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Antriebsauslegung bei Modellbooten

Da hier ja einige Mitglieder auch Modellboote bauen bzw. dort "reinschnuppern" wollen, möchte ich mal etwas zur Antriebsauslegung dieser Modellbaukategorie schreiben.

Leider werden hier, oft aus Unwissenheit, teils gravierende Fehler gemacht.
Mit dem Ergebnis das irgendwas abraucht oder nicht wie geplant funktioniert.

Und das was teilweise den Baukästen beiliegt oder in der Anleitung als Antrieb empfohlen wird, ist schlicht und einfach haarsträubend.
Dabei ist es eigentlich eine einfache Rechenaufgabe.

Die sieht so aus:

Scalegeschwindigeit ist die Geschwindigkeit des Originals / Wurzel aus Maßstab.

Rumpfgeschwindigeit ist die Wurzel aus Länge in m x 4,5 = km/h

Alles ab 10% darüber ist Unsinn, man verbrät nur unnötig Leistung ohne wirklich schneller zu sein!


Propellersteigung = Propellerdurchmesser x Steigungsfaktor
Beispiel: Herstellerangabe 40mm Durchmesser, Steigung 1,4fach
Das sind dann je Umdrehung 56mm Weg. Theoretisch!
Man darf getrost wieder ein paar Prozent abziehen, denn auch bei Props gibt es "Schlupf".
Hier würde ich Minus 30% vom errechneten Wert ansetzen.
Im Beispiel wären es also knapp 40mm Weg je Umdrehung.


Propwirkungsgrad ist also durchschnittlich = 70 % (kann je nach Hersteller/Ausführung variieren).

Daraus ergibt sich:

Theoretische Geschwindigkeit in km/h = Propsteigung in Millimeter x Lastdrehzahl x 60 x 0,7 / 1000000
Im obigen Beispiel wären das dann also ca. 11,6 km/h bei 5000 U/min


Notwendige Leistung für Verdrängerfahrt Rumpfgeschwindigkeit = ca. 2 Watt Wellenleistung je kg Bootsgewicht.


Gleitfahrt beginnt ab ca. doppelter Rumpfgeschwindigkeit.


Leistung für Gleitfahrt ab ca. 20 Watt Wellenleistung je kg Bootsgewicht.


High Speed Modell ab ca. 250 Watt je kg Bootsgewicht.


Wie man sehr gut erkennen kann, steigt der Leistungsbedarf für jede Steigerung der Geschwindigkeit massiv an.
Bei Verdrängerrümpfen geht oberhalb der Rumpfgeschwindigkeit sowieso nicht mehr viel, außer das man eine riesige Bugwelle produziert.
Denn: Die max. Geschwindigkeit eines Verdrängerrumpfes hängt nicht nur von der Motorleistung, sondern auch von der Länge der Wasserlinie ab.

Ein Schlachtschiff wie die Bismarck konnte deshalb mit 30,8 kn (57 km/h)durch das Wasser pflügen.

Das Passagierschiff "United States" mit ca. 300m Länge um 50m länger als die Bismarck, erreichte bis zu 38 kn, das sind mal eben rund 70km/h!

Ein normales Sportboot ist kaum schneller, wenn überhaupt. Und das mit verhältnismäßig viel Power für seine Größe.

Ergänzung

-große langsamdrehende Schrauben haben (auch mit ner sehr hohen Steigung) habe einen höheren Wirkungsgrad als kleine schnelldrehen.
-Ein Leistung auf einer Schraube hat einen höheren Wirkungsgrad als
die gleiche Leistung auf zwei Schrauben verteilt.
Kategorie:
RC-Schiffsmodelle
Veröffentlicht:
9. Mai 2018
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