Mal wieder der Propeller: Einige Detailfragen...

Forum - Technik & Flugzeuge
  • Hallo,

    ich habe das Forum schon durchstöbert und bin auf einige Diskussionen Verstellpropeller vs Ground Adjust etc gestossen, aber ein paar Fragen hätte ich da noch:

    Da es bei den meisten ULs ja doch um jedes Kilo geht, wäre neben dem wahrscheinlich effektivsten Ansatz des Biotunings der Insassen ja die Reduktion des Gewichts des Fliegers. Ein Verstellpropeller nebst Regler liegt ja durchaus ein paar Kilo über dem eines einstellbaren Props, sowohl im Gewicht wie auch im Preis. Da der Rotax 912 aber eher recht zahm ausgelegt ist, ist der Verbrauch bei nicht optimaler Drehzahl zu Ladedruck nicht wesentlich höher als im Optimum, zumindest laut des hier irgendwo hinterlegten Muscheldiagramms. Also liegt der Gewinn des Verstellprops hauptsächlich in der Fähigkeit, auch beim Takeoff schon dicht an der Drehzahl für max Power zu sein. 

    Frage dazu: Wie viel mehr leistet denn der 912 bei 5500rpm statt 5100rpm?

    Gibt es da ein rpm-zu-power-Diagramm?

    Oder hat einer Erfahrungswerte nach Einbau eines Verstellprops?

    Ebenfalls scheint es Propeller zu geben, die in einem gewissen Bereich selber flexen bzw sich aerodynamisch ändern.

    Wie genau geschieht dies? Verwindet sich der Prop oder sorgt die sich ändernde Anströmung dafür?

    Mir geht es darum, festzustellen, ob ich nicht mit der geringeren Komplexität eines evtl. nur am Boden einstellbaren Propellers und dem dadurch erzielbaren Gewichtsverlust nicht besser fahre bzw fliege.

    Ich lese mich gerade in dieses und andere Themen ein, möchte ein UL aber eher als Transportmittel nutzen, das reine Platzrundenschrubben wäre nicht im Programm, genauso wie Schleppen etc. 

    Danke für euer Wissen und eure Geduld, mich weiterzubilden,

    Raller

  • Hallo Raller,

    hier die Prüfstandwerte meines 912 bei Franz:

    5800 -> 83PS

    5500 -> 79PS

    5000 -> 70PS

    4500 -> 60PS

    Gruß

    Thomas

  • Hallo Thomas,

    das ist ja schon mal sehr brauchbar, vielen Dank!

    Ist dein Prop im Flug verstellbar?

    Mit welcher Drehzahl startest du?

    Was ist deine bevorzugte Drehzahl im Cruise?

    Nochmal Danke,

    Raller

  • Guten Morgen Raller,

    bezüglich des von Dir beschriebenen Muscheldiagrammes bin ich sehr neugierig.

    Habe dieses für meine Bachelorarbeit bei Rotax angefragt und noch nicht mal eine Antwort erhalten.

    Die Drehmoment/ Leistungskurven kannst du dem Handbuch des 912er Motors entnehmen. Steht zum Download bei Rotax auf der Homepage. Falls du fragen zu Leistung und Verbrauch hast solltest du nur das Handbuch benutzen und nicht die "Hochglanzbrschüre", da die dort veröffentlichten Daten nicht stimmen bzw. nicht mit den Daten des Handbuches übereinstimmen.

    Wer das anhand des von Rotax angegebenen spezifischen Verbrauches von 285g/Kwh bei 75% Nennleistung (60PS) nachrechnet wird auf ca. 16,2l/h kommen. Diese Angabe stimmt mit dem Handbuch überein. Die Leistung von 60PS/ 44KW soll laut Leistungs-/ Drehzahldiagramm übrigens bei ca. 4.200 UPM anliegen.

    Fragen zu Propellereinstellungen u.ä. können Dir andere Forumsteilnehmer garantiert besser beantworten als ich.

    Allen ein schönes Wochenende

    Gruß

    Helge

  • Der Vorteil eines Verstellpropellers liegt darin, über den üblichen Betriebspunkt des PROPs bei Phi3/4 den Blattwinkel jederzeit einstellen zu können, so daß kleine Winkel besseres Steigen ergeben bzw. größere eine höhere Reisegeschwindigleit, und zwar bei gleicher Leistungseinstellung des Motors. Geschickt eingesetzt, dürfte wegen der damit einhergehenden Spritersparnis das Mehrgewicht der PROP-Verstellmechanik kompensiert werden können, also vor der Hand einige Liter pro 0,71 kg weniger getankt werden müssen, was direkt zur Ersparnis in Form weniger induzierten Widerstandes beiträgt, der bekanntlich bei hohen ca-Werten ein Mehrfaches des Profil-Widerstandes ausmachen kann: (ca^2 x Pi)/Lambda (Streckung).

    Es gilt: Je aerodynamisch hochwertiger ein Flugzeug ist, umso eher ist genau so eine Spritersparnis analog zum Leistungspotenzial möglich und auch angezeigt.

    hob

  • Hallo!

    > hier die Prüfstandwerte meines 912 bei Franz:
    > 5800 -> 83PS
    > 5500 -> 79PS
    > 5000 -> 70PS
    > 4500 -> 60PS
     
    Hmmm... so ist das ganze noch nicht ganz aussagekräftig.
    Sind das Leistungswerte beim Durchfahren der Drosselklappenstellungen
    oder sind es die Leistungswerte durch erhöhen der Last (runterbremsen) bei Vollgas (WOT)?
     
     
    > Da es bei den meisten ULs ja doch um jedes Kilo geht, wäre .... ja die Reduktion des Gewichts des Fliegers...
     
    In der Tat!  (Wenn doch nur mehr Käufer diese Erkenntnis schon hätten :-)))
     
     
    > Ebenfalls scheint es Propeller zu geben, die in einem gewissen Bereich selber flexen bzw sich aerodynamisch ändern.
    > Wie genau geschieht dies? Verwindet sich der Prop oder sorgt die sich ändernde Anströmung dafür?
     
    Typische Vertreter dieser Art sind der klassische WarpDrive und der DUC swirl.
    Beides hervorragende Propeller, wenn es darum geht einen am Boden einstellbaren
    Prop über einen relativ großen Fluggeschwindigkeitsbereich effektiv zu betreiben.
     
    Aber Verwinden tut sich bei den beiden garnichts :-)   die sind steif wie nur was.
    Diese Props haben ein sehr schmales Blatt mit hoher Streckung und erzeugen bei zunehmender
    IAS (und gleichbleibender Gasstellung) nich mehr viel Drehzahlzunahme.
    (hob wird Dir das über eine Menge Formeln und Diagramme erklären können - ich kann es nicht)
     
    Aber "in echt" bedeutet das:
    Diese Props können für den Startlauf mit kleiner IAS schon auf eine recht hohe Drehzahl
    eingestellt werden, ohne im Flug dann zu "überdrehen".
    (Das war jetzt mal ganz grob und auf die schnelle die Anwendung in der Praxis zusammengefasst)
     
    Es gibt glühnede Verfechter des ganzen Verstellkrams, aber ich bin nach wie vor der
    festen Überzeugung, an einem 08/15 UL, welches _nicht_ für Banner- oder
    Segelflugzeugschlepp genutzt werden soll, ist ein Versteller übergewichtiger Quatsch.
     
    Die DUCs und WarpDrives funktionieren von 0-2XX km/h bei geringem Gewicht, geringen Kosten
    und geringer Wartung absolut gut.

    Praxisbeispiel:
    DUC 3-Blatt / FK9 80PS / Startdrehzahl Vollgas 5200 U/min.
    Reiseflug z.B. 170km/h bei ca. 4800 U/min und etwas über 12,5 l/h
    oder 160 km/h bei ca. 4600 U/min und 11,5 l/h.

    Das ganze mit einem Prop, der 3500 gramm wiegt und dessen Wartung
    fast gegen null geht  ;-))
     
    Meine persöniche, grobe Zusammenfassung:
     
    - Banner-Segler-Schlepp, Ultra-Kurzstart Notwendigkeit ->  Versteller
    - Platzrunden eiern oder Reiseflug ->  (Fest) Einsteller
     
     
    BlueSky9
     
    P.S.
    > ... dürfte wegen der damit einhergehenden Spritersparnis das Mehrgewicht
    >  der PROP-Verstellmechanik kompensiert werden können...
     
    Der WOODCOMP Versteller einer WT9 wiegt komplett (glaube ich) fast 13 kg!
    Das sind zu einem DUC +9kg oder 12 Liter Sprit.
    D.h. selbst wenn Du eine 4h Etappe am Stück durchfliegts, dann müsste Dir der
    Versteller schon 3 Liter/h sparen, um sein Gewicht zu kompensieren...
    ...das schafft er im Leben nicht!!
    (mit den 12 litern Sprit kann ich schon eine ganze Stunde fliegen gehen,
     da steht der Versteller mit "Null Litern" nur am Boden rum :-)))
    -> Versteller am UL = unter akademischen Gesichtspunkten interessant
        aber im realen Einsatz nur Mumpitz in Tüten.

  • Hallo und danke für eure Beiträge,

    das Muscheldiagramm habe ich hier im Forum irgendwo gesehen bzw es war verlinkt. Ich hab relativ viel durchgeklickt und nicht mehr so ganz auf dem Radar, was wo war. Es kann auch sein, das es kein spezielles 912er-Diagramm war.

    Folgende Frage zum Prop: Ich möchte eigentlich von der Planung her zwischen 6500 und 8500 ft fliegen, und das Ganze eben so, das in Abhängigkeit vom Flieger eine sinnvolle Geschwindigkeit erreicht wird. Bei z.B. einer CTSW wäre das m.M.n. oberes Ende des grünen Bereiches, also irgendwo bei 220-230 IAS. Um den Prop einzustellen, würde ich also auf 7500 Fuss steigen und bei Vollgas beschleunigen und dann schauen, wo sich Drehzahl und Speed einpendeln. Dreht der Prop zu hoch, muss mehr Pitch her, dreht er zu niedrig, verschenke ich Start- und Steigleistung. Bei 7500 Fuss müsste der Ladedruck eh so sein, das ich bei voll geöffneter Drosselklappe etwa 75% Dauerleistung anliegen habe. Oder denke ich völlig falsch?

    Bei dem Szenario wäre ein Prop, der nicht so stark hochdreht, von Vorteil, da er mir ein weiteres Feld in der Geschwindigkeit erlaubt, wie der o.g. DUC Prop. Deswegen ja auch meine Ausgangsfrage: Hat jemand echte Erfahrungswerte an der Hand, wie groß der Vorteil des komplexeren Systems in echt ist?

    Dazu gleich noch ne Frage: Wie sieht denn der Wirkungsgrad eines Props bei Drehzahl vs Speed aus?

    Gibt es da auch Diagramme oder Tabellen? Eine reine Reduktion der Drehzahl bei stärkerem Schubverlust wäre ja kontraproduktiv..

    Danke,

    Raller

  • Praxisbeispiel:
    DUC 3-Blatt / FK9 80PS / Startdrehzahl Vollgas 5200 U/min. 
    Reiseflug z.B. 170km/h bei ca. 4800 U/min und etwas über 12,5 l/h 
    oder 160 km/h bei ca. 4600 U/min und 11,5 l/h.

    Bei unserer Vereinsmöhre (auch FK9, 80 PS) ist der DUC wohl noch mehr auf Reise eingestellt. Wir schaffen beim Start nur 4800 upm und haben bei 170 km/h (IAS bei 3500 ft) ca. 4400 upm anliegen. Steigen zu zweit mit 1000 ft/min. Der Verbrauch ist ähnlich.

    Diese Firma schreibt etwas ausführlicher über ihre einstellbaren Propeller. 

    VG

    Thomas

  • Moin,

    danke für die Daten.

    Und vor allem für den Link zu der Firma. Jetzt ein kurzer Gedankensprung:

    Was alles muss getan werden, um einen neuen Propeller legal betreiben zu können?

    Neben der Abnahme durch einen Prüfer muss doch wahrscheinlich auch ein Lärmzeugniss her. Muss auch das Flughandbuch geändert werden? Es können sich ja Startleistung etc deutlich ändern...

    Raller

  • Beim Verstellprop kann man sich im Allgemeinen leisten einen volleren Propellerblatt zu montieren. Damit ist der Wirkungsgrad im optimalen Bereich besser (tatsächlicher aerodynamischer Anstellwinkel).

    Das er in anderen Bereichen dafür schlechter ist, ist kein Problem, weil man ihn ja verstellt.

    Im Start haben Props ein Wirkungsgrad um die 55%. Da ist schon was zu holen. Beim cruisen hingegen ist mit ca 85% weniger Verbesserungspotential.

    Deswegen ist wohl der Schubgewinn größer als das was die simple Leistungsproportion ergibt. 

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