gerry logo

English-Site

German-Site

usaW03
germanyW
gaestebuch

Counter 

Elektro-Antriebsauslegung
003a

 

 

Elektro-Antriebsauslegung für ein F2B-Modell „Legacy“, ehemals in Verbrennerversion

Bernd-O. Miehe

Ziele:
Mindestens gleiche Leistungsreserven für die Flugdynamik wie beim Modell mit Verbrenner-Antrieb mit Stalker 51 RE (8,3 ccm3),
Abfluggewicht des fertigen Modells möglichst niedriger,
erreichbare Flugzeit ausreichend für Einsteiger-Kunstflugtraining,
besser reproduzierbare Powereinstellung,
einfacher Einbau in fertige Rohbaugruppen eines ARC-Modells „Legacy“ oder ähnliches Modell.

Abschätzung des Leistungsbedarfs:
Die mechanische Leistung an der Welle ergibt sich aus der elektrischen Leistung, die der Akku liefern muss, multipliziert mit dem Gesamtwirkungsgrad Akku/Regler/E-Motor; dieser sei zu 0,78 angenommen.
Bei einer stimmigen Propeller-Anpassung sind 275 Watt an der Welle pro Kilo Modellgewicht ausreichend für die Leistungsreserven, rund 1,6 Kilogramm wiegt die Verbrennerversion vollgetankt.
Die elektrisch zu liefernde Leistung ergibt sich näherungsweise zu:
275 *1,6/ 0,78 = 564 Watt; bei einer mittleren Zellenspannung von 3,8 Volt unter Last und Wahl eines 4-zelligen Lipo-Akkus hat der Akku 37 A zu spenden- ein moderater Wert.
Ein hochwertiger Akku mit geringem Innenwiderstand ist für den Einsatz vorzusehen. Als Kapazität wird– auch aus Gewichtsrücksichtnahme- 2,2 Ah gewählt, Gewicht ca. 250 Gramm.
Der Elektromotor muss diese Leistung möglichst verlustarm umsetzen und zwar bei einem Arbeitspunkt, der ungefähr den Propeller-Verhältnissen bei der Verbrennerversion nahekommt.
Eine 12*5“-Luftschraube soll auf ca. 9000 1/min gebracht werden: ein Außenläufer aus der A40-Reihe (Fa. Hacker) kommt infrage: der 14-polige A40-10S kann bis zu 5 Zellen vertragen, der zulässige Dauerstrom liegt bei 40 A; er hat einen Kv(RPM/Volt)–Wert von 750. Hiermit beträgt die Leerlaufdrehzahl etwas mehr als 12000 1/min; ein im Wirkungsgrad günstiger Arbeitspunktbereich liegt bei rund 75 % dieser Drehzahl vor, also bei ungefähr 9000 1/min.
Der Motor passt gut in den vorderen Rumpfbereich, wo sonst der Verbrenner residiert.
Als Regler kommt ein 60-A-Exemplar (Fa. YGE) zum Einsatz, welcher im Governor-Mode, also in echter Drehzahlregelung betrieben wird. Mit Hilfe einer ProgCard lassen sich die Auslieferungswerte (passen für Hubis) ändern und auf den Anwendungsfall einstellen; beispielsweise in Grenzen auch die P-und I-Regelparameter. Hier ist Probieren bis zur Stabilitätsgrenze der Drehzahlregelung angeraten.
Als Flightmanager ist ein programmierbarer Modul von Will Hubin an Bord, Typ FM-9 mit einem Gewicht von 8 Gramm; dazu gehört eine Programmierbox.
Die Delay-Zeit , die Flugzeit unter Strom und die Motor-Aussteuerung (Throttle) sind über die Programmier-Box, letztere aufgelöst in ½-%-Stufen vorgebbar.

Einbaumaßnahmen:
Im Motorabteil die Hartholzmotorträger plan fräsen, das Abteil vollflächig bis nach vorn mit 2mm-Sperrholz verkasten und einen Spant für die Motor-Frontmontage setzen.
Regler und Timer finden geklettet ihren Platz an den Seitenwänden, der Starttaster ist von außen an der seitlichen Bordwand zu erreichen.
Der Akku ist im Tankraum so weit wie möglich nach hinten zu schieben, bis unter den Flächenansatz. Die richtige Schwerpunktlage wird so ohne Bleizugaben erreicht.

Ergebnisse der ersten Flüge:
Modellgewicht 1585 Gramm; bei einem Flächeninhalt von 44,3 dm2 ergibt sich die Flächenbelastung zu 35,7 Gramm/dm2.
Der 12*5“-Holz-Propeller (Alberto Parra) dreht mit 9100 1/min, wenn die Throttle-Aussteuerung auf 90 % gesetzt ist.
Damit der Regler die konstante Drehzahl halten kann, wenn die Akkuspannung unter Last mit zunehmender Entladung sinkt, ist ein Throttle-Wert unter 100%  notwendig (Start bei vollem Akku).
Der Motor konsumiert im Fluge im Mittel 38 Ampere bei 90%-Throttle-Vorgabe.
Die somit erreichbare Flugzeit, bis der Akku auf ca. 15% Restkapazität geleert ist, liegt bei knapp 3 Minuten.
Die Verbrennerversion hält im Vergleich der Flugzeiten länger durch.
Die Erhöhung der eingesetzten Akku-Kapazität wäre für eine Flugzeiterhöhung nötig, bringt aber Probleme mit der Einhaltung der Schwerpunktlage und damit mehr Änderungsaufwand am Modell. Zum Training reicht zunächst die elektrisch erreichbare Flugzeit.
Bei ruhigem Wetter kann die Throttle-Aussteuerung noch etwas abgesenkt werden, ohne dass die Leinenspannung zu gering wird, so dass sich die Flugzeit  noch verlängert und die Fluggeschwindigkeit zurückgeht. Die gestoppte Rundenzeit erster Probeflüge an 19,5-Meter-Leinen liegt bei 4,7 Sekunden...noch etwas schnell.

Zur Akku-Kühlung:
der wird nicht durch einen Luftstrom aktiv gekühlt:
er wird bei der Belastung in 3 Minuten nur mäßig wärmer und die Temperatur erreicht die eigentliche "Wohlfühltemperatur" eines
Lipo-Akkus.
kleiner erwünschter Nebeneffekt:
der Innenwiderstand wird etwas kleiner und die Spannung unter Last bleibt etwas "steifer".
              
E-Legacy 001
 

 

Home   Hilfe für Anfänger   Termine   Berichte/Ergebnisse   Fotos   F2B-Kunstflug   F2B-Elektro   F2B-Motoren   Vorstellung neuer Modelle   Werkstatt   Freud und Leid   Impressum   Dokumente