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Flotte RC-Deltamodelle - Der Antrieb


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Zahlen, Daten, Fakten

Sowohl bei den Bezeichnungen für den Motor als auch bei den Luftschrauben finden wir mysteriöse Zahlen in der Bezeichnung. Fangen wir mal mit dem Motor an.

Motorgröße
...2208... bedeutet meist, dass der Stator des Motors einen Durchmesser von 22mm und eine Stärke von 8mm hat. Der Stator ist das Blechpaket, das die Wicklung beherbergt. Beim Außenläufer liegt das innen und dreht sich nicht (deswegen Stator). Das bewegliche Teil ist die außen liegende "Glocke", in die die Magnete geklebt sind (deswegen Außenläufer).
ACHTUNG: Manche Hersteller geben statt der Statormaße die Außenmaße des Motors an. Ein Motor mit 22mm Statordurchmesser hat etwa 28mm Außendurchmesser.

Motor-KV
Die KV-Angabe beschreibt die spezifische Drehzahl des Motors. 2600kv bedeutet, dass die Nenndrehzahl des Motors 2600 Umdrehungen/Minute pro Volt ist. Betreiben wir den Motor ohne Propeller mit 10 Volt und mit 100% Drossel, dreht er mit 26.000 Umdrehungen pro Minute. Wir wollen ein schnelles Modell, deshalb interessieren uns Motoren mit einer hohen spezifischen Drehzahl von 2600kv - 3000kv. Würden wir einen Antriebsakku mit mehr Zellen verwenden, müssten wir einen Motor mit geringerer spezifischer Drehzahl wählen. Oder wir verwenden eine kleinere Luftschraube. Mit 4 Zoll Durchmesser sind wir aber schon an der unteren sinnvollen Grenze.

Akku
Ich weiß nicht, ob ich zur Akkukennzeichnung noch viel Worte verlieren muss. Ich verwende für die hier vorgestellten Daltas folgenden Antriebsakku: 3S / 1000mAh / 35-40C.
Dazu mal ein paar Zahlenspiele:
  • 3S ist klar: 3 Zellen in Reihe (seriell) geschaltet sind 3 * 3,7V = 11,1 Volt Nennspannung.
  • 1000mAh heißt, der Motor würde rein rechnerisch bei 20A Vollgas-Motorstrom 1.000 / 20.000 = 0,05 Stunden laufen. Das wären 3 Minuten. Mit der Realität hat das nicht viel zu tun. Erstens sollten wir unseren geliebten Lipo-Akku nicht unter 80% entladen. Zweitens wird die maximale Leistungsaufnahme mit zunehmender Entladung des Akkus geringer. Witziger Weise heben sich beide Effekte fast auf. Der fallende Motorstrom macht sich so stark bemerkbar, dass wir am Ende bei ca. 3,5 Minuten Vollast landen und im Akku bleiben die gewünschten 20% Restkapazität.
  • 40C: Das bedeutet der Akku darf mit dem 40-fachen der Nennkapazität belastet werden. Die angenommenen 20A bei unserem Delta wären schon 20C und die sollten wir nicht ausreizen. Kaufen wir einen Akku mit Luft nach oben, wird er länger leben und durch uns durch die bessere Spannungslage mit einem flotteren Modell belohnen. Aber ACHTUNG: Es gibt Akkus mit astronomischen C-Raten. Das wird oft durch ein deutlich höheres Gewicht erkauft. Richtwerte für 1000mAh sind: 40C: 90g, 60C: 100g.
Luftschraube
Bild LuftschraubenJeder Modellbauer kennt die Größenangaben wie 9x6. Internationaler Standard ist immer noch die Angabe in Zoll und 9x6 bedeutet, dass die Luftschraube einen Durchmesser von 9 Zoll und eine Steigung von 6 Zoll hat. Die Steigung gibt an, wie weit sich die Luftschraube in einem Medium ohne Schlupf bei einer vollen Umdrehung nach vorne bewegen würde. Als Medium ohne Schlupf stelle ich mir immer eine Gelantine-Block vor. Im Multicopterbereich hat sich eine andere Bezeichnung etabliert; hier hieße unsere 9x6 dann 9060 (blöderweise wird eine 10x6 dann zur 1006).

Wir merken schon, wenn wir schnell fliegen wollen, brauchen wir viel Steigung. Viel Steigung und hohe Drehzahlen ergeben eine hohe Geschwindigkeit des Luftstrahls und das macht unser Modell schnell. Die Leistungsabgabe unseres Antriebs hat natürlich Grenzen und wir wollen in einem möglichst guten Wirkungsgradbereich bleiben. Schließlich wollen wir ja auch noch etwas Flugzeit genießen und uns nicht die Finger am Motor verbrennen. Unsere Beispielluftschraube 9x6 hat zwar eine verheißungsvolle Steigung, wäre aber eine totale Fehlanpassung. Sie würde unseren Antrieb extrem überlasten. Den größten Einfluss auf den Leistungsbedarf einer Luftschraube hat der Durchmesser. Wir müssen runter mit dem Durchmesser! 4 - 4,5 Zoll ist für unser Modell die richtige Größe. Für die Steigung nehmen wir so viel, wie wir am Markt bekommen. Was es so gibt, ist links abgebildet. Die beiden unteren werden mit dem Maßen 4045  beworben, versprechen also 4,5 Zoll Steigung. das erscheint aber beim augenscheinlichen Vergleich mit der Bullnose unwahrscheinlich. Zusammen mit dem schmalen Blatt wird bedeutend weniger Leistung aufgenommen. Für unsere Zwecke sind die unteren beiden ungeeignet.

Das Messen vom Standschub ist für schnelle Modelle übrigens sinnfrei. Große, langsam drehende Luftschraube werden immer mehr Standschub haben, als das was wir hier verwenden. Damit können wir aber nicht schnell fliegen.

Tipp in diesem Zusammenhang: Montieren wir für einen Antrieb ein Luftschraube mit höherer Steigung, wird die Stromaufnahme nicht weit steigen. Vergößern wir jedoch den Durchmesser, ändert sich die Stromaufnahme stark! In solchen Fällen müssen wir vor längerem Betrieb immer den Strom messen. Schnell sind die Komponenten überlastet und der Akku viel schneller leer als vermutet.


Luftschraube auswuchten

Bild AuswuchtgerätMit Ausnahme der oben erwähnten Gemfan, haben sich alle Propeller in unbehandeltem Zustand als Vibratoren erwiesen. Wir müssen auch bedenken, dass sich die kleinen Quirle bis zu 28.000 Mal in der Minute drehen. Da ist ein sauberer Lauf ein Muss.
Eine unbedingte Voraussetzung dafür ist, dass der Prop stramm auf der Welle des Mitnehmers sitzt. Ist da geringstes Spiel, müssen wir die (5mm)-Welle mit Tesa umwickeln bis der Propeller stramm sitzt.

Zum Auswuchten selber bediene ich mich inzwischen eines solchen Geräts. Die Achse wird von Magneten einigermaßen reibungsarm zwischen den Seitenteilen gehalten. Knackpunkt sind die konischen Befestigungsmuttern, zwischen die die Luftschraube gespannt wird. Sind die nicht genau gearbeitet, wird das Ergebnis entsprechend verfälscht. Auch meine ist kein Präzisionswunder und Ergebnis differiert leicht, je nach Stellung der Luftschraube. Im Großen und Ganzen funktioniert es aber.

Bevor ich auf derartige Gerätschaften zurückgreifen konnte, habe ich die Props immer auf dm möglichst glatten Schaft eines kleinen Schraubenziehers gewuchtet. Wenn man den schnell hin- und her dreht um die Anfangsreibung auszutricksen, war das einigermaßen brauchbar. Auf jeden Fall besser als nicht wuchten.

Die Balance stelle ich her, indem ich auf der leichteren Blattrückseite Klebestreifen aufbringe. War es zu viel, ritze ich den Klebestreifen auf dem Prop längs ein und ziehe eine schmalen Streifen wieder ab. Im Bild rechts ist zu sehen, dass zwei Klebestreifen übereinander erforderlich waren.


Konkrete Antriebsvorschläge

Budget
Zwar "Budget", aber trotzdem nicht lahm. Eigentlich machen wir damit nichts falsch. Der Motor vom Typ A2208 / 2600kv wiegt 37g und kommt immer mit dem abgebildeten Zubehör. Wenn wir günstig beim Chinesen kaufen, müssen wir mit ca. 8 € für den Motor rechnen (incl. Versand, Stand 2024). Das Montagekreuz benötigen wir nicht, ergibt aber eine praktische Bohrschablone. Der Antrieb geht funktioniert mit allen Luftschrauben von 4 - 4,5 Zoll Durchmesser. Mein Favorit ist aber die abgebildete Gemfan Flash 4052 Dreiblatt. Die ist leise, effizient und musste bei mir nicht ausgewuchtet werden. Bei 11V zieht dieser Antrieb ca. 19A. Rüsten wir zur Bullnose 4045 ab, sind es nur noch 15A.

Bild A2208 2600kvBild Gemfan 4052

Copter
Für Multicopter gibt es einen ganzen Haufen geeigneter Motore. Wir wissen ja jetzt worauf wir achten müssen, damit der zu unserem Delta und dem 3S - Akku passt. Ich habe mal zwei Motore rausgesucht, die preislich interessant sind. Da die höher drehen, als die 2600kv des Vorschlags oben, wäre ich mit der Dreiblatt vorsichtig. Ich empfehle die weniger leistungshungrige Bullnose 4045. Oft werden zwei Varianten mit CW oder CCW angeboten. Das meint die Gewinderichtung und ist eine Anpassung an die Drehrichtugen bei Multicoptern: CW = clockwise = Rechtsgewinde, CCW = counter clockwise = Linksgewinde. Ich nehme immer CW, da bleibt es bei den gewohnten Abläufen beim Befestigen der Luftschraube. Auch bei linksdrehenden Antrieben hat sich bei mir noch nichts gelöst.
Bild BR2306S
Bild GR2207

Bild Bullnose 4045

Bei 11 V müssen wir mit folgenden Strömen rechnen (ich kann nur mit vergleichbaren Motoren messen) :
  • 19A mit der empfohlenen Bullnose 4045.
  • 23A mit der KMP 4.5x4.5.
  • 24,5A mit der Gemfan 4053 Dreiblatt.

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