Keuze motor en propellor

Beste medeknutselaars,

Ik ben een Guillow's Spirit of St. Louis aan het bouwen. Ik wil hier een elektrovlieger van maken. Ik weet alleen niet welke motor ik kan gebruiken. Mijn idee is om het gewicht van het vliegtuig plus 25% te gebruiken voor de stuwkracht. Dan kan het vliegtuig in theorie recht omhoog vliegen.

Bestaat er misschien een tool om uit te rekenen hoeveel watt de motor moet zijn en welke propellor je kan gebruiken om een bepaalde stuwkracht te krijgen?

Kunnen motoren voor quads ook voor vliegtuigen gebruikt worden?

Als ik naar de Kv getallen van elektromotoren kijk, dan verschillen de vermogens bij motoren met dezelfde Kv rating enorm. Hoe kijken jullie naar elektromotoren? Kv staat voor toeren per Volt maar ik heb nooit begrepen hoe dit precies bruikbaar is in de praktijk.

Dank alvast voor de antwoorden!

Mvg,
Pier

 

Totaal gewicht van het model, keer 0,1 (dus 10 %), dan 20 % voor de lipo. Gelet op het karakter van het model lijkt mij 125 % stuwdruk/gewicht rijkelijk overdreven. Voor prophangen zijn leuker modellen te verzinnen. Ongeveer 200 W per kilo vlieggewicht is voor dit type vliegtuig ruim voldoende. Dan een kv waarde zodat de prop zo rond de 1000 RPM draait en dan zal het goed vliegen.

Keuzes en vliegbeeld graag delen via dit draadje.

veel vliegplezier Erik

 

Wat is je beoogde afmeting van je model? spanwijdte, vliegklaar gewicht?
Dan kunnen we even uit onze ervaringen misschien wat voorstellen geven.

 

De spanwijdte is 70cm. Over het gewicht van het bouwsel kan ik helaas nergens iets vinden. Ik heb een UMX Timber, 70cm spanwijdte, foam, vliegklaar gewicht 125 gram. De Spirit is balsa. Ik vermoed dat hij wel iets zwaarder zal worden dan de Timber maar dat weet ik pas als hij af is. Ook iets wat ik nergens kan vinden. Twee identieke vliegtuigen, een foam en een balsa. Wat is het verschil in gewicht tussen de twee ongeveer?

 

70cm is klein, goed uitkijken met gewicht... turnigy 2204 x 7x3.8 prop op 2 cellen Lipo vliegt tot ruim 180 gram prima in de rondte

https://hobbyking.com/en_us/turnigy-ax-2204c-1450kv-70w-brushless-outrunner-motor.html

 

Bij een wingspan van 34,5 inch (zie link) kom ik op net geen 90 cm spanwijdte. Scheelt nog een stukje (gunstiger).

Het gewicht (de massa) speelt een belangrijke rol in de keuze van de motor (10%).

Bouwmateriaal speelt niet echt een rol bij de keuze van de motor. Bij het vliegen mogelijk wel. Mijn FunCub ervaar ik tijdens het vliegen als 'iebelig'. De relatief dunne, schuim vleugel van de FC is vrij flexibel. Daaraan wijt ik het weinig 'strakke' vliegen. Balsa en/of wat stijvere/dikke vleugels hebben dat niet. Mijn AcroMaster vliegt veel strakker.

groet,

Erik

 

Aha dat ziet er wel goed uit. Die motor is maar 20 gram en de stuwkracht is 211 gram. Dat lijkt me een goeie match, als het gewicht van het vliegtuig niet te hoog is. Dank Wvr!

 

Inderdaad, het is 90cm ongeveer niet 70, excuus!
Ik reken inderdaad ook met gewicht van het vliegtuig en stuwkracht. Mijn Timber kan prophangen en bij vol gas gaat hij zachtjes naar boven. Ding is niet retesnel maar heeft wel genoeg power om jezelf uit een stall te kunnen redden en dat is toch wel erg fijn. Daarom reken ik met stuwkracht = ietsie meer dan gewicht vliegtuig.
Vleugels die doorbuigen zullen inderdaad niet echt meewerken met strak stuurgedrag inderdaad.

 

Als het apparaat af is (gaat nog wel even duren hoor, bouw hem met mijn vader en is een langetermijnproject) dan zal ik het zeker hier posten!

 

Het is het gewicht dat voor een heel groot gedeelte bepaalt wat het benodigde vermogen van de motor is. Natuurlijk speelt ook het soort vliegtuig een grote rol. Een zweefvliegtuig heeft een heel andere motor nodig dan een race vliegtuig en die weer een andere dan een sleepvliegtuig.
Dit model is een langzaam vliegend model dat veel gewicht kan mee zeulen. Het is vrij zinloos om hier een race kistje van te willen maken want daarvoor is de weerstand veel te groot. Ook is het vrij fragiel gebouwd en een te sterke motor zal het waarschijnlijk snel kunnen beschadigen en misschien zelfs in stukken trekken.
Een heel klein beetje zoekwerk leverde me een Engelse site op waar iemand dit zelfde model ook wil gaan bouwen met een elektromotor. Kijk HIER eens voor ideeën.
Hij heeft voor een kleine brushless motor gekozen met een behoorlijk hoge kv waarde. Daar heeft hij een vertraging aan gemaakt om de prop toch langzaam te laten draaien.
Dit lijkt een beetje overdreven maar het idee is zo gek nog niet. Dergelijke kleine motoren zijn haast niet te koop met een lage kv waarde omdat die moeilijk te maken zijn. Die kv waarde is van veel zaken afhankelijk onder andere van het aantal polen. Dergelijk kleine motoren zijn haast niet te maken met 12 of nog meer stator polen. De meeste zijn 6 of maximaal 9 polen. Hoe minder polen des te hoger de kv zal zijn.
Je hoeft niet voor zo'n hoge waarde als deze persoon te kiezen, lager kan ook maar dan moet je ook een geringere vertraging gebruiken.
Wat het benodigde vermogen aan gaat denk ik dat je aan 150W echt ruim genoeg zal hebben, hoogstwaarschijnlijk zal zelfs 100W nog voldoende zijn. Ga je uit van een 2 cellen accu dan moet je denken aan een motor stroom van maximaal ongeveer 20A. De regelaar (ESC) moet dit ruim kunnen leveren dus zou ik zeker voor een 30A regelaar gaan.
Natuurlijk moet ook de accu die stroom makkelijk kunnen leveren. Om toch een beetje vliegtijd te hebben zou ik voor een wat stevigere accu kiezen dan de persoon op de website. Met een 1200mAh accu zou je in theorie ongeveer 10 minuten moeten kunnen vliegen, afhankelijk van je vliegstijl natuurlijk. Als je constant vol gas vliegt is het met 4 á 5 minuten bekeken.
Wat de prop aan gaat moet je een beetje oppassen met een te grote spoed. Dit model vliegt vrij langzaam dus de spoed moet niet te groot zijn. Je zal aan een 7x4 of zo moeten denken. Misschien kan 8x4 ook nog maar dat hangt van de motor af, kan die de prop wel rond krijgen?
Een leuk model en een leuk idee, ik hoop dat hij goed vliegt. Succes.

 

Ok bedankt voor de uitgebreide tips. Ik ga die opties eens even goed bekijken. Dat ban de vertraging met een schaal-prop is misschien ook een goed idee...

 

Boot-, quad-, vliegtuig-, auto-motoren werken allemaal hetzelfde, en kunnen dus allemaal gebruikt worden, mits ze de gewenste getallen hebben, zoals de generatorconstante Kv, max.stroom Imax. en max. vermogen Pmax. Altijd meegenomen als ze een goed rendement η hebben.

De Kv motorconstante is geen rating/kwaliteitsgetal, zegt niets over vermogen of stroom dat motor aan kan, zegt niets over de grootte van de motor. Andere Kv is slechts kwestie van aantal wikkelingen veranderen.
Zowel een motortje van slechts 100watt vermogen als een 1000kilowatt motor, denk 1:1 trein, kunnen dezelfde Kv parameter hebben.
Accuspanning en gewenst (onbelast) toerental bepalen samen de Kv motorconstante.

Elektromotoren willen toerental constant houden*, ongeacht belasting, ze willen hun baasje graag plezieren, ook al zou het tot een vurige dood leiden. Kv × spanning geeft het toerental dat de motor wil vasthouden.
Motor Kv (in rpm per volt) betreft willen, max.motor-stroom (in ampère) en max.motor-vermogen (in watt) betreffen kunnen ...

1. Willen
   Kv en spanning samen bepalen op welk toerental de motor onbelast zou willen draaien. Het dient alleen om toerental en spanning aan elkaar aan te passen.
   Kv = rpm_onbelast / spanning
   
2. Dat toerental en prop-grootte samen bepalen het benodigde koppel, en daarmee de stroom die zal gaan lopen.
   stroom = koppel × Kv
   
3. Kunnen
   De max.motorstroom specificatie, en in mindere mate max.vermogen, bepalen of de motor zo snel als onder 1 kan draaien zonder in vlammen op te gaan.
4. Uit stroom en looptijd volgt minimale accu-capaciteit.
   capaciteit (in Ah) = stroom (in A) × tijd (in hour)

* Brandstofmotoren proberen een vast koppel te handhaven, elektromotoren willen het toerental constant houden.

 

An excellent quote from
brushless motors Kv?.

While an absolutely critical part of the system ...
... Kv is actually the item one should choose last.

1. Decide your peak power requirement based on the weight of the model and how you want to fly it.
2. Pick a preferred cell count (voltage) and pack capacity for how to deliver the power.
3. Pick a prop that will a) fit on the model and b) fly the model how you want - often as big as will fit is a good choice, but if high speed is the goal, a smaller diameter higher pitch prop will be more appropriate.
4. Look for a size class of motors that will handle the peak power - a very conservative guide is to allow 1 gram motor weight for every 3 watts peak power.
5. Then, look for a motor in that weight range that has the Kv to achieve the power desired with the props you can use - a calculator such as eCalc allows very quick trial and error zooming in on a decent choice. For a desired power and prop, you'd need higher Kv if using a 3 cell pack compared to a 4 cell pack. Or for a desired power and cell count, you'd need higher Kv if driving a smaller diameter high speed prop compared to a larger prop for a slow model.

The reason I suggest picking Kv last, is that prop choices have bounds - the diameter that will physically fit and the minimum size that can absorb the power you want. On the other hand, combinations of voltage and Kv are much less constrained - at least before you purchase the components.

So Kv is not a figure of merit, in that higher or lower is better, it is simply a motor characteristic that you exploit to make your power system do what you want, within the constraints you have, e.g. limited prop diameter, if it's a pusher configuration, or if you already have a bunch of 3S packs and don't want to buy more, and so on.

Minor lay-out changes by RvS

 

Bedankt voor dit leesvoer, ik begin het eindelijk een beetje te begrijpen.

 

Famous last words


Changes in setup (and lousy Kv specifications!) can have surprisingly considerable/huge effects.
E.g. doubling voltage will four(2²)fold current, doubling Kv will eight(2³)fold current, and doubling prop diameter will sixteen(2⁴)fold current.
Even a small 10% change/difference in Kv will already lead to a 30% difference in current.

General rules for current and power, they give a relative indication:
Motorcurrent is proportional to pitch¹, voltage², Kv³ and diameter⁴.
Power-drawn is proportional to pitch¹, voltage³, Kv³ and diameter⁴.

Without the exponentation
extra current with one or two cells added, simple table

 

Calculators hebben in het gunstigste geval een nauwkeurigheid van 10%. Mits de invoer goed is. Want net als voor alle software geldt ook voor calculators: troep in, troep uit.
E-flight calculators, prop- & motor-databases (compilation) - RCG


Dus na het berekenen van een nieuwe of gewijzigde setup altijd de stroom controleren met een watt-meter. Want kleine wijzigen/vergissingen kunnen fikse invloed op motorstroom en -temperatuur hebben.

Without a watt-meter you are in the dark.
Until something starts to glow

• To trust is good
  
• To calculate is better
  e-flight calculators & propdata (compilation)
  
• To measure is a must
  Without a watt-meter you are in the dark. Until something starts to glow
  A watt-meter will more than pay for itself, several times over, your battery, ESC and motor will love you for it. After calculating, always check current when you have a new/changed setup. Will also help you find optimal setup. And it's a great tool for debugging your power train.
  
• Keep battery-/watt-/multi-meter wires short
  too long wires batteryside will kill ESC over time: precautions, solutions & workarounds
  
  
• close out sale Hyperion Emeter II, with optical and electrical tach, servo tester, local&remote logging - RCG