasst dem Gläubigen seinen Glauben!
Für manche ist der Glaube der erste Schritt zur Erkenntnis und er wird durch die Wissenschaft errettet!
Andere können eben nur Glauben und werden werden auch nur so glücklich!
Hier scheint ein Gläubiger Berge versetzen zu wollen, also warum ihn dabei stören?
Lasst ihn sein Werk vollbringen...

Frohe Ostern und so

[Inder-Nett]

AW: Prüfstandversuch: Halbsymmetrische Rotorblätter

Ich bitte um Sachlichkeit!
Kurt

War das nicht sachlich genug?

Also nochmal für dich:
Bei einem 450er Heli sind die Blätter so schmal und die Blattgeschwindigkeit ist so niedrig, dass sich daraus eine Reynoldszahl von unter 50.000 ergibt und bei einer so niedrigen Reynoldszahl haben auch halbsymmetrische Blätter eine so schlechte Polare, dass sich daraus gegenüber symmetrischen Blättern kein Vorteil ergeben kann.
Die Erfahrungen mit größeren Helis sind nicht auf die kleinen übertragbar, weil sich durch die Verkleinerung der Dimensionen deutlich kleinere Reynoldszahlen ergeben und die aerodynamischen Eigenschaften (Polare) gekrümmter Profile bei so niedrigen Reynoldszahlen gravierend schlechter werden
....
Ab 600er Größe laufen die Rotorblätter auch bei niedrigeren Drehzahlen bei einer Reynoldszahl um 100.000 und da sind halbsymmetrische Profile tatsächlich effizienter.

Wie oft muss man das wiederholen*

Aussagen wie diese:

Das Verhältnis der Effizienz bleibt bei geometrischer Ahnlichkeit praktisch (da nur vom Gradienten abhängig) konstant.

...sind nun mal völliger Unfug, weil die Polare (=Effizienz) eines Profils nur für eine bestimmte Reynoldszahl stimmt.

Und da die Reynoldszahl das Produkt aus Profiltiefe und Geschwindigkeit ist (geteilt durch eine Konstate für die Viskosität der Luft), geht die Verkleinerung des Rotors im Quadrat in die Reynoldszahl ein (geringere Profiltiefe * kürzere Kreisbahn). Das gleicht die etwas höhere Drehzahl nicht ansatzweise aus.

Hier mal von Airfoil comparison die Polare eines NACA0012 (das kommt dem symmetrischen Profil recht nahe) und eines NACA2412 (das kommt dem halbsymmetrischen Profil recht nahe) bei einer Reynoldszahlen von 50000:

Bis zu einem Cl von 0,75 (d.h. bis etwa 5° Anstellwinkel) ist das halbsymmetrische Blatt sogar deutlich ineffizienter als als das symmetrische!
Bei dieser niedrigen Reynoldszahl bringt das halbsymmetrische Blatt ohne Anstellwinkel nicht einmal Auftrieb und bis 3° ist der Auftrieb geringer, als beim symmetrischen!!!

Bei einer Reynoldszahl von 100000:

.. ist das habsymmetrische bis etwa zu einem Cl von 0,6 (ca. 2° Anstellwinkel beim hablbsym. oder 4° beim symm.) gerade mal gleichauf, erst darüber wird es effizienter. Wenigstens bringt es bei allen Anstellwinkeln mehr Auftrieb als ein symmetrisches.

Erst ab über einer Reynoldszahl von 100000 ist das halbsymmetrische Blatt durch die Bank effizienter!

Eine solche Gegenüberstellung wäre das mindeste gewesen, was man von einem Bachelor-Anwärter hätte erwarten können!
Genau so wie man da erwarten könnte, dass Einer die Kreisformel kennt und für die Rotorblätter eines 450ers bei den verwendeten Drehzahlen mal die Reynoldszahl ausrechnet!

[BugBear]

AW: Prüfstandversuch: Halbsymmetrische Rotorblätter

Hallo Lutz,

eine schöne Ausführung.
Aber wenn du vielleicht auch mal mehr in der Praxis experimentierst wirst du feststellen das es trotzdem funktioniert. Vielleicht liegt das auch einfach daran das sich so ein Heli mit einer nicht unerheblichen Geschwindigkeit Vorwärts bewegt.
Aber wie ich dich kenne kommt nun wieder was nettes von dir.

Frohe Ostern

Gruß Volker

[Inder-Nett]

AW: Prüfstandversuch: Halbsymmetrische Rotorblätter

Aber wenn du vielleicht auch mal mehr in der Praxis experimentierst wirst du feststellen das es trotzdem funktioniert.

Ich habe nie behauptet, dass es "nicht funktioniert".

Im Gegenteil, beim 600er oder 700er Heli bringt das halbsymmetrische Blatt sehr wohl ca. 20% Effizienz-Gewinn, in der großen Fliegerei sogar über 30%, eben weil man da bei größeren Reynoldszahlen fliegt und in diesem Bereich gewölbte Profile deutlich besser abschneiden.
Nur bei den kleinen Helis kann es nicht funktionieren, eben weil die Profile da bei zu niedrigen Reynoldszahlen laufen und bei diesen niedrigen Reynoldszahlen das gewölbte Profil im Vergleich zum gleich dicken symmetrischen Profil z.T. sogar ineffizienter arbeitet.

Das widerlegt im Grunde auch das Argument, dass man durch praktische Experimente der Wahrheit näher kommen könne, als durch ein sauberes Verständnis der Grundlagen.
Du hast in der Praxis einfach zu viele andere Einflussfaktoren (bis hin zum Wunschdenken), die ein Experiment stark verfälschen. Und wenn (so wie der Threaderöffner) vor dem Beginn eines Experiments noch nicht einmal die fundamentalen aerodynamischen Randbedingungen geklärt und auch nicht der theoretisch erreichbare Erwartungswert bekannt ist, dann kann man im Nachhinein eben auch nicht einmal einschätzen, ob das Experiment überhaupt geglückt ist.

Vielleicht liegt das auch einfach daran das sich so ein Heli mit einer nicht unerheblichen Geschwindigkeit Vorwärts bewegt.

Der Vorteil der Vorwärtsbewegung liegt darin, dass das Rotorblatt in ruhende Luft eindreht, während es im Schwebeflug in einer bereits aufgebauten und z.T. sogar stark verwirbelten vertikalen Strömung dreht.
Das ist allerdings unabhängig vom Profil so, d.h. im Vergleich nimmt sich das nichts.

Aber um es mal auf den Punkt zu bringen:
Der Threaderöffner hat recht, wenn er sagt, dass das "Werbeversprechen" der "100% längeren Flugzeit durch halbsymmetrische Blätter" falsch ist. Es sind ab 600er Helis max. 20% drin. Der Rest wird durch Maßnahmen möglich, die auch bei symmetrischen Blättern einen vergleichbaren Effizienzgewinn bringen würden.

Dass er diesen Effekt am 450er nicht nachweisen konnte liegt daran, dass die Aerodynamik nicht linear mit skaliert... der Heli ist zu klein, da bringt auch das halbsymmetrische Blatt nix.

[BugBear]

AW: Prüfstandversuch: Halbsymmetrische Rotorblätter

Dass er diesen Effekt am 450er nicht nachweisen konnte liegt daran, dass die Aerodynamik nicht linear mit skaliert... der Heli ist zu klein, da bringt auch das halbsymmetrische Blatt nix.

Hallo,

und genau da liegt das Problem.
Ich komme auf gute Ergebnisse mit dem Halben von Spinblades. Und das bei meinen Mini Titan und dem Acrobat SE. Dies dürfte nach der Theorie nicht möglich sein.
Ich sage nur ist es aber.

Gruß Volker

[idefix-1972]

AW: Prüfstandversuch: Halbsymmetrische Rotorblätter

Der Threaderöffner hat recht, wenn er sagt, dass das "Werbeversprechen" der "100% längeren Flugzeit durch halbsymmetrische Blätter" falsch ist. Es sind ab 600er Helis max. 20% drin.

Mein Beispiel:

EC 665 Tiger mit 1,60m Rotordurchmesser und 4- Blatt:

Drehzahl 1.300 im reinen Schwebeflug

Normales 700er Align Sym. Blatt 5min. Flugzeit mit 6S 5.000mAh voll geladen
Spinblades 700er HS- Blatt 8min. Flugzeit mit gleichem Akku voll geladen

Pro Zelle nach Schwebeflug 3,85 mAh

Macht für mich eine längere Flugzeit von 60%. Und das praktisch nachweisbar

Dass er diesen Effekt am 450er nicht nachweisen konnte liegt daran, dass die Aerodynamik nicht linear mit skaliert... der Heli ist zu klein, da bringt auch das halbsymmetrische Blatt nix.

Und genau das versucht man dem TE schon seit zig Beiträgen klarzumachen. Aber leider hält er ja sich und seine "Arbeit" für den Nabel der Welt

Gruß

Kai

[FPV]

AW: Prüfstandversuch: Halbsymmetrische Rotorblätter

Die Diskussion bewegt sich eher in die Richtung, dass die Ergebnisse der Arbeit nicht mehr bestritten werden. Zumindest habe ich den Eindruck, falls dem nicht so ist bitte ich darum, die von mir noch nicht beantworteten Kritiken noch einmal zu posten.
Wenn niemand bei einer Antwort von mir auf eine Kritik zurück schreibt, sehe ich die Kritik als verworfen.

Jetzt geht es bei der Diskussion eher um die Anwendbarkeit der Messergebnisse auf größere Hubschrauber.
Das ist nicht Teil der Arbeit, da lt. Werbeversprechen nicht darauf hingewiesen wird, dass die Aussagen nur für 450er gültig bzw. nicht gültig sein sollen. Auch wäre das wieder ein Kapitel mehr, was endgültig den Rahmen sprengt. Im Theorieteil sind aber alle nötigen Informationen dazu enthalten.
Zudem kann man die Anwendbarkeit auf größere Rotorblätter nur theoretisch klären, welche Fehler hier auftreten können, auch bezüglich der Reynolds-Zahl und bereits gemessenen Polaren, wird in den folgenden Kommentaren geklärt.

Auch wird immer wieder von Mehrblattrotorköpfen geredet, wobei diese Blätter, um die Flächendichte einzuhalten, eine geringere Profiltiefe aufweisen und daher nicht geometrisch ähnlich sind. Daher können die Messergebnisse der Arbeit nicht verwendet werden.
Voraussetzung um überhaupt größere Rotorblätter mit den 450ern zu Vergleichen ist ebenfalls geometrische ßhnlichkeit, die ich aber mangels der entsprechenden Rotorblätter nicht nachprüfen kann.

[FPV]

AW: Prüfstandversuch: Halbsymmetrische Rotorblätter

Noch Einer, der das eigentliche Problem nicht verstanden hat!
Also nochmal für dich:
Bei einem 450er Heli sind die Blätter so schmal und die Blattgeschwindigkeit ist so niedrig, dass sich daraus eine Reynoldszahl von unter 50.000 ergibt und bei einer so niedrigen Reynoldszahl haben auch halbsymmetrische Blätter eine so schlechte Polare, dass sich daraus gegenüber symmetrischen Blättern kein Vorteil ergeben kann.
Die Erfahrungen mit größeren Helis sind nicht auf die kleinen übertragbar, weil sich durch die Verkleinerung der Dimensionen deutlich kleinere Reynoldszahlen ergeben und die aerodynamischen Eigenschaften (Polare) gekrümmter Profile bei so niedrigen Reynoldszahlen gravierend schlechter werden.
Eine Verringerung der Rotorkopfdrehzahl bringt bei so kleinen Blättern aus genau diesem Grunde keinen Vorteil!
Fazit: "Herr FPV" hat aufgrund fehlenden Verständnisses aerodynamischer Grundlagen nicht gemerkt, dass er seine Versuche mit dem falschen Versuchsobjekt (zu kleinem Hubschrauber) gemacht hat!

Ab 600er Größe laufen die Rotorblätter auch bei niedrigeren Drehzahlen bei einer Reynoldszahl um 100.000 und da sind halbsymmetrische Profile tatsächlich effizienter.
Allerdings auch nicht so viel, dass man daraus eine Verdopplung der Flugzeit ableiten könnte.
Die Effizient halbsymmetrischer Profile ist unter günstigen Bedingungen bis zu 30% höher! Mit etwas Verständnis der Zahlen/Kenngrößen lässt sich das leicht bei Airfoil comparison ablesen...
Fazit: "Herr FPV" hat aufgrund fehlenden Verständnisses aerodynamischer Grundlagen nicht erkannt, was bei richtigem Versuchobjekt im Idealfall hätte an Effizientsteigerung heraus kommen können!

Bitte überprüfe deine berechnete Reynolds-Zahl!!!

Die grundsätzliche Frage ist überhaupt, mit welcher Anströmgeschwindigkeit du gerechnet hast. Ich zeige hier meine Berechnung, es gibt sogar einen automatischen Rechner:
Reynolds number calculator

Um die tiefste mögliche Reynoldszahl zu erhalten, verwende ich folgende Werte:
Anströmgeschwindigkeit:
Umfangsgeschwindigkeit bei 3/4 der Blattlänge, bei 2050 U/min und d= 0,725m ergibt sich die Blattspitzengeschw. zu 77,82 m/s (= 280 km/h)
Bei 3/4 der Blattlänge: 58,36 m/s (= 210 km/h)
Die Steigerung der Anströmgeschw. durch den "Luftsog" in Hauptrotorwellenrichtung wird hierbei vernachlässigt.

Profiltiefe bei SpinBlades FBL: 0,034m

Kin. Viskosität: Luft bei 20°C: 1,51 x 10^-5 m^2/s

Ergibt ein Re= 131300

Dies ist der kleinste Wert, bei größerer Profiltiefe (halbsymm. SpinBlades) und höherer Drehzahl vergrößert sich der Wert.

Anscheinend hast du dich grob verrechnet, somit sind auch deine Aussagen nicht gültig. Trotzdem werde ich noch deine anderen Kommentare beantworten.

[FPV]

AW: Prüfstandversuch: Halbsymmetrische Rotorblätter

Zitat:
Zitat von FPV

Deine Hinweise mit der Reynoldszahl begreife ich sehr wohl....Jedoch kann bei geometrischer ßhnlichkeit der Rotorblätter des 450ers diese auch für andere Größen übernommen werden. Es unterscheidet sich zwar die Reynolds-Zahl zwischen den Baugrößen, aber beim Vergleich von Rotorblättern derselben Baugröße ist dies nicht der Fall (wenn man von den geringfügig untersch. Blatttiefen absieht). Das Verhältnis der Effizienz bleibt bei geometrischer Ahnlichkeit praktisch (da nur vom Gradienten abhängig) konstant.

Völliger Unfug und wenn du meine Hinweise auch nur ansatzweise nachvollzogen hättest, dann hättest du das auch begriffen.

Genau gesagt ist meine Aussage unvollständig, sie gilt nur bei dem für Modellhubschrauber gültigen Re-Bereich. Entscheidend ist hier Re,krit. Dieses wird durch Versuche bestimmt und beträgt max. 80000, siehe Flügelprofile im kritischen Reynoldszahl-Bereich - Springer
Am Ende vom Text steht auch, dass Re,krit bei Rotoren noch abnimmt. Somit verringert sich noch der Wert. Damit ist die Strömung bei Modellhubschraubern turbulent. Somit ist auch meine obige Aussage über das Verhältnis der Effizienz korrekt.