Rotax 912 ULS und Propeller - Drehzahl und Powersetting

Forum - Technik & Flugzeuge
  • Liebe Forumkollegen,

    es gibt zwar schon einige Threads zu diesem Thema, eine Antwort auf meine Fragen habe ich da aber nicht gefunden. 

    Ich habe eine Breezer mit Rotax 912 ULS mit Helix-2-Blatt-Propeller. Der Flieger ist seit dem letzten Jahr aufgelastet auf 600kg, daher spielt die Leistung zunehmend eine Rolle. Sowohl was die Steigleistung und den Verbrauch angeht, ist die Breezer keine Wundermaschine, gleiches gilt für die Reisegeschwindigkeit. Am Boden dreht der Propeller im Winter knapp über 5000U/min bei Vollgas, das sei lt. Bernhard Altekemper (Rotax) völlig ok. Die Steigleistung ist nicht überragend und bei Vollgas im Horizontalflug komme ich auf eine Drehzahl von max. 5200U/min. Ralle schrieb nach meiner Erinnerung in einem seiner letzten Beiträge, dass der Motor nur bei 5500U/min seine volle Leistung bringen würde. In den Diagrammen lese ich, dass 75% Leistung bei 5000 U/min anliegen. 

    Daher jetzt meine Fragen: Ist dieser Propeller (lt. Datenblatt einer der drei möglichen Propeller) für dieses Setup richtig? Wie kommt es, dass der Propeller in den Disziplinen Steigleistung, Reiseflug und (hohem) Verbrauch so schlecht ist? Habe ich bei 4800 U/min im Reiseflug eigentlich 70% Leistung oder 90%? Sollte ich über einen am Boden verstellbaren Dreiblatt-Propeller (Neuform) nachdenken? Fehlen dem Motor die 500-800 Umdrehungen für die volle Leistung?

    Ich wäre Euch dankbar, wenn Ihr mir in dieser für mich recht komplexen Geschichte auf die Sprünge helfen würdet.

    Generell bin ich mit der Breezer sehr zufrieden, sie fliegt mich treu von A nach B, scheint Idioten-sicher und macht mir viel Freude. Klar, sie ist kein echter Renner, aber das erwarte ich auch nicht wirklich.

    Ein schönes Wochenende,

    Peter

  • Hallo Peter,

    die Frage, welche Leistung ein Motor bei einer gewissen Drehzahl abgibt, kann Dir niemand sagen, ohne das dazugehörige Drehmoment zu kennen.

    Leistung ist das Produkt aus Drehmoment und Drehzahl.

    Der 912er entfaltet seine größte Leistung bei 5.800 U/min. Welche Leistung bei 4.800 U/min anliegt, hängt von dem dann generierten Drehmoment ab, das wiederum u. a. von der Gasstellung, also dem Druck im Einlasstrakt abhängt.

    Mit anderen Worten, musst Du viel Gas geben, um die Drehzahl zu erreichen, weil der Propeller z. B. steil steht, gibt der Motor mehr Leistung ab als wenn Du weniger Gas geben musst, um auf die Drehzahl zu kommen.

    Gruß

    Eric

  • PeterBreez schrieb:
    Habe ich bei 4800 U/min im Reiseflug eigentlich 70% Leistung oder 90%?
    5000 U/min sind 75 %. 4800 sind dann also irgendwas um 65 % oder so. Dass der Flieger beim Start lahm wirkt liegt daran, dass er es bei diesem Setting auch ist. Mir wäre der Prop zu steil...


    Chris

  • Moin!

    Wir haben die Erfahrung gemacht, dass die Motoren in der Leistung nicht gleich sind. Das mag an dem individuellen Motor oder auch an der jeweiligen Einbausituation liegen. Wir haben deshalb nur einstellbare Propeller. Die stellen wir dann individuell auf den Flieger ein, um genau Deine Probleme zu vermeiden.

    Speziell bei meinem Flieger bekomme ich die Leistung und die Drehzahl bei einer anderen Steigung als in allen Handbüchern angegeben ist. Aber auch das kann an meiner speziellen Einbausituation liegen, denn ich hab den Flieger selber gebaut. Deshalb halte ich einen (am Boden) einstellbaren Prop für sinnvoll.

    Grüße

    Tom

  • Servus

    Wie hoch ist der Preisunterschied eines am Boden einstellbaren Propellers zu einem "vergleichbaren" Festprop?

    mfg

    Hans Peter

  • Moin,

    die Leistungsangaben bei Drehzahl XY stimmen nur bei voll geöffneten Drosselklappen. Das macht das Vergleichen verschiedener Settings schwierig. Aber wie schon geschrieben wurde, je höher die Drehzahl bei voll geöffneter Drosselklappe, desto höher die Leistung. Im Motorhandbuch gibt es ein Diagramm dazu. 

    Die Leistung zweier Propeller zu vergleichen ist nochmal schwieriger. Jeder Propeller hat einen Punkt, an dem er optimal funktioniert, also Wellenleistung in Schub wandelt. Der Punkt wird durch Leistung, Drehzahl, Anströmungsgeschwindigkeit ( Fahrt ) und Aerodynamik verändert. Fliegt man schneller oder langsamer, sinkt der Wirkungsgrad des Props, dreht er schneller durch mehr Leistung, liegt der Punkt wieder anders. Aber in der Praxis heisst das, es gibt einen Bereich, in dem der Prop gut funktioniert, und der sollte mit dem Flieger harmonieren.

    Beispiel: Drehzahl beim Start ist 5600u/min, damit hast du nahezu die maximal mögliche Leistung. Aber sobald du in der Luft schneller wirst, steigt die Drehzahl auf 5800u/min. Damit hättest du theoretisch die beste Beschleunigung in der Startphase, aber ansonsten ist das Setting unbrauchbar. Umgekehrt, der Prop dreht bei 200km/h nur 4800u/min, der Flieger beschleunigt aber auch nicht weiter, dann hast du im gesamten Bereich niemals einen Punkt, an dem du ein Optimum hast.

    Innerhalb dieser beiden Werte kann man einen Propeller aber auf seine persönlichen Vorlieben trimmen. Wenn der Propeller am Boden einstellbar ist, beginnt jetzt der Spaß. Verstellpropeller lasse ich hier mal weg, das wäre ein eigenes Kapitel.

    Beispiel: der Flieger fliegt bei 4800u/min im Reiseflug 170km/h und mit 4900u/min 180km/h. Jetzt stellst du den Propeller steiler, und schon läuft der Hobel bei 4800u/min 180km/h. Jetzt kann man den Spritverbauch bei 180km/h vergleichen und so feststellen, welches Setting weniger Verbrauch generiert. Die  Idee, weniger Drehzahl ist auch gleich mit weniger Verbrauch stimmt nicht immer und beim Rotax eher selten. Der Rotax läuft am effektivsten bei Drehzahlen um 5000u/min, eher leicht drüber.

    Mit einer Reihe von Messungen bei unterschiedlichen Settings kann man meistens eine Einstellung des Propellers finden, bei der er beim Start schon vernünftig drehen kann und er im Reiseflug auch gut funktioniert. Die Qualität eines Propellers zeigt sich weniger darin, das der Hobel auf einmal wie die Hölle geht, sondern in dem Bereich, in dem man ihn nutzen kann. Ein guter Propeller erlaubt vernünftige Drehzahlen zum Start, verliert aber dann später nicht den Wirkungsgrad bei höherem Tempo.

    Das zwischen Propellern verschiedener Bauart zu vergleichen ist echte Arbeit. Immerhin: die Unterschiede zwischen den Propellern ist relativ gering und maximal im einstelligen Prozentbereich bei der absoluten Leistung. Moderne Propeller können aber die Drehzahl und den Wirkungsgrad über einen weiteren Bereich halten und verbessern so die Leistung.

    Gruß Raller

  • Hallo,

    vielen Dank für Eure Einschätzungen. Ich hatte im Vorwege mehrfach versucht, mir Wissen anzulesen, was aber nicht richtig geklappt hat. Der Rotax scheint ein sensibler Geselle zu sein und die Abhängigkeit von Drehzahl und Verbrauch nicht so linear, wie ich gedacht habe. Offenbar ist es dann tatsächlich so, dass ich im Reiseflug, den ich überwiegend vor Augen habe, den Motor mit dem derzeitigen Propeller etwas "abwürge", was sich auch im Verbrauch widerspiegelt. Da kalkuliere ich nämlich mittlerweile mit 20l/h bei einer Drehzahl von 4600-4800 U/min.

    Eure Empfehlung interpretiere ich so, dass ein manuell einstellbarer Propeller zwar einige Arbeit bedeutet, aber eine fühlbare Verbesserung bringt. Es stellt sich nur die Frage, ob das die erhebliche Investition in einen neuen Propeller rechtfertigt...

    Aber das ist eine andere Frage.

    Viele Grüße aus dem bald schneereichen NRW und ein schönes Wochenende,

    Peter

  • ...und die Beladung spielt eine nicht unwesentliche Rolle. Warst du damals mit 472,5kg unterwegs und bringst jetzt mit dicker Schwiegermutter und Gepäck 600kg auf die Waage, fliegst du mit größerem Anstellwinkel. Vergleichst du mit den unterschiedlichen Massen full open throttle im Horizontalflug, dann wird sich bei grosser Masse eine niedrigere Drehzahl ergeben.

    Ich denke, nach der Auflastung und Ausnutzung derselben, wirst du einen Prop mit ca. 1Grad weniger Steigung benötigen. Oder eben einen Versteller. 

    Gruss,

    Jürgen

  • raller schrieb:
    Beispiel: der Flieger fliegt bei 4800u/min im Reiseflug 170km/h und mit 4900u/min 180km/h. Jetzt stellst du den Propeller steiler, und schon läuft der Hobel bei 4800u/min 180km/h. Jetzt kann man den Spritverbauch bei 180km/h vergleichen und so feststellen, welches Setting weniger Verbrauch generiert. Die  Idee, weniger Drehzahl ist auch gleich mit weniger Verbrauch stimmt nicht immer und beim Rotax eher selten. Der Rotax läuft am effektivsten bei Drehzahlen um 5000u/min, eher leicht drüber.
    Wo würdest Du bei einem Flieger wie der Breezer die Drehzahl beim Reiseflug von 180km/h mit Einstellpropeller verorten oder erwarten? Eher bei 4800 U/min oder dauerhaft bei über 5000 U/min? 

    Als altem Autofahrer ist mir eine hohe Drehzahl eher suspekt, anscheinend ist das für den 912 ULS aber kein Problem...

  • raller schrieb:
    Jetzt stellst du den Propeller steiler, und schon läuft der Hobel bei 4800u/min 180km/h. Jetzt kann man den Spritverbauch bei 180km/h vergleichen und so feststellen, welches Setting weniger Verbrauch generiert. Die  Idee, weniger Drehzahl ist auch gleich mit weniger Verbrauch stimmt nicht immer und beim Rotax eher selten. Der Rotax läuft am effektivsten bei Drehzahlen um 5000u/min, eher leicht drüber.
    Moin,

    heißt das, ich finde den besten Wirkungsgrad über den Verbrauch? Würde ich so vermuten.

    Wir haben nach einem Propellerschaden einen, im Vergleich zu vorher, höherdrehenden aber "langsameren" Prop zurück bekommen. Max Drehzahl am Boden jetzt 5400 rpm, voher 5200 rpm. Wir haben uns eine Einstellhilfe konstruiert und den Prop in Richtung mehr Geschwindigkeit verändert (steiler). Jetzt dreht der Motor am Boden wieder 5200 rpm max und haben wir in etwa die vorherige Reisegeschwindigkeit wieder, auch die Startleistung ist gefühlt im vorigen Bereich, aber wir haben einen höheren Verbrauch als zuvor. Was hat sich da geändert? Würde eine noch steilere Prop-Einstellung den Verbrauch senken (zu Lasten der Startleistung natürlich).

    Gerd

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