Auslegungsoptimierung

Zum Akku :

Wie schwer ist der Flieger und wieviel Energie werde ich brauchen, um ihn in der gewünschten Weise zu bewegen?
Welchen Anteil des Abfluggewichtes will ich für den Energiespeicher aufwenden?
Welche Spannung und welcher Strom gestattet das Betreiben des Motors in einem optimalen Arbeitsbereich?
Welche Flugzeit möchte ich erreichen?
Um die Akkukapazität sinnvoll zu nutzen, sollte man in seiner Rechnung beachten, ihn nur etwa bis zu 75% der vom Hersteller angegebenen maximalen Strombelastbarkeit zu beanspruchen.
Geht man darüber hinaus, sollte man besser nicht vergessen, den dann auftretenden Spannungabfall mit einzukalkulieren.

Zum Regler:

Welchen Srom und welche Spannung muß er vertragen können?
Wie schwer darf er sein?
Welche Parameter sollen einzeln einstellbar sein?
Soll er BEC haben oder arbeite ich mit einem separaten Empfängerakku?
Auch hier ist es sinnvoll, den maximal verträglichen Strom nicht bis zum letzten Ampere auszunutzen.

Ein etwas größer ausgelegter Regler hat meist einen geringeren Innenwiderstand in der Endstufe und wird auch sonst weniger Energie als Verlustwärme verschwenden.
Die Einstellbarkeit möglichst vieler Komponenten birgt Chancen und Risiken in sich.
Nur für den, der sich die Mühe macht, dem mit jeder geänderten Einstellung erzielten Ergebnis mit Drehzahlmesser und Amperemeter auf den Zahn zu fühlen, macht das ganze Sinn.
Alle anderen sollten besser auf den Automatikmodus des Reglers vertrauen - heutzutage lassen sich so gute Ergebnisse erzielen.

Zu den Kabeln, Schaltern und Verbindern:

Welchen Srom und welche Spannung müssen sie vertragen können?
Wie schwer dürfen sie sein?
Diese unverzichtbaren "Kleinteile" erzeugen bei unzureichender Auslegung jede Menge sinnloser Energieverluste und sind auch hinsichtlich unzureichender Konnektivität und Störungen häufig unterschätzte Fehlerquellen.
GERD GIESE hat auf seiner Elektroflugseite umfangreiche Untersuchungen dazu online gestellt.
grundsätzlich sollte man hier nach dem Motto: " So kurz wie möglich und lieber eine(!) Nummer dicker als unbedingt nötig" vorgehen, ohne dabei das Mehrgewicht aus dem Auge zu verlieren.

Zum Motor:

Auch dieser ist nur als eine "gleichberechtigte Komponente" im Gesamtantrieb anzusehen!

Welche Leistung soll er dauerhaft oder kurzzeitig abgeben können?
Bei welcher Drehzahl soll er diese Leistung vorzugsweise entfalten?
Wie schwer darf er sein?
Die wenigsten Motoren - egal ob brushless oder nicht - werden im praktischen Einsatz auch nur annähernd im Bereich ihres maximalen Wirkungsgrades betrieben.
So werden gerade hier in der Regel ca. 10% der gut erreichbaren Effiziens einfach verschenkt, weil vom Standpunkt der Efffiziens eigentlich "unterdimensionierte" Motoren im Bereich ihere maximalen Leistung betrieben werden.
Natürlich ist ein größerer und am Punkt der maximalen Eiffiziens betriebener Motor um einige Gramm schwerer - dieses Mehrgewicht ist aber bestens angelegt. wenn die restlichen Komponenten passen, ist man bei einem gut angepassten Direktantrieb ab 100W/kg Abfluggewicht schon recht gut dabei.
125W/kg bringen recht steiles steigen und ab etwa 200W/kg ist senkrechtes Steigen sogar mit einem Segler möglich.
Oberhalb etwa 300W/kg geht es so richtig zur Sache!

Zur Luftschraube:

Die wohl wichtigste, aber zugleich am meisten unterschätzte Komponente im Antriebsstrang!
Seltsamerweise begegnet mir bei Mailanfragen häufig der Wunsch, die eine schon vorhandene Luftschraube um jeden Preis weiterverwenden zu wollen, obwohl eine neue Luftschraube nun nicht gerade "die" Großinvestition darstellt. Häufig unterschätzt wird auch die Tatsache, daß Luftschraube nicht gleich Luftschraube ist. So scheint sich zum Beispiel die Erkenntnis, daß die harten schwarzen Elektro-Starrlatten -zwar auf Kosten eines geringen Mehrgewichtes, aber immerhin - bis zu 12% mehr Schub bei gleicher Eingangsleistung erzeugen, noch nicht rumgesprochen zu haben.
gleiches trifft auf die Tatsache zu, daß eine große, möglichst langsam drehende Luftschraube die zur Verfügung stehende Eingangsleistung am effizientesten in Schub bzw. Vortrieb umsetzt.
Siehe dazu auch unter Propelleranpassung und hier in der Originalarbeit von HELMUT SCHENK.
Sehr aufschlußreich sind auch die in "Senkrecht aus der Hand "und
"Schuboptimierte Luftschraubenanpassung" dargestellten Daten und Zusammenhänge für die zweckmäßige Luftschraubenauswahl.

Zur aerodynamischen Integration des Antriebes in den Flieger:

Viel zu wenig Wert wird auf einen aerodynamisch gut ausgestalteten Luftschraubensitz und Übergang zum Rumpf gelegt.
Auch die Notwendigkeit eines sinnvollen Verhältnisses von Durchmesser des Luftschraubenstrahles zum Durchmesser des Rumpfes einerseits und zur Spannweite und Profildicke der Tragfläche andererseits wird meist nicht berücksichtigt.

Sehr oft sieht man Modelle, bei denen man gerade die Spitzen der Luftschraube die Rumpfkontur überragen oder auch 2,5m Segler mit einem 9"x5" Direktantrieb.
Und die Piloten wundern sich dann, warum die Flugleistungen nicht den hochgesteckten Erwartungen gerecht werden.

Die Summe macht's!

Wenn man sich mal die Mühe macht, die beschriebenen Faktoren mit Zahlen zu belegen, sollte schnell klar werden, daß man durch eine falsche oder unzweckmäßige Auswahl der Einzelkomponenten immer wieder ein paar % Effiziens "liegenlässt".
So können insgesamt schnell mal 20-40% zusammenkommen, die einfach durch Gedankenlosigkeit oder falsche Vorstellungen verschwendet bzw. durch geschickte Auswahl der Komponenten "gewonnen" werden.

Wenn man dann sogar noch den Selbstbaumotor mit einer sinnvollen Auswahl von Statorgröße, Magneten und Bewicklung genau an das jeweilige Modell genau anpassen kann, wäre es doch einfach nur dumm, diese Möglichkeiten zur Leistungssteigerung ungenutzt zu lassen!

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