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Zahlen, Daten,
Fakten
Sowohl bei den Bezeichnungen für den Motor als auch bei den
Luftschrauben finden wir mysteriöse Zahlen in der Bezeichnung. Fangen
wir mal mit dem Motor an.
Motorgröße
...2208... bedeutet meist, dass der Stator des Motors
einen Durchmesser von 22mm und eine Stärke von 8mm hat.
Der Stator ist das Blechpaket, das die Wicklung beherbergt. Beim
Außenläufer liegt das innen und dreht sich nicht (deswegen Stator). Das
bewegliche Teil ist die außen liegende "Glocke", in die die Magnete
geklebt sind (deswegen Außenläufer).
ACHTUNG: Manche Hersteller geben statt der Statormaße die Außenmaße des
Motors an. Ein Motor mit 22mm Statordurchmesser hat etwa 28mm
Außendurchmesser.
Motor-KV
Die KV-Angabe beschreibt die spezifische Drehzahl des
Motors. 2600kv
bedeutet, dass die Nenndrehzahl des Motors 2600 Umdrehungen/Minute
pro Volt ist. Betreiben wir den Motor ohne Propeller mit 10 Volt
und mit 100% Drossel, dreht er mit 26.000 Umdrehungen pro Minute. Wir
wollen ein schnelles Modell, deshalb interessieren uns Motoren
mit einer hohen spezifischen Drehzahl von 2600kv - 3000kv. Würden wir
einen Antriebsakku mit mehr Zellen verwenden, müssten wir einen
Motor mit geringerer spezifischer Drehzahl wählen. Oder wir verwenden
eine kleinere Luftschraube. Mit 4 Zoll Durchmesser sind wir aber schon
an der unteren sinnvollen Grenze.
Akku
Ich weiß nicht, ob ich zur Akkukennzeichnung noch viel
Worte verlieren
muss. Ich
verwende für die hier vorgestellten Daltas folgenden Antriebsakku: 3S
/ 1000mAh / 35-40C.
Dazu mal ein paar Zahlenspiele:
- 3S ist klar: 3 Zellen in Reihe (seriell)
geschaltet sind 3 * 3,7V = 11,1 Volt Nennspannung.
- 1000mAh heißt, der Motor würde rein
rechnerisch bei 20A Vollgas-Motorstrom 1.000 / 20.000 = 0,05 Stunden
laufen. Das wären 3 Minuten. Mit der Realität hat das nicht viel zu
tun. Erstens sollten wir unseren geliebten Lipo-Akku nicht unter 80%
entladen. Zweitens wird die maximale Leistungsaufnahme mit zunehmender
Entladung des Akkus geringer. Witziger Weise heben sich beide Effekte
fast auf. Der fallende Motorstrom macht sich so stark bemerkbar, dass
wir am Ende bei ca. 3,5 Minuten Vollast landen und im Akku bleiben die
gewünschten 20% Restkapazität.
- 40C: Das bedeutet der Akku darf mit dem
40-fachen der Nennkapazität belastet werden. Die angenommenen 20A bei
unserem Delta wären schon 20C und die sollten wir nicht ausreizen.
Kaufen wir einen Akku mit Luft nach oben, wird er länger leben und
durch uns durch die bessere Spannungslage mit einem flotteren Modell
belohnen. Aber ACHTUNG: Es gibt Akkus mit astronomischen C-Raten. Das
wird oft durch ein deutlich höheres Gewicht erkauft. Richtwerte für
1000mAh sind: 40C: 90g, 60C: 100g.
Luftschraube
Jeder Modellbauer kennt die Größenangaben wie
9x6. Internationaler
Standard ist immer noch die Angabe in Zoll und 9x6 bedeutet,
dass die Luftschraube einen Durchmesser von 9 Zoll und eine Steigung
von 6 Zoll hat. Die Steigung gibt an, wie weit sich die
Luftschraube in einem Medium ohne Schlupf bei einer vollen Umdrehung
nach vorne bewegen würde. Als Medium ohne Schlupf stelle ich mir immer
eine Gelantine-Block vor. Im Multicopterbereich hat sich eine andere
Bezeichnung etabliert; hier hieße unsere 9x6 dann 9060
(blöderweise wird eine 10x6 dann zur 1006).
Wir merken schon, wenn wir schnell fliegen wollen, brauchen wir viel
Steigung. Viel Steigung und hohe Drehzahlen ergeben eine hohe
Geschwindigkeit des Luftstrahls und das macht unser Modell schnell. Die
Leistungsabgabe unseres Antriebs hat natürlich Grenzen und wir wollen
in einem möglichst guten Wirkungsgradbereich bleiben. Schließlich
wollen wir ja auch noch etwas Flugzeit genießen und uns nicht die
Finger am Motor verbrennen. Unsere Beispielluftschraube 9x6 hat zwar
eine verheißungsvolle Steigung, wäre aber eine totale Fehlanpassung.
Sie würde unseren Antrieb extrem überlasten. Den größten Einfluss auf
den Leistungsbedarf einer Luftschraube hat der Durchmesser. Wir müssen
runter mit dem Durchmesser! 4 - 4,5 Zoll ist für unser Modell die
richtige Größe. Für die Steigung nehmen wir so viel, wie wir am Markt
bekommen. Was es so gibt, ist links abgebildet. Die beiden unteren
werden mit dem Maßen 4045 beworben, versprechen also 4,5 Zoll
Steigung. das erscheint aber beim augenscheinlichen Vergleich mit der
Bullnose unwahrscheinlich. Zusammen mit dem schmalen Blatt wird
bedeutend weniger Leistung aufgenommen. Für unsere Zwecke sind die
unteren beiden ungeeignet.
Das Messen vom Standschub ist für schnelle Modelle übrigens sinnfrei.
Große, langsam drehende Luftschraube werden immer mehr Standschub
haben, als das was wir hier verwenden. Damit können wir aber nicht
schnell fliegen.
Tipp in diesem Zusammenhang: Montieren wir für einen Antrieb ein
Luftschraube mit höherer Steigung, wird die Stromaufnahme nicht weit
steigen. Vergößern wir jedoch den Durchmesser, ändert sich die
Stromaufnahme stark! In solchen Fällen müssen wir vor längerem
Betrieb immer den Strom messen. Schnell sind die Komponenten überlastet
und der
Akku viel schneller leer als vermutet.
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Luftschraube
auswuchten
Mit Ausnahme der oben erwähnten
Gemfan, haben sich alle Propeller in unbehandeltem Zustand als
Vibratoren erwiesen. Wir müssen auch bedenken, dass sich die kleinen
Quirle bis zu 28.000 Mal in der Minute drehen. Da ist ein sauberer Lauf
ein Muss.
Eine unbedingte Voraussetzung dafür ist, dass der Prop stramm auf der
Welle des Mitnehmers sitzt. Ist da geringstes Spiel, müssen wir die
(5mm)-Welle mit Tesa umwickeln bis der Propeller stramm sitzt.
Zum Auswuchten selber bediene ich mich inzwischen eines solchen Geräts.
Die Achse wird von Magneten einigermaßen reibungsarm zwischen den
Seitenteilen gehalten. Knackpunkt sind die konischen
Befestigungsmuttern, zwischen die die Luftschraube gespannt wird. Sind
die nicht genau gearbeitet, wird das Ergebnis entsprechend verfälscht.
Auch meine ist kein Präzisionswunder und Ergebnis differiert leicht, je
nach Stellung der Luftschraube. Im Großen und Ganzen funktioniert es
aber.
Bevor ich auf derartige Gerätschaften zurückgreifen konnte, habe ich
die Props immer auf dm möglichst glatten Schaft eines kleinen
Schraubenziehers gewuchtet. Wenn man den schnell hin- und her dreht um
die Anfangsreibung auszutricksen, war das einigermaßen brauchbar. Auf
jeden Fall besser als nicht wuchten.
Die Balance stelle ich her, indem ich auf der leichteren Blattrückseite
Klebestreifen aufbringe. War es zu viel, ritze ich den Klebestreifen
auf dem Prop längs ein und ziehe eine schmalen Streifen wieder ab. Im
Bild rechts ist zu sehen, dass zwei Klebestreifen übereinander
erforderlich waren.
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Konkrete Antriebsvorschläge
Budget
Zwar "Budget", aber trotzdem nicht lahm. Eigentlich
machen wir damit
nichts falsch. Der Motor vom Typ A2208 / 2600kv
wiegt 37g und kommt immer mit dem abgebildeten
Zubehör. Wenn wir günstig beim Chinesen kaufen, müssen wir mit ca. 8 €
für den Motor rechnen (incl. Versand, Stand 2024). Das Montagekreuz
benötigen wir nicht, ergibt aber eine
praktische Bohrschablone. Der Antrieb geht funktioniert mit allen
Luftschrauben von 4 - 4,5 Zoll Durchmesser. Mein Favorit ist aber die
abgebildete Gemfan Flash 4052 Dreiblatt. Die ist leise,
effizient und musste bei mir
nicht ausgewuchtet werden. Bei 11V zieht dieser Antrieb ca. 19A.
Rüsten wir zur Bullnose 4045 ab, sind es nur noch 15A.
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Copter
Für Multicopter gibt es einen ganzen Haufen geeigneter
Motore. Wir
wissen ja jetzt worauf wir achten müssen, damit der zu unserem Delta
und dem 3S - Akku passt. Ich habe mal zwei Motore rausgesucht, die
preislich interessant sind. Da die höher drehen, als die 2600kv des
Vorschlags oben, wäre ich mit der Dreiblatt vorsichtig. Ich empfehle
die weniger leistungshungrige Bullnose 4045. Oft werden zwei Varianten
mit CW oder CCW angeboten. Das meint die Gewinderichtung und ist eine
Anpassung an die Drehrichtugen bei Multicoptern: CW = clockwise =
Rechtsgewinde, CCW = counter clockwise = Linksgewinde. Ich nehme immer
CW, da bleibt es bei den gewohnten Abläufen beim Befestigen der
Luftschraube. Auch bei linksdrehenden Antrieben hat sich bei mir noch
nichts gelöst.
Bei 11 V müssen wir mit folgenden Strömen rechnen (ich kann nur mit
vergleichbaren Motoren messen) :
- 19A mit der empfohlenen Bullnose 4045.
- 23A mit der KMP 4.5x4.5.
- 24,5A mit der Gemfan 4053 Dreiblatt.
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