Antrieb Seenotkreuzer der 44m Klasse

[Guest skipperdooley]

Hallo,

 

bei der Suche nach meinem ersten eigenen Bau, ist im Moment die Kaisen/Essberger der große Favorit. In meiner Vorstellung hier im Forum hatte ich erwähnt, dass meine bisherigen Erfahrungen eher im Ausbau bestehender Modelle gelegen haben, als im kompletten Bau. Trotzdem möchte ich mich an einen eigenen Bau heranwagen und mache mir seit einigen Tagen viele Gedanken vor allem um den Antrieb solch eines guten Stückes.

 

Da ich wie gesagt in diesem Thema wenig Erfahrung habe, möchte ich Euch um eine Rückmeldung bitten, ob ich das in den letzten Tagen/Wochen hier im Forum Gelesene

 

1. richtig verstanden und

2. richtig angewendet habe.

 

Also zum Modell: die Kaisen ist im Maßstab 1:25 1,75 m lang, 30 cm breit und wiegt 12-13 kg. Das Original schafft offiziell 26 kn, ich habe aber mehrfach gelesen, dass auch 30 kn schon drin´gewesen sind. Von 30 kn ausgehend, ergibt sich nach den Formel hier aus dem Forum eine Modellgeschwindigkeit von 11km/h, also 3,06 m/s.

 

Bei Verwendung von dreiflügeligen Raboesch C-Typ Propellern mit 45mm Durchmesser und einer Steigung von 0,9 ergibt sich ein Vortrieb von 0,04 m/Propellerdrehung. Demnach benötige ich 76,5 Umdrehungen/s, um eine Geschwindigkeit von 3,06 m/s zu erreichen. Daraus ergibt sich eine Lastdrehzahl von 4.590 U/min, + 20% Schlupf wäre ich bei ca. 5.500 U/min. Mit 55 mm Propeller komme ich auf 3.720 U/min.

 

Ist der Rechenweg so grundsätzlich erst´mal richtig ? Und wenn ja, ist der Prop-Durchmesser richtig gewählt ? Die Mittelmaschine hat ja einen größeren Propeller. Bei der Steigung habe ich bisher keine Angaben im Netz gefunden, der Wert 0,9 stammt aus dem Zollkreuzer-Thread http://www.schiffsmodell.net/showthread.php?t=30775&highlight=zollkreuzer

 

Vorausgesetzt, dass ganze ist einigermaßen richtig, hätte ich mich für zwei Robbe 755/40 an 12 V und besagten 45 mm Propellern für außen und einen 900-er Torque an 16,8 V als Mittelmaschine mit 55mm Propeller entschieden. Ist der 900-er übertrieben und bräuchte er bei der Spannung eine Wasserkühlung ?

 

Fragen über Fragen...

 

So Jungs, wenn das alles Käse war, könnt ihr es mir gern verraten, aber bitte verbunden mit einer Hilfestellung.

 

Mit einem Kaisen-Skipper des Forum habe ich auch schon Kontakt aufgenommen, bin aber auch gespannt auf eure Meinung.

 

Schönen Abend noch.

Edited September 7, 2009 by skipperdooley

[Guest Jo_S]

Ist der Rechenweg so grundsätzlich erst´mal richtig ?

Die Schiffsbauingenieure werden jetzt zwar wieder meckern (), aber für eine gundsätzliche Überschlagsrechnung: völlig richtig!

 

Und wenn ja, ist der Prop-Durchmesser richtig gewählt?

Öhm... das hängt doch erstmal davon ab, welchen (maßstabsgerechten) Prop du drunter schraubst?! Und deine obenstehende Rechnung stimmt halt für einen 45er Raboesch. Falls deine Frage dagegen darauf abzielt, ob die genannten Motoren die genannten Schrauben gewuppt kriegen: ja, kriegen sie auf jeden Fall.

 

Bei der Steigung habe ich bisher keine Angaben im Netz gefunden, der Wert 0,9 stammt aus dem Zollkreuzer-Thread

Raboesch gibt alle Schrauben mit Steigungsfaktor ca. 1,05 an. Hanjo, der Praktiker, geht für die A-Typen von 0,9 aus (da bin ich auch schon mal drüber gestolpert). Passt also auch in deiner Rechnung.

 

Vorausgesetzt, dass ganze ist einigermaßen richtig, hätte ich mich für zwei Robbe 755/40 an 12 V und besagten 45 mm Propellern für außen und einen 900-er Torque an 16,8 V als Mittelmaschine mit 55mm Propeller entschieden.

Da hätte ich einen Einwand: der 900er dreht eh etwas höher als der 755/40er. Zusätzlich willst du ihn an 4,8V höherer Spannung und an grösserem Prop laufen lassen. Für die 755er bei 12V an 45er Raboeschs komme ich auf ca. 9,5 km/h, für den 900er bei 16,8 V an 55er Raboesch auf theoretische 18,9 km/h - also das Doppelte (die kleinen Abweichungen zu deiner Rechnung erklären sich damit, dass ich mit 30% Schlupf gerechnet habe). Damit wäre der Mittelmotor auf eine ganz andere Geschwindigkeit abgestimmt als die beiden Außenmotoren. Also wird er höher belastet, er müsste dann ja diesen oberen Geschwindigkeitsbereich - soweit das Boot das zulässt - komplett alleine stemmen. Vermutlich bremsen ihn die Außenmotoren dabei sogar zusätzlich. Warum nicht einfach drei identische Motoren, also 3x 755/40? Würde mir spontan logischer erscheinen.

 

Gruss, Jo

 

EDIT: habe gerade vorsichtshalber nochmal nachgesehen, weil ich mir mit den Drehzahlen von 900er und 755/40er nicht mehr so 100%ig sicher war. Ok, habe gerade festgestellt: Robbe gibt die Lastdrehzahl an (5600), Graupner die Leerlaufdrehzahl (6500), daher werden die beiden im Endeffekt auf etwa gleichem Drehzahlniveau liegen. Das relativiert das oben gesagte ein bisschen, nichtsdestotrotz liegt der effektive Vortrieb der beiden Motoren an unterschiedlichen Spannungen /Props m.E. immer noch weit auseinander.

Edited September 8, 2009 by Jo_S

[Hansen-Bengel]

Die Schiffsbauingenieure werden jetzt zwar wieder meckern (), aber für eine gundsätzliche Überschlagsrechnung: völlig richtig!

 

Widerspruch!

 

Da gibt es nix zu meckern, außer, dass es Schiffbau heißt (ohne s!!!)

 

 

 

[Guest Jo_S]

... außer, dass es Schiffbau heißt (ohne s!!!)

Ach so... und ich dachte immer, das wäre den Bau vom Schiff sein Dativ... :Beule:

 

Nee, aber im Ernst: da gab es mal so einen netten Klugschschsch.......nacker-Thread (uff, gerade nochmal die Kurve gekriegt!), über Profilierung von Blattflächen und Wirkunsgrad von Props, Strömungswiderstand des Rumpfes inkl. großhirnrinden-induzierter Unwägbarkeiten der metaphysischen Hygroskopie unter besonderer Berücksichtigung der (Kiel-)Schweinepest, etc.pp.

Ist ja alles schön und gut, wenn man sich dann konsequenterweise darauf einigen würde, dass man leider überhaupt keine Aussage über Sinn und Unsinn eines Setus treffen kann, weil die angeführten Parameter eh allesamt unbekannt sind. Gut, der betreffende Thread war hinsichtlich praktischer Verwertbarkeit somit schlicht blödsinnig... hörte sich dafür aber todschick an. Sowas imponiert mir!

Edited September 9, 2009 by Jo_S

[Guest skipperdooley]

Hallo Jo,

vielen Dank für Deine Antwort, das hilft mir schon mal sehr weiter und ich bin erleichtert, dass ich mit meinen Überlegungen nicht völlig daneben gelegen habe.

 

Die grundsätzliche Idee mit dem unterschiedlichen Mittelmotor war, den normalen Fahrbetrieb mit den Außenmotoren zu erledigen und für schnelle "Zwischensprints", den Mittelmotor dazuzuschalten. Dann hab´ich es wohl etwas übertrieben…., aber den gleichen Motor in der gleichen Abstimmung dazuzuschalten macht doch auch keinen Sinn, oder holt mich da meine Unerfahrenheit/Unwissen ein ?

 

Ist es denn sinnvoll, den Mittelmotor als 755-er mit 12 V und einer 55-er Schraube auf 12 km/h abzustimmen. Dann komme ich mit 30 % Schlupf auf eine benötigte Lastdrehzahl von 5.200 U/min. Stemmt dies der Motor noch, ohne dass ihm warm wird ? Wäre ja auch keine Dauerbtrieb.

 

Eine Frage noch zu der erwartenden Stromaufnahme. In dem Thread zum Zollkreuzer (siehe Link im ersten Beitrag), ging Hanjo von einer durchschnittlichen Stromaufnahme von 2,5 A für drei 755-er aus. Den Wert kann ich doch über den Daumen gepeilt für meine Außenmotoren auch annehmen, oder ?

 

Grundsätzlich hänge ich an dem 900-er und den 16,8 V auch nicht, würde aus Gewichtsgründen ( billiger ist es auch noch ) sogar gerne d´rauf verzichten, wenn denn die Geschwindigkeit stimmt.

 

Für jede Rückmeldung schon mal Dank im Voraus.

[Guest Hanjo]

Hallo Tom,

 

Jo Ratschläge waren exakt. Mit dem Mittelmotor hattest Du nicht genau erläutert was Du vorhast. Der von Dir gewünschte Boosterbetrieb ist vo allen Dingen für Fahrer sinnig, die 95 % langsam rumschleichen und dann mal 15 sekunden Gas geben. Dann nimmt man aber als Außenmotoren optimalerweise noch sparsamere Motoren und stimmt so ab, daß der der teoretische Vortrieb des Mittelmotors bei Vollast genauso hoch ist wie der theoretische Vortrieb der Außenmotoren bei voller Leerlaufdrehzahl. Nnun koppelt man den Mittelmotor mit einem progbaren Regler so an, daß er erst bei 50 % Gas Stellung beginnt (wenn Leerlauf der Funke auf Pulsweite 1,50 steht also bei 1,70 Start des Boosters).

Wenn man nun fährt, dann arbeiten im Verdrängerbereich die Außenmotoren alleine und dann übernimmt zunehmend der Mittelmotor Regie. Bei Vollast laufen dann die Außenmotoren also einfach nur mit ohne wirklich Vortrieb zu leisten. Also man kann damit eine Abstimmung hinbekommen wo man stundenlang über den See schleichen kann wenn man selten Vollgas gibt.

 

Nun sind aber die 755-40 so leistungsfähig und auch durchaus sparsam,

sodass es für den Normalfahrer durchaus sinnig ist auf obiges Abenteuer zu verzichten.

 

Beste Grüße Hanjo

[MMeyer]

Hallo,

 

nur ein kleiner Zwischeneinwurf:

 

Die zwei Geschwindigkeiten ergeben sich daraus, dass die Schiffe später gedrosselt wurden, weil sich bei 30kn doch die eine oder andere Unsichheit im Zusammenspiel mit der Rumpfform ergab, die ja später auf Deltaheck angepasst wurde. (angeschweißte Verbreiterungen im Heckbereich bis kurz über KWL).

 

Ahoi,

Markus

[Guest skipperdooley]

Hallo Markus,

 

danke für die Info, das sind dann wohl die Duck-Tales von den hh-kl vor einiger Zeit sprach. Er erwähnte ja auch, dass das Schiffchen ein wenig empflindlich ist.

 

@ Hanjo und Jo, ja das mit dem Boosterbetrieb hätte ich erwähnen können/sollen. Könnt ihr noch was zu der Stromaufnahme im Außenmotorenbetrieb sagen, kommt das mit den 2,5 A hin ?

 

Wäre wichtig für meine Akku- und damit Gewichtsplanung.

 

Danke.

[Guest Hanjo]

Hallo,

im Verdrängerbereich Teillast um 1 A. Im Gleitbereich ebenfalls wenn der Booster die Hauptlast trägt. Vollast ohne Booster dürften woh um die 3 A je Motor nicht unrealistisch sein.

 

Beste Grüße Hanjo

[Guest skipperdooley]

Hallo noch´mal,

 

bisher habt ihr mir schon sehr weitergeholfen, vielen Dank an der Stelle noch´mal.

 

Nun war ich Freitag bei Herrn Hasse, weil ich eventuell den Rumpf und Deck bei ihm beziehen wollte. Bisher hatte ich keinen Bauplan und im Netz keine Angaben zu den Propellerdurchmessern gefunden. Laut Herrn Hasse kommen aber 55mm außen und ein 65 mm Prop in der Mitte an das Schiffchen. Die Auswirkungen der größeren Propeller auf die Geschwindigkeit habe ich mir errechnet ( da komme ich auf gut 12 km/h für außen und gut 15 km/h für den Mittelmotor ). Laut Herrn Hasse wären die Robbe 755 mit den 55 mm Prop aber überfordert. Seht ihr das auch so ?

 

Nach dem, was ich bisher gelesen habe, überraschte mich diese Aussage. Ich würde eigentlich bei der Motorenwahl bleiben bzw. nur den Mittelmotor gegen einen 900-er Torque tauschen. Das Boot macht den Geschwindigkeitszuwachs lt. Herrn Hasse mit.

 

Welche Meinung habt ihr denn zu der Überforderung des Robbe 755 ?

[Hulkster]

Bisher hatte ich keinen Bauplan und im Netz keine Angaben zu den Propellerdurchmessern gefunden.

 

Wenn Du so ein Projekt startest, solltest Du vielleicht darüber nachdenken Dir in Bremen die Pläne der 44m-Klasse zu bestellen. Sollte mich wundern wenn dort nicht die Schraubengrößen genannt wären.

Mal abgesehen davon, dass die Pläne auch so beim Bau eine Hilfe sein können.

Edited September 22, 2009 by Hulkster

[Guest Hanjo]

Laut Herrn Hasse wären die Robbe 755 mit den 55 mm Prop aber überfordert. Seht ihr das auch so ?

 

Welche Meinung habt ihr denn zu der Überforderung des Robbe 755 ?

 

 

Hat er wohl zumindest dann Recht, wenn Du vergißt den Bootsständer runterzuschnallen.

 

Wenn der Booster unterstützt sind die in Deiner angedachten Konfiguration anliegenden max 3,5 A kein Problem für Gelegenheitsvollgas.

Entscheidend ist die Propgröße in erster Linie, wenn die Gesamtanpassung nicht stimmt und der Motor runtergbremst wird. Dann würde der Motor tatsächlich heiß. Aber in Deinem Fall gilt das nur wenn Du irgendwelche Pfahlzugtests machst. Dann dürfte der 755- mit dem großen Prop auf tödliche Ströme hochgehen.

 

Beste Grüße Hanjo

[Guest skipperdooley]

Hallo,

 

@Hanjo, danke für die Info.

 

@Stefan: Das mit dem Plan ist grundsätzlich schon klar. Ich hatte aber am Anfang auch erwähnt, dass noch nicht ganz klar ist, ob ich mich an dieses Modell wage. Und da ich noch schwanke ( wenn auch immer weniger ), hatte ich mir eben noch keinen Plan bestellt und wollte nur ´mal sehen, ob denn meine bisherigen Überlegungen/Planungen einigermaßen realistisch sind.

 

Der Plan wird dann wohl bald in Bremen geordert.

[Guest skipperdooley]

Hallo,

 

heute habe ich endlich meine erste Ausfahrt mit meiner Wihelm Kaisen ( bzw. das was davon fertig ist ) hinter mich gebracht, um den Rumpf auf Dichtigkeit zu prüfen und die verbauten Antriebskomponenten zu testen. Bei 1,75 m Länge ist da mit Badewanne und Planschbecken ja nicht viel zu machen.

 

Insgesamt bin ich mit dem Ergebnis sehr zufrieden, alle Wellen, Bugstrahler und die Ruder sind dicht gewesen, Fahrbild und Geschwindigkeit auch sehr schön anzusehen, allerdings nur an 14,4 V. Ein zufällig anwesender , erahrener Modellbauer war auf jeden Fall auch sehr angetan vom Gesamtbild. Bei 12 V war sie deutlich langsamer, allerdings vermute ich, dass der Akku auch einfach nicht die Leistung bringt, er wurde ziemlich warm. Auf jeden Fall sollte eine Reduzierung der Drehzahl um ca. 1.000 U/min durch die geringere Spannung ja keine Halbierung der Geschwindigkeit bedeuten. Ist eine no-name-Akkustange gewesen und man merkt doch den Unterschied zu den zuerst genutzten LRP.

 

Als Antrieb verwende ich zwei Robbe 755/40 mit 55-er Raboesch C3-Prop und als Booster einen Graupner 900-er Torque mit 60-er C3, alle Motoren an 14,4 V Ni-Mh. Einzig wirklich negativ war die Gesamtstromaufnahme, denn nach gefühlten 10 min war die ersten 3600 mA verbracuht. Allerdings war ich auch die 10 min durchgehend flott unterwegs, es scheint sich aber doch zu bestätigen, dass der 900-er kein Musterbeipiel an Effizienz ist, wie dies ja im Forum auch schon mehrfach zu lesen war. Unterstrichen hat er dies mit einer ordentlichen, jedoch noch unkritischen Wärmeentwicklung, ich konnte ihn noch problemlos anfassen. Wie sich das im Hochsommer verhält, bleibt abzuwarten. Ich werde auch noch ein bißchen mit dem Einsatzzeitpunkt des Booster experimentieren und ihn ein wenig höher setzen, damit der 900-er weniger mitläuft. Die 755-er sind nämlich absolut kalt geblieben. Unabhängig davon wird sich der eine oder andere Wechselakku nicht vermeiden lassen (), leider ist die Zuladung bei dem Schiffchen ja nicht so üppig, für die Testfahrt lag ich bei gut 11 kg, davon ca. 3 kg Ballast. Außer Rumpf, Deck und der Antriebskomponenten fehlte allerdings so ziemlich alles weitere, weil noch nicht vorhanden. Ja, ja die liebe Zeit fehlt halt

 

Ich möchte die Gelegenheit nutzen, mich bei allen zu bedanken, die mir bisher Rat und Unterstützung gegeben haben, allen voran Hanjo und Jo S sowie HH-KL. Ich denke, bis jetzt ist mir einiges an Lehrgeld erspart geblieben, vielen Dank dafür.

 

Vielleicht stelle ich bei Zeiten mal ein Video ein. Die sind heute nur nicht sol doll geworden, da fahren und filmen gleichzeitig nicht wirklich einfach war.

[Guest skipperdooley]

Guten Morgen,

 

heute Morgen habe ich gegen 6.30 Uhr im herrlichen Sonnenaufgang eine kleine Messfahrt mit der Kaisen unternommen.

 

Ergebnis: der Jeti-Sensor spuckt für die beiden Seitenmotoren bei Vollast eine Stromaufnahme von zusammen ca. 11 A bei aus, für den Mittelmotor 18 A. Von der Sensorik- und Funktechnik bin ich ja echt begeistert...

 

Als Elektriklaie komme ich dann auf eine Eingangsleistung von rund 460 W . Jo S geht in seinem Tool von einem Leistungsbedarf von 20 W/kg aus. Da der Pott heute Morgen ca. 12 kg gewogen hat, entspräche das einem Wirkungsgrad von gut 50 % .

 

Ist diese Überlegung richtig? Und wenn ja, ist das nun unterirdisch schlecht oder entspricht es der Realität in 80 % aller Boote?

 

Temperaturentwicklung war jetzt nicht auffällig, die beiden Seitenmotoren fast kalt, der Mittelmotor noch gut anfassbar.

 

Mit der Geschwindigkeit und dem Fahrbild bin ich sehr zufrieden, nur die Fahrzeit ist bei der Stromaufnahme mit den jetzigen Akkus zu bescheiden.

 

Nun überlege ich umzusteigen auf:

 

- 5s LiFePo mit 15 Ah ( wäre gleiches Gewicht und gleiche Spannung wie jetzt )

- 4s2p Lipo oder

- 5s2p Lipo

 

Vorteil der LiFePo wären bei gleicher Spannung und gleichem Gewicht wie jetzt, die fast doppelte Kapazität. Bei den Lipos könnte ich noch fast 1 kg Gewicht sparen, was bei dem Boot durchaus von Vorteil wäre. Bei den Lipos hätte ich nur Bedenken, dass mir 4s zu langsam und 5s aber insgesamt dann zuviel des Guten sind. Nach Jo´s Tool wäre ich dann schon bei 4-facher Rumpfgeschwindigkeit. Hanjo schrieb mir mal, dass in dem Bereich Geschwindigkeitszuwachs mit sehr überproportionalem Stromverbrauch bezahlt wird. Also eigentlich das Gegenteil dessen, was ich erreichen wollte.

 

Hier noch´mal die Komponenten:

 

Seitenmotoren, zwei Robbe 755/40 an 14,4 V und 55m-Raboesch C3

Mittelmotor Graupner Speed 900 an 16,8 V und 60mm Raboesch C3 im Boosterbetrieb

 

An den Antrieben soll sich erst mal nichts ändern.

 

Welche Akkus würdet ihr wählen?

[Schifferlfahrer]

Ob du nun 5S LIFePo oder 4S LiPo nimmst, gibt sich von der Spannung her nicht viel. Meine Erfahrung mit LiFePo ist folgende: Die haben, auch vollgeladen, nur eine Spannung von ca. 3,4V/Zelle. Man lädt sie zwar auch 3,6V auf, sie verlieren dann diese Spannung aber wieder recht schnell und pendeln sich dann auf die 3,4V ein, das aber, je nach Belastung, nahezu während der ganzen Entladezeit.

Entsprechend ergäbe das für LiFePo 17V und für den LiPo 16,8V - kannste dir jetzt aussuchen, was dir besser gefällt;)

 

Ein LiPo dagegen hält seine Spannung, bricht am Anfang der Entladung aber recht schnell auf ca. 4V/Zelle ein und hälte diese Spannung dann über den Rest der Kapazität. (Hängt auch hier natürlich wieder von der Belastung ab. Die Spannung sinkt natürlich noch ein Stück weit, wenn du ihn nahe an seiner Belastungsgrenze betreibst.)

 

Die Spannungen unterscheiden sich also bei der Entladung um +/- 1V, also vernachlässigbar.

Insofern ist es völlig egal, welche Konfiguration du verwendest, die 5S LiPo würde ich aber fast lassen, das wäre dann wirklich ein bisschen viel des guten.

 

 

Die Frage ist jetzt, wie wichtig dir das 1kg Gewicht ist, dass du sparen könntest. Generell würde ich eher zu den LiFePos tendieren, weil die wesentlich rubuster sind und vom Handling daher unkritischer. LiPo sind gut, wenn du viel Leistung bei einem Minimum an Gewicht brauchst.

Wenn dir das bisschen Gewicht (ca 8%!) also nicht das entscheidende Kriterium ist, würde ich die LiFePo verwenden. Von der Spannung her sehe ich aber keine Probleme.

[Guest skipperdooley]

Hallo Jürgen,

 

danke für deine Erfahrungen mit den Spannungen. Das hatte ich mich auch schon gefragt, inwiefern die realen Spannungen jenseits der Nominalspannung das ganze Bild relativieren. In der Tat dürfte 1 V Spannung optisch vom Fahrbild her nicht zu erfassen sein.

 

Kannst Du noch was zu dem jetzigen Wirkungsgrad sagen? Ist der eher enttäuschend oder liegt er im realen Bundesdurchschnitt? Das die Abstimmung nicht profihaft ist, ist mir klar.

[Schifferlfahrer]

Zum Wirkungsgrad kann ich dir jetzt nicht viel sagen, bei einem Auto liegt der so um die 30% oder etwas weniger, von daher;)

 

Generell solltest du aber mal folgendes Bedenken: Das Too von Jo_S dient nicht zum Berechnen irgendwelcher Wirkungsgrade, sondern dazu, mit vorgegebenen Komponenten einen möglichst passenden Antrieb zu finden. Dazu verwendet er schon mal gewisse Näherungen und Abschätzungen, die nicht immer zutreffen müssen, aber halt empririsch zu ganz guten Ergebnissen führen.

Du schreibst mit 5S LiPo wärst du bei 4-facher Rumpfgeschwindigkeit. Jo's Tool ist für Halbgleiter ausgelegt, das wäre also 1,5 bis bestenfals 2-fache Rumpfgeschwindigkeit, alles darüber wäre Gleitfahrt. Für Gleitfahrt gelten aber ganz andere Werte und die werden von Jo auch (ganz bewusst) nicht berücksichtigt. Jetzt liegt dein Modell (wenn die paar V mehr an 5S gleich auf die vierfache Rumpfgeschwindigkeit beschleunigen) aber wohl schon an der Grenze zur Gleitfahrt, also in einem Geschwindigkeitsbereich, für den Jo's Tool nicht gedacht ist und auch nie gedacht war. Daher spuckt das Tool etwa um den Faktor 2 "falsche" Ergebnisse aus.

 

Außerdem gibt dir Jo's Tool die nötige Motorleistung aus, inklusive Verluste oder ähnlichem. Daher stimmt deine Rechnung mit dem Wirkungsgrad so nicht so ganz. Du berechnest ja nur die Übereinstimmung, mit dem theoretischen Leistungsbedarf. Wäre der jetzt genau in Übereinstimmung mit den rechnerischen Ergebnissen, wäre der Wikungsgrad, nach deiner Rechnung, 100%, was so schon mal gar nicht sein kann.

Du müsstest eigentlich messen, wie viel der zugeführten elektrischen Leistung in Vortrieb umgewandelt wird. Daraus könntest du dann den Wirkungsgrad deines Setups berechnen und hättest eine Aussage über die Qualität der Abstimmung. Der Vergleich mit Jo's Werten sagt dir nur, ob das Tool von Jo mit der Realität übereinstimmt (also sämtliche Verluste mit eingerechnet wurden) oder nicht.

 

Fahr dich also mal nicht auf die 50% ein, dieser "scheinbar schlechte" Wert kommt wohl daher, dass dein Boot einfach ein bisschen zu schnell ist, um von Jo's Tool vernünftig berechnet werden zu können.

 

Das Tool ist spitze, wenn es um Verdränger und Halbgleiter geht, alles was darüber hinaus geht, bringt es einfach an seine Grenzen und man muss mit, von der Realität abweichenden, Ergebnissen rechnen.

 

Für dich relevant ist, dass die Motoren kalt bleiben. Würden die heiß werden, wüsstest du, dass was nicht stimmen kann. Dann wäre die Motoren nämlich an der Leistungsgrenze und das wäre gar nicht gut. Solange die aber kühl/handwarm bleiben, ist alles im grünen Bereich und du hast eigentlich die perfekte Abstimmung erwischt.

[Guest skipperdooley]

Hallo,

 

ich weiß, dass die ganze Betrachtungsweise natürlich nicht hoch wissentschaftlich ist. Mit dem praktischen Ergebnis bin ich ja durchaus auch zufrieden, wobei es heute Morgen mit ca. 12° natürlich auch noch relativ kühl war.

 

Mich hat eher interessiert, ob das jetzt in den Augen der erfahrenen Füchse hier ein Indiz für eine gelungene Abstimmung ist oder nicht. Nicht perfekt, aber gelungen. Von daher konntest Du mich ja beruhigen...

 

Hanjo hatte mir mal geschrieben, dass wirtschaftliche Halbgleiterfahrt bis 2,5 - 3-fache Rumpfgeschwindigkeit geht, danach kostet es dann ordentlich Strom. Hängt dann natürlich auch stark vom Boot ab.

 

Schönes Pfingstwochenende

[Guest Jo_S]

Seitenmotoren, zwei Robbe 755/40 an 14,4 V und 55m-Raboesch C3

Mittelmotor Graupner Speed 900 an 16,8 V und 60mm Raboesch C3 im Boosterbetrieb

Ergebnis: der Jeti-Sensor spuckt für die beiden Seitenmotoren bei Vollast eine Stromaufnahme von zusammen ca. 11 A bei aus, für den Mittelmotor 18 A.

An dieser Stelle ergibt sich eine generelle Problematik. Ich halte nicht besonders viel von unterschiedlichen Seiten-/Mittelmotoren, wenn man nicht genau weiss, was man macht. Aus einem einfachen Grund: wenn die Motoren und Props nicht exakt aufeinander abgestimmt sind, stressen sie den jeweils schnelleren Motor unnötig stark. Das kann also durchaus sehr schnell kontraproduktiv werden.

 

Was du bei unterschiedlichen Motoren / Props tun musst, ist folgendes: berechne die Vortriebsgeschwindigkeit für beide Motoren-/Prop-Kombinationen getrennt voneinander!!! Das Ergebnis sollte in beiden Fällen möglichst identisch (oder nahe beieinander) sein. Wenn sich Abweichungen ergeben, musst du die Betriebsspannung und/oder Propgrösse der einen Kombi (Seite oder Mitte) ändern!

 

Warum? Wenn die Vortriebsgeschwindigkeiten nicht identisch sind, wirkt der jeweils langsamere Motor als Bremsfallschirm für den schnelleren. Und so ein Motor kann ganz nett bremsen. Der schnellere Motor wird also eingebremst und geht damit zwangsläufig in der Stromaufnahme hoch (bzw. im Wirkungsgrad runter). Du produzierst damit also künstlich Verlustleistung. Im Zweifelsfall kann das sehr schnell dazu führen, dass der dritte Motor sogar kontraproduktiv wird. Sprich: dass du in den dritten Motor viel mehr Energie reinstecken musst, um die Bremswirkung des anderen Motors zu überwinden. Dann wäre es sogar besser, die "Bremsfallschirme" ganz wegzulassen und nur einmotorig zu fahren.

Ergo: sowohl die Betriebsspannungen als auch die Propgrössen MÜSSEN aufeinander abgestimmt sein. Das kannst du mit dem Tool ganz simpel überprüfen bzw. abgleichen.

Leider sind die gelieferten Motordaten von Robbe / Graupner beschissen. Auf der sicheren Seite bist du dann, wenn du die konkreten Motordrehzahlen misst und dann mit dem jeweiligen Propvortrieb multiplizierst.

Jo S geht in seinem Tool von einem Leistungsbedarf von 20 W/kg aus. Da der Pott heute Morgen ca. 12 kg gewogen hat, entspräche das einem Wirkungsgrad von gut 50 % .

 

Ich hatte es schon ganz am Anfang geschrieben: sieh die Werte als gute Hilfestellung, um Fehlabstimmungen zu vermeiden, aber nicht als "absolute" Werte. Es sind immer nur Näherungen. Können es auch nur sein, weil jeder Rumpf andere Gleit- und Widerstandseigenschaften hat. Dazu kommt das oben gesagte: die Kombis scheinen mir nicht optimal abgestimmt zu sein (habe es aber noch nicht detailliert nachgerechnet), was zwangsläufig zu höheren Stromaufnahmen / geringerem Gesamtwirkungsgrad führt.

 

Noch eine Anmerkung: in Anbetracht der Tatsache, dass du jedes zusätzliche Gramm Bootsgewicht mit teurer Antriebsleistung erkaufen musst, würde ich generell so leicht wie möglich bauen. Und dementsprechend auch die leichtesten RC-Komponenten / Akkus wählen. Antriebsleistung und Gewicht hängen unmittelbar zusammen (unabhängig von der Rumpfform). Die Geschwindigkeit steigt erst mit der dritten(!) Potenz der Antriebsleistung. Das sollte hinreichend deutlich machen, wie wichtig Leichtbau bei Gleitern / Halbgleitern ist.

Edited May 25, 2012 by Jo_S
Text ergänzt

[Time Bandit]

Grundsätzlich würde ich den Mittelmotor mit der gleichen Spannung betreiben wie die Aussenmotoren. Also nur 1 Akku für alle.

Da würde ich auch zu den stabileren Lifepo tendieren, zumal es die 10Ah Zellen mittlerweile ab 14€ gibt.

 

Der 900er dreht leer leicht höher als die Robbe Motoren und hat zudem den größeren Prop, eventuell kriegst du noch einen besseren Gesamt-Wirkunsgrad hin wenn die 3 Motoren gleichmäßiger ausgelastet sind.

 

Ich glaube aber nicht, dass die Aussenmotoren derzeit bremsen, dafür sind die 5A Aufnahme viel zu hoch. Die Wirkungsgradverbesserung muss also nicht funktionieren (bei Servomotoren könnte man das sogar ausrechnen wieviel Leistung du unnötig verbrennst, bei den Billigblechis traue ich mir das nicht zu zumal es dafür gescheite Diagramme braucht).

Du kannst das aber zumindest ansatzweise auch mit deinem jetzigen Setup ausprobieren indem du auf den Mittelmotor mal einen 55er und einen 50er Prop aufziehst.

Dabei sollte deine Geschwindigkeit eigentlich kaum einbrechen, die Motoren aber näher hin zu gleichmäßigerer Auslastung kommen.

Wenn die Geschwindigkeit stark einbricht kannst du den Versuch aber vergessen

 

 

Dein Gesamtwirkungsgrad im System ist übrigens garantiert höher als 50%. Wenn deine Motoren 230W in Wärme verbrennen würden, dann wären die deutlich heißer.

 

Wie die anderen schon geschrieben haben sind die 20W/kg nur ein Näherungswert. Je nach Rumpfform und Größe komme ich auf Werte (teilweise habe ich aber Motorenwirkungsgrade angenommen) zwischen 15W/kg und 40W/kg (Einen Ausreissser mit ca. 100W/kg habe ich, da ist aber nen Jet drin) für ca. 2-fache Rumpfgeschwindigkeit.

Wobei der spezifische Leistungsverbrauch laut meinen Messungen sinkt, je größer die Modelle werden (Gemessen hab ich ca. 10 Halbgleiter von 350 - 1800 mm Länge und 300g - 25kg Gewicht). Ich denke mal das liegt an den Props.

 

Ich gehe mal davon aus dass du etwas über 2-facher Rumpfgeschwindigkeit bist, wodurch dieser Wert entsprechend dem Multiplikator dann in 3ter Potenz steigt...

 

Also richtig rechnen könnte man wenn du noch nen Drehzahl und Drehmomentsensor hast oder wir rausfinden welche Blechitype von Johnson/Mabuchi und Co. sich genau hinter den Robbe / Graupner Motoren versteckt.

 

Um den Gesamtwirkungsgrad zu verbessern kannst du auch mal insg. kleinere Props probieren. Eventuell werden die Motoren durch die große Blattfläche unnötig eingebremst und die erreichst mit kleineren Props die gleiche Geschwindigkeit aber mit geringerem Stromverbrauch, weil die Motoren insg. in einem Bereich mit höherem Wirkungsgrad betrieben werden.

[Guest skipperdooley]

Hallo,

 

vielen Dank für die Beiträge.

 

Interessiert hatte mich halt, ob die Überlegung zum Wirkungsgrad so überhaupt richtig ist. Wahrscheinlich gibt es optimalere Kombinationen als die von mir gewählte. Allerdings ist das Modell mein erstes selbst gebautes überhaupt, von daher bin ich schon ganz froh, wenn die Abstimmung in Ordnung ist.

 

Wie vorhin geschrieben, nicht perfekt, aber einigermaßen gelungen.

 

Ich habe nicht den Eindruck, dass die Seitenmotoren, den Mittelmotor bremsen. Da ich heute ohne Mischer gefahren bin, konnte ich sie auch einzeln ansteuern und nur mit Mittelmotor, war sie spürbar langsamer als mit allen drei Motoren. Daraus schließe ich mal, dass die Seitenmotoren auch bei voller Fahrt den Mittelmotor noch deutlich unterstützen.

 

Eine Überlegung, die Akkus zu ändern, war auch, dann für alle Motoren die gleiche Spannung zu nutzen, um die Drehzahlken weiter anzugleichen.

 

Mit den Props kann ich in der Tat noch spielen, zwei 50-er hab ich auch noch. Weitere Sensoren allerdings nicht.

 

Vielleicht melde ich mich ja mal bei Youtube an, dann können wir noch eine Videoanalyse starten....

 

Schöne Pfingsten und frohes Schippern...

Edited May 25, 2012 by skipperdooley

[Guest Hanjo]

Hallo,

ich halte die Abstimmung vordergründig erst einmal für gelungen. Dass du mit der Fahrzeit unzufrieden bist, hängt primär daran, dass Du halt nicht wie ein Kapitän beim Schaufahren nur sekundenweise Speed machst sondern offensichtlich recht zügig unterwegs bist. Da bringt die Boosterkonfiguration keinen echten Vorteil.

Trotzdem, es kann gut sein, dass 10 Prozent zahmere Props die Geschwindigkeit nur minimal einbrechen lassen, da die Drehzahl hochgeht, während die Stromaufnahme um mehr als 20 Prozent sinkt. Das muss man testen.

Es kann auch sein, dass Dein Boot auf ein gerades Bild bei Speed getrimmt ist. Schnelle Halbgleiterfahrt benötigt zuviel Kraft wenn die Bugwelle nicht weit genug durchwandert. Also nicht zu krampfhaft den Bug durch Trimmung runterdrücken.

Die Nase darf sich erst bei echter Gleitfahrt komplett senken, die aber Dein Schiff wohl nicht erreichen kann.

Gruss Hanjo

[Guest skipperdooley]

Moin,

 

so die kleineren Props sind montiert, 55 mm mittschiffs und 50 mm außen.

 

Bin gespannt, wie es sich auswirkt. Nächste Woche wird getestet. Dann werde ich hoffentlich auch mal ein Video einstellen können.

[Guest Jo_S]

Tom, der TimeBandit meinte das anders: NUR den Mittelmotor-Prop verkleinern, nicht die äusseren! Sonst wird das Boot lediglich langsamer, aber die Motoren werden weiterhin ungleichmässig ausgelastet.

 

Der Hintergrund dieser Überlegung ist ja folgender: du betreibst den Mittelmotor momentan sowohl mit höherer Drehzahl als auch mit grösserem Prop. Sprich: spürbar mehr Vortrieb als die Seitenmotoren. Grössere Props haben ja auch (bei gleichem Steigungsfaktor) einen höheren Vortriebsweg. Du willst nun die Stromaufnahme senken und fährst offensichtlich viel mit Mittelmotor. Da wäre die logische Konsequenz, den Vortrieb der drei Motoren aneinander anzugleichen. Also entweder Spannung Mittelmotor reduzieren oder Prop Mittelmotor verkleinern (oder drei gleiche Motoren mit gleichen Props).

 

Nochmal: jeden km/h mehr an Endgeschwindigkeit erkaufst du teuer über eine Menge Zusatzleistung, die du reinstecken musst. Sprich: schon ein km/h weniger Endgeschwindigkeit erhöht die Fahrzeit spürbar! Wenn deine Kaisen z.B. mit 50 Watt auf die Rumpfgeschwindigkeit von 6 km/h kommt (und das reicht sicherlich!), brauchst du schon 400 Watt für 12 km/h (2-fache Rumpfgeschwindigkeit). Bei 13 km/h (= 2,183-fache Rumpfgeschwindigkeit) brauchst du schon 508 Watt! In dem Beispiel also 108 Watt mehr für 1 km/h! Analog dazu: 14 km/h = 235 Watt mehr, 15 km/h = 381 Watt mehr usw.

 

Gleitfahrt wird bei rund 2,8-facher Rumpfgeschwindigkeit erreicht (falls das entsprechende Boot überhaupt gleiten kann!). In unserem Beispiel wären das 16,8 km/h - da bräuchtest du dann schon rechnerische 1098 Watt!

 

Du siehst also: es ist wesentlich effektiver, auf ein kleines bisschen Endgeschwindigkeit zu verzichten und die Motoren anzugleichen, als die Akkukapazität zu vergrössern.

 

EDIT: bei dem Geschreibsel hier fällt mir gerade ein, dass man das Kalkulations-Tool ganz einfach und sehr effektiv für Halbgleiter umschreiben könnte, indem der Leistungsbedarf nicht pauschal angesetzt wird, sondern in Relation zur Rumpfgeschwindigkeit berechnet wird. Ich werde das beizeiten mal machen - dann sieht man auch die drastischen Auswirkungen viel besser und kriegt individuell besser passende (theoretische) Leistungswerte...

Edited June 1, 2012 by Jo_S