Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

Hallo Fluppser
Ich war einer der ersten 10 die das Video downloaden konnten...
Ich hab es mal auf meinen Webspace gepackt :

http://www.vallstedt-networks.de/diverses/MOV01000.MPG

Finde ich ganz toll deinen ersten Prototypen.
Sag mal, wie ist denn das gelagert ? Auf jeden Fall finde ich es schonmal bemerkenswert wie das Ding auf deinem Dach immer schneller wurde.
Und sooo knapp war dein Materialfach nun auch nicht, immerhin ist der Haltearm für den Flügel doch sehr aerodynamisch.

Deine Idee mit der Getränkeflasche bringt mich gleich auf die Idee, später evtl. den
Vorflügel als halbes Plexiglasrohr auszuführen. Das dürfte den endgültigen Flügel nicht so massig wirken lassen.

Hallo Bernd,

erstmal vielen Dank für das hosten des kleinen Filmchens. Mir war garnicht bekannt das Rapidshare nach 10 Downloads selbigen sperrt.

Ich habe den Flügel auf einen alten Ventilator aus einem Wärmetauscher gebaut, allerdings genau umgekehrt. Das ehemals bewegliche Ventilatorteil ist nun (aus Gewichtsgründen) der Fuß und die ehemalige Halterung ist nun die Welle für den Keksdosendeckel. Ist alles vom Schrotty (siehe Seite 11 dieses Themas)

Der Haltearm für den Flügel ist im übrigen eine alte Teppichbodenleiste .
(so ein kleines Messie-Gen hat manchmal seine Vorteile).


Gibt es denn eine einfache Lösung zum Messen des Drehmoments ? Selbstbaulösungen wären natürlich von Vorteil.

Grüße vom Fluppser

Ich bin nicht ganz neu hier, lese schon seit ewiger Zeit ab und an mit. Zum Thema Leistungsmessung habe ich mir schon aus anderen Gründen Gedanken gemacht, das will ich mal mit euch Teilen.

Die Leistungsmessung geht am genauesten über Drehzahl und Drehmoment. Drehzahl lässt sich relativ einfach messen, für's Drehmoment würde ich folgende Bastellösung vorschlagen:

Ein Generator wird drehbar gelagert. Auf einen definierten Hebelarm wirkt eine Feder und hält den Generator in Position. Wird nun dem Generator Leistung entommen, wirkt ein Moment und die Feder wird gespannt, der Hebel lenkt aus. Diese Auslenkung ist Maß für das Moment.
Um die Auslenkung am PC zu messen würde ich folgende Lösung vorschlagen: Ein kleiner Zahnriemen, z.B. aus einem alten Drucker oder Videorekorder, ist am Hebelarm befestigt und läuft über ein Zahnrad zu einer schwachen Feder, die am Gestell festgemacht wird. Das Zahnrad bewegt ein Poti oder ein Drehkondensator und macht damit eine Auswertung möglich. Die schwache Feder zieht den Riemen zurück.

Geeicht wird die Geschichte mit einem Kraftmesser, oder man kennt die genauen Federkonstanten der beiden Federn.
Als Genarator bietet sich etwas ohne Rastmoment an, allerdings kommt es dabei weniger auf den Wirkungsgrad an, er dient nur als einstellbare Bremse. Ein Schrittmotor bietet sich als Tachogenerator an, weil man damit auch die momentane Stellung des Rotors detektieren kann. Dann kann man sogar etwas über das Anlaufmoment bei verschiedenen Rotorpositionen aussagen.

Königsklasse wäre, wenn der Hebelarm über zwei (gleiche? oder eine schwächere in "rückwärtsrichtung"?) Federn gehalten wird und so die Messung in beide Richtungen möglich wird. So wird die Widerstandskomponente gegen den Wind messbar. Austauschbare Federn verbessern die Meßgenauigkeit in verschiedenen Bereichen.

Über Dämpfung müsste man nachdenken, die Last ist ja wechselnd. Das darf sich nicht aufschaukeln. Zum einen wäre es interessant die Lastentwicklung über eine Umdrehung zu erhalten, bei hohen Drehzahlen wird das aber die Trägheit der Mimik nicht hergeben. Da gilt es zu experimentieren.

Grüße
radixδ

Du sagst es! Ich bin auch sowas von gespannt, wie sich da ein auftriebserzeugendes Profil bilden kann.
Man müsste eine kleine Kamera von oben auf den Flügel filmend montieren, sodass man das Profil und den Zwischenraum zum Vorflügel als Querschnitt sieht. Wenn das Blatt jetzt durch den Rauch dreht, kann man vielleicht was erkennen, mit Betonung auf vielleicht

Gruß,
Christian

Hallo JR,
so wird es leider immer wieder erzählt und die Geschichte "oben muss die Luft schneller fließen, weil sie einen längeren Weg hat" stirbt nicht aus Den Luftteilchen, welche sich an der Nase eines Tragflügels trennen müssen, kann es ja eigentlich egal sein, ob sie hinten auch gleichzeitig wieder zusammen treffen...
Also die Wölbung eines Profils drückt die darüberliegenden Stromlinien zusammen. Man stellt sich jetzt z.b. 20 waagerechte Linien vor, mit gleichem Abstand (ungestörte Luft). Nun legen wir ein Profil auf diese Linien, aber müssen auch gleichzeitig die Linien um das Profil herumführen. Die ersten Linien über dem Profil müssen näher zusammenrücken und der Wölbung folgen. Je höher man geht, desto ungestörter werden die Stromlinien und irgendwann sind sie wieder gestreckt und die Luft bekommt vom Störkörper nix mehr mit. Wenn man das jetzt betrachtet, ergibt sich eine Verengung zwischen der obersten, gestreckten Stromlinie und dem gewölbten Profilrücken, ähnlich einer Düse. Und voilà, Herr Bernoulli lässt grüßen: Querschnitt verengt sich, Strömungsgeschwindigkeit nimmt zu, Druckabfall entsteht = Sog. Andersherum auf der Unterseite.
Aber das ist nur eine Komponente die den Auftrieb liefert!!
Ein weiterer großer Teil entsteht durch die Umlenkung der Luftströmung nach "schräg unten". Die Luftteilchen werden durch die Formgebung des Profils mit einer vertikalen Komponente beschleunigt.
So grob halt.

Aber was mich eben an dem durchströmten Profil wundert, wie da der Auftrieb entsteht, obwohl vor dem eigentlichen Profil, also der Wölbung, ein üble Barrikade steht und die Luft verwirbelt! Ein Flugzeug wäre kaum oder schlecht fliegbar, mit einem halben Abflussrohr vor der Tragfläche.
Also nur eine gewölbte PLatte oder ein übliches Profil, OK, ergibt einen Auftriebsläufer.
Nur eine halbe Dachrinne und man hat einen Widerstandsläufer.
Aber beides passt für mich noch nicht zusammen, aber ich bin da guter Dinge, bei soviel geballter Kompetenz!

Und nun gute Nacht euch allen!

Gruß,
Christian

Ok CS ich freue mich immer wieder über ausführliche und genaue erklärungen, ich bin nur sehr schreibfaul und versuche es den meisten, die in aerodynamik nicht ganz so versiert sind, so zu erklären ,das es jeder versteht. Denn wir sind ja nicht auf dem Flugplatz wo jeder weiß wie es läuft.
Trotzdem freue ich mich schon auf die "Rauchbombe" ,die wird Licht ins Dunkle bringen.
Nur so zum schluß nochmal eine laminare Strömung kann theoretisch auch nur an einem laminaren Profil auftreten. Das weiß ich auch. Nur irgendwie muß das Ding ja laufen. Aber ich werde mir jetzt auch mal so ein Profil mit ner halben Tonne vorne dran zusammenbasteln und schauen was geht. Irgendwie hat mich die Neugier jetzt doch gepackt.

voller tatendrang

JR

Hallo radixdelta,

man kann das Drehmoment auch mechanisch messen, aber der Aufwand ist relativ hoch. Es bleibt immer noch das Problem des Bremsens mit konstanten Moment.

Wesentlich einfacher ist die Leistungsmessung mit einem geeigneten DC-Motor als Last, wie ich es auch gemacht habe.

Um Leistungsverluste zu umgehen, setzt man den Rotor direkt auf die Motorwelle. Der Motor sollte dann bei den geringen Drehzahlen (ca. 200 U/min) eine möglichst hohe Nennspannung besitzen. Bei ebay werden z.B. zur Zeit wieder Dunkermotore mit 120/180/220V DC angeboten, die für kleine Versuchsrotore mit niedrigen Drehzahlen gut geeignet sind.

Mit einer einstellbaren Kostantstromquelle bestehend aus einem Operationsverstärker, MOS-FET und Potentiometer kann man sehr schön die Kennlinie aufnehmen.

Die Drehzahl entspricht in etwa der Motorspannung. Das Drehmoment entspricht beim DC-Motor recht linear dem Strom. Mit der Motorspannung und dem Motorstrom bekomme ich dann exakt die abgegebene elektrische Leistung, die dann durch den Motorwirkungsgrad ca. 80% der mechanischen entspricht.

Gruß Uli

Ich befürchte ausserdem, das beim direkten Vergleich eines Schnellläufers mit einem Langsamläufer die stark unterschiedliche Generatordrehzahl (wenn man jeweils über den gleichen Genearator misst) dazu führt, das das langsamer laufende Blatt schlechter abschneidet, auch wenn es ein grosses Drehmoment erzeugt, ganz einfach weil der Generator bei z.B. nur 1/3 der Drehzahl (gegenüber dem Schnelläufer) nur eine viel kleinere max. Leistung abgeben kann, selbst bei riesigen zur Verfügung stehenden Drehmoment. Der erheblich langsam drehende Generator kann trotz höheren Drehmoments keine grosse Leistung erzeugen, das hohe Drehmoment bleibt wirkungslos.

Vergleiche verschiedener Rotorblattformen lassen sich meiner Meinung nach nur dann mit dem gleichen "Testgenerator" aussagekräftig bilden, wenn die Schnelllaufzahlen der zu testenden Blätter unter Belastung in etwa gleich sind, oder man die Eingangsdrehzahlen für den Generator durch Übersetzung in etwa angleicht.

Hmmm eines ist für mich schwer zu verstehen.

Wie kann ein Rotor, dessen Drehzahl "nicht gewaltig" unter der eines anderen liegt, der aber im Gegenatz zum anderen ein kräftiges Drehmoment und das auch noch über 3/4 des Drehkreises erzeugt, 5x weniger Leistung erzeugen ? Etwa gleich viel Leistung, oder meinetwegen auch etwas weniger wären für mich von der Logik her denkbar, aber 5 x weniger bei oben genannten Fakten ?
Irgendwie wiederspricht sich da was. Muss man das verstehen ? Ich peil es nicht.

Ist die Leistung nicht ein Produkt aus Drehmoment und Drehzahl ?

Hallo,

die Motorkennlinien gelten für den Motorbetrieb. Der steile Anstieg des Wirkungsgrades resultiert nur aus dem Reibungsmoment.

Beim Generatorbetrieb wird die abgegebene Spannung nur durch den konstanten Spannungsgradienten und die Drehzahl bestimmt. Davon muss nur noch die Spannung durch die Wicklungsverluste abgezogen werden, die bei der geringen Leistung vernachlässigbar ist.
Der Strom ist proportional dem Moment
Die abgegebene Leistung ist die Summe aus der mechanischen Leistung durch die Lagerreibung und der elektrischen Leistung.

Macht Euch nicht durch die Motorkennlinien verrückt.

Wieso sollen 500% Leistungsunterschied so unwahrscheinlich sein?
Da der durchströmte Einflügler nur mit der halben Drehzahl des „normalen“ Dreiflüglers dreht, hätte er z.B. bei halbem Drehmoment nur 25% der Leistung des Dreiflüglers.

Gruß Uli