Aerodynamik Quadrocopter

Questionmark · Gast

Meine Frage:
Hallo zusammen, ich habe vollgendes Blatt durchgearbeitet und habe nun einige Fragen dazu.
http://www.rc-network.de/magazin/artikel_02/art_02-0037/Standschub.pdf
Bei der Formel ( 8 ) wird die Ideale bzw. Minimale Leistung eines Rotors berechnet.
Da ich mich schon länger mit dem Thema der Strahlimpuls/theorie beschäftigt habe gehe ich davon aus, das der dort angegebene Schub, die SchubKRAFT ist. Ist die Korrekt?
Wie bereits gesagt, berechnet man mit dieser Formel, die Minimale Leistung zu dem gegebenen Schub. Wenn ich nun die Gewichtskraft gleich der Schubkraft setze, müsste ich den Quadrocopter zum Schweben bringen.
Da es sich um ein handelsüblichen Quadrocopter handelt, müsste ich die Formel ( 8 ) noch soweit anpassen das,

sondern

.
Damit bekomme ich doch die minimale Leistung heraus, die jeder Rotor aufbringen muss, damit mein Quadrocopter Schweben kann/könnte.

Es wäre nett, wenn jemand meine Überlegungen nachprüfen könnte und mir sagen kann, ob ich mit meinen Ideen richtig liege oder einen falschen ansatz habe... Danke im Vorraus.

Meine Ideen:

Mathefix · Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 5863 Wohnort: jwd

S ist der Standschub, also eine Kraft. Siehst Du auch, wenn Du die Einheiten einsetzt.

Besser ist Du verwendest die Formel (10), weil der Gütegrad

des Propellers einfliesst.Bei der Leistung solltest Du noch den Wirkungsgrad

des Motors berücksichtigen.

Die Formel für den Standschub lautet dann

Damit das Gerät abhebt, muss

sein.

Questionmark · Gast

Das Problem am Gütegrad ist doch, dass er den Unterschied zwischen Tatsächlicher Leistung und idealer bzw. minimaler Leistung anzeigt. Da ich herausfinden möchte welche Motoren (brushed, brushless, ...) ich für meinen Quadrocopter verwenden kann, sollte ich doch zunächst die Ideale Leistung ausrechnen und verwenden oder täusche ich mich da?

Questionmark · Gast

Noch dazu, wenn

ist, habe ich doch 4 mal soviel schub, was bedeutet, ich habe einen zu großen auftrieb. Müsste es daher nicht lauten

Mathefix · Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 5863 Wohnort: jwd

Mathefix · Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 5863 Wohnort: jwd

Questionmark · Gast

Mathefix · Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 5863 Wohnort: jwd

Duke711 · Anmeldungsdatum: 26.01.2017 Beiträge: 434

Also mit den o.g. Gleichungen kommt man nicht wirklich weit, vor allem rechnet man hier tatsächlich mit der Rotorfläche.....

CF' = Schubbeiwert
CM = Momentenkoeffizient
CP = Leistungskoeffizient

F = steht für Kraft (Schub), wie es sich auch gehört und nicht für eine Fläche....

c = Fluggeschwindigkeit, aufpassen, damit ist nicht die relative Geschwindigkeit gemeint, sondern die Absolute (Wind)

D = Längenfaktor des Rotors
J = Fortschrittsgrad
u_ = Zähigkeit
v_ = k. Visko.

CF' = F / (roh * c^2 * D^2)
J = c / (n * D)
F = CF' * J^2 * roh * n^2 * D^4

Wem J kein Begriff ist kann auch auf die Reynoldszahl

F = CF' * Re^2 * u_ * v_

Oder dem Schubkoeffizienten CF ausweichen

F = CF * roh * n^2 * D^4

Werte bezüglich Schubkoeffizienten eines Rotors lassen sich per Suchmaschine finden.

Drehmoment und Leistung

M = CM * roh * n^2 * D^5
P = CP * roh * n^3 * D^5

Beim Fortschrittsgrad fließt ürbigens der "Anstellwinklel" mit ein.
Somit ist die minimale und maximale Rotorleistung eine Funktion des:

- Fortschrittgrades
- Fluggeschwindigkeit
- Blattform

Von daher macht es überhaupt keinen Sinn mit der Rotorfläche zurechnen und dann einen imaginären Gütegrad als Korrekturfaktor zu verwenden.

Ohne die Koeffizienten ist auch nicht mal annähernd möglich die Wellenleistung abzuschätzen.
Im übrigen sind die Koeffizienten dimensionslos und stehen somit nicht in einen Zusammenhang mit der Skalierung des Rotors, so wie man es z.B. von dem CW Wert kennt. Somit sind die Aussagen über den imaginären Gütegrade bezüglich des Artikels, z.B:

Wert y wird von mannstragenden Hubschraubern erreicht oder Wert x sogar von elefanttragenden Haubschraubern, absoluter Nonsens.

Ansonsten kann ich folgende Literatur empfehlen, vielleicht mal ein Exemplar ausleihen:

Flugzeugtriebwerke von Herr Bräunling