THEMA:

Wahrscheinlich ist meine Frage naiv. Wie wähle ich Motor und Schraube aus? Die eine Faustregel ist ja Rotordurchmesser = Schraubendurchmesser. F = m*a ist mir bekannt. Masse dürfte meine U-Boot-Masse sein. Wie komme ich nun auf die Geschwindigkeit? Einfach annehmen weil dv/dt=a ist? Mich also fragen, in welcher Zeit ich aus dem Stillstand die Höchstgeschwindigkeit erreichen möchte? Dann über W = (1/2)*m*v*v die Energie (=Arbeit) berechnen und in selbiger Zeit (dt) über dW/dt=P die Motorleistung ausrechnen? Was nehme ich für Antriebsverluste an? Wirkungsgrad der Schiffsschraube bei Direktantrieb?

Weiter, gibt es statt der üblichen Schraubenantriebe für U-Boote realisierte Jetantriebe? Oder umgebaute/eigen gebaute "Heckstrahlruder", die das Boot auf (End-)Tempo bringen? Wie muss ich da dimensionieren? Wie oben oder anders? Und wie druckfest sind denn die vorhandenen Jet-Antriebe (bsp. Kehrer)? Kann ich die leise (= langsam) laufen lassen mit großem Drehmoment und niedriger Drehzahl wie die Außenschrauben bei Original-U-Booten? Kommt dann dennoch genügend Antriebsschub heraus?

Liebe Greet-Ings
Cornelius

Warum so unnötig kompliziert?

Käufliche Jetantriebe kann man auch nehmen, sofern sie wasserdicht sind und man nicht rückwärts fahren möchte

Hallo Cornelius,
ich glaube käufliche Jet-Antriebe sind bei langsamen Drehzahlen nicht so effektiv, die Rotoren haben meist eine recht große Steigung bei kleinem Durchmesser, denn je größer der Volumenstrom ist, desto mehr Rückstoß entwickeln sie.

Im Album gibt es irgendwo ein Foto von einem Fantasieboot namens Titan III, oder so ähnlich, das hat auch einen Wasserstrahlantrieb mit normalen Propellern, die in einem Rohr laufen.
Die Bauweise ist zum langsamen Fahren vermutlich besser geeignet, dann kannst du auch einen zweidimensionale Vektorsteuerung einbauen.


Außerdem hast du den Wasserwiderstand deines Bootes in deiner Formel nicht berücksichtigt, der bremst auch nochmal ganz ordentlich.
Das ist aber davon abhängig, wie Stromlinienförmig dein Rumpf ist.

Gruß Dominik

Danke Stefan, danke Dominik!

@Stefan: Und welche sind das? Bis welche Tauchtiefe? Denn da fangen die Probleme an. Die sind ja ausgelegt für einige cm Wasertiefe und nicht Meter.

@Dominik: Klar, der Strömungswiderstand. Wahrscheinlich wohl proportional zur Geschwindigkeit bei unseren Modellgeschwindigkeiten.

@All:Doch ich habe immer noch kein Vorgehen, Algorithmus, wie der Antrieb auszulegen ist. Gerne auch ein anderes Schema bzw. Faustformeln wie pro getrimmtes Kilogramm Bootsmasse ungefähr x Watt Motorleistung.

Liebe Greet-Ings Cornelius

Keine Ahnung, ich setze keine Jets in meinen Booten ein.
Ich wüsste nicht welchen Vorteil ein Jet bringen sollte. Im Gegenteil, wenn es nicht ein passendes Boot ist wird problematisch mit dem Rückwärtsfahren. Ich glaube, das hat Dirk (Chaos) in seinem Baubericht auch irgendwo so erwähnt.
Ein weiteres Problem könnten die relativ hohen Umdrehungen sein. Allzu hohe Umdrehungen vertragen die Simmerringe nicht. Niedrige Umdrehungen könnten den kleinen Propellern entgegen stehen die im Jet verbaut sind

Als Algorithmus würde ich mich persönlich an ähnlichen Booten orientieren. Was für ein Boot soll es denn sein?
Aus welchem Grund willst du unbedingt Jets einsetzen?

Nach einigem Nachdenken bin ich auf die Formel P = F * v gekommen. Leistung P und Schub F werden ja direkt vom Hersteller angegeben. Die maximale (theoretische) Geschwindigkeit v (ohne Widerstände) ergibt sich daraus.

Dennoch, so ein Erfahrungssatz wie Motorleistung pro Kilogramm wäre schon hilfreich.

Genauso wie ich indirekt die Frage nach der Schiffschraube gestellt habe mit (Aussen-)Rotordurchmesser gleich Schraubendurchmesser.


Erst nachdem obige Frage geklärt ist, habe ich die Frage nach Jet-Antrieb etc. aufgeworfen. D.h. es muss kein Jetantrieb sein. Jedenfalls keiner, den es derzeit für (Renn-)Boote gibt. Im Grunde müsste eine Schiffsschraube mit Kortdüse bsp. einem Jetantrieb mit Impeller nahe kommen. Gemeinsam ist allen Schraubenantrieben, sie bewegen einen Massenstrom (Volumenstrom). Dieser treibt das Schiff an.


Vielleicht ist es zu theoretisch formuliert. Okay, für den Praktiker: Uboot als Zigarre, 20 kg getaucht. Originalgeschwindigkeit 40 knt, also 20 m/s. Maßstab sei 1:100. Dann sollte die Modellgeschwindigkeit 2 m/s sein. (Hintergrund Umrechnung von realen Geschwindigkeiten in Modellgeschwindigkeiten über das mathematische Pendel, siehe bsp. Norbert Brüggen.)

In seinem Buch "Technik der U-Boot Modelle verweist Norbert Brüggen dann zur Antriebsleistung auf die Admiralitätskonstante. Diese setzt voraus, dass im Original die Leistung P bekannt ist. Über diese Konstante lässt sich dann die Leistung des Modells errechnen.

Wenn ich die nicht kenne, da Eigenkonstruktion, brauche ich einen Erfahrungssatz um obige Modellgeschwindigkeit von 2 m/s bei 20 kg Verdrängung zu erreichen.

Wenn das immer noch zu theoretisch ist, formuliere ich erneut um: Mit welcher Unterwasserverdrängung in welchem Maßstab bei welcher Motorleistung erreicht ihr welche Geschwindigkeit?

Liebe Greet-Ings Cornelius