Weerstand van een stilstaande of draaiende prop . . .

Discussie in 'Aerodynamica' gestart door jan brilman, 2 mei 2012.

  1. jan brilman

    jan brilman PH-SAM Forum veteraan

    Lid geworden:
    27 sep 2002
    Berichten:
    12.445
    Locatie:
    groningen
    Ik kom vaak de volgende stelling tegen.

    a. Is dat waar (ik denk van niet), en
    b. als het waar is, waarom is dat dan zo?

    Een verwijzing naar een draadje / link die hierover gaan is uiteraard ook goed.

    Dank.


    jan.
     
  2. Ad Bakker

    Ad Bakker In Memoriam

    Lid geworden:
    20 feb 2009
    Berichten:
    9.124
    Locatie:
    Barendrecht (NL)
    Een uitgebreide discussie hierover.

    Groet,

    Ad
     
  3. Tadango

    Tadango Forum veteraan

    Lid geworden:
    25 jun 2003
    Berichten:
    16.352
    Locatie:
    Groningen
    Het is waar. Waarom? Een draaiende prop neemt energie uit de lucht om te blijven draaien. Een stilstaande prop is weerstand maar neemt geen energie op, is alleen maar weerstand. Je hebt dan een licht koppel. Koppel neemt iets af als hij draait maar toeren x koppel == vermogen.

    Props maken ook veel meer lawaai als ze draaien dan als ze stilstaan. Dat lawaai is weerstand.
     
  4. Algysy

    Algysy

    Lid geworden:
    17 jul 2008
    Berichten:
    489
    Locatie:
    Rotterdam
    Ik kon het me ook nauwelijks voorstellen dat meedraaien meer weerstand gaf, maar het verschil is zelfs duidelijk merkbaar, om niet te zeggen groot.

    Ik heb het eens getest met mijn FunCub, nu heeft die wel een flinke propeller, maar als de "rem" er niet opstaat, en hij draait door de wind mee, zweeft hij aanzienlijk minder ver dan wanneer de prop stilstaat.

    De Mythbusters zouden er absoluut het stempel "true" op geven .

    Grtz,
    Jan
     
  5. DirkSchipper

    DirkSchipper Forum veteraan

    Lid geworden:
    7 jun 2005
    Berichten:
    6.318
    Locatie:
    Utrecht
    In de uitgebreide discussie die Ad Bakker aanhaalt heeft Fotor ook een aantal schetsjes gemaakt over spoed van de prop, (draai)snelheid van het prop-blad, vliegsnelheid, en de daaruit resulterende invalshoek op het propellorprofiel.

    Als de draaisnelheid maar laag genoeg is, resulteert dat in een negatieve invalshoek, en dus in negatieve lift (aandrijvingskracht). De kist wordt dus daadwerkelijk achteruit geduwd. De snelheid wordt dus minder, de lift ook, de kist begint zachtjes aan te vallen, waardoor de tegenwerkende kracht van die prop weer overwonnen wordt. Kortom: een steilere daalhoek.

    Dirk
     
  6. bdoets

    bdoets Vriend van modelbouwforum.nl PH-SAM Forum veteraan

    Lid geworden:
    6 aug 2006
    Berichten:
    9.322
    Locatie:
    Harderwijk
    Waar; en bovendien moet je voor een klapprop óók de rem programmeren, anders gaat hij ook windmillen en dan had je net zo goed een vaste prop kunnen hebben...
     
  7. Bruno van Hoek

    Bruno van Hoek Vriend van modelbouwforum.nl PH-SAM Forum veteraan

    Lid geworden:
    23 aug 2002
    Berichten:
    10.694
    Locatie:
    Almere, MVA (ex-Daedalus Amsterdam)/ PH-SAM/F23D
    Nou en of een draaiende prop meer weerstand heeft...

    Daar kwamen wij op overtuigende wijze achter toen we voor het eerst gingen experimenteren met elektrische aandrijving van F2B modellen.

    Het vliegen van alle figuren lukte eigenlijk meteen al vrij aardig, maar de landing volgens het boekje was vrijwel onuitvoerbaar.
    De landing staat in het reglement ongeveer omschreven als 'het -met stilstaande motor- verlaten van de standaardhoogte in horizontale vlucht en in 1 ronde geleidelijk dalen tot touchdown'
    Was dat met de tot dan gebruikte verbrandingsmotoren een -relatief- koud kunstje, met electro haalden we die 1e ronde niet eens.
    Nu moet je weten dat gasregeling bij F2B niet is toegestaan, dus landen gebeurt altijd na het stoppen van de motor.
    Toen we net begonnen met electro, konden onze regelaars (CC-Ph 45) of met governor of met rem,maar niet allebei.
    Governor was nodig om het motortoerental min of meer belastingonafhankelijk te maken en dat functioneerde onder goede weersomstandigheden redelijk goed.
    Maar remmen na motorstop, ho maar...
    Het lukte niet om ruim een volle ronde uit te zweven zolang de prop bleef 'windmillen'. Het bewijs dat een langzaam draaiende prop meer weerstand levert dan een stilstaande.
    Daar waren wij mooi klaar mee. :bad-words:Want dat kostte punten...
    Bovendien wil je de kist voor de jury tot stilstand laten komen -zie plaatje- en dat konden we dus wel op de buik schrijven.
    Goede raad was duur en wel precies het bedrag van een Kontronik Jazz 55. Die kon en governor en rem tegelijk.
    Met deze combinatie werd op het WK 2006, in gezelschap van een Duitser, een Amerikaan en een Canadees, voor het eerst electrisch F2B op een WK vertoond. De rest vloog nog met die vette zooi...
    En het werkte. De Amerikaan -ooit al wereldkampioen in 1978- was niet te pakken, maar de andere twee werden op de ranglijst ruim gepasseerd, dus dat was niet slecht voor een eerste keer.

    Vlak voor een mooie driepunter op het WK 2006:
    [​IMG]
    De landing voor de jury (EK 2005):
    [​IMG]
     
    Laatst bewerkt door een moderator: 17 nov 2015
  8. jan brilman

    jan brilman PH-SAM Forum veteraan

    Lid geworden:
    27 sep 2002
    Berichten:
    12.445
    Locatie:
    groningen
    Ik geloof dat ik er tot nu toe iets te makkelijk over gedacht heb . . . :oops:

    Iedereen bedankt!

    (Zit stiekem nog te denken aan een opstelling in een soort windtunnnel, met een karretje op rails, met (vrij) draaiende dan wel vastgezette prop, die tegen de wind in een helling af rijdt. Met draaiende prop moet de helling dus steiler, om tegen de wind in te komen . . . :shock: )

    :hammer:


    jan.
     
  9. bdoets

    bdoets Vriend van modelbouwforum.nl PH-SAM Forum veteraan

    Lid geworden:
    6 aug 2006
    Berichten:
    9.322
    Locatie:
    Harderwijk
    Dat kan eenvoudiger hoor. Steek een as in een blokje hout, propeller op de as, en hang het blokje met 2 touwtjes op (zodat de prop dezelfde kant op blijft kijken). Steek de stofzuigerslang in de verkeeerde kant van de stofzuiger (of zet er een ventilator voor) en kijk hoe ver het blokje met prop naar achteren waait als de prop vrij kan draaien, en hoe ver als hij vastgezet is, met een stukje tape of zo.

    Tja, of ga gewoon met een electrozwever vliegen, eerst met, dan zonder rem op de prop...!
     
  10. HansL

    HansL

    Lid geworden:
    28 jul 2011
    Berichten:
    1.830
    Locatie:
    Tisselt (België)
    Gewoon een ideetje ertussen gooien:

    Een prop draaiende houden kost energie, een prop die rondgedraaid wordt wekt energie op... Accu's bijladen terwijl je zweeft?
     
  11. bdoets

    bdoets Vriend van modelbouwforum.nl PH-SAM Forum veteraan

    Lid geworden:
    6 aug 2006
    Berichten:
    9.322
    Locatie:
    Harderwijk
    Tja, dat kán wel... alleen die extra weerstand zweeft niet lekker. Dus het rendement zal tegenvallen.
    Maar je kan natuurlijk altijd proberen het perpetuüm mobilae uit te vinden...
     
  12. Tadango

    Tadango Forum veteraan

    Lid geworden:
    25 jun 2003
    Berichten:
    16.352
    Locatie:
    Groningen
    Alle energie die je op zou kunnen wekken gaat niet in de accu. Rendement van 70% is optimistisch denk ik. Heeft het dus nut? Niet veel :) Rem erop zou nuttiger zijn.
     
  13. bdoets

    bdoets Vriend van modelbouwforum.nl PH-SAM Forum veteraan

    Lid geworden:
    6 aug 2006
    Berichten:
    9.322
    Locatie:
    Harderwijk
    Theoretisch zou het kunnen, als je lang genoeg met behulp van thermiek vliegt om de accu op te laden. Maar dat vliegen in thermiek zal ook weer slechter gaan door de extra weerstand. Dus...
     
  14. Bruno van Hoek

    Bruno van Hoek Vriend van modelbouwforum.nl PH-SAM Forum veteraan

    Lid geworden:
    23 aug 2002
    Berichten:
    10.694
    Locatie:
    Almere, MVA (ex-Daedalus Amsterdam)/ PH-SAM/F23D
    Hebben wij (in 2006) ook al overwogen.
    Met name bij kunstvlucht, F2B in dit geval, zijn er bijna evenveel dalende als stijgende bewegingen.
    Ook zou het op die manier geweldig zijn om de prop als duikrem te kunnen gebruiken.
    Met de huidige regelaars lukt dat niet.
    Als de controller de regelaar terugregelt, wordt de motor op een gegeven moment losgekoppeld van de voeding en gaat deze dus freewheelen.
    Vooralsnog is het concept dus een model met veel luchtweerstand, en een hele dikke motor om die weer te compenseren.
    En uiteraard een versnellingsopnemer die de controller vertelt wanneer er een tandje bij moet.
    Net zoals een uniflow tank dat doet (deed) bij een geschikte tweetakt motor.

    P.S. genoemde Kontronik is na een jaar al vervangen door een MGM TMM-4416 acro, omdat de slew rate ( de reactietijd op een verandering in stuursignaal) van de Kontronik te slecht was - bijna een seconde tegenover 0,15 van de MGM en CC. Met name in vierkante- en driehoekfiguren bleef de kist daardoor veel beter op snelheid na het sturen van een hoek. Uiteindelijk bleek het te lage piekvermogen van de motor de reden dat verdere ontwikkeling van deze eerste generatie powertrain zinloos was.
    Een goede motor is inmiddels gevonden, het pijnpunt zijn nu de accu's die weliswaar steeds meer aankunnen, maar ook steeds zwaarder (te zwaar) worden. Wie een 4S3700 pakket weet voor 350 gram of lichter mag het zeggen....
     
    Laatst bewerkt: 4 mei 2012
  15. DirkSchipper

    DirkSchipper Forum veteraan

    Lid geworden:
    7 jun 2005
    Berichten:
    6.318
    Locatie:
    Utrecht
    Natuurkunde, les-1: ;-)
    Het verbruiken van energie is het omzetten van energie in vorm-A naar vorm-B. Uiteindelijk wordt ALLE energie omgezet naar de vorm die wij warmte noemen. Vandaar uit (warmte) kan het wel weer terug, maar dat reikt voor hier te ver.

    Relevante voorbeelden van energie-omzettingen:
    - chemische energie --> elektrische energie (gebeurt in accu)
    - vervoer van elektrische energie (door een draad en electronica)
    - elektrische --> draai-bewegingsenergie (gebeurt in de e-motor)
    - draai-bewegingsenergie --> voortstuwingskracht/hoogtewinnen (prop/vliegtuig)

    Bij al deze omzettingsprocessen vindt (elektrische) wrijving plaats. En wrijving is niets anders als een woord om aan te geven dat er energie direct in warmte wordt omgezet. Die warmte-energie is niet meer beschikbaar voor ons doel! Er zijn wat varianten denkbaar, maar het principe blijft: verloren energie.

    Als we onze meest efficiente e-aandrijvingen bekijken dan hebben die een efficiëntie van hooguit 88%. Dwz. dat 12% van de aangeboden chemische energie uit de accu ergens onderweg in warmte wordt omgezet, en dus voor de voorstuwing verloren is. Bij vele HK motortjes en propjes zal de efficientie/verlies dichter bij de 60%/40% liggen !!!!



    Nu willen we uit de vliegsnelheid weer de accu op- of bijladen. Enkele redenen om daar niet aan te beginnen:
    1. Gesteld dat we het omgekeerde proces even efficient zouden kunnen maken, dan kan ik dus uit 100 m hoogte hooguit die 88% à 60% van de energie terugladen die ik nodig had om op die 100 m te komen. Mbv. die 'teruggewonnen' energie kan ik vervolgen wel opnieuw stijgen: 88% à 60% (want ik heb opnieuw verliezen). Kortom: bij een efficientie (ook rendement) van 88% kom ik uit 100 m hoogte hooguit 88% x 88% x 100m = 77,44 m hoog. Niet efficient dus, en dit was nog de efficientste variant ...
    2. Aangezien een door de wind aangedreven prop 'op z'n kop vliegt' is die net als een vleugel bij op z'n kop vliegen een stuk minder efficient. Mijn inschatting: de helft. Het terugwinnen van energie gaat dus nog veel minder efficient.
    3. Stel je bent op de motor 100 m gestegen, dat terugwinnen kost energie: die prop is een rem, en om te kunnen bijven vliegen heb je snelheid nodig. Om die rem te overwinnen moet je sneller dalen. dat gaat ten koste van je vliegtijd. Niet leuk dus.
    Kortom: Niet doen! Het werkt niet!

    Dit terugwinnen van energie is feitelijk een verschijningsvorm van een 'Perpetuüm mobile', de eeuwig draaiende machine. Daar jaagt men ook al eeuwen op, en het is nog steeds niet gelukt. Wat wel gelukt is, is met de energieleer in de natuurkunde bewijzen dat het niet kan, omdat er geen wrijvingsloze systemen bestaan.


    Gewoon gaan vliegen dus, en je accu thuis of elders opladen .... :rolleyes:

    Dirk.
     
  16. lecraM

    lecraM

    Lid geworden:
    9 aug 2009
    Berichten:
    1.186
    Locatie:
    Gelderland, Winterswijk
    Laatst bewerkt door een moderator: 13 nov 2015
  17. HansL

    HansL

    Lid geworden:
    28 jul 2011
    Berichten:
    1.830
    Locatie:
    Tisselt (België)
    De bedoeling was ook niet om een PM te maken. Mijn insteek was gewoon om het nuttige aan het aangename te koppelen...

    Ik herinnerde me plots nog uit het vak systeemdynamica dat elke transformator (of beter gyrator) omkeerbaar is, los van de efficïëntie ervan.

    Elektrische energie omzetten naar beweging betkent dus ook beweging omzetten naar elektrische energie. Het rendement van zo'n omzetting bepaalt de toepasbaarheid ervan.
     
  18. Ad Bakker

    Ad Bakker In Memoriam

    Lid geworden:
    20 feb 2009
    Berichten:
    9.124
    Locatie:
    Barendrecht (NL)
    Ofwel de stofzuiger en de energiecentrale....

    Groet,

    Ad
     
  19. Richard Branderhorst

    Richard Branderhorst

    Lid geworden:
    2 sep 2002
    Berichten:
    3.108
    Locatie:
    Ederveen
    In een grijs verleden wilde ik nog wel eens éénmaal in de opleiding de motor van een Cessna afzetten (op veilige hoogte en boven het veld) om de leerling te laten wennen aan het beeld van de stilstaande prop en te laten zien dat de kist als een zwever vliegt en volledig bestuurbaar was, voor velen een openbaring.
    In de aanloop er naar toe werd eerst de kist afgetrimd op de optimale glijsnelheid van een 65 knopen, normaal zakt zo'n Cessna dan een 700 voet per minuut. Zet je de motor af en zie je gewoon de daalsnelheidsmeter indicatie, bij gelijkblijvende voorwaartse snelheid, teruglopen. Dus minder weerstand.
    Ik vergelijk het soms met, alhoewel het niet helemaal klopt, met de motor af een helling afrijden. In de versnelling of met de koppeling ingetrapt, dat maakt nogal uit...
     
  20. bdoets

    bdoets Vriend van modelbouwforum.nl PH-SAM Forum veteraan

    Lid geworden:
    6 aug 2006
    Berichten:
    9.322
    Locatie:
    Harderwijk
    Moet je ontzettend mee uitkijken... voor je het weet klikt het stuurslot in... :D
     

Deel Deze Pagina