Helikopter Rotorblätter als Darrieus Flügel.

[Bernd]

Hallo Leute

Heute sind meine über Ebay erworbenen Helikopter Rotorblätter angekommen.
Zu meiner Freude sind sie ziemlich stabil und nicht so wabbelig wie ich es befürchtete.
Sie sind aus Holz, ca. 60cm lang und 5cm tief. Der Zustand ist einwandfrei.
Ich werde die Blätter auf 50cm kürzen so das dann der original Befestigungsbereich entfällt
und die Blätter dann an beiden Enden symetrisch sind.

Im Augenblick ist meine Einschätzung das der Versuch evtl. scheitern könnte damit halbwegs
passable Ergebnisse zu erzielen, denn die Dinger sind einfach so super schmal und zierlich.
Aber ein gewisser Herr aus dem Kleinwindforum sprach ja davon das sogar nur 4cm Tiefe
bei 50cm Rotordurchmesser ideal wäre.... Wir werden sehen.

Noch eine positive Überraschung, das Blattprofil sieht auf den ersten Blick dem NACA0018
erstaunlich ähnlich bzw. ist nicht sehr viel davon entfernt. Also gute Testbedingungen.

Grüsse

Bernd

[homatec]

Hallo Bernd,

hier mal eine Formel für die Blatttiefe.
Der H-Rotor sollte bei 3-5 facher Windgeschwindikeit angeströmt werden.

z= Anzahl
lamda= Auslegungsschnelllaufzahl
ca= Auftriebsbeiwert (0,9 geht)

Optimale Blatttiefe.jpg (5.15 KiB) 16170-mal betrachtet

Quelle: http://www.wind-energie.de/de/technik/k ... attdesign/

Grüße

Rainer

[Bernd]

Hallo Rainer, diese Formel finde ich auf der verlinkten Seite aber bei den Horizontal Repellern.
Ich weiss nicht ob man die einfach so auf den H-Rotor anwenden kann da dort ja doch etwas
andere Strömungsgegebenheiten herrschen.
Naja, ich hab jetzt ja diese Blattiefe die wesentlich kleiner/schmaler ist als meine bisherigen
Darrieus Flügel.

Grüsse

Bernd

[homatec]

Hallo Bernd,

du hast recht die Seite beschreibt nur Horizontalmaschinen.
Wie du weiter oben siehst geht die Theorie mit der sogenannten Blattelementmethode vor. Das Heist das Blatt wird in lauter einzelne Abschnitte zerlegt. Der einzige Unterschied beim Vertikalachser ist dass es nur einen Radius gibt.

Also r = R und somit der Radius des Rotors

Allerdings nie vergessen dass dies alles nur Theorien sind.

Das wesentlich größere Problem ist dass wir hier einen Dauerlooping um die Achse fliegen.
Dazu kommt noch dass das Blatt auf der Lee Seite durch eine sehr turbulente Strömung fliegt.

Grüße

Rainer

[Bernd]

Das wesentlich größere Problem ist dass wir hier einen Dauerlooping um die Achse fliegen.
Dazu kommt noch dass das VBlatt auf der Lee Seite durch eine sehr turbulente Strömung fliegt.

Sehr schön beschrieben ! Auf der Lee Seite ist außerdem die Windgeschwindigkeit auch noch niedriger,
weil ein Teil des Windspeeds schon vorne "weg geerntet" wurde. Bei einem H-Rotor ist das ganze viel
komplexer als bei einem Horizontalläufer, bei dem das Blatt quasi immer von sauberer Strömung angepustet wird.
Vielleicht ist das auch ein Grund warum der H-Rotor nicht den Entwicklungsschub machte wie die
horizontalen Windräder. Der ganze Kram im H-Rotor ist sehr schwer in Formeln zu pressen und
dann hat so eine Konstruktion im Prinzip schon verspielt wenn die Herren Theoretiker das nicht einfach
so berechnen können. Das ist wohl auch der Grund warum sich von den "Profis" bis heute keiner Carls Rotor
gewidmet hatte.

Grüsse

Bernd

[Bernd]

Es ist vollbracht, die Helikopterblätter waren auf dem Prüfstand. Nach den Worten von Windfried
aus dem Kleinwindforum sind sie eigentlich fast noch zu gross. Er sprach davon das ca. 4cm
Blatttiefe bei diesem Rotordurchmesser ideal wären. Meine Blätter haben 5cm Tiefe.



Nun denn, ich habe die Flügel auf 50cm Länge geschnitten und dann habe ich geguckt wo sich
der Punkt der Waage bei den Blättern ergibt und dort das Befestigungsloch gebohrt. Das Loch
sitzt ausser mittig, weil die Blätter eine Bleieinlage haben. Danach kam dann die riesen
Enttäuschung ! Kein Selbststart, auch nach einem Anschubbsen bremst der Rotor wieder ab.
Selbst als ich den Rotor von Hand auf über 200U/min beschleunigte, in der Hoffnung das der Rotor
ab dieser Drehzahl von alleine weiter macht, bremste der Rotor wieder ab. Kurzum ich habe es
nicht fertig gebracht das Ding zum rotieren zu bewegen, von Nutzenergieerzeugung ganz zu schweigen.

..

Ich hatte zwar befürchtet das der Windfried Unrecht hätte mit der Aussage das nur Miniblätter
gute Erträge bringen würden, aber das sich mit denen so rein überhaupt nichts tut, das hätte ich nicht
erwartet. Es bestätigt aber was ich schon so oft im Internet nachlesen konnte, das man Auftriebsläufer
nicht ohne Probleme beliebig verkleinern kann. Bei kleineren Modellen müssen die Blätter proportional
grösser ausfallen im Verhältnis zu wirklich grossen Rotoren. Naja, auf eine Weise bin ich froh das
sich meine Einschätzung nicht nur bestätigt hat, sie wurde sogar vom Testergebnis übertroffen. Es zeigt
aber auch mal das man nicht jeder Aussage trauen darf, nur weil sie von "schlauen Leuten" mit viel
Formelwerk hinterlegt wird. Leider habe ich jetzt zwei absolut nutzlose Rotorblätter..

Grüsse

Bernd

[Andre]

Hallo Bernd,

heije, soviel Mühe und Kosten und dann sowas ...
Da bestätigt sich der alte, z.T. vergessene aber scheinbar immernoch gültige Spruch: "glaub nix was du nicht selbst gesehen hast "...

Für deine Rotorblätter gibts jetzt wohl nur noch 3 Möglichkeiten:
1. Hubschauber dazukaufen
2. Ebay
3. Feuerholz und das Blei zum Schrotty

Aber das sich da garnichts tut ist schon irre. Nun könnte man ja wieder spekulieren ob 3 Flügel angelaufen wären; aber wenn
ich ganz ehrlich bin find ich das grar nicht so wichtig. Ich halte nach wie vor unseren C- Rotor für wesentlich praktischer, besser,
einfacher, ertragsreicher, windunempfindlicher, schneller anlaufender... hab ich was vergessen ? Ok ok, Darrieus spricht ist wohl er
etwas schicker daherkommt.
Nun gut Bernd, danke für deinen Versuch bei den wir wieder etwas lernen konnten.


Gruss
Andre

[Carl von Canstein]

@Andre: Windunempfindlicher, das ist vielleicht das Stichwort? Bernd: Versuch doch mal den Darrieus draussen bei einem guten Lueftchen ohne viel Turbulenz zum Laufen zu bringen. Vielleicht moegen die schmalen Naca-Profile die stark verwirbelte Luft hinter dem Ventilator nicht. Zwei Fluegel mit so schmalem Profil ist aber auch ein bisschen wenig. Gruss Carl

[Bernd]

Also es tat sich auch auf Ventilatorstufe 3 nichts, und das ist schon etwas stärkerer Wind.
Vielleicht liefe das Ding bei Sturm von alleine an, vielleicht auch nur mit Nachhilfe, aber um ehrlich
zu sein wäre mir diese Erkenntnis egal. Mir ging es darum heraus zu finden ob super schmale winzige
Flügel besser funktionieren wie meine bisherigen mit 10cm Tiefe, so wie es Windfried behauptete.
Er hatte ja in seiner "ich weiss alles, wer will kann mich fragen" Art diverse Gründe genannt gehabt
warum meine 10cm Flügel nicht funktionieren könnten. Tatsächlich ist es aber genau umgedreht,
das wurde nun zweifelsfrei bewiesen.

Ich hatte persönlich erwartet das die kleineren Flügel weniger Leistung produzieren, aber das sie
nicht mal in der Lage sind den Rotor am drehen zu halten, das ist schon heftig. Der Grund ist ja
überall nachzulesen, das Medium Luft hat beim Minirotor wie beim Riesenmodell immer die gleichen
Eigenschaften was Dichte und Fliessfähigkeit anblangt und da funktioniert das ganze Auftriebsläuferprinzip
an so "scharfen Kanten" eines Miniflügels halt nicht mehr richtig. Der Modell Helikopter, zu dem die Blätter
gehören, dreht ja mit weit höheren Drehzahlen und stellt die Flügel nach Bedarf an, da mag das dann noch klappen.

Andre ich habe ja nicht vor einen Darrieusrotor zu bauen denn die Nachteile dieser Konstruktion
gegenüber dem C- Rotor sind mir einfach viel zu gross. Das Experiment war rein Interesse halber
und zeigte ein weiteres mal das der Darrieus nur als Grossmodell vernünftig arbeiten kann.
Ich möchte auch keinen Rotor im Garten haben der 5mal schneller als die Windgeschwindigkeit rotiert
und bei dem die Flügel bei einem Bruch 100m durch die Gegend fliegen. Ich möchte auch keinen Rotor
im Garten haben der est bei hoher Windgeschwindigkeit (ohne Hilfsmassnahmen) von alleine anläuft.
Neee das ist nichts für mich.

Grüsse

Bernd

[arcobär]

Hallo Bernd,

ähnliche Erfahrungen hab ich ja auch mit meinem H-Rotor gemacht. Ich war erstaunt, dass dein 3-Flügler überhaupt ohne Hilfe angelaufen ist, was sicher an deinen extrem leichtläufigen Lagern lag. Meiner war ja direkt auf der Motorachse montiert und lief mit Lüfteranströmung nur mit Anwerfen per Hand an und das dauerte eine Ewigkeit. Im Freien war selbst bei windigen Wetter nichts zu machen, da der reale Wind nie über längere Zeit gleichmäßig bläst, was unbedingt erforderlich gewesen wäre.
Deine Blätter sehen wirklich sehr schmal aus. Die haben sicher eine hohe Schnellaufzahl bei geringem Moment. Ich hatte mir mal aus einem Buch über Windanlagen der TU Berlin(Zusammenfassung der Forschungsergebnisse) einige Seiten über den Darrieus-Rotor und H-Rotor kopiert. Die schrieben zum Flächenfüllungsgrad nt/R folgendes:
" Ein wesentlicher Parameter um die Auslegungsschnellaufzahl zu beeinflussen, ist der Flächenfüllungsgrad(Solidity). Er gibt an, wieviel Rotorblattiefe auf den Radius verteilt ist. Der Flächenfüllungsgrad sollte zwischen 0,2 für Schnelläufer (Lamda opt = 5) und 0,5 für Langsamläufer ( Lamda opt = 3) liegen. Templin/3/ schlägt Lamda opt = Wurzel aus 5R/nt vor."
Ein darin abgebildetes Kennfeld eines Darrieus-Rotors zeigt ein ausgeprägtes Maximum von Cp und Cm. Bis zur halben Drehzahl zum Maximum ist das Moment nahezu Null und steigt ab diesem Punkt erst langsam an. Vielleicht war deine "Anwerfdrehzahl" von ca. 200 bei diesen schmalen Blättern (hohe Schnellaufzahl) noch zu gering.
Erst ein kleiner Savonius als Starthilfe brachte meinen H-Rotor zum Selbstanlauf.

Gruß Uli