zweefduur

Ik weet niet waarom je niet op mijn eerdere reactie reageert, ik herhaal het nog even.

Lift is de verticale component in het krachtenspel wat een vliegtuig omhoog houdt of beweegt. Bij horizontale vlucht levert de vleugel alle lift, bij verticale vlucht levert de prop alle lift. De mate waarin die verdeling vanaf horizontale vlucht verloopt naar verticale vlucht heeft een tangens vorm (waarbij de snelheid van het vliegtuig constant is, namelijk de snelheid waarbij de vleugel de beste L/D heeft)

Je stelling werkt alleen als je een prop gebruikt die efficiënter is in het opwekken van lift dan een vleugel.
Dat zal niet zo makkelijk zijn. Een vleugel is efficiënter naarmate hij langer is, minder vleugelbelasting heeft en op zijn ideale snelheid beweegt.
Een prop is veel kleiner dan een vleugel men heeft op ieder punt van het blad een andere snelheid. Ook is de "vleugelbelasting" véééél hoger; bij verticale vlucht hangt alle massa aan de prop, die een veel kleiner oppervlak heeft dan de vleugels.

Je prop moet dus een grotere slankheid hebben dan de vleugels, een grotere spanwijdte (oei!) en vooral: over zijn hele lengte op dezelfde snelheid bewegen (gaat lastig met een prop....)

Ergo, de kracht die de prop moet leveren wordt in tangens vorm groter bij de overgang van horizontale naar verticale vlucht en de verliezen worden steeds groter. Vandaar die blauwe lijn die zo hard op gaat lopen vanaf ongeveer 70 graden.

 

de slankheid is er wel, en de oppervlakte ook, en de snelheid. daarom. prachtige mini vleugeltjes. spanwijdte hoeft niet groot want de vleugeltjes leggen veel afstand af (beinvloeden veel luchtmassa). hoog efficient werkpunt in mijn kist (en alle goede kisten).
zelfs een scheepsschroef is best efficient. (of de Helios high altitude paddle props zelfs nog goed, iig beter dan een slanke daar zou zijn.). voor 76% is niet heel veel slanheid nodig.

 

Justus, sneller niet maar wel verticaler (daardoor beetje meer m/s klim). ik denk dat je winst letterlijk zoveel kan zijn. : stel je armlengte is je hoogte. ga met gestrekte arm met een vinger tegen een muur staan. als jou Orca verticaal met dezelfde speed omhoog kon door grotere diameter, is je winst zoveel, als de afstand die je vinger mist als je 30 graden opzij gaat. (misschien minder, de helft ervan of zo, maar wel minder.) (procentuele afstand tot de muur) (met gelijke vliegtuigsnelheid) (de klimt duurt korter en trekt meer vermogen, maar uiteindelijk denk ik dat de Orca hoger zou komen)

 

Nee, want de snelheid kakt verticaal verder in dan jij denkt.

Hoe denk je dat ik op 9,2m/s ben gekomen?
Als jouw armlengte 8 m/s is en je gooit er wat goniometrie en wat eenheidsdriehoekem tegen aan kan je berekenen dat die asftand van je vingers tot de muur onder en hoek van 30graden 9,2 zal zijn.

Ik verlies meer dan 3m/s bij de overgang naar verticaal.
jij hebt meer W/kg dus jouw getallen zijn anders maar verschil blijft er en verticaal kost meer vermogen wat je totale bereikte hoogte kost.

 

ik verlies dat niet, door de prop (mijn ex kist dan)

 

kijk, jou efficientie wordt béter als je minder verticaal gaat, mijne juist slechter. ik moet echt het volle gewicht hebben om de prop in het efficiente profiel bereik te krijgen. dan klimt die massa zoals ik meen het best en snelst m/s mogelijk. als jij gelijkt hebt, zweef ik langer en kom hoger, als ik de kleinere prop ga testen. (is echt een feit)

is een mooie test, de motor is zo zwaar als een standaard buitenloper voor de kist. mijn prop 3 maten groter. als ik dus een 2 of 3 maten kleinere prop gebruik, is mijn motor nog steeds efficient.
ik heb dan de situatie, dat ik niet meer verticaal kan (ik kan de prop zo wijd kiezen dat ik 60 graden kan) ik meet dan gewoon alles na dan weet ik het..

 

Dan ben ik niet degene met de verkeerde prop, dat ben jij!

Als je voor een hogere spoed, ten kosten van iets minder diamater, gaat kan je snneller klimmen en meer hoogtemeters uit je accu trekken

 

ok lees je even terug? is dat een goede test? (ik heb aangevuld)

 

ik heb ook een prop, met gelijk vermogen, maar minder diameter, en meer spoed. dan test ik die ook tzt.

ik denk nog steeds, dat ik met mijn "beste" prop het hoogst zal komen, verticaal ook

 

Maar dan moet je ook consequent niet verticaal omhoog gaan hé!

 

in dat geval van de test kan ik dat nieteens meer (standaard outrunner power ongeveer)

 

duurt wel even hoor ik bouw niet zo snel. ik kan mss met die piloot wat andere props testen. (weet niet wat er daarvoor nog ligt)

oja met die laatste prop kies ik ook met vario de meeste m/s klim (dwz ik maak het beste wat erin zit ervan)

 

Mijn zegen heb je, ik weet een klein beetje hoe ik met mijn setups de grootste hoogte haal in 30s en hoe lang ik daarmee vlieg kan ik je echt niet vertellen.

 

Nou breekt mijn klomp.
Je zegt zelf dat een grote, langzaam draaiende prop efficiënter is.
Bij verticale vlucht hangen je vleugels als dood gewicht onder de prop. De prop moet dus alle lift (opwaartse kracht) leveren. Ofwel, je prop heeft de functie van de vleugel volledig overgenomen. Laten we die eens vergelijken.
Oppervlak: leg eens een propblaadje eens op je vleugel en vertel mij welke de grootste oppervlak heeft? Je propblad of de vleugel?
Vleugelbelasting: lagere vleugelbelasting geeft minder dalen, dus efficiënter. Als de massa van je vliegtuig (stel:1kg) door dat oppervlak moet worden gedragen, welke heeft dan de laagste belasting: een vleugel of een propblaadje?
Snelheid: langzamer=efficiënter. (Jij lijkt te denken dat sneller beter is? Think again) Wat beweegt sneller, je vleugel (ongeveer 20km/u) of je propblaadjes (300km/u)?
Over die snelheid: over een vleugel heb je overal dezelfde, optimale (lage) snelheid. Hoe zit dat met propblaadjes?

Jij zegt eigenlijk dat je vliegtuig van een kilo met heeeele kleine vleugeltjes (afmetingen van een propblad) als het 300km/u vliegt net zo weinig (of volgens jou: minder) dalen zal hebben als je zwever in rechtlijnige vlucht, dat die vleugeltjes net zo efficiënt zouden zijn.
Hoe verklaar je dan dat alles wat langzaam moet dalen en energiezuinig moet zijn vleugels heeft zoals een zwever: lang, slank, van 15 tot wel 30 meter of liefst nog meer? En alles waar verbruik geen rol speelt maar wat hard moet gaan hele kleine vleugeltjes heeft die een totaal andere vorm hebben? Denk je echt dat dat een zwever met 80km/u en een F16 die 300km/u vliegt bij motorloze glijvlucht hetzelfde lage dalen hebben?

Ik denk niet dat je aerodynamica en hydrodynamica zo direct met elkaar kunt vergelijken.
Een scheepsschroef doet het in lucht tamelijk slecht als propeller. Maar ook bij scheepsschroeven geldt: groter en langzamer werkt beter.

 

Tot op dit moment heb ik me afzijdig gehouden van deze discussie die tot mijn spijt veel vervelende trekjes heeft gekregen, en dat van meerdere kanten. Dat is jammer, want de interessante zaken krijgen daardoor minder aandacht.
Voor wie het nog niet weet ben ik de ontwerper van vliegtuig, aandrijving en propeller uit post 28. Dat toestel weegt 4.5 kg, hovered en vliegt horizontaal met 90 km/h. De prop heeft een diameter van 1.0 meter en in voorwaartse vlucht een spoed van meer dan 2 meter.

Ik weet niet of ik veel vrienden maar door te stellen dat lecraM in principe gelijk heeft, maar onder veel voorwaarden in de praktijk niet.

Als je met een goed motorrendement en propeller rendement met 8 m/s kan stijgen zal dat met minder energieverbruik kunnen dan met een voorwaartse vlucht. Wanneer je het voor elkaar krijgt met een goed propeller rendement vast te houden zal je weerstand minimaal zijn en een zeer groot deel vcan de energie voor het stijgen worden gebruikt.
lecraM had het in een van de posts (ik heb echt niet alle gelezen, daarvoor excuses) over 290W/kg. Dat geeft aan dat hij zeker niet efficient stijgt met 8 m/s, want daarvoor heb je theoretisch veel minder nodig. Stel het model is 1 kg dan heb je hooguit 0.5 N weerstand bij nul-lift en 8 m/s en je hebt 9.81 N nodig om je gewicht te dragen, dit levert een aerodynamisch benodigd vermogen op van (9.81+0.5 x 8 = 82.5 Watt) met een motor rendement van 80% en een propeller rendement van 80% vraagt dit een electrisch vermogen van 129 Watt op.

Het motor rendement van 80% is niet echt moeilijk haalbaar, en een propeller rendement van 80% is ook geen probleem op zich.
Wat reeds aan bod is gekomen is dat propellers met een spoed diameter verhouding van 1:1 tot 4:1 beter zijn dan die met een lagere spoed diameter verhouding. We hebben het dan over het maximum rendement van een prop. Dit wordt alleen bereikt bij een juiste aanpassing, als de vliegsnelheid in de buurt van de pitch-snelheid komt.
Wanneer je langzamer gaat vliegen neemt het rendement af, dan moet je naar een prop met een lagere spoed diameter verhoudingen en wordt je prop die in principe slechter is beter gebruikt.
Wil je toch het maximum haalbare rendement bereiken moet de prop groot worden en het toerental laag.

In het geval van het model van 1kg dat met 8 m/s vertikaal moet stijgen krijgen we om 85% proprendement te halen een propeller van 1.4 meter diameter en 1.5 m spoed die 500 (vijfhonderd) toeren per minuut draait.
Wanneer we met een prop die maximaal 75% rendement haalt genoegen willen nemen is een prop met een diameter van 0.8 meter en 0.5 meter spoed die 1200 rpm draait voldoende.

Als je wezenlijk kleinere props met hogere toerentallen gebruikt zal het propeller rendement zodanig afnemen dat het efficienter zal worden toch met wat voorwaartse snelheid te vliegen bij het stijgen.

lecraM, als je met gedetailleerde gegevens komt van je concept is eea goed te voorspellen.
Loze kreten in de lucht zonder verifieerbare onderbouwing zaaien alleen verdeeldheid.

 

Bedankt voor je input Rick.......en voor de schop terug op aarde.

Ik was in de veronderstling dat het hele verticale klimmen en dalen een 'noodzakelijk kwaad' is, afhankelijk van het inzetgebied van je toestel, en dat het ten alle tijden efficiënter is om 'vliegend' te klimmen

 

Nou ik ben door dit draadje erg veel wijzer geworden. Dat heb ik steeds gezegd en dat meen ik echt.

De precieze afmetingen kan ik niet berekenen, heel blij dat jij dat wel kan.
Dit zou betekenen: een elektrozwever van 1kg vliegklaar met een spanwijdte van 1,5m? en een prop van 1,4m. Die ook nog eens extreem langzaam draait vergeleken met een "normale" prop zoals wij die gebruiken. Dat is dus géén 13x7 met een Kira vertraging.

Zat ik er niet heel veel naast.

 

En de stelling is dan dat je met die 82,5 W (of 129W) geen 'horizontale klimvlucht' van meer dan +8 m/s kan uitvoeren ? Als je het ontwerp van je kist daar naar optimaliseert (net zoals je ze optimaliseert in functie van vertikaal klimmen) kan dat wel.

Misschien moeten we tot de conclusie komen dat er 2 manieren zijn om zo snel mogelijk te stijgen (raket of 'vliegend')... en er dus 2 oplossingen zijn voor het gestelde vraagstuk ?

Vraag is wat voor effect zo'n gigantische prop heeft op de zweefeigenschappen van een toestel wat er mee uitgerust is in vergelijking met een toestel wat geoptimaliseerd is voor een max. 'horizontale klimvlucht'. Oorspronkelijk ging het over de volledige vlucht: stijgen én dalen.

 

Dus een elektromotortje wat 30 tot 40 gram weegt, wat dan een prop met een diameter van 1,4m moet gaan aandrijven. Dat lijkt me praktisch niet realiseerbaar. Daarnaast, waar laat je die 70cm bladen als je wilt gaan zweven....?

Toch vind ik het vraagstuk echt vanaf het begin zeker interessant. Ik denk dat wij als elektrozwevers toch vooral vaak gericht zijn op het bereiken van een voor ons prettige hoogte, liefst met een zo licht mogelijke setup en zonder al teveel energie te verbruiken. In de praktijk lukt dat makkelijk; de daadwerkelijke efficiëntie is veel minder van belang, als het maar een beetje opschiet

Rick, met de wél in de praktijk te verkrijgen motoren en props; wat zou volgens jouw berekeningen/schattingen dan de meest optimale klimhoek ongeveer zijn als je zoveel mogelijk elektrisch vermogen in hoogte om wilt zetten? Kun je daar iets over zeggen

 

Als je een motortje van 30 à 40 gram hebt zal je een vertraging van 25:1 of zo nodig hebben. En die prop is inderdaad ook niet praktisch op een kist van 1.5 meter of zelfs 2 meter. Vandaar dat ik schreef:

Wanneer je met 8m/s stijgsnelheid wilt klimmen en niet vertikaal wilt gaan moet je dus sneller vliegen en zal je meer weerstand hebben. Wel kan je dan met een realistische prop een goed rendement kunnen halen.
Hoe de optimalisatie er uit zal zien is afhankelijk van de preciese wensen, pas dan kun je (of ik) voor een toestel én gebruikswens een optimum voor jou bepalen.
In het algemeen wel zo dat je met zo groot mogelijke props met relatief veel spoed en lage toerentallen goed kunt klimmen met een niet te hoge voorwaartse snelheid. Lage toerentallen krijg je het efficiëntst met een flinke vertraging op je motor.

Wat ik aan wilde geven dat de oorspronkelijke vraagstelling te vaag was voor een eensluidend advies of stelling. De 8 m/s raket methode is optimaal tijdens het stijgen, maar er kleven veel te veel praktische bezwaren aan. De voordelen van een meer horizontale stijgvlucht zijn hierboven beschreven en zullen in de praktijk een voordeel hebben bij rustige zwevers.

Voor echte hotliners en F5B modellen is er geen keuze, die gaan de kortste weg, met hoge vertikale snelheid. Een F5B bv met 6 Kw in een <2 kg model en >80 m/s verticaal bij 10.000 rpm en een 20 x 22" prop.