Frage zu Geschwindigkeiten (Tabelle / Realität)

[wem55]

Hallo,
ich hätte mal wieder eine Frage zu Geschwindigkeiten:

In dem Baubericht von Eike über die Spirit of G erreicht er eine Geschwindigkeit von 130 km/h.
Dies mit einem Motor mit 3180Kv, 4S Akku und einem (zwei) Props 40x1,4.

Es gibt von Conversion Page | Offshore Electrics eine Tabelle, die bei meinen Booten bisher relativ gut passte.

Danach zeigt diese Tabelle bei den oben genannten Daten NUR eine Geschwindigkeit von 95 km/h an.

Kann mir jemand erklären, woher dieser Unterschied kommen könnte?
Passt die Tabelle nicht? Falsche Formel oder ähnlich?
Oder läuft das Boot so sauber, dass kaum Verluste entstehen?

Vielleicht hat da jemand ein paar Ideen, wie das zustande kommen könnte.

[IlCapitanoAlex]

Hallo Wolfgang,

wenn ich Eikes Boot mit meiner Formel berechne komme ich auf 126-134kmh je nach Güte der Zellen. Ich denke die Rechentools bei OSE beziehen sich primär auf singleangetriebene Modelle und da kommt natürlich was anderes raus.

Gruß Alexander

[rc-racer]

Hallo,
meine Überlegung dazu ist wie folgt:

Die grundlegende Formel für die theoretisch Berechnung der Bootsgeschwindigkeit ist:
Bootsgeschwindigkeit (km/h) = [ Last-Drehzahl (U/min) x Vortrieb pro Umdrehnung (mm) x Schlupffaktor x 3,6 ] / 600000

1. Annahme für die Lastdrehzahl ist abhängig von
   
   • Zellen Spannung unter Last ich rechne meist mit 3,8V, frische Zellen können auch mal bei 3,9V liegen, vor allem bei der ersten Geraden und gut vorgeheizt.
   • Leerlaufdrehzahl – nicht alle Herstellerangaben stimmen, Timing von Regler hat auch einen Einfluss
   • Wie stark die Drehzahl unter Last sinkt hängt, bekanntlich auch vom verwendeten Propeller und den Wirkungsgrad des Motors ab
   
   
2. Vortrieb pro Umdrehnung = Propellerdurchmesser (mm) x Steigungsverhältnis
   
   • Stimmen die Herstellerangaben? Jeder hat das ja schon gehört bei den TFL Propellern mit der 1,7 Steigung die eigentlich eine 1,4 Steigung ist.
   • Beim Schleifen von Propellern kann man auch einiges beeinflussen
   
   
3. Schlupffaktor
   
   • Ich rechne meist mit einem Wert zwischen 0,8-0,9
   • bei zweimotorige addiere ich meist 0,05 dazu und bei Catamaranen nochmal 0,05
   • Natürlich auch die Wasserreibung, durch Unterwasserschiff, Turnfins und Ruderblätter nicht vergessen. Die Messerklinge bringt im Vergleich zum dicken Aluruder mit Wassereinlass immer ein paar Km/h.

Ich denke mal du redest von dem Boot-Setup:
https://www.rc-rennboote.de/forum/sh...-Gabon-S/page2

Dann würde ich wie folgt rechnen, ohne die geloggten Daten zu berücksichtigen:
Theoretisch Geschwindigkeit:
Bootsgeschwindigkeit (km/h) = [ Last-Drehzahl (U/min) x Vortrieb pro Umdrehnung (mm) x Schlupffaktor x 3,6 ] / 600000

Lastdrehzahl = 3180kV * 4 Zellen * 3,8V * 0,9= 43.502 (U/min)
Vortrieb = 40 mm * 1,4 = 56 mm/Umdrehnung

Max. Bootsgeschwindigkeit (km/h) = 43.502 (U/min) * 56mm * 0,9 * 3,6 /60000 = 131,55 km/h
Min. Bootsgeschwindigkeit (km/h) = 43.502 (U/min) * 56mm * 0,8 * 3,6 /60000 = 116,93 km/h

Wenn man die geloggten Werte berücksichtigst aus Beitrag 51 mit der Theorie vergleicht, würde ich so vorgehen:
Lastdrehzahl ≈ 37.500 Ump/min
Lastspannung ≈ 14,4V
Geschwindigkeit ≈ 118,34 km/h

Wenn der Propeller als tatsächlich einen Vortrieb von 56mm erzeugt, dann muss der Schlupffaktor ≈ 0,94 gewesen sein. Also erzeugen die Propeller entweder einen höheren Vortrieb (z.B. höhere Steigung als 1,4) und/oder der Luftwiederstand auf den sich nicht im Wasser befindlichen Teile des Modell, bei einem Katamaran vor allem der Luftstrom im Tunnel hat die Fahreigenschaften deutlich zu besseren beeinflusst.


So wäre meine Überlegung, habe Post 51 genommen, da Eike für die 130km/h leider keine geloggten Werte mehr Veröffentlicht hat.

Grüße
Jens

[wem55]

Alles klar, vielen Dank für die Antworten.

[plinse]

Die Spirit of Gabon läuft sehr sauber, dazu hat sie bezogen auf die Bootsgröße und Reibung recht große Propeller, die auch wirklich die Steigung haben, die drauf steht.

Viele Fehler in diesen Berechnungen liegen in der Steigung der Propeller und in sonstigen Unbekannten: (Kennt man die Lastdrehzahl durch einen Logger oder hat man sie über Herstellerangaben geschätzt?), ...

30-40% daneben zu liegen, ist keine Kunst:
kV vom Motor angegeben als Leerlauf, diese 10% neben der Realität kann bei billigen Motoren schon mal vorkommen, unter Last knicken einigermaßen belastete Motoren nochmals ~15% ein und die Spannungslage vom Akku ist zustand-/belastungs-/temperaturabhängig. Da sind auch schnell 10% Unschärfe drauf. Die Steigung vom Propeller sollte man tendenziell selbst gemessen haben. ABC und Octura passen recht gut, es gibt aber auch Alus, da steht 1,9 drauf und 1,2 haben sie

Dazu haben effiziente Katamarane knappe 10% Schlupf, Scale-dominierte Monos haben auch schnell mal 20% Schlupf - wenn die Boote gut getrimmt sind.
Mehr Schlupf zu erzeugen, ist keine Kunst ...

Wenn ich an Modellen herumrechne, habe ich klassisch mehrere Abgleiche dazwischen und verwende auch Loggermesswerte:
Spannungslage als "Ist-Wert"
kV als Leerlauf und unter Last gemessen, die prozentuale Differenz gibt Hinweise, wie ausgequetscht (der Sättigung und ggf. dem thermischen Tod nahe) der Motor ist.
GPS im Optimalfall als Loggermesswert zeitsynchron, ...

Das habe ich hier im Forum auch mal aufgeschlüsselt:
https://www.rc-rennboote.de/forum/sh...l=1#post310680

Die Loggertechnik aber ohne Aussetzer vollständig auf allen Kanälen am laufen zu haben, klappt auch nicht immer auf Anhieb , ich packe also gerne noch ein separates GPS dazu

Am sinnvollsten ist es, aus einzelnen Fahrten und Werten heraus abzuschätzen, welche weiteren Schritte sinnvoll sind oder was man am besten bleiben lassen sollte, weil man bereits absehen kann, dass die LiPo, Motoren oder Steller bereits auf dem letzten Loch pfeifen.

Startet man mit den Formeln ohne jegliche Abgleiche, liegt man schnell deutlich neben der Realität.

VG, Eike

[plinse]

Zur SoG habe ich hier noch den Zusammenschrieb in meinem "persönlichen Bilderbuch"
https://speed-mania.de/spirit_of_gabon.html

Die Rechenweisen detaillierter auseinandergeflöht habe ich aber hier im Fountain-Thread und auf meiner HP anhand des Raptörchens:
https://speed-mania.de/baby_rsv_raptor.html

VG, Eike

[wem55]

Hallo,
ich hatte mich nur gewundert, dass die Werte total auseinander lagen, da die Werte von der Tabelle bisher recht gut mit meinen gemessenen (km/h) Werten überein stimmte.

Also wieder der Unterschied zwischen Theorie und Praxis.

Das beim Katamaran bei guter Abstimmung nur 10% Schlupf auftreten, hatte ich bisher ganz anders gelesen.
In einem anderen Forum.

Man lernt doch immer wieder dazu.

[plinse]

In Foren steht viel und die ganze Fehlerkette ernsthaft ansehen, tun sich wenige, siehe beispielsweise diese Messungen an meinem Raptörchen:
https://speed-mania.de/baby_rsv_raptor.html

Das ganze dann auseinander-geflöht:



Ich kopiere jetzt mal einfach den Text von meiner Homepage:

Das Diagramm zeigt einen Zusammenschnitt einer Leerlaufmessung und einer Lastmessung. Die Leerlaufmessung dient dazu, die kV des Motors im Leerlauf und unter Last vergleichen zu können, natürlich auch mit der Herstellerangabe, das ist aber technisch gesehen nebensächlich. Die Lastmessung muss auf einer langen, ausbeschleunigten Geraden erfolgen. Auch hier wird die kV berechnet und mit dem Leerlauf verglichen. Die gemessenen 1630rpm/V im Leerlauf treffen die Herstellerangabe von 1600rpm/V sehr gut, die 1335rpm/V unter Last entsprechen 81,9% vom Leerlauf und erfahrungsgemäß sollte man normale Brushlessmotoren nicht per Belastung mehr als 20% "in der Drehzahl drücken". Bei dieser Messung kurz vor Weihnachten 2021 war das Wasser netterweise noch flüssig aber man muss einfach anerkennen, dass die Kühlung optimal war. Dass die Komponenten thermisch recht unauffällig waren, heißt nicht viel, im Sommer war dieses Setup gut fahrbar aber auch ordentlich warm. Das Boot kann man recht gut wie folgt messtechnisch bewerten:
Die 115km/h habe ich mehrfach gemessen, ebenfalls die Lastdrehzahl von ~31200rpm mit nur geringen Abweichungen. Ich ziehe mein Geschwindigkeitsberechnungstool von der gemessenen Lastdrehzahl, der Lastspannung des Akkus und der Geschwindigkeit her auf und gleiche möglichst viele Zwischenschritte ab. Ohne die Abgleiche zwischendrin bliebe offen, ob der Akku einbricht, der Motor an seiner Grenze ist oder das Boot zu nass läuft. Mit dem GPS, was die ganze Fahrt an Bord ist und hinterher den Maximalwert zeigt, ist anzunehmen, dass die Höchstgeschwindigkeit zu Anfang gefahren wird, nicht wenn der Akku schon nennenswert entladen ist, bei einem GPS-Logger hätte man alle Werte zeitlich synchron aber auch deutlich mehr Geld im Risiko. Diese alten Garmin Hand-GPS können etwas Wasser ab und kosten gebraucht nur einen Bruchteil von so einem GPS-Logger, der kein Wasser ab kann. Drei mal dürft Ihr raten, was ich öfter mitfahren lasse .

Eine Lastspannung von 3,9V/Zelle signalisieren, dass der Akku mit der Belastung gut klar kommt, hier wäre also noch Luft. Die Ströme sind in einem Bereich, dass sie für einen Flycolor 150A Steller ok sind, nicht völlig entspannt aber auch nicht kritisch überzogen. Hohe Teillast sollte man mit diesem Setup aber nicht lange fahren, "idiotensicher" ist dieses Belastungsniveau nicht mehr .

Die 81,9% Last-kV signalisieren, dass die Motoren kurz vor der Kotzgrenze sind. Fachlich schöner ausgedrückt wäre, dass die 45mm Propeller mit ordentlich Steigung so viel Drehmoment abfordern, dass die Motoren der Sättigung nahe sind und es nicht schaffen, höher zu drehen. Über 15% Einbruch geht erfahrungsgemäß langsam in die Grenze der Sättigung rein. Größere Propeller bringen irgendwann nicht mehr Geschwindigkeit sondern nur mehr Hitze und früher oder später Komponenten, die dies thermisch nicht oft überleben. Das gilt es aber zu vermeiden und rechtzeitig "gut sein zu lassen"...

Du siehst in der Tabelle auch die farbige Einstufung: Messwert, abgeglichener Wert, Abgleichsfaktor.
Die Höhe der einzelnen Abgleichsfaktoren ist wichtig einzuordnen. Ist es einfach nur eine lange Multiplikation und am Ende liegt das Ergebnis 20-30% daneben, dann ist das ganze Spiel wenig wert.

Zum Ende auseinander geflöht ist das ganze auf meiner Homepage, siehe Link, das wird eh die wenigsten interessieren

Dazu musst du auch sehen: Das Raptörchen ist ein ungestuftes Mono, Semiscale, dicker TFL-Alu-"Ruderprügel" mit Wasseraufnahme, 2 Turnfinnen, Trimmklappen, ... ok, die DrProps-Propeller sind wirklich gut. Bei der Spirit of Gabon sind alle Kanten am U-Schiff messerscharf, es ist ein Tunnelboot, es hat CrCo-Propeller mit wirklich dünnen Blättern, nicht so "bullige Blätter" wie bei den meisten "Ami-Güssen", das Ruder ist eine Messerklinge, also da habe ich zum einen eine andere Basis (Katamaran) und zum anderen "habe ich mir Mühe gegeben" ...

Das ganze siehst du ja auch da dran, dass ich noch eine SoG aufgebaut habe, bei der ich mir noch etwas mehr Mühe gegeben habe :
https://www.youtube.com/watch?v=6PZPbS0mQmE
... ohne damit wirklich fertig geworden zu sein ... aber ich bin Vater geworden (der Schelm ist jetzt 3 1/2 Jahre alt), geeignete Gewässer gibt es hier zu wenige und SAW findet in München statt mit ewiger Anfahrt von hier aus...
Aber letztendlich war das der Hintergrund hinter den Analysen.

VG, Eike

[wem55]

Hallo Eike,
185 km/h sind allerdings ein klasse Wert.
Was für ein Setup hast du den in deiner 2. Spirit?

Und die Kinder (und Enkellinnen) werden so schnell groß. Da dreht man sich 3 mal um und die fahren auf einmal Auto.
Nutze die Zeit.