Ben eens wat aan het rekenen gegaan. De uitwerkingen heb ik nog niet digitaal (hopelijk vanavond tijd voor)
Paar opmerkingen. Brandstofverbruik is gemiddelde tijdens vliegen. Je hebt nooit continu max power dus eigenlijk moet brandstofverbruik hoger zijn en is dus rendement nog lager. Hoe dit uitwerking heeft op lambda durf ik even niet te zeggen (misschien zitten we toch dichter bij het optimum dan deze berekeningen doen geloven)
Maar met de volgende gegevens
Voor 30% nitro
Pmax=3,5pk
8 minuten =>600cc verbruik
Voor 15% nitro
Pmax=3pk
12 minuten =>600cc verbruik.
Uitkomsten
voor 30% nitro
thermisch rendement 0.131
Lambda=0.48 (hier zit grote fout in door aanname dat volumetrisch rendement 0,8 is. Waarschijnlijk is dit lager omdat het 2 takt motor is. Wanneer dit lager is zal lambda nog lager zijn (en in principe slechter))
Voor 15% nitro
Thermisch rendement 0.22
Lambda=0.638 (opmerking zelfde als bij 30%)
Conclusie, volgens de link in voorgaande post is optimale power bij lambda van 0.86. Dit zou een armer mengsel betekenen. Dus wanneer we beter kunnen koelen kunnen we armer gaan draaien en hebben we meer power (kort door de bocht) MITS die lambda=0.86 ook voor onze type motoren en brandstoffen het optimum is.
Wel is het opmerkelijk dat we een dramatisch laag rendement behalen, zeker met 30% nitro.
Kwam wel een hele simpele watercooled motor tegen
Attachment browser: res149.jpg by Kmot - RC Groups
volgende berekeningen gaan hopelijk over benodigde hoeveelheid koeling/koeloppervlak.
In eerste instantie wilde ik een rendement van 30% nemen, maar is dus maar goed dat ik het daadwerkelijke rendement eerst heb uitgerekend.
Misschien dat uiteindelijk een turbo charged watercooled 4 takt motor mogelijk is in een heli. zal nog wel ff duren.
Waarom zijn er overigens geen grotere motoren beschikbaar dan de 0.91 voor heli's? Is koeling de beperking of power/weight ratio?
Om met je laatste vraag eerst te beginnen: Ik weet het niet helemal zeker, maar volgens mij zit het ongeveer zo: hoofdzakelijk hebben de wedstrijdregelementen hier een grote invloed op gehad. Er is een tijd lang een limiet geweest van 10 cc. Dus alle wedstrijdheli's waren ontworpen voor 10 cc. Toen werd 15 cc toegestaan, en moesten die 15 cc's in een heli voor 10 cc geperst worden (was geloof ik een geluidsmaatregel: met meer cc's kun je lagere motortoerentallen draaien), en omdat er in wedstrijd opzicht weinig voordeel is om met een grotere motor ook een grotere heli aan te drijven, is dat eigenlijk een beetje een standaard gebleven. Grotere heli's zijn ook minder geschikt voor kunstvlucht, omdat de optredende krachten in het mechaniek met de afmetingen kwadratisch toenemen, terwijl de prestaties (roll rate, climbrate manouvreerbaarheid) afnemen. Voor schaalheli's zijn er wél grotere motoren, maar dan praat je over de grote benzine heli's of de turbine aangedreven machines
Ik kan je berekeningen nog niet zien, dus het is lastig om er direkt wat over te zeggen.
Een volumetrisch rendement van 0.8 is redelijk aannemelijk bij vol geopende gasklep en niet al te hoge toerentallen, maar dat is nu net de onbekend factor. Ga er maar vanuit dat dat volumetrisch rendement fors slechter is (schatting tussend e 0.5 en 0.6 ergens), en dat de stand van de gasklep een grote invloed heeft op de sloklijn, en het nóg lager kan doen uitkomen
Je thermische rendementen lijken redelijk in de buurt te zitten. Toen ik het uitrekende lang geleden, (tijdens en vlak na de pleiding rekende ik dit soort dingen nog wel eens door) kwam ik vrijwel onveranderlijk op totaalrendementen uit van rond de 10 %, voor de viertakt een ietsiepietsie hoger, ergens in de buurt van de 12~15 % . Gevoelsmatig leek het verschil nog groter, maar dat word wat vertekend doordat een viertakt grotere props kan draaien, waardoor dat ook nog wat effectiever word. Je kunt bij een vliegtuig met iets minder vermogen toe hierdoor.
De ontwikkelingen van de motorfabrikanten hebben eigenlijk altijd de nadruk gehad op veel vermogen en/of betere levensduur, niet op rendement of brandstofverbruik. want daar heeft de consument nooit om gevraagd.... Blijkt ook wel, want iedereen klaagt (een beetje) over de brandstofprijs, maar iedereen gooit ook zonder dralen 30% Nitro in zijn heli, en "F#(k the fuelconsumption...."
Daar is dus nooit veel ontwikkeling in geweest, maar algemeen met wat ik van motoren weet, verwacht ik niet, dat een Methanol motor ooit echt boven de 15% uit zal komen. Simpelweg omdat je daar andere brandstof voor nodig hebt, met andere chemische en natuurkundige eigenschappen, zodat je ze in een ander motorprincipe kunt gebruiken.
Voor ons is alleen het Otto-proces een alternatief (vonkontsteking en explosieve verbranding) want een ECHT dieselproces (gecontroleerde verbranding bij min of meer gelijke druk) is mechanisch gewoon nog niet haalbaar.
Turbocharged zal nooit gaan lukken. Dat laat de natuurkunde niet toe omdat de fysieke afmetingen een rol gaan spelen (vergelijkbaar met reynoldsgetallen bij modelvleugels versus echte vleugels) en een turbo met de benodigde kleine afmetingen nooit KAN werken.
Hoewel ze dat van model-turbines vroeger ook zeiden, geld dit eigenlijk nog steeds. Toegegeven, modelturbines werken, maar het rendement daarvan is ECHT bedroevend laag!
(voor een asvermogen van 5 kW heb je een brandstofverbruik waarmee je met een dieselmotor 50 kW op de been brengt, en die dieselmotor heeft al een rendement van minder dan 35%)
Dat houd in de praktijk in, dat een turbo in dergelijke kleine afmetingen gewoon noit een bruikbare vuldruk zal kunnen leveren omdat het aandrijvend vermogen beperkt is in tegenstelling tot die modelturbine.
Persoonlijke noot: dat dramatisch lage rendement is voor mij een reden om me niet met turbine's bezig te houden. Zuigermotoren presteren al slecht, maar turbines.... da's me echt te gek voor woorden. En hoewel de techniek niet stil staat, het is niet te verwachten dat microturbines erg veel zullen verbeteren qua rendement.
Groet, Bert
.
