Neuer Motor/ neues Setup für mehr Flugzeit (Compass Chronos)

[Polten Sepp]

AW: Neuer Motor/ neues Setup für mehr Flugzeit (Compass Chronos)

Hast du ein Problem mit Zahlen?

Du tankst wohl Dein Auto halbvoll, und fährst damit doppelt so lang, gratuliere, Du hast alle Energieprobleme der Menschheit gelöst.

[<<Philipp>>]

Kürzlich ...

... gab es ein ähnliches Thema: Klick!

Da habe ich ein paar ßberlegungen angestellt, ausgehend von einem recht ähnlichen Setup. Das hat mich dann zu einem Experiment angeregt, Stichwort Reduktion der Zellenzahl. Die Geschichte beginnt hier.

Grundsätzlich, wenn es um die Optimierung der Flugzeit geht:

Rotordrehzahl runter!

Damit das klappt, Abflugmasse runter, Rotordurchmesser maximieren, Ansprüche bezüglich Flugdynamik klar definieren, richtigen Motor auswählen, diesen im optimalen Wirkungsgrad Bereich betreiben, die richtigen Blätter nehmen.

Der 750er Pyro ist sicher kein Wunder, was den Wirkungsgrad betrifft. Aber so weit vom Optimum ist der auch nicht weg, dass man mit einem anderen Motor viel verdienen könnte, ohne an die wirklich wichtigen Dinge zu denken.

Also da würde ich vorher den Rest ausreizen, bevor ich Regler und Motor ändere. Und an einen größeren Motor würde ich hier gar nicht denken!

Der LiPo ist ein bisserl komplex in seinen Auswirkungen. Einerseits ist ein kleinerer auch leichter, und man kann dann mit der Kopfdrehzahl runter, ohne Dynamik einzubüßen. Also wenn man ehrlich ist, und mit dem kleineren Akku die Drehzahl so weit reduziert, dass sich der Heli in der Luft wieder etwa gleich anfühlt, dann ändert sich die Flugzeit kaum.

Die Zellenzahl sollte so ausgelegt sein, dass eben der Motorstrom im optimalen Fenster läuft, ohne bei maximaler Belastung kritisch hoch zu werden.

Von der 700er Wollmilchsau, die man erst bei 2300/min am Kopf smackt und mit der man dann 20 Minuten sanft herumschwebt, kann man nur träumen.

Ich habe gerade bemerkt, dass ich in dem verlinkten Thema ein Diagramm schuldig geblieben bin, reiche ich hier nach.
Setup:
Rex 700 Stretch mit 800er Blättern, 115er Dreiblatt Heck, Pyro 750-45 gewickelt auf Competition, Kosmik 200, Abflugmasse 5,4kg.

Erst mit 12S 3,2Ah:



Dann mit 10S 3,7Ah:



LG, Philipp

[Toto]

AW: Neuer Motor/ neues Setup für mehr Flugzeit (Compass Chronos)

Hast du ein Problem mit Zahlen?

Ich kann deiner Argumentation auch noch nicht ganz folgen...


12S - 5000 -> ~ 222 Wh ( Istzustand )
vs
6S -5000 -> ~111 Wh
vs
12S - 3000 --> ~ 133 Wh

Wie sollen denn da jetzt höhere Regleröffnungen und längere Flugzeiten rauskommen ?

Eine höhere Regleröffnung wird wohl nur mit einer niedrigeren Motor KV möglich sein, da ich davon ausgehe, dass er bereits das kleinste Ritzel verwendet.

Die Gewichtseinsparung beim 12S - 3000 dürfte wohl maximal die Minderkapazität kompensieren, eine verlängerte Flugzeit wird mMn kaum dabei raus kommen.

[JMalberg]

AW: Neuer Motor/ neues Setup für mehr Flugzeit (Compass Chronos)

Soweit ich die ganze Flugphysik durchschaue, ist eine Reduzierung der Masse nicht proportional zur benötigten Leistung und dementsprechend der mitzuführenden Energiemenge, deren Masse reduziert wird.
DH. mWn dass 10% weniger Masse nicht auch heißt, dass auch 10% weniger Leistung benötigt wird.

[Dachlatte]

AW: Neuer Motor/ neues Setup für mehr Flugzeit (Compass Chronos)

Anders gesagt, der Zugewinn an Flugzeit durch mehr Energie im Akku is höher als der Abzug an Flugzeit durch das Mehrgewicht.

[Heli87]

AW: Neuer Motor/ neues Setup für mehr Flugzeit (Compass Chronos)

Da hilft nur massiv Abspecken und Motor und Regler so leicht wählen wie möglich.
Akkus mit geringerer C-Rate, leichtere Servos, etc.
Der Kosmik muss auch weichen, viel zu schwer.

6S würde ich aber nicht machen, dann wirds ne lahme Gurke.

Gruß Torsten

[<<Philipp>>]

Da ist es eben ...

Soweit ich die ganze Flugphysik durchschaue, ...

... etwas komplex.

Was bedeutet "benötigte Leistung"?

Zunächst braucht es die Grundleistung, um die Kiste im Schweben zu halten.

Was man darüber hinaus mobilisieren kann, ergibt den "Bums", also was sich so abspielt, wenn man Kollektiv auf Anschlag schiebt. Da wird´s dann subjektiv, wieviel davon braucht man, um die Welt schön zu finden ...

Dann gibt´s noch zu beachten (etwas vereinfacht):
- Der Schub hängt am Quadrat der Drehzahl
- Der Leistungsbedarf hängt an der dritten Potenz der Drehzahl
- Der Schub hängt an der vierten Potenz des Rotordurchmessers
- Der Leistungsbedarf hängt an der fünften Potenz des Rotordurchmessers

10% mehr Schub "kosten" also rund 15% mehr Energie, wenn man sie aus der Drehzahl holt, nur etwa 13%, wenn sie aus mehr Rotordurchmesser kommen.

Bestünde die Masse des Helis nur aus dem Akku, wäre auf den ersten Blick klar, dass dessen Vergrößerung Flugzeit KOSTET.

Umgekehrt, je weniger vergrößerte Akkukapazität die Gesamtmasse beeinflusst, umso günstiger ist es für die Steigerung der Flugzeit. Man stelle sich vor, doppelte Kapazität, und der Flieger wäre trotzdem gleich schwer!

Deswegen ist die Auswirkung einer veränderten Akkukapazität auf die Flugzeit auch vom Massenverhältnis zwischen Akku und dem Rest des Fliegers abhängig.
Je weniger der Energiespeicher Anteil an der Gesamtmasse hat, umso mehr gibt es durch seine Vergrößerung an Flugzeit zu gewinnen. Irgendwann kommt aber der Punkt, wo das nichts mehr bringen kann.

Außerdem braucht ein Rotor schon ordentlich Energie, wenn er mit Null Pitch dreht, und der Teil ist gegenüber dem Mehr, das es dann noch zum Schweben braucht, verblüffend hoch. Wennst also mehr Masse heben und bewegen willst, kommt eine nicht zu unterschätzende "Grundgebühr" für erhöhte Drehzahl dazu.

Also "proportional" ist ein durchaus variabler Mix aus verschiedenen Faktoren und Exponenten, und da reden wir jetzt eben nur vom reinen aerodynamischen Energiebedarf und noch nicht davon, wie effizient die elektrische Energie in Schub umgesetzt wird, was eben wieder von der bewegten Masse abhängt.

Um es simpel zu halten:
Wäre mit wenig Masse nix zu holen, würde sich in der kommerziellen Luftfahrt niemand dafür interessieren. Die ist dort aber doch ein ein heißes Thema ...

LG, Philipp

[<<Philipp>>]

Dazu noch ein Diagramm, ...

... von heute:



Auf jeder Drehzahl steht der Heli erst eine knappe halbe Minute mit Null Pitch auf dem Boden, danach schwebt er etwa für die gleiche Zeit.

Der Unterschied der Leistungsaufnahme zwischen Stand und Schweben ist bei allen Drehzahlen etwa gleich, gut 200W. Das ist auch irgendwie verständlich, die Hebearbeit ändert sich ja nicht.

Man sieht aber, dass die Verlustleistung mit steigender Kopfdrehzahl immer größer wird. Bei 1000/min ist sie etwa gleich groß wie die Nutzleistung, bei 1400/min beträgt sie aber mehr als das Doppelte.

Absolut verbraucht der Heli bei 1400/min schon am Boden deutlich mehr Strom als bei 1000/min im Flug.

Und um das etwas einzuordnen:
1000/min reichen mir in diesem Setup für alles, was ich fliegerisch drauf habe. Zwar werden die Piroflips gegen das Rotor Moment schon ein bisserl herausfordernd in Bezug aufs Pitch Management, und Ticktacks haben eine recht gemütliche Frequenz. Aber immerhin, all das geht, und für Schweben, Rundflug und klassischen Kunstflug reichen da vorhandener Schub und Reserven allemal.

Also wie schon zuvor geschrieben:

Wenn die Flugzeit das Ziel ist, runter mit der Drehzahl!

LG, Philipp

[Tom.N]

AW: Dazu noch ein Diagramm, ...

... von heute:

...
Ticktacks

LG, Philipp

Sorry.
ßbrigens verbraucht ein Heli beim Fliegen weniger Strom als beim Schweben...

[<<Philipp>>]

Theoretisch ja, ...

ßbrigens verbraucht ein Heli beim Fliegen weniger Strom als beim Schweben...

... aber das musst Du erst einmal auch so hinbekommen. Also erst schweben und dann ganz, ganz vorsichtig Nick nach vorne, und sobald der Heli Fahrt aufbaut, so viel Kollektiv zurück nehmen, dass man ein Steigen verhindert.

So produzierst Du dann (Vielleicht!) einen Log, wo wirklich der Strom ganz leicht zurück geht, wenn Du aus dem Schweben Fahrt aufnimmst.

Aber spätestens bei der ersten Richtungskorrektur, oder erst recht dann, wenn Du aktiv (durch erhöhen des kollektiven Anstellwinkels) Fahrt aufbaust, steigt der Leistungsbedarf ganz erheblich über den beim Schweben.

Brauchst nur den letzen (Schwebe-) Log hier ...



.. mit dem da vergleichen:



Da bin ich mit dem selben Heli und identischem Setup bei 1000/min am Kopf ganz gemütlich herum geflogen. Keine scharfen Manöver, keinerlei Kunstflug. Bis Minute 8:00 pendelt der Strom so um die 24A, und die tiefsten Einbrüchen kratzen gerade an der 15A Marke.

Im Vergleich dazu der Schwebelog: Bei 1000/min maximal 13A!

Ab Minute 8:00 habe ich dann die Gangart etwas forciert, aber immer noch nicht wild. Ein paar Flips, Lagenwechsel, vorwärts-rückwärts, pirouettierendes Zeug in einer Lage: Höchste Spitzen bei um die 40A ...

Also um auf Deine Aussage zurück zu kommen:
Den Auftrieb der Rotorscheibe gibt´s, der ist für grenzwertig beladene Personentragende relevant, in unserem Bereich aber reinste Theorie.

Und die "Tictocs", die hab´ich halt übersetzt, ist schließlich ein deutschsprachiges Forum hier, sollen ja alle verstehen ...

LG, Philipp

[Tom.N]

AW: Neuer Motor/ neues Setup für mehr Flugzeit (Compass Chronos)

Deine Arbeit und Mühe in allen Ehren Philipp, aber es gibt fliegen, und fliegen.
Ich würde gerne mal ein Video von dir sehen.
Ehrlich.
Interessiert mich.
Viel Theorie und Messungen, aber wie sieht so ein Flug aus?

[<<Philipp>>]

Was brauchst Du ...

Deine Arbeit und Mühe in allen Ehren Philipp, aber es gibt fliegen, und fliegen.
Ich würde gerne mal ein Video von dir sehen.
Ehrlich.
Interessiert mich.
Viel Theorie und Messungen, aber wie sieht so ein Flug aus?

... an zusätzlicher Information, abgesehen von dem, was man aus den Diagrammen ohnehin rauslesen kann?

Schweben ist schweben, ob man da ein bisserl herumeiert oder das auf Top F3C Niveau beherrscht, ist für die Fragestellung hier irrelevant.

Wennst sanft rundfliegst, siehst Du an den Drehzahlschwankungen, und auch am (geringen) Stromverbrauch, WIE sanft das ist.

Wennst ein bisserl mehr Gas gibst, oder ganz einfach ein Grobmotoriker bist, dann schwankt die Drehzahl mehr, und der Stromverbrauch steigt.

Ich bin nicht ganz unbegabt und habe schon ein paar tausend Flüge auf der Uhr.

Wenn Du meinst, dass bei mehr Talent (als mir zur Verfügung steht) vorwärts fliegen weniger Leistung braucht als schweben, dann musst Du das ja nur praktisch umsetzen.

Schreib´ halt einen Log, auf dem man das sehen kann!

LG, Philipp

[Tom.N]

AW: Was brauchst Du ...

... an zusätzlicher Information, abgesehen von dem, was man aus den Diagrammen ohnehin rauslesen kann?

Ich bin nicht ganz unbegabt und habe schon ein paar tausend Flüge auf der Uhr.

Ja und das würde ich gerne mal sehen.

Schreib´ halt einen Log, auf dem man das sehen kann!

LG, Philipp

Ich glaube nicht, dass ein Log von mir hier interessant wäre. Mir kommt es nicht so auf Flugzeit an. Ob ich jetzt 4:30 oder 8 Minuten fliege, ist mir nicht ganz so wichtig. Dafür hab ich immer genug Equipment zum Nachladen dabei. Ich muss auch nicht das letzte Quentchen Effizienz herausquetschen.
Und ich denke es ist Zeit für

[<<Philipp>>]

Du kannst mich ...

Ja und das würde ich gerne mal sehen.

... gerne besuchen!

Thema hier ist mehr Flugzeit, oder?

LG, Philipp

[Luftquirl]

AW: Neuer Motor/ neues Setup für mehr Flugzeit (Compass Chronos)

Regleröffnung hoch bringt beim Kosmik nix, der ist auch bei Teillast sehr effizient. Der Motor ist kein Wirkungsgradwunder aber mit niedriger Drehzahl und dafür hoher Last gehts auch. Also garnicht so verkehrt.
Gewicht und Drehzahl runter ist da tatsächlich der vielversprechendste Ansatz.

Bei meinem Protos (200er Kosmik und 750-560 mit Handwickelung) bekomm ich 5Ah in 4 Minuten leer oder auch in 15. Es liegt ganz an der Drehzahl