Ist meine Flugzeitberechnung richtig ?

[Rundflieger]

Moin moin,

fliege mit meinem kleinen Heli mit 3 Zellen A123 2300er genau 8 min. und lade danach 1800 mAh nach. Der Heli wiegt 1500 Gramm und wird mit 50% Schweben und 50% Rundflug geflogen. Moderate Drehzahl und tragende Blätter gibt es auch noch.

Nun möchte ich diese Werte gerne auf meinen neuen Heli übertragen: der hat 4000 Gramm incl. 12 Zellen von den A123 2300ern. Flugstil wird der gleiche sein, ebenfalls moderate Drehzahl und tragende Blätter wird es auch hier geben. Der Heli hat somit die 4-fache Energie an Bord, ist aber 2.66 mal (4000g:1500g) so schwer.

Nach meiner Berechnung müsste der neue Heli genau 12 min fliegen (8 min. x 4 : 2.66 = 12.03 min.) - was mir gefühlsmässig doch recht viel erscheint. Noch mehr irritiert mich die Aussage eines Bekannten, der mit seinem Logo 14 und den 2300ern A123 in 5s2p Konfiguration (also 10 Zellen) nur 6 min. fliegen kann. Natürlich mit dem heutzutage "modernen" Setup (hohe Drehzahl und vollsymetrische Blätter ...).

Fliesst da irgendwas im Quadrat in die Berechnung mit ein ?
Ich kenne nur die Faustformel: 100 W/kg Fluggewicht - und das wäre einfach nur linear ...

Wer kann helfen ?

Gruss Gustav

[chris.jan]

Der Haken liegt m.E. nicht nur am Gesamtgewicht, sondern auch an der größeren rotierenden Masse und dem höheren Luftwiderstand der größeren Rotorblätter.

[999alex]

Ich kann dir zwar nix zu irgendwelchen Formeln Sagen, aber in der Kombination mit tragenden Blättern und den daraus resultierenden geringen Drehzahlen
sind flugzeiten von 12 Minuten nicht unüblich. Es gibt zur Zeit Rekordversuche in Richtung 30 Min mit einem E-Heli...

[Rundflieger]

... in der Kombination mit tragenden Blättern und den daraus resultierenden geringen Drehzahlen
sind flugzeiten von 12 Minuten nicht unüblich.

Interessant - das würde heissen, dass ich mit meinen Berechnungen nicht so falsch liege.
Es juckt mich geradezu in den Fingern, das mal auszuprobieren ...

> Es gibt zur Zeit Rekordversuche in Richtung 30 Min mit einem E-Heli...
Mit LiFeFo ??

Gruss Gustav

[Rundflieger]

Der Haken liegt m.E. nicht nur am Gesamtgewicht, sondern auch an der größeren rotierenden Masse und dem höheren Luftwiderstand der größeren Rotorblätter.

Hier hörte ich eher das Gegenteil: dass nämlich selbiges mit zunehmender Grösse günstiger würde.
Leider gibt es einen Wust an hörensagen ...

Gruss Gustav

[tazmandevil]

In der aktuellen Rotor steht ein bericht über einen erfolgreichen 30:45 minuten Flug mit 8% Restkapazität. Also Rekordversuch is nicht ganz richtig

[Kraftei]

Hallo,
also 100 Watt/Kg halt ich für etwas wenig.
Ich habe bei 2 meiner Hubis den Leistungbedarf ermittelt.

Das ist einmal mein Tomahawk der kommt auf etwa 120Watt, was etwa 150W/kg entspricht
Mein Ornith benötigt etwa unter 600Watt, da er leicht über 3 Kg wiegt, komme ich so auf etwa 170-180W/Kg

Beide bei halbwegs moderaten Drehzahlen, bei schweben und Rundflug.
Allerdings mit vollsymetrischen Blättern.

Gruß Ralf

[chris.jan]

Leider gibt es einen Wust an hörensagen ...

Ja, ist immer das gleiche Problem, speziell in Foren/Internet.

Normalerweise ist doch Acantarus unser Akademiker für die Theorie - vllt. weiß der dazu ja mehr.

In der aktuellen Rotor steht ein bericht über einen erfolgreichen 30:45 minuten Flug mit 8% Restkapazität. Also Rekordversuch is nicht ganz richtig

Kannst du da vielleicht mal ein paar Details zu posten?

[helihopper]

Öhmm,

Grüntjens hat doch mit dem ECO 8 vor deutlich über 10 Jahren über 45 Minuten gepackt.

Allerdings meines Wissens mit Primärzellen.


Cu

Harald

[Stanilo]

Moin

In der aktuellen Rotor steht ein bericht über einen erfolgreichen 30:45 minuten Flug mit 8% Restkapazität. Also Rekordversuch is nicht ganz richtig

Da geht's aber darum,mit leichtem 3d,und nicht nur Schweben und leichten Rundflug,also geht's da um was anderes.!

Mit dem ollen Eco hatte ich selber 22 Minuten Schweben,mit nem größeren Lipo wären da auch Locker 30 Minuten drinne gewesen,aber halt nur schweben.
Gruß Harry

[FPK]

Nach meiner Berechnung müsste der neue Heli genau 12 min fliegen (8 min. x 4 : 2.66 = 12.03 min.) - was mir gefühlsmässig doch recht viel erscheint. Noch mehr irritiert mich die Aussage eines Bekannten, der mit seinem Logo 14 und den 2300ern A123 in 5s2p Konfiguration (also 10 Zellen) nur 6 min. fliegen kann. Natürlich mit dem heutzutage "modernen" Setup (hohe Drehzahl und vollsymetrische Blätter ...).

Da der Luftwiderstand in erster Nährung bei turbulenten Strömungen quadratisch mit der Geschwindigkeit wächst, holst Du durch die niedrige Drehzahl und die tragenden Blätter eine Menge raus.

[acanthurus]

Tach..

Linear mit dem Gewicht skalieren darf man das nicht, und außerdem kommt da als entscheidende Einflussgröße der Rotordurchmesser noch mit rein.

Die theoretisch mögliche, minimale Schwebeflugleistung eines Rotors beträgt

P_i=Wurzel(F^3/(2*rho*S))

P_i: induzierte Leistung (in W)
F: Rotorschub (also eeeetwa 9.81m/s^2 * Masse * "Einbauwirkungsgrad" 0.95)
rho: Luftdichte (1.225 kg/m^3 oder so)
S: Rotorkreisfläche

P_i ist in diesem Fall eine rein akademische, nicht erreichbare Größe, da Profilreibung etc. nicht berücksichtigt wird

Ich vervollständige das gleich mal mit Tante Edit, aber jetzt muss ich mal kurz verschwinden und dem Schwaben-Dasein huldigen (Linsen, Spätzle, Saitenwürschtle). ihr entschuldigt....

*edit*

So, gesättigt gehts weiter.
P_i ist also ne reine Rechengröße. Dennoch kann man dann weitermachen:

P_el=( 1/ eta_antrieb*eta_mechanik*eta_rotor)*P_i
Wenn wir nun grob vereinfachen dass die wirkungsgrade von getriebe, Motor und (da wirds brenzlig) Rotor einigermaßen gleich bleiben, und auch Luftdichte, Erdbeschleunigung etc. alle konstant sind so kann man die elektrische Leistung berechnen zu

P_el=k1*wurzel(m^3/S)
bzw.

P_el=k2*m^1.5 / D

(P_el: elektrische Eingangsleistung, m: Fluggewicht: D: Rotordurchmesser)
Das ist die Formel, die du suchst. Aus den bekannten Größen deines bereits vermessenen Helis kannst du das k2 ausrechnen

k2=P_el*D*m^(-1.5)

Dasselbe k2 verwendest du dann für deinen NEUEN Heli und kannst dir dein neues P_el ausrechnen und damit die Flugzeit.

Wie "zulässig" ist das? Die frage ist berechtigt. ich würde sagen, in deinem Fall (vom kleinen zum großen heli) ist es eine konservative Abschätzung, da der große Heli von den Wirkungsgraden her besser sein dürfte. Die so errechneten Flugzeiten sind also "sicher", sofern du die Blattspitzengeschwindigkeiten von beiden modellen einigermaßen gleich hast und beide Modelle nicht andere signifikante Unterschiede (Blattanzahl, Flächendichte etc.) haben.

Du siehst also, deine elektrischen Größen skalieren NICHT linear mit dem Gewicht.
gruß
andi

[999alex]

aber halt nur schweben

Schweben ist aber nicht die sparsamste Art einen Heli in der Luft zu halten. Beim soften weiträumigen Rundflug ist der Energiebedarf noch mal eine ganze Ecke niedriger.
Aus dem Bauchraus aus eigener Erfahrung würd ich sagen rund 20%

[acanthurus]

Richtig. Der Schwebeflug braucht deutlich mehr Leistung (typisch 20%) als der "Stromsparflug".

Die "Geschwindigkeit des minimalen Leistungsbedarfes" liegt ganz grob bei einem Fortschrittsgrad µ von eeetwa 0.09 bis 0.12

D.h. man berechnet

v_optimal=µ*n*D*pi
(v_optimal in m/s, n Drehzahl in umdrehungen/Sekunde und D Rotordurchmesser in m, µ=0.09 - 0.12)

Bei nem 450er Heli mit 2500/min am Kopf wäre das irgendwo in der Nähe von 30km/h.

[electron6]

Sehr interessant.
Wo liegt ungefähr "eta_rotor" für ein symmetrisches Blatt? 60% ?

Wenn ich die theoretisch mögliche, minimale Schwebeflugleistung meines T-REX 450 mit geschätzten Werten ausrechne, resultieren ca. 60W.
Ich schätze die minimale Leistung in der Praxis wird noch etwas höher sein. Mit 80 bis 90 Watt sollte ein 450er Rex in die Luft zu kriegen sein.

Kann jemand anders seine Berechnungen auch noch bekannt geben, damit man vergleichen kann.

Gruss Markus