Effizienz: Gewicht, Motorisierung, Batterie und Reichweite

[FelipeRC]

Ich habe eine Frage zu der Motorwahl bei einem Flächenmodell:
Habe mit einem Kalkulationsprogramm herumgespielt.
Zur Auswahl stehen schlussendlich 2 Motor-Regler-Propeller.
Eines wiegt vor allem aufgrund des Motors 30gr mehr als der andere und erhöht das Flugzeuggewicht somit um ca. 2%. Dafür ist der Gesamtantrieb um ca. 5% effizienter (84,2% statt 79,9% beim leichteren).

Für welchen soll ich mich entscheiden?

Gibt es eine Faustformel, z. B. 10% mehr Gewicht bedeuten 20% weniger Flugzeit oder
10% mehr Gewicht bedeuten 20% mehr Stromverbrauch für die selbe Geschwindigkeit?

Bitte nur Faustformeln!

 

[Chriztian]

Bitte nur Faustformeln!

Gibt es nicht und kann es auch nicht geben weil die Flugzeit von viel mehr Faktoren als nur der Motorisierung abhängt. Als Beispiel seien da mal : Profilform, Fluggeschwindigkeit, Widerstand etc genannt.

 

[FelipeRC]

Gibt es nicht und kann es auch nicht geben weil die Flugzeit von viel mehr Faktoren als nur der Motorisierung abhängt. Als Beispiel seien da mal : Profilform, Fluggeschwindigkeit, Widerstand etc genannt.

Meinst Du nicht?
Wenn ich nur einen Faktor ändere, dann ändert sich doch das Ergebnis Linear?

 

[FelipeRC]

Meinst Du nicht?
Wenn ich nur einen Faktor ändere, dann ändert sich doch das Ergebnis Linear?

Ich habs grad herausbekommen, ist doch logisch.

Wenn ich das Flugzeug senkrecht auf einer Stelle schweben lasse, dann kann ich alle anderen Faktoren vernachlässigen.
Das heißt Widerstand, Geschwindigkeit und Auftrieb spielen keine Rolle.

Dann ist Gewicht=Schub.

Ich muss also 2% mehr Gewicht durch 2% mehr Schub ausgleichen.
Bei der anderen Motorcombo erhalte ich aber etwa 5% mehr Schub bei 2% mehr Gewicht.

=>Ich nehme die schwerere Motorcombo.

Sorry, ich habe mir die Frage selbst beantwortet.......

 

[Sunshadow8]

Wenn du den Schub messen möchtest, kannst du hinter dem Flieger einen Pflock einschlagen. An diesem befestigst du eine Hängewaage. Das andere Ende der Waage befestigst du am Modell. Es ist keine präzise Variante aber auf dem Feld das Einzige, was manchmal schnell realisierbar ist. HK hat eine praktische digitale Waage mit Ösen.

lG
Markus

 

[FelipeRC]

Wenn du den Schub messen möchtest, kannst du hinter dem Flieger einen Pflock einschlagen. An diesem befestigst du eine Hängewaage. Das andere Ende der Waage befestigst du am Modell. Es ist keine präzise Variante aber auf dem Feld das Einzige, was manchmal schnell realisierbar ist. HK hat eine praktische digitale Waage mit Ösen.

lG
Markus

Danke fuer den Tipp, aber den Schub weiss ich doch schon.

 

[Mayday]

Ja, den theoretischen... Das ist alles nicht immer korrekt und auch von vielen Faktoren abhängig.

 

[Chriztian]

Gut wenn du das so einfach betrachtest geht das natürlich. Ich dachte es geht dabei um die gesamte Effizienz des Fliegers.

Denn wie oft kommt es wirklich vor, dass du Senkrecht in der Luft stehst? So gut wie nie. Deshalb macht es eigentlich keinen Sinn die Motorenfrage durch so ein Beispiel zu entscheiden. Viel mehr ist das das bestehende Gesamtgewicht des Fliegers wichtig und die Fluggeschwindigkeit mit Bezug auf das Profil.

 

[FelipeRC]

Hmmm ja, bei meinem Beispiel habe ich den Auftrieb völlig außer Acht gelassen...

Mathe ist bei mir schon vielevieleviele Jahre her, aber
ich habe etwas gegoogelt, es gibt 4 Kräfte, die auf den Flieger wirken:

nach vorn: Schub(Vortrieb)
nach hinten: Luftwiderstand
nach oben: Auftrieb
nach unten: Gewicht

Wenn ich in die horizontale gehe, dann benötige ich wiederum mehr Auftrieb, um das höhere Gewicht auszugleichen.

Wenn beim Fliegen auf gleichbeibender Höhe auch die Geschwindigkeit gleich bleibt, dann gilt:

Auftrieb=Gewicht
Schub=Luftwiderstand

und

Auftrieb/Luftwiderstand=Gewicht/Schub (Gleitrate entspricht Gewichts-Schubverhältnis)


Dann habe ich die Formeln zu Auftrieb und Vortrieb in der Wikipedia gefunden:

Auftriebsformel:
Fa=ca x q x A

sowie die Widerstandsformel
Fw=cw x q x A

cw (wie beim Auto): Beiwert des Widerstandes
ca: Beiwert des Auftriebs
q:Staudruck (abhängig von Geschwindigkeit und Luftdichte) => 0,5 x rho x v x v
A: Bezugsfläche


Nochmal siehe oben:

Auftrieb/Luftwiderstand=Gewicht/Schub

Wenn ich die Auftriebsformel, Widerstandsformel sowie die Staudruckformel einsetze und wegkürze:

ca x 0,5 x rho x v x v x A Gewicht
------------------------=---------
cw x 0,5 x rho x v x v x A Schub

Nach dem Kürzen:

ca x A Gewicht
------=-------
cw x A Schub

Bei der Bezugsfläche (A) bin ich mir nicht sicher, ob sich auf unterschiedliche Flächen bezogen wird, es handelt sich aber um konstante Werte.

Mit dem Motortausch erhöhe ich das Gewicht um 2%.
Ich gebe aufgrund des um 5% effizienteren Antriebs etwas weniger Gas, um 2% mehr Schub zu erhalten.

=>Faustformel: Ein Motortausch lohnt sich, wenn die prozentuale Effizienzgewinn größer als der prozentuale Gewichtszuwachs ist

Kann man das so stehen lassen oder bin ich völlig auf dem Holzweg?

 

[YaNnIk]

Ich glaube hier gilt die Faustformel :

manchmal ist weniger (Theorie) mehr

 

[Chriztian]

Finds respektvoll dass du dich mit der ganze Thematik so beschäftigt hast. Das machen hier wohl nur die wenigsten.

Ich glaub aber, dass das so nicht funktioniert:

Auftrieb/Luftwiderstand=Gewicht/Schub

Denn Auftrieb und Gewichtskraft wirken entlang der Y-Achse und Widerstand und Schub entlang der X-Achse.

Im unbeschleunigten Horizontalflug gilt zwar Fs=Fw und Fa=Fg aber ihre Wirkrichtungen sind wie oben schon beschrieben.


Ich bin da aber auch kein Experte

 

[73bm73]

...........
(Kann man denn einen Beitrag nicht mehr löschen?)

 

[HankMoody82]

Versuch macht kluch

by the way: Ich checke den Standschub indem ich den Flieger (geht eher nur bei Pushern.. mit der Nase senkrecht auf eine digitale Waage stelle, die Waage Nulle, den Flieger leicht in Position halte und Vollgas gebe. Geht auch zu Hause, mit einigem Getöse natürlich.

Grüße,
Phil

 

[FelipeRC]

Ich glaub aber, dass das so nicht funktioniert:

Auftrieb/Luftwiderstand=Gewicht/Schub

Ich habe noch diese Seite gefunden:
http://www.schmidtler.de/html/ht_technik/fm2.htm

Dort sind 4 Zusammenhänge aufgeführt:

Gleitwinkel = abgesunkene Strecke / zurückgelegte Strecke
Gleitwinkel = Sinkgeschwindigkeit / Horizontalgeschwindigkeit
Gleitwinkel = Widerstand / Auftrieb
Gleitwinkel = Schub / Gewicht

Im Reiseflug heben sich die Kräfte gegenseitig auf, weshalb man bezogen auf den Reiseflug genau diese Dinge ableiten kann.

Scheint also zu stimmen, oder?

 

[73bm73]

Für Horizontalflug gilt:
Auftrieb = Gewichtskraft
Schub = Luftwiderstand

Der Gleitwinkel an sich (= im Gleitflug) ist Bauformbedingt!
Mit dem Gewicht änderst du lediglich die Gleitfluggeschwindigkeit (der Winkel bleibt gleich weil sich nicht die Bauform ändert).

 

[FelipeRC]

Für Horizontalflug gilt:
Auftrieb = Gewichtskraft
Schub = Luftwiderstand

Der Gleitwinkel an sich (= im Gleitflug) ist Bauformbedingt!
Mit dem Gewicht änderst du lediglich die Gleitfluggeschwindigkeit (der Winkel bleibt gleich weil sich nicht die Bauform ändert).

Das hatte ich ja bereits geschrieben.

Auf der verlinkten Seite steht:

Damit haben wir die für die Flugmechanik fundamentale Erkenntnis:

(9) Gleitwinkel = Widerstand / Auftrieb

Unter (2) und (3) haben wir festgestellt, daß im Reiseflug gilt

Auftrieb = Gewicht

und

Schub = Widerstand.

Somit können wir anstelle von (9) auch schreiben

(10) Im Reiseflug ergibt sich Gleitwinkel = Schub / Gewicht

Das klingt absurd, denn im Reiseflug haben wir weder Steigen noch Sinken und ohne Sinken hat ein Flugzeug ja keinen "Gleitwinkel". Genau genommen müßten wir sagen, "der Gleitwinkel, den das Flugzeug bei abgeschaltetem Motor hätte, kann durch das Verhältnis Schub / Gewicht im Reiseflug berechnet werden." Aber wir bleiben locker und lassen es bei einfachen Formulierung.

 

[FelipeRC]

Die Zusammenhänge lassen sich nur herleiten, weil man eben nicht mehr sinkt. Man ist im Reiseflug und nicht im Gleitflug.

Stimmt nun die Faustformel:

Ein Antriebstausch lohnt sich, wenn die prozentuale Effizienzgewinn größer als der prozentuale Gewichtszuwachs ist

Oder stimmt sie nicht?

 

[73bm73]

Im Modellflug vermutlich, ja! (als Faustformel)
Du solltest aber dabei den Schwerpunkt im Auge behalten denn sonst bist du durch Ausgleichsgewichte schnell schwerer als dein Effizienzgewinn kompensiert.

 

[73bm73]

Felipe, was sollte dieser Schrägstrich bedeuten? "Dividiert durch"? Oder was? Also irgendwie stimmen diese Formeln so nicht!

Der Gleitwinkel ist eine Charakteristik eines Fluggerätes und ist bei gleichbleibender Bauform (Rumpf, Tragflächenprofil, Streckung,...) unveränderlich.

 

[FelipeRC]

Der Gleitwinkel ist eine Charakteristik eines Fluggerätes und ist bei gleichbleibender Bauform (Rumpf, Tragflächenprofil, Streckung,...) unveränderlich.

Das hat auch niemand behauptet, der Gleitwinkel ändert sich in keinem der Beiträge.