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Kühlung des Antriebs
Immer cool bleiben
Viel Leistung führt zu viel Wärme, wenn der Wirkungsgrad des Antriebs nicht bei 100% liegt. In der F5B-Realität liegt der Motorwirkungsgrad unter 85%, der Reglerwirkungsgrad liegt höher, aber auch nicht bei 100%. Damit kann man eine einfache Überschlagsrechnung mit geschätzten Wirkungsgraden anstellen:
- Leistungseingang im Mittel: 3000 Watt
- Gesamtwirkungsgrad Motor + Regler: 75%
Neben dem Wirkungsgrad hat die Umgebungstemperatur einen Einfluss auf die Erwärmung der Komponenten. Wer in Sibirien startet hat weniger Temperaturprobleme als der, der den gleichen Flieger im Death Valley fliegt. So gab es auf der 2006er WM in Rumänien Temperaturen bis 40 Grad C, die den einen oder anderen Temperaturabsteller verursacht haben. Dem ganzen wurde dann mit größeren Kühlöffnungen begegnet.
Übrigens hat das Energielimit in F5B die Kühlung leichter gemacht, da die Gesamtenergie begrenzt ist, und damit nicht unendlich viel Energie verheizt werden kann.
Was kühlen? Motor oder Regler?
Um es kurz zu machen: In der Regel wird der Regler gekühlt. Das hat gleich mehrere
Gründe.
Der naheliegendste ist, dass die Regler eine Temperaturabschaltung haben.
Es ist also Pflicht, dass der Regler im Wettbewerb so kalt bleibt, dass er nicht
abstellt.
Aus den reinen Wirkungsgraden könnte man schließen, dass der Motor deutlich wärmer
wird als der Regler. Es dürfen aber die Massen der Komponenten nicht vergessen
werden. Während der Motor fast ausschließlich aus Metall besteht, und ca.350 Gramm
wiegt, liegt ein Regler bei unter 100 Gramm. Und davon entfällt ein Teil auf Platinen
etc, die wenig Wärme aufnehmen.
Und schließlich ist um den Motor im Rumpf meist nur wenig Platz, um eine Kühlung zu
realisieren.
Nicht zu vergessen ist auch, dass zwischen Motor und Regler über die Anschlusskabel
ein gewisser Wärmeaustausch stattfindet. Wird also der Regler gekühlt, hat der
Motor indirekt auch noch etwas davon.
Heiß, heißer, Autsch?
Wenn ein Motor zu heiß wird, geht er kaputt. Das kritische sind hier die Permanentmagneten. In praktisch allen Hochleistungselektromotoren im Modellbereich werden Neodym-Magnete eingesetzt. Diese verlieren ihr Magnetfeld wenn sie zu heiß werden. Dabei handelt es sich um einen langsam fortschreitenden Prozess. (Verschlechterung des Magnetfeld -> schlechterer Wirkungsgrad -> mehr Wärme -> Verschlechterung des Magnetfelds usw.)Kritisch wird es ab ca. 110 grad C Gehäusetemperatur (bei Motoren mit Metallgehäuse). Im Inneren des Motors liegt die Temperatur dann noch um einiges höher. Ein einfache Möglichkeit die Gehäusetemperatur zu messen sind übrigens Temperaturmessstreifen mit permanentem Farbumschlag. Der Messbereich sollte ca. zwischen 80 und 120 grad C liegen. Es empfiehlt sich den Temperaturmessstreifen (selbstklebend) zusätzlich mit Hochtemperaturtesa auf dem Motor zu fixieren.
Das Loch im Rumpf
Was die Lufteinlässe/-auslässe angeht sieht man die kreativsten Lösungen von NACA-Hutzen:
über eingeklebte Alu-Röhrchen bis zum einfachen aufgeföhnten Schlitz:
Auf den Wettbewerben wird am häufigsten der "aufgeföhnte Schlitz" gesehen, weil das die einfachste Lösung
ist, und für die Kühlung völlig ausreicht.
Einfach vorsichtig einen Schlitz an der entsprechenden Position, mit einem scharfen Messer, in
den Rumpf schneiden. Einen Schraubenzieher in den Schlitz stecken und mit dem Heißluftföhn
aufföhnen. Achtung, nicht zu heiß föhnen und eine möglichst kleine Düse verwenden. Abkühlen
lassen. Fertig. Wer es perfekt machen will harzt nun zur Verstärkung ein/zwei Rovings rechts
und links neben dem Schlitz von innen in den Rumpf.
Widerstandsmäßig spielt die Kühlöffnung so gut wie keine Rolle. Wichtig ist für einen
genügend großen Auslass zu sorgen. Dieser sollte ungefähr so groß wie der Einlass sein.
Neben dem Auslass geht die Luft übrigens auch noch an Stellen wie der Flächenauflage
und allen anderen Löchern, die im Rumpf sind, wieder raus. Wer schonmal ein Modell in der
Luft gesehen hat, in dem etwas abgebrannt ist, weiß dass die Luft fast überall ihren Weg
nach draußen findet.
