Antriebsauslegung eines Scale Helis

[Capelini81]

Hi,

das hier soll ein Thread mit Tips zur effizienten Antriebsauslegung für Scalehelis werden. Für mich ist das immer etwas fischen im Trüben. In diesem Thread Baubericht über Hughes 500E mit Eigenbau-Riemenmechanik - Seite 17 - RC-Heli Community sind schon einige Sachen angesprochen worden die wichtig erscheinen. Vielleicht können wir den Thread durch einen Mod anpinnen lassen wenn wir entsprechend Kalkulationshilfen etc. zusammentragen, bzw. ergänzen und eine Art "Leitfaden zur Antriebsauslegung" erstellen.

Um das nicht so Abstrakt zu machen würde ich gern mein neues Projekt als Beispiel nehmen, vor ein paar Tagen habe ich mir eine gebrauchte Vario Bell222v gekauft welche ich nun aufbauen möchte. (ca1,55m Rotorkreis / 700er Größe)

Ich fange mal mit den für mich wichtigen Punkten an, über die ich mir schon Gedanken gemacht habe:

-Welche/s Kopfdrehzahl/fenster (Wie lege ich diese fest und wovon hängt sie ab?)
Ich möchte Drehzahlen von ca 900-1300upm fliegen können

-Zellenanzahl (In diesem Fall 6S)
6S5000

-Motor (Wievielt Leistung brauche ich? KV?)

-Mechanik/Getriebe (Welche ßbersetzung ist die sinnvollste)
Es soll eine "Vayu550" von microhelis.de verbaut werden Heck ist 1:6 der HR geht mit 1:8/8,9/10/10,67/11,43

-Abfluggewicht
in dem Fall der Bell gehe ich von 5Kg aus

-Rotorblätter (Welcher Typ? HS, S-Schlag, sym)
die Bell wird ein Linksdreher und der 600er Kopf hat 12mm Blatthalter, somit kommen nur M Blades mit S-Schlagprofil in Frage. Zumindest hab ich keine anderen gefunden.

Fragen meinrseits:

Wie kann man herausfinden wieviel Motorleistung benötigt wird um die Bell anständig zum fliegen zu bekommen?

Wie komme ich auf die entsprechend benötigte/effektivste Kopfdrehzahl?

Wie wähle ich die effektivste ßbersetzung bzw. kv des Motors aus?

Ist es egal ob ich eine niedrige kv und kleine ßbersetzung 8:1 oder größere kv und größere ßbersetzung 11:1 (Ist doch eigentlich ne Untersetzung oder)
Im zweiten Fall steht doch an der HRW ein größeres Drehmoment zur verfügung oder liege ich hier falsch?

Mit diesem Rechner eCalc - heliCalc - the most reliable RC Calculator on the Web habe ich schon etwas gerechnet und bin auf das Ergebnis im Anhang gekommen.

Wie geht ihr im Normalfall vor um den Antrieb korrekt auszulegen?

Viele Grüße
Marcel

[heliroland 66]

AW: Antriebsauslegung eines Scale Helis

Ich finde Deine Idee von diesem Thread ne ganz tolle Sache, mein Vorgehen ist dem deinem sehr ähnlich. Bei mir hat sich aber jedesmal gezeigt, dass der Rechner nur wenig mit der Realität zu tun hat, bei meiner Lockheed hatte ich ein 18er ritzel verbaut, fliege zur Zeit mit einem 17er und werde bald auf 15er runter ritzeln.

Roland

[Techmaster]

AW: Antriebsauslegung eines Scale Helis

Hallo, baue auch gerade einen neuen Antrieb /Motor in meine 600er Bell 222 ein und habe folgende Komponenten verbaut :
Motor :Scorpion HKIII 4020 1100KV (78A/1640Watt)
Regler Talon 90 A
Rotorblätter :600er S-Schlag Blätter
Lipo :6S 5000mAh 30 /60C
Hauptzahnrad 111 Zähne
Ritzel :9er
Abfluggewicht :4,7 Kg
Habe den Motor zwar noch nicht verbaut, aber als ich die Werte alle in deinem Calculater eingegeben hatte, scheint wohl mein 90A Regler grenzwertig zu sein. Bei MaX. entstehen wohl 1980 Watt und das kann der Talon wohl nicht ab. Aber der Motor ist in den technischen Daten nur mit max. 90 A angegeben. Jetzt bin ich ein wenig verunsichert ob das gutgeht?
Hat der Talon nicht sogar kurzfristig max. 120A,wenn man ihn auf insensitive stellt?
Ob das gut geht?
Aber mit einem 11-er Ritzel soll meine Bell 222 dann 124 km/h schnell fliegen!!! (laut diesem Rechner)

[Capelini81]

AW: Antriebsauslegung eines Scale Helis

Ich finde Deine Idee von diesem Thread ne ganz tolle Sache, mein Vorgehen ist dem deinem sehr ähnlich. Bei mir hat sich aber jedesmal gezeigt, dass der Rechner nur wenig mit der Realität zu tun hat, bei meiner Lockheed hatte ich ein 18er ritzel verbaut, fliege zur Zeit mit einem 17er und werde bald auf 15er runter ritzeln.

Roland

Na dann sehen das hoffentlich noch viele andere auch so

Meine Bo105 habe ich so nur nachgerechnet um den Regler auslegen zu können, die restlichen Komponenten habe ich vom Rex 550DFC übernommen... Der Rest war Gefühl. Aber das Gefühl möchte jetzt mal aussen vor lassen.

@techmaster

Aber du wirst bestimmt nicht mit der errechneten Drehzahl fliegen sondern darunter. Aber ne Reserve ist dann wohl nicht mehr da

[Techmaster]

AW: Antriebsauslegung eines Scale Helis

Ja, stimmt im Schwebeflug sollte der Antrieb nur 36 A ziehen. Und mit meinem 1450U /min im Rundflug dürfte das auch ausreichen. Darf damit dann aber wohl keine Pitchorgien veranstalten. Schade das der Talon kein Log hat. ð???

[heliroland 66]

AW: Antriebsauslegung eines Scale Helis

Pitchorgien brauchst Du bei Scale ganz sicher nicht!

Das Gefühl spielt bei mir auch immer ne ganz große Rolle, ohne geht nicht!

Roland

[Techmaster]

AW: Antriebsauslegung eines Scale Helis

Ja, ich mache ja auch keine Pitchorgien, aber um den Airwolf wie einen Airwolf zu fliegen, gebe ich schon manchmal Gas. Ist halt ein doofes Gefühl, wenn man nicht genau weiß, ob es dann auch der Regler mitmacht. Entstehen eigentlich höhere Ströme wenn man mit 1400U /min ordentlich Pitch gibt oder bei z. B. 1600U/min.
Bei 1400U /min würde man bestimmt doch den Motor mehr abwürgen als mit mehr Drehzahl ?

[Capelini81]

AW: Antriebsauslegung eines Scale Helis

Hi Alex,

das hängt dann wieder von der ßbersetzung ab und genau um sowas solls hier gehen.
ich bin der Meinung, dass bei einer Drehzahl von meinetwegen 1400upm ein Motor mit mehr kv und nem kleinen Ritzel besser ist als ein Motor mit weniger kv und größerem Ritzel.
Ist ja wie beim Radfahren bergauf, da nutzen wir ja auch nen kleinen Gang. Ich denke das ist ein gutes Beispiel. Aber wie lege ich die optimale ßbersetzung fest

[Techmaster]

AW: Antriebsauslegung eines Scale Helis

Hi Alex,

das hängt dann wieder von der ßbersetzung ab und genau um sowas solls hier gehen.
ich bin der Meinung, dass bei einer Drehzahl von meinetwegen 1400upm ein Motor mit mehr kv und nem kleinen Ritzel besser ist als ein Motor mit weniger kv und größerem Ritzel.
Ist ja wie beim Radfahren bergauf, da nutzen wir ja auch nen kleinen Gang. Ich denke das ist ein gutes Beispiel. Aber wie lege ich die optimale ßbersetzung fest

Hallo,
ja mit diesem Thema beschäftige ich mich auch gerade.
Habe damals wo ich die Mechanik den Scale Rumpf gebaut habe, das elfer Ritzel gegen ein 9er getauscht, damit ich bei 75% Regleröffnung diese 1400U /min erreiche. Damit ist dann der Regler nicht so sehr im Teillastbereich.
Jedenfalls, wenn der Motor vielleicht schon morgen geliefert wird, werde ich den mit dem 9er Ritzel mal verbauen. Mal schauen ob das alles so funktioniert, wie ich mir das vorgestellt habe.
Was bedeutet eigentlich "optimaler Wirkungsgrad bei 89%".
Ist das die Leistung vom Motor wo er am meisten Leistung abgeben kann, bei gleichzeitig niedrigen Stromverbrauch?

[Truesight]

AW: Antriebsauslegung eines Scale Helis

Beim Motor ist das ja nicht so einfach, Leistung ist ja Strom x Spannung. Da der Motor bei höherer Spannung höher dreht muss für die gleiche Leistung weniger Strom aufgewendet werden, der Motor läuft somit kühler und die Verluste sind etwas geringer.

In der Praxis ist das mit der höheren Spannung so nicht mehr ganz richtig aber zum Verständnis passt es in etwa. Bei höherer Drehzahl läuft auch der integrierte Lüfter schneller, das ganze System wird somit kühler. Von einer höheren Regleröffnung profitieren somit Motor und Regler.

[DiKey]

AW: Antriebsauslegung eines Scale Helis

Jetzt muss ich auch meinen Senf abgeben

Mein Vorgehen war genauso wie eures. Alle möglichen Rechner aus dem Netz bemüht und dann Foren durchforstet um eine eindeutige Antwort zu bekommen.
Der Endeffekt war, dass ich auf 5 Fragen mindestens 8 Antworten hatte - und die waren teilweise recht widersprüchlich.

Als Faustformel gilt, dass ein Heli (je nach Größe) mit 60 - 130W/kg sauber schwebt und Rundflug möglich ist. Je größer der Heli desto kleiner die benötigte Leistung pro kg. Meine Wert sollten den Bereich von ca 1m bis etwa 2m Rotordurchmesser abdecken.
Aber, und jetzt kommt die Schwierigkeit: Je nach Blattprofil, Anzahl der Blätter Drehzahl - und damit Zusammenhängend dem Pitchwinkel - sind da gewaltige Abweichungen möglich.

Dann kommen die Verluste des Getriebes dazu. Ein gut gepaartes Getriebe hat je Stufe einen Wirkungsgrad von etwa 95% (=5% Verlust). Nur wenn da eine unglückliche Materialpaarung gewählt wurde und/oder das Zahnflankenspiel falsch eingestellt ist können auch mal 15% Verlust auftreten.

Dann der Motor: Der ist eigentlich ein eigenes Thema wert!
Da kommen Kennwerte wie kv, kL, ke, s, R, L ins Spiel.
Sie alle dienen dazu die Charakteristik des Motors zu beschreiben. Teilweise sind es konstante Werte - andere ändern sich mit der Drehzahl bzw der anliegenden Spannung. Alle zusammen, mit Spannung und Drehzahl (teilweise voneinander abhängig) beschreiben die Leistungsaufnahme und die Leistungsabgabe, damit den Wirkungsgrad, und die Drehzahl des Motors.

Allgemein kann gesagt werden, dass der Motor so gewählt werden soll, dass er im sanften Rundflug (da braucht der Heli am wenigsten Energie) nahe am Wirkungsgradmaximum betrieben werden soll. Nur, da kommt der Regler ins Spiel. Das Wirkungsgradmaximum verschiebt sich aber ständig mit ändernder Regler-PWM.

Damit ändert sich auch die Strombelastung des Motors, Reglers und natürlich auch von Akku.

Akku?
Klar, je nach Strombelastung vom Akku ändert sich (bedingt durch den Innenwiderstand) die anliegende Spannung.
Und wenn sich die ändert, dann ändert sich ...
.... vorn anfangen zu lesen!!!



Eine nette Aufgabe mit einigen Variablen und einigen Gleichungen (um Mathemuffel abzuschrecken - die sind teilweise nur über Integral zu lösen).


Was will ich damit sagen?
Es genügt nicht nach EINEM Punkt in der Optimierung zu fragen. Es kann nur optimiert werden wenn das Gesamtsystem passt. Den einen Punkt da, den anderen Punkt dort aus verschiedenen Quellen am Heli umzusetzen kann zu einem abgestimmten System führen. Ich tipp eher darauf, dass dabei maximal ein Kompromiss rauskommt.

Bildlich gesprochen: Audi, Mercedes, Ferrari, Smart und Bugatti sind gute Autos (Wertungsfrei und Markenneutral - nur als Bild)
Jetzt nehmt von jedem Hersteller ein an sich stimmiges Teil und versucht daraus ein gutes Auto zu schrauben.
Es kann funktionieren! Aber die Gefahr, dass der Motor vom Smart im Chassis vom Q5 landet und dazu die Reifen vom F1 draufkommen ist gegeben.
Und da wird keiner behaupten mit dem Ding kann man gut fahren!


Dietmar

[extreme011]

AW: Antriebsauslegung eines Scale Helis

Geil, ich habe auch eine Vario Bell222 mit Vario E-Mechanik hier stehen. Diese wartet auch auf einen Antrieb. Ich habe noch einen 4025-1100 hier liegen. Der wird mit 6s verbaut. Da muss ich nur noch das richtige Ritzel für 1400 u/min berechnen. Was die Leistung betrifft ist halt bei 10 grad Pitch Ende. Mehr Leistung hatten die 10ccm Verbrenner auch nicht, eher weniger.

Torsten

[Techmaster]

AW: Antriebsauslegung eines Scale Helis

Geil, ich habe auch eine Vario Bell222 mit Vario E-Mechanik hier stehen. Diese wartet auch auf einen Antrieb. Ich habe noch einen 4025-1100 hier liegen. Der wird mit 6s verbaut. Da muss ich nur noch das richtige Ritzel für 1400 u/min berechnen. Was die Leistung betrifft ist halt bei 10 grad Pitch Ende. Mehr Leistung hatten die 10ccm Verbrenner auch nicht, eher weniger.

Torsten

Das habe ich eben durch diese Berechnungssoftware auch rausbekommen das wohl nach 10° Pitch nichts mehr kommt. Bei 10° würde meine Bell 124 km/h schnell sein bei mehr Pitch wie z. B. 14° war sie genauso schnell. Nur wenn man das Ritzel vergrößert würde sie schneller, aber auch die Ströme wären dann stark angestiegen.
Zum herumexperimentieren, ist diese Software eigentlich ganz gut, denn man kann erkennen wann der verbaute Regler an seine Grenzen kommt,mit seinem speziellen Abfluggewicht.

[idefix-1972]

AW: Antriebsauslegung eines Scale Helis

Moin,

schaut doch mal hier:

BK 117 M 1:5 Der Schrecken auf jedem Flugtag - RC-Heli Community

Gruß

Kai

[extreme011]

AW: Antriebsauslegung eines Scale Helis

Wenn ich hier teilweise was von 14 grad Pitch lese muss ich immer lächeln. Früher mit Verbrenner war auch bei 10 Ende. Damit ließ sich wunderbar fliegen. Dieser Leistungswahn wie bei dem Trainern ist hier völlig unnötig. Das ist ein Scaler uns keine Ariane Rakete. Mache glauben wohl das man so einen Heli mit weniger als 3kw weder fliegen und erst recht nicht Abfangen kann. Das ist einfach falsch.

Torsten