Rotordurchmesser: Was ist besser -> groÃ? oder klein?

[Angeber]

So als Anfänger hat man jede Menge Fragen. So habe ich keine Literatur gefunden, was nun den Unterschied von großen und kleineren Rotorblättern ausmacht.

Ich habe den Raptor E 620 SE Elektroheli mit 10S1P LIPO-Akku, der mit einem Rotordurchmesser von 1345 mm bzw. 1385 mm ausgerüstet werden kann. Was ist für Anfänger besser? Machen die 4 cm überhaupt einen Unterschied aus?

[Dr_Zoidberg]

Re: Rotordurchmesser: Was ist besser -> groß oder klein?

Hi!

Ich betreibe meinen E550 auf 620 gestreckt mit 600er Blättern und liegt angenehm ruhig in der Luft. Dies ist mein erster Pitch-Heli und lässt sich dank der Größe gemütlich fliegen. Der Größenunterschied kommt stärker zu tragen zwischen einem 700mm und einem 1m Heli oder 1,35m Heli. Je größer der Heli umso ruhiger und gemütlicher lässt er sich fliegen, aber 4cm mehr oder weniger sind am Anfang nicht so wichtig. Da macht ein bisschen Expo auf der Fernsteuerung sicher mehr aus.

Greetings,
ben

[Angeber]

Re: Rotordurchmesser: Was ist besser -> groß oder klein?

Danke für die Info

[Oliver]

Re: Rotordurchmesser: Was ist besser -> groß oder klein?

Hallo, die "Flugleistung" bzw. der Auftrieb der Rotorebene steigt mit dem Durchmesser zur 4. Potenz bei selber Drehzahl. Das heißt im konkreten Fall "Raptor":

550er Blätter versus 620er Blätter (wären ja noch möglich)

(620:550)^4 = (1,127272727272727...)^4 = 1,61..... = 161,...%

also eine Steigerung von 61 %. Man kann sich also vorstellen, dass der Heli nun schwerer sein dürfte (was er ja nicht ist), dass die Drehzahl gesenkt werden könnte (was längere Flugzeiten bringt) oder dass das Pitch verringert werden könnte (muss, sonst steigt er ja weg), was wiederum die Flugzeit verlängert.

Ich flog meinen E550 Rapi mit 550er Blättern mit 10s Konions (2,6 Ah) ca. 10 min. Nach der Streckung mit 620er Blättern fliege ich nun mit 100 U/min weniger 13 min. Der Heli steigt aber viel besser, liegt satter in der Luft.

Die Akkus fliege ich in einem 5 kg schweren 1,8m Heli über 19 min. Da sieht man, was diese Steigerung des Durchmessers nochmals bringt, und das, obwohl das Gewicht auch mitstieg.

Oliver

[Angeber]

Re: Rotordurchmesser: Was ist besser -> groß oder klein?

Wow!

Hallo Oliver,

Danke für die Info und die Berechnungen.

Da würden ja ein 4 cm längerer Durchmesser tatsächlich noch was bringen. Nur, ein klein wenig ungläubig steh ich schon noch davor. Aber auf der anderen Seite hast Du ja Beweise aus der Praxis. Unglaublich! Oder nimmst Du mich auf den Arm?

Weshalb ich etwas zweifle: Es ist ja richtig, dass sich die Motordrehzahl verringert bzw. der Pitsch kleiner wird, aber auf der anderen Seite erhöht sich der Kraftaufwand für den Motor, da ja durch größere Blätter mehr Luft bewegt werden muß. Hebt sich das nicht auf?

Im Extremfall könnte man ja sonst 5 m Rotorblätter montieren und kann dann stundenlang fliegen. Ich verstehe es auch insofern nicht, weil ja nicht nur die Länge sondern auch die Form und die Breite der Rotorblätter auschlaggebend ist. Man könnte dann doch die Rororblätter nicht unbedingt nur länger, sondern breiter machen. Also, wenn Du die Praxisbeispiele nicht hättest...

Oder nimmst Du mich doch auf den Arm?

[pbskat]

Re: Rotordurchmesser: Was ist besser -> groß oder klein?

Hallo,

diese Frage habe ich mir auch schon lange gestellt und bisher noch keine befriedigende Antwort gefunden. Daher ist der Beitrag von Oliver mehr als interessant. Wo hast du die Information und Formel her? Gibt es dort mehr Details, die man nachlesen kann?

Danke im voraus.

Peter

[Angeber]

Re: Rotordurchmesser: Was ist besser -> groß oder klein?

Na, das war wohl ein netter Scherz . Ich denke, dass es nicht stimmen kann, dass mit größeren Rotorblättern automatisch die Flugzeit steigt. ßbrigens, ich hab hier einen Flugzeitrechner gefunden: http://www.uroehr.de/

[Oliver]

Re: Rotordurchmesser: Was ist besser -> groß oder klein?

Hallo Leute,

zur Frage Durchmesser. Ja es stimmt. Die Länge machts nicht alleine. Wenn ihr aber das Profil gleich lässt, die Blatttiefe ebenfalls, dann stimmt das in einem gewissen Rahmen. Warum Rahmen, da sich mit dem Durchmesser auch die Reynoldszahl ändert. Es stimmt auch, dass der Kraftaufwand größer wird, also das Drehmoment bei der selben Drehzahl und dem selben Pitch. Du hast ja danach aber entweder geringere Drehzahlen oder weniger Pitch. Und was die Frage mit den 5 m Blättern betrifft. Ja, die Flugzeit würde steigen. Ob du aber 5 m beim selben Gewicht noch schaffst, bezweifle ich. Die Mechanik kommt sicher auch schon vorher an ihre Grenzen.
Woher ich das alles weiß? Nicht von mir selber, auch bin ich kein Physiker. Aber ein Bekannter von mir arbeitet auf der TU Innsbruck und befasst sich dort intensiv mit Strömungstechnik. Er baute mir auch den 1,8m Hubi voll in CFK und macht mit auch verschiedene Blätter. Und da ich das was ich beschrieben habe, selber schon ausprobiert habe, kann ich den Effekt auch bestätigen. Wir haben z.B. auch schon mal 1,8m Blätter mit statt 70mm mit 95mm Blatttiefe probiert. Die Hubleistung wird größer, der Leistungsaufwand aber auch. Durchmesser bringt einfach mehr, da dann auch die Streckung größer wird, und die verringert automatisch den Feind allere Heliflieger, den induzierten Wiederstand, also das, was unsere Motoren am meißten zu überwinden haben (neben dem Heck).

So, lasst uns streiten!!

Oliver

[Angeber]

Re: Rotordurchmesser: Was ist besser -> groß oder klein?

Hallo Oliver,

das ist sehr interessant

Ich habe aufgrund Deiner Anregung nachstehendes von Manfred Ullrich gefunden. Das bedeutet, dass der Rotordurchmesser und NICHT die Fläche entscheidend ist. Allerdings kann ich mir noch nicht so ganz erklären, weshalb der Gesamtwirkungsgrad bei längeren Rotorblättern nun besser sein soll. Kleine Rotorblätter mit hoher Umdrehungszahl und große Rotorblätter mit kleiner Umdrehungszahl haben für mich als Laien bei gleichem Ergebnis den gleichen Kraftaufwand.


Nachfolgendes von Manfred Ullrich http://home.arcor.de/manfred.ullrich/dateien/iw.htm

Mich wundert sehr - ja, ich kann es nicht fassen, warum jene größtenteils falsche Erklärung des Induzierten Widerstandes immer wieder zu lesen ist. Da wird so getan, als wäre der I.W. (Induzierte Widerstand) ein lästiger Nebeneffekt wegen einer (unvermeidlichen) Unzulänglichkeit des Flügels und würde außerdem von der Streckung=Spannweite/Flügeltiefe und nicht von der Spannweite selbst abhängen. Nein, nein, der I.W. ist eine fundamentale und notwendige Beigabe bei der Erzeugung des Auftriebs: ohne I.W. kein Auftrieb! Und bedenke: bei der Geschwindigkeit des geringsten Sinkens ist der I.W. dreiviertel ! vom Gesamtwiderstand, macht also dreiviertel vom Sinken. All das haben wohl viele nicht richtig verstanden, und so schreibt einer vom anderen ab - ohne nachzudenken und zu begreifen.

Meine Erklärung für den Induzierten Widerstand lautet also zusammenfassend: Der Induzierte Widerstand ist eine der Flugbewegung gegengerichtete, somit energieverzehrende Kraft, die notwendigerweise dadurch entsteht, dass zur Erzeugung des Auftriebs ständig neue Luftmassen mittels einer dafür nötigen Energie nach unten beschleunigt werden.

...

Im Zusammenhang mit dem Induzierten Widerstand taucht als entscheidender Faktor immer wieder der Begriff Streckung auf. Dies bedeutet das Verhältnis von Spannweite zu Flügeltiefe und errechnet sich mit

Spannweite zum Quadrat geteilt durch Flügelfläche.
und größere Streckung soll kleineren I.W. bedeuten. Und das hört sich so an, als hätte ein Flugzeug mit 10m Flügel-Spannweite und ein Meter Flügel-Tiefe denselben I.W. wie das gleiche Flugzeug mit 5m Spannweite und 0,5m Tiefe (dieselbe Streckung!). Das ist totaler Quatsch. Oder man könnte daraus schließen, wenn der Flügel tiefer ist, aber sonst alles bleibt, beim tieferen der I.W. größer ist. Und das ist ebenso Quatsch.

Warum sollte denn zum Beispiel bei konstant gehaltener Spannweite aber halber Flügeltiefe (ist doppelte Streckung!) der I.W. kleiner werden? Die vom Flügel erfasste und nach unten bewegte Luftmenge wäre - wenn überhaupt verändert - eher weniger. Und weniger Luft müsste für den selben Auftrieb höhere Luftabwärtsgeschwindigkeit haben. Und das hieße dann mehr Energie (wegen 1/2 *m * v²), also eher höheren I.W.
Wie aus der Formel für den Induzierten Widerstand zu ersehen ist, ist das wirklich Entscheidende: die Spannweite. Die Fläche und damit die Flügeltiefe (und damit die Streckung!) spielt eine untergeordnete Rolle insofern, dass ein guter Kompromis gefunden werden muss.Also nicht die Streckung, sondern die Spannweite ist für Auftrieb und I.W. bedeutsam.

[Angeber]

Re: Rotordurchmesser: Was ist besser -> groß oder klein?

.
Ich habe Herrn Manfred Ullrich ein Mail geschrieben und folgende Antwort erhalten:

>Nun meine Frage: Es wird behauptet, dass durch längere Rotorblätter am Modell-Hubschrauber
>die Flugzeiten steigen (bei sonst gleichen Verhältnissen). Bringen 24 cm bzw. 4 cm längere
>Rotorblätter etwas? Wenn ja, was?

Ich bin sicher, dass es für jedes Fluggerät eine optimale Länge des Flügels gibt. Mit größerer Länge
sinkt der Induzierte Widerstand, der aus dem Auftrieb entsteht, aber gleichzeitig steigt der
"Schädliche" Widerstand, der einfach aus der Luftreibung herrührt.

>Ich kann mir das schlecht vorstellen, dass der Gesamtwirkungsgrad durch längere Rotorblätter
>steigen soll. Kurze Rotorblätter mit hoher Umdrehungszahl und lange Rotorblätter mit kleiner
>Umdrehungszahl haben für mich als
>Laien bei gleicher Flugleistung den gleichen Kraftaufwand
>zur Folge und damit die gleiche Akku-Energie.

Der springende Punkt ist: Mit längeren Rotorblättern erreicht man denselben Auftrieb mit
WENIGER ENERGIE! Theoretisch bekommt man mit unendlich langen Rotorblättern den Auftrieb
OHNE Energie. Aber der "Schädliche" (und nutzlose) "Form"Widerstand ist dann auch unendlich.
Es kommt also auf eine guten Kompromis an, und der sieht bei jedem Fluggerät
(und dessen Einsatz) anders aus.

Lesen Sie doch auch: http://home.arcor.de/manfred.ullrich/dateien/sw_usw.htm

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Schlauer bin ich. Aber wie wie es konkret aussieht, das ist noch die Frage. Zumindest scheint es so zu sein, dass Oliver im Prinzip Recht hat. Ist schon erstaunlich. :jippie: Und noch etwas: Für mich als Anfänger scheinen symetrische Profile falsch zu sein. Aber bekommt man überhaupt andere?

[Oliver]

Re: Rotordurchmesser: Was ist besser -> groß oder klein?

Hallo,

tja, noch eine Erfahrung bzgl. Profil:

Blatttiefe und Profildicke sind dieselben. 1,8m vollsymmetrisch versus 1,8m s-schlag (irgend ein Epplerprofil, Hr. Sitar weiß es, er macht die Blätter ja) Flotter Rundflug:
S-Schlag: 23min
symm.: 18min

Klar, beim Rollen oder Looping ist das symm. etwas besser, auf dem Rücken um Welten besser.

Klar steigt mit dem Rotordurchmesser auch der Wiederstand, aber auch die Streckung und die Reynoldszahl, welche einiges über die "aerodynamische Güte" eines Tragwerks aussagt. Das heißt vereinfacht, dass für ein kleines Flugzeug, Heli etc. die Luft zäher ist, mehr zur "Flüssigkeit" wird (alles nur metaphorisch!!) als für ein großes Flugzeug. Deshalb ist kein linearer Zusammenhang zwischen großer Durchmesser = mehr Widerstand. Segelflugzeuge haben eine Gleitzahl, da wird einem schwindlich. Die haben aber 15 bzw. 18 m Spannweite und superschmale Flügel. Warum wohl?

Ich vergesse jetzt mal wieder die Physik und erinnere mich an unsere empirischen Versuche:

Große Blätter, länger fliegen
kleine Blätter, kürzer fliegen

....übrigens gilt das auch für den Heckrotor, dessen Wirkungsgrad mit der Größe steigt. Nicht zu unterschätzen.

Mein Rapi 550E habe ich auf 620 aufgeblasen. Der Unterschied zu den originalen 85mm Blättern zu denen mit 95mm (90er Klasse) waren statt 12min nun 13 min.

Was nicht unterschätzt werden darf, hängt allerdings vom Flugstil ab, ist, dass der ßbergangsauftrieb, und der gilt für Haupt und Heckrotor genauso, stärker zu tragen kommt, wenn die Kreisfläche größer wird.
Bringe ich das auf den Punkt, heißt das bei mir.

Der Unterschied zwischen Schwebepitch und Marschflugpitch war beim 550 viel kleiner als jetzt mit den 620er Blättern. Das heißt für mich, nochmals weniger Pitch. Schneller wurde er mit den 620ern auch noch dazu.

So, und nun prügelt mich.

Oliver

[Steffen 2.0]

Re: Rotordurchmesser: Was ist besser -> groß oder klein?

verdammt und will mir morgen nen Heli mit 305mm blättern statt 325mm blätter holen (Is aber auch leichter)

Is doch auch der gleiche Effekt wie bei nem großen und nen kleinen heli, der Große hat im vergleich zum gewicht ne echt kranke Hubleistung, der kleine im vergleich is dafür sau schnell.... Oder verwechsel ich da was

grüße vom leicht verwirrten Steffen

[Mungomaus]

Re: Rotordurchmesser: Was ist besser -> groß oder klein?

Die meisten Piloten bleiben heute nicht mehr so lange Anfänger wie früher (Dank Simulator).
Es könnte sein, dass Dir der Sinn von symmetrischen Blättern schon bald kommt.

Die Feinabstimmung der Länge der Rotorblätter ist für einen Anfänger erstmal egal.
Flieg erstmal und genieße Deine Erfolge.

Später wirst Du schnell merken, ob Dein Antrieb noch Reserven hat, um evt. Drehzahl, Blattlänge noch zu steigern. Wenn z.B. Dein Antrieb mehr als 10-12° Pitch bei hoher Drehzahl ohne Mühe wegzieht, dann kannst Du die Blätter etwas länger kaufen. Da bringen allerdings Motor, Getriebe und Wertigkeit des Akkus einen nicht zu unterschätzenden Beitrag zu Verbesserungsmöglichkeiten.

Da empfehle ich auf Erfahrungen guter Piloten zurückzugreifen, da kann man viel Geld sparen.
Dank Internet heute kein Problem mehr.

[Oliver]

Re: Rotordurchmesser: Was ist besser -> groß oder klein?

Hallo,

fliege, was dir Spaß macht. Aber für die, die in Richtung Flugzeit oder Hubleistung was unternehmen wollen, die können über das Geschriebene nachdenke.

Als ich vor 12 Jahren begonnen habe, elektrisch Heli zu fliegen, baute ich mir eine Uni Expert Graupnermechanik auf Elektro um. Der Logo 30 war mir einfach viel zu teuer. Ich flog mit meinen 32 Stück 1700 Sanyo SCR Zellen, das war damals der Oberhammer, 7 min. Ich vergrößerte den Durchmesser von 1,5 m auf 1,8m und verlängerte natürlich das Heck. Dann waren´s auf einmal 11 min. Als ich dann noch die Paddelstange entfernte und rigid (ohne Elektronik!) flog, musste ich erst nach 13 min landen. Bei den heutige Akkus ist das alles gleichgültig. Da gebe ich dir Recht.

Also, viel Spaß mit deinen 303mm

Oliver

[c1-olli]

Re: Rotordurchmesser: Was ist besser -> groß oder klein?

Hi,

was natürlich immer noch fehlt ist der Grund warum längere Blätter eben besser in der Flugzeit sind.

Der Grund ist das ßberschlagen der Strömung an den Blattenden von unten (ßberdruck) nach oben (Unterdruck).

Dieser Effekt tritt bei Flächenfliegern als Wirbelschleppe auf und dort wird jede Menge Auftrieb und somit auch Energie in nutzlose Wirbel umgewandelt.
Geeignete Gegenmassnahmen sind Winglets, an Airlinern sehr gut zu sehen, oder wie beim Super Lynx ähnliche Blattformen.
Und dann natürlich die Spannweite, gepaart mit einer ßnderung des Profils, und der Flügeltiefe, so dass an der Blattspitze weniger Strömung überschlägt. Das kann man am besten bei Hochleistungsseglern sehen.

Es gibt noch mehr Massnahmen, wie z.B. Grenzschichtzäune und negative Pfeilung, was sich aber nicht wirklich durchgesetzt hat.