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DJK94

Propeller selbst entwickelt

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Hmm,

Du hast halt nur von Steigung gesprochen, wenn Du Steigungsfaktor gemeint hast. Steigung ist Steigungsfaktor x Durchmesser.

ansonsten ist der Winkel natürlich die bestimmende Grösse, denn er ist unabhängig davon, welchen Anteil an der Kreisfläche der Flügel hat, oder wieviel Flügel der Prop. Logischerweise kannst Du erst einmal aus Propdurchmesser und Winkel die Steigung berechnen.

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Also ich habeinmal die tatsächliche Steigung, welche aus dem Winkel einen lokalen "Gewindegang" widergibt.

Dann hab ich mal in der einen Vorlesung geschaut nach eben der Steigungsdefinietion. Demnach wird der Wert bei 0,7R genommen und auf den Durchmesser bezogen.

Demnach habe ich 75,6mm/50mm=1,512. Wenn man jetzt die "üblichen" Betrchtungen heranzieht oder eben dieses eine Exceltool, welches auch hier zu finden ist, dann wäre die Endgeschwindigkeit wohl deutlich zu hoch, aber ich werde es erstmal testen.

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Naja in der allgemeinen Physik ist Steigung anders belegt und wird halt als ein Wert verstanden, der in Grad oder Prozent ausgedrückst wird.

Bei Schiffsschrauben ist es der theoretische Vortrieb in der feste Masse. In Deinem Fall 75 mm. Also bei 50 mm Propdurchmesser 1,5 Steigungsfaktor. Ist halt so , dass Schiffsbauer und Flugingenieure steigung mit einer anderen Definition belegen als die Allgemeinheit.

 

Das der Winkel für Dich als Rechengrösse ein logischer Wert ist ist klar. Aber um bei einen fremden Prop auf die Schnelle die Steigung abzuschätzen nehme ich die Tiefe geteilt durch Anteil Kreisfläche Propellerblatt. Also seitlich gemessen Vorderkante Blatt bis Hinterkante Blatt. bei Racingprops z.B. Raboesch C füllt ein Blatt eines Dreiblattprops auch ziemlich genau 1/3 der Kreisfläche aus.

Habe ich als 15mm Tiefe gemessen komme ich auf 45 mm Steigung. Man muss halt nur aufpassen bei üermässigem Rake. Deswegen

muss man bei der Nabe und nicht an der Flügelspitze messen. Übertriebenes Vorblatt einiger Rennpropeller darf man auch nicht Berücksichtigen.

 

Die 0,7 in Deinen Formeln scheinen der Schlupf zu sein. 30 % sind da ein durchaus gängiger Wert.

Edited by Hanjo

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Das "Problem ist eben, dass der "Vortrieb in fester Masse" über den Radius alles andere als Konstant ist. Dies liegt an der angepassten Verwindung, da an der Spitzte der Anstellwinkel nicht so groß sein darf wie an der Nabe, um Kavitation zu verhindern. Dies ist auch bei den "großen" Propellern der Fall. Daher wird für eine Vergleichbarkeit der Fortschritt bei 70% des Radius durch den Durchmesser geteilt und als Steigung ausgewiesen.

Die aussagen habe ich aus diesem Skript entnommen: http://www.ssi.tu-harburg.de/doc/webseiten_dokumente/ssi/vorlesungsunterlagen/propeller.pdf

Die Endgeschwindigkeit kommt mit dieser Steigung deutlich zu hoch raus, aber wie gesagt erstmal testen und schauen, ob die Verteilung in der Praxis überhaupt taugt.

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Hallo,

das ist dioch klar. Es ging mir doch nur darum die klassische Definition für Steigung zu Verwenden um darau hinzuweisen, dass Du den Begriff Steigung falsch gebraucht hast. Er wird halt im Propellerbau nicht in Grad, % oder als Faktokr ausgedrückt sondern in Mm, cm, oder Metern.

Natürlich ist "Ganghöhe der Propellerbahn" präziser ausgedrückt.

 

Die richtige Vorstellung was ist Steigung ist natürlich für Amateure wie mich wichtig um zu verstehen, warum der Pro nach aussen immer flacher wird. das wird er ja auch bei Rennprops, die keine reduzierte Steigung in den Blattspitzen haben: damit der Prop innen nahe der der Nabe mit einer Umdrehung 75mm Steigung schafft muss der der Winkel extrem gross sein, aussen beim grossen Radius extrem Klein.

 

Du hast gerade schon wieder Fortschritt durch Durchmesser geteilt im letzten Post. Du hast die Definition der Steigung bei Propellern noch nicht verstanden. Das hast Du auch nicht aus dem Vortag der Uni Harburg. Da ist der Begriff korrekt verwendet.

Du musst natürlich Radius und Flügelwinkel ist Verhaltnis setzen um Steigung zu ermitteln und nicht Fortschritt durch den Durchmesser teilen. Dann wärest Du bei deinem Rechenweg wieder beim Steigungsfaktor, ermittelt halt an einer definierten Stelle des Props.

Korrekter Rechenweg ist also: P =2πr tanFlügelwinkel (P = Pitch (steigung)

Wie willst du zu einer vernünftigen Berechnung kommen, wenn Du mit falschen Formeln arbeitest?

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Ok ich habe mich Falsch ausgedrückt.

Mit der Formel P=... wird die Steigung über den Radius beschrieben. Aus der Verwindungsverteilung ergibt sich die lokale "Ganghöhe der äquivalenten Schraubenbahn"(Steigung).

Zur Vergleichbarkeit und weil dort etwa die größte Belastung vorliegt wird bei 0,7R die Steigung genommen und durch den Durchmesser geteilt.

Hierraus ergibt sich dann das Steigungsverhältnis.

So sollte es richtig ausgedrückt sein. Für meine Berechnungen bzw. für meine Konstruktion, da die Verwindung aus den Berechnungen kommt, ist ohnehin die Verwindungsverteilung ausschlaggebend. Den Versuch mit dem Steigungsfaktor habe ich ledigtlich zur Vergleichbarkeit mit "vorhandenen" Props unternommen.

 

Soweit ich das sehe ist der die Verwindung bei den Racingprops Außen sogar noch recht groß.

Eine Steigung von 75mm bei D=50mm bedeutet an der Blattspitzte eine Verwindung von ca.25°.

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Ok ich habe mich Falsch ausgedrückt.

Mit der Formel P=... wird die Steigung über den Radius beschrieben. Aus der Verwindungsverteilung ergibt sich die lokale "Ganghöhe der äquivalenten Schraubenbahn"(Steigung).

Zur Vergleichbarkeit und weil dort etwa die größte Belastung vorliegt wird bei 0,7R die Steigung genommen und durch den Durchmesser geteilt.

Hierraus ergibt sich dann das Steigungsverhältnis.

So sollte es richtig ausgedrückt sein. Für meine Berechnungen bzw. für meine Konstruktion, da die Verwindung aus den Berechnungen kommt, ist ohnehin die Verwindungsverteilung ausschlaggebend. Den Versuch mit dem Steigungsfaktor habe ich ledigtlich zur Vergleichbarkeit mit "vorhandenen" Props unternommen.

 

Soweit ich das sehe ist der die Verwindung bei den Racingprops Außen sogar noch recht groß.

Eine Steigung von 75mm bei D=50mm bedeutet an der Blattspitzte eine Verwindung von ca.25°.

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Ja, hohe Verwindung ist bei schnell drehenden Props natürlich willkommen. Aber den Vorteil haben die Vögel bei Ihrer Evolution auch schon erkannt. -:)

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Ok ich muss was verpasst haben. Also im Grunde sorgt eine große Verwindung gerade bei gorßen Drehzahlen eher zu Kavitation oder Abriss. Andererseits arbeiten einige Propeller wohl eh nur noch auf der Druckseite, da fällt das wiederum weg.

Mir fiele jetzt aber kein Fall ein, wo Vögel eine hohe verwindung nutzen.

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Wahrscheinlich um möglichst hohen Schub bei Wechselnden Anströmungsrichtungen zu haben. Die Schlagflügler haben ja auch meist perfektes Gleitverhalten. Ich könnte mir auch vorstellen, dass mit der Segmentierung des Flügels der Vogel besser verschiedene Funktionen wie Landeklappen, Richtungswechsel, Steigflug optimieren kann. Ist aber bestimmt nicht mein Beritt. ich meine aber das mechanisch Schlagflüglermodelle alle mit starker Verwindung arbeiten.

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Die Sache bei den Vögeln ist eben auch ,dass die Anströmbedingungen stark variabel sind und sie ihre Flügel vielfältig darauf anpassen können.

Schlagflug ist ja auch stets ein shr komplexer Vorgang, den unser propeller nicht darstellt. Hier ist eher ein Vergleich zum Segeln zu sehen. Und gleitend/segelnde Vögel habe ich mit eher geringem Anstellwinkel der Flügel in Erinnerung.

 

Eigentlich habe ich den Begriff der Verwindung auch ungünstig eingesetzt. Im Flugzeugbau kenn ich es als Ausdruck für eine Veränderung des Anstellwinkels über der Spannweite. Synonym wäre auch Schränkung.

Tornado hat den Begriff für die Definition eines Anstellwinkels des Flügels gegenüber der Flugzeuglängsachse benutzt.

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Derzeit befindest sich die Arbeit beim Korrekturlesen. In einigen Tagen dann werd ich sie mal hochladen denk ich.

Im großen und ganzen gabs ne Verwindungsverteilung, aber nicht aus Tornado. Derzeit bin ich dabei ein CAD-Modell zu erstellen, sodass mal Probefräsungen durchgeführt werden können.

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Das wird spannend. Werden die von Dir entwickelten Props besser sein als die käuflich zu erwerbenden? Das ist hier die Frage...

Edited by Ralph Cornell

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Die ich bisher auch nicht zu beantworten weiß.

Im Grunde ging es als Ansporn ja darum, dass keine zur Drehzahl passenden zu finden waren. Ob der Entwurf dann tatsächlich besser passt muss man testen.

Aber dazu werd ich wohl so schnell auch nicht kommen. Mal schaun, wann der erste Prototyp Wasser sehen kann zur beobachtung.

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So die schriftliche Ausarbeitung ist fertig. Sobald die vom Professor korrigiert wurde werde ich schauen, dass ich die hier zur Verfügung stellen kann.

Etwas knifflig ist die Umsetztung der Ergebnisse auf ein 3D-Modell. Die Theorie ist zwar einfach, aber es ist extrem aufwändig und daher gehts nur schleppend vorwärts.

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So.

Die Arbeit kann ich euch zwar leider noch nicht zur Verfügung stellen, da der professor noch keine Rückmeldung gegeben hat und ich möchte ja nichts falsches veröffentlichen, wenn noch etwas sein sollte.

 

Aber ich konnte Fortschritte mit dem 3D-Modell machen.

Das erste CAD-Programm hat hier sehr viel Aufwand in Aussicht gestellt. 12800+ Punkte einzeln erzeugen und vermaßen ist nicht ohne. Mit Sicherheit gäbe es Methoden das irgendwie zu automatisieren, aber diese konnte ich nicht finden.

Und bevor ich entnervt auf große Suche ging, gab sich die Gelegenheit, dass ich mit einem anderen Programm in Berührung kam.

Hier habe ich bei den ersten Aufgaben einige Optionen gefunden, von denen ich mir ein vereinfachtes Aufbauen versprach.

 

Letzten Endes wurden die Punktekoordinaten mittels Excel automatisiert erzeugt und in ein .txt exportiert.

Diese lange Liste konnte ich dann direkt importieren. Dennoch gab sich noch genug händische Arbeit.

 

 

Also habe ich jetzt schonmal zwei Entwürfe für euch. Diese unterscheiden sich in der Einbindung der 25%-Linie.

 

Ich bitte um Meinungen, welches Resultat besser aussieht. Eine Tiefenverteilung über der Spannweite muss ich noch einbinden.

Auch bin ich noch am Überlegen, ob ich eine V-Form/Rake einbaue.

 

Der erste Entwurf setzt den Pfeilungsverlauf praktisch in die Verwindung.

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Der zweite Entwurf setzt den Pfeilungsverlauf in die Drehebene.

post-13935-0-93073000-1476662184_thumb.png

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Daniel

Edited by DJK94

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Ja das blaue Quadrat bildet die Ersatznabe. Ob ich für Übergänge das Blatt später nach innen verlängern muss wird sich zeigen.

Derzeit bin ich dabei eine Tiefenverteilung einzubauen. Bisher ist dies ein quadratischer Ansatz. Bilder kommen später noch.

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Wie versprochen noch Bilder mit Tiefenverteilung.

Und was soll ich sagen: es sieht grausig aus.

 

Einmal mit Pfeilung in Sehnenrichtung:

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Und einmal Pfeilung in Rotationsrichtung:

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persönlich favorisiere ich die Pfeilung in Sehnenrichtung, da sie so ausgeprägter in Richtung der Anströmung erscheint.

 

Jetztmuss ich mir allerdings eine anderen Tiefen und/oder Pfeilungsverteilung anschauen, da die Blattgeometrie so überhaupt nciht dem gewünschten entspricht.

 

Daniel

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Wo sollte da ein "Knick" sein?

Ich hab mir die bilder nochmal angesehn und kann nichts erkennen, was diesen Eindruck erwecken könnte. Allerdings kann ich das auch gut übersehen haben, da ich das Modell ja kenne und die Details aufgrund der großen Schränkung nicht unbedingt gut eingefangen werden können.

Ich kann mal versuchen ein 3D-PDF oder sowas zu erzeugen.

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Moin Daniel

 

Ich habe in meinen alten Unterlagen noch GL Bauvorschriften für Schiffspropeller gefunden. ( Ich hab mal Propellerreperatur gelernt )

 

Adresse per PN und ich lass Dir die mal zukommen. Sind ne Menge Zahlen Tabellen und Zeug drin. 

 

Ralph

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Kann sein, dass ich es falsch verstehe, aber ich hab mal eingezeichnet, was ich grob meine.

wie gesagt, kann auch sein, dass es einfach nur ein Missverständnis ist...
 

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Edited by Admiral von Schneider

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