Propeller Information
Wie wähle ich den richtigen Propeller?
Propeller, wichtiger als man denkt
Propeller sind einer der Komponenten einer Drohne, welche mit viel Sorgfalt ausgesucht werden müssen. Viele unterschätzen die Bedeutung der Propeller. Bei den Propellern geht es nicht nur um kosmetische Unterschiede und man kann hier auch viel mehr falsch machen, als manch einer glaubt.
Die Wahl des Propellers kann sich unfassbar positiv oder eben negativ auf die Flugeigenschaften deiner Drohne auswirken. In diesem Artikel möchte ich dir helfen den passenden Propeller für deine Drohne und deinen Flug-Stil zu finden. Der Artikel geht durch alle wichtigen Faktoren.
Angaben der Hersteller
Um den richtigen Propeller zu finden, muss man zuerst einmal die Angaben der Hersteller verstehen. Diese setzen nämlich manchmal voraus, dass man sofort versteht was die ganzen Zahlen alles bedeuten.
Es gibt zwei gängige Angaben-Formate für Propeller bei Drohnen. Bei der ersten gibt der Hersteller Auskunft über die Größe des Propellers, der Neigung der Rotorblätter und der Anzahl der Rotorblätter (Alles in einer einzigen Zahlenfolge). Die einzelnen Angaben sind bis auf die Anzahl der Rotorblätter in der Einheit Inch angegeben. Ein Beispiel ist: 5x4x3. Hier handelt es sich um einen 5 Inch Propeller mit einem Pitch (Neigung) von 4 Inch mit 3 Rotorblättern. Die Angaben werden alle mit einem x voneinander getrennt. Ein Inch entspricht übrigens 2,54 cm.
Das zweite Angabe-Format gibt nur Auskunft über Größe und Neigung. Es besteht aus insgesamt 4 Zahlen, wobei die ersten beiden Zahlen die Größe und die letzten beiden Zahlen die Neigung angeben (auch alles in Inch). Ein Beispiel ist: 5145. Hier werden die Werte nicht per x getrennt. Hier handelt es sich um einen 5,1 Inch Propeller mit einer Neigung von 4,5 Inch.
Falls du mal einen Propeller zuhause rumliegen hast und dich fragst wie Groß er ist oder welchen Winkel er hat, dann kannst du die einzelnen Rotorblätter nach einer Angabe absuchen. Meistens ist diese nämlich in einen der Rotorblätter eingraviert.
Größe / Länge
Die Größe gibt an welchen Durchmesser ein Propeller hat und wird in Inch (Zoll) angegeben. Wenn man die Länge eines einzelnen Rotorblattes erfahren möchte, dann muss man den Durchmesser durch 2 dividieren.
Bei der Auswahl der Größe hat man oft nicht wirklich eine Wahl. Die Größe des Propellers wird nämlich durch den verwendeten Frame begrenzt. Ab einer bestimmten Größe schleift der Propeller nämlich am Rahmen, oder berührt einen anderen Propeller. Von der Wahl des Frames hängt die Wahl des Propellers ab und von der Wahl des Propellers hängt die Wahl des Motors ab.
Generell gilt aber, dass du dir im klaren sein musst, was du von deiner Drohne erwartest. Weiter unten erläutere ich die Vor- und Nachteile von großen und kleinen Propellern.
Größere Propeller:
- Große Propeller liefern mehr Schub als kleine Propeller
- Sie sind schwerer und haben eine größere Oberfläche
- Dadurch sind sie weniger responsiv, wodurch sich die Drohne träger anfühlt, als bei kleineren Propeller
- Durch die große Oberfläche herrscht auch ein hoher Luftwiderstand, wodurch diese Propeller mehr Strom benötigen.
- Auf der anderen Seite haben sie durch ihre Größe aber auch mehr Grip in der Luft, was ein stabileres Flugverhalten mit sich bringt.
- Außerdem ist der Schwebe-Effekt bei großen Propellern sehr ausgeprägt. Wenn man vollständig vom Gas geht, dann wirkt es so als würde die Drohne zu Boden schweben, weil die Propeller den Fall der Drohne wie eine Art Fallschirm verlangsamen
- Bei der Motorwahl gilt: Je größer der Propeller, desto kleiner sollte das KV-Rating des Motors sein. Wenn du mehr über Motoren erfahren willst, dann kannst du dir diesen Artikel über Drohnen-Motoren anschauen.
- Große Propeller sind vor allem dann sinnvoll, wenn man ein ruhiges Flugverhalten möchte, oder viel Schub (für schwere Drohnen) benötigt. Ein perfekter Anwendungszweck für große Propeller wäre zum Beispiel eine Kameradrohne, welche eine schwere Kamera schleppen muss und ruhige und unverwackelte Aufnahmen machen soll.
Kleinere Propeller:
- Kleine Propeller liefern weniger Schub als große Propeller
- Sie sind leichter und haben eine geringer Oberfläche
- Dadurch sind sie teils viel responsiver, wodurch sich die Drohne “schnippiger” und reaktiver anfühlt
- Durch die geringere Oberfläche herrscht auch ein geringerer Luftwiderstand, wodurch kleinere Props weniger Strom benötigen.
- Durch die geringere Größe haben sie auch weniger Grip in der Luft. Durch drei- oder vierblättriger Propeller kann man den Grip aber auch erhöhen. Mehr dazu weinter unten.
- Außerdem ist der Schwebe-Effekt bei kleinen Propellern weniger stark ausgeprägt. Wenn man vollständig vom Gas geht, dann fühlt es sich eher so an, als würde die Drohne wie ein Stein vom Himmel fallen. Das kann aber auch praktisch sein, nämlich dann, wenn man schnelle Höhenänderungen vollziehen möchte
- Bei der Motorwahl gilt: Je kleiner der Propeller, desto höher sollte das KV-Rating des Motors sein. Wenn du mehr über Motoren erfahren willst, dann kannst du dir diesen Artikel über Drohnen-Motoren anschauen.
- Kleine Propeller sind vor allem dann sinnvoll, wenn man ein schnippiges und responsives Flugverhalten möchte. Gerade für kleinere Drohnen wie Racing-Drohnen, welche nicht viel zusätzliches Gewicht tragen müssen, sind kleinere Propeller perfekt geeignet.
Neigung (Pitch)
Die Neigung gibt an, wie sehr die einzelnen Rotorblätter angewinkelt sind. Pitch (Neigung) wird genauso wie die Größe der Propeller in Inch angegeben. Bei der Angabe der Neigung, wird die Neigung nicht wirklich angegeben. Denn dazu wäre ein Winkel notwendig. Stattdessen bezeichnet die Angabe, wie viele Inch (Zoll) sich der Propeller in einer perfekten Welt (ohne Störfaktoren) pro Umdrehung fortbewegen würde. Ein Propeller mit einer Neigung von zum Beispiel 4 Inch würde sich in einer perfekten Welt 4 Inch pro Umdrehung fortbewegen.
Hohe Neigung:
- Hohe Neigung sorgt für viel Schub und große Höchstgeschwindigkeit
- Bei hoher Neigung herrscht aber auch ein hoher Luftwiderstand. was zu einer langsameren Reaktionszeit und einem hohen Stromverbrauch führt -> Akkus und Motoren sollten mit dem Stromverbrauch zurechtkommen, weil es sonst zu Überhitzungen und Beschädigungen kommen kann. Auf YouTube gibt es viele Videos, in welchen man sehen kann, wie viel Strom verschiedene Propeller auf einem Motor verbrauchen.
- Hohe Neigung resultiert außerdem in geringem Drehmoment bei geringen Geschwindigkeiten. Drohne fühlt sich an wie ein Auto bei niedrigen Geschwindigkeiten im 5. Gang
- Gleichzeitig führt hohe Neigung aber auch zu einem hohen Drehmoment bei höheren Geschwindigkeiten. Dort steigt die Leistung und die Effizienz an.
Geringe Neigung:
- Geringe Neigung sorgt für weniger Schub und eine geringere Maximalgeschwindigkeit
- Es herrscht ein relativer geringer Luftwiderstand, wodurch sich die Propeller sehr reaktiv anfühlen. Auch der Stromverbrauch ist geringer als bei einem Propeller mit hoher Neigung.
- Geringe Neigung resultiert in einem hohen Drehmoment bei geringen Geschwindigkeiten. Dort ist die Leistung und Effizienz auch am besten
- Bei höheren Geschwindigkeiten verringert sich das Drehmoment, genauso wie Leistung und Effizienz
Anzahl der Rotorblätter
- Je weniger Rotorblätter, desto effizienter ist der Propeller. Ein einblättriger Propeller ist theoretisch am effizientesten. Da er aber nicht ausbalanciert ist, kann man ihn nicht zum Fliegen verwenden (mindestens zwei Rotorblätter sind nötig)
- Je mehr Rotorblätter, desto mehr Schub.
- Wenn man mehr Schub braucht, dann ist es effizienter den Propeller an sich größer zu wählen, anstatt sich einen Propeller mit mehr Rotorblättern zu kaufen.
- Manchmal kann man aber keinen größeren Propeller wählen, weil beispielsweise kein Platz für große Propeller da ist. In diesem Fall machen Propeller mit mehr Blättern Sinn
- Mehr Blätter bedeuten auch mehr Grip in der Luft und ein stabileres Fluggefühl
- Manchmal ist der Kompromiss zwischen Effizienz und Power die Lösung. Miniquads zum Beispiel verwenden meist Triblades (dreiblättrige Propeller). Diese finden einen Kompromiss zwischen Leistung und Effizienz.
- Bei zu vielen Blättern kann es zu Luftverwirbelungen kommen, weil die einzelnen Blätter zu nahe aneinander liegen.
- Generell gilt: Wenn genug Platz vorhanden ist, dann lieber einen größeren Propeller nehmen. Wenn nicht genug Platz da ist, dann auf einen Propeller mit mehr als zwei Rotorblättern zurückgreifen.
Material
Egal ob Anfänger oder Profi, man wird seine Drohne gegen alle möglichen Dinge schmettern. Auch wenn man meist nur in weiche Oberflächen, wie Rasen oder Waldboden abstürzt, wird die ein oder andere Steinmauer schon mal dabei sein. Wenn man nicht gerade Dagobert Duck heißt, sollte man sich überlegen ob man sich diese ganzen Crashs überhaupt leisten kann (4 5-Inch Propeller kosten rund 3-5 Euro). Verschiedene Materialien können für mehr/weniger Stabilität (Langlebigkeit) aber auch für unterschiedliches Flugverhalten sorgen.
Als Materialien für Propeller werden Kunststoff, Kunststoff vermischt mir anderen Materialien, Carbon und Holz verwendet. Für den FPV-Gebrauch werden zum größten Teil nur Propeller aus Kunststoff (alles andere ist viel zu teuer) verwendet. Aber auch hier gibt es einige Unterscheidungen.
ABS:
ABS steht für Acrylnitril-Butadien-Styrol. Aber belassen wir es bei ABS. Dieser Kunststoff ist das billigste Material von allen. Propeller aus ABS sind leicht und widerstandsfähiger als Nylonpropeller. Leider verbiegen sie sich schnell bei höheren Drehzahlen, was zu Steuerungenauigkeiten und Vibrationen führen kann.
Nylon:
Nylonpropeller sind genauso wie ABS Propeller sehr leicht und stromsparend. Sie verbiegen sich nicht so schnell wie ABS Propeller und sind sehr steif. Wegen ihrer mangelhaften Elastizität zerbrechen sie aber bei einem Crash relativ schnell.
Glasfaserverstärktes Nylon:
Hier handelt es sich um Nylon-Propeller, bei welchen zusätzlich Glasfaser in den Kunststoff eingearbeitet ist. Die zusätzlichen Glasfasern im Nylon bieten eine höhere Festigkeit, was den Propeller weniger anfällig für Verbiegungen bei höheren Drehzahlen macht und gleichzeitig die Widerstandsfähigkeit bei einem Crash erhöht. Glasfaser verstärkte Nylonpropeller sind zudem nicht viel schwerer als normale Nylon Propeller. Dafür sind sie jedoch leicht teurer.
Polycarbonat:
Die meisten Multicopter-Propeller werden heute aus Polycarbonat gefertigt. Der große Vorteil an Polycarbonat-Props ist, dass sie auch bei hohen Drehzahlen steif bleiben aber bei einem Crash nicht zerbrechen, sondern sich lediglich verbiegen. Meistens kann man sie einfach wieder zurückbiegen…. Danach sind sie nicht mehr perfekt und Vibrationen können entstehen aber man kann sie meist selbst nach zwei Crashs noch gut fliegen. Polycarbonate sind leider thermoplastisch. Das bedeutet, dass sie bei sehr niedrigen Temperaturen spröde werden und leichter zerbrechen und bei sehr hohen Temperaturen weich werden und dadurch die Flugeigenschaften stark beeinflussen können.
Meine persönliche Wahl sind Polycarbonat-Props. Einfach deswegen, weil sie den Geldbeutel schonen und eine gute Performance ablegen. Gerade Anfängern würde ich diese Propeller empfehlen.
Design
Mit Design sind keine kosmetischen Besonderheiten, sondern praktisch relevante Formen gemeint.
Zum Beispiel Bullnose-Props oder Hybrid-Bullnose-Props. Diese Propeller sehen so aus als hätte man ihnen die Spitze abgeschnitten. Sie verlaufen nicht spitz zu, sondern stumpf. Sie sind also am Ende breiter als normale Propeller, was für eine größere Oberfläche sorgt. Dadurch haben sie auch einen höheren Schub als normale Propeller. Man hat hier genauso wie bei den Tri-Blades versucht den Auftrieb zu erhöhen, ohne den Propeller an sich größer zu machen. Das Problem mit Bullnose-Props ist, dass sie sehr ineffizient sind. Tri-Blades sind zwar auch nicht optimal was Effizienz angeht, aber dennoch effizienter als Bullnose-Props.
Neben Bullnose-Props gibt es noch viele weitere spezielle Formen. Am besten schaut man sich auf YouTube ein paar Reviews zu den verschiedenen Propeller Formen an.
FAQ
In diesem Abschnitt gebe ich kurze Antworten zu den meist gestelltesten Fragen
Wie befestige ich die Propeller an meinem Motor?
Ganz einfach:
- Propeller über Motorschaft stülpen
- Passende Mutter am Motorschaft mit der Hand eindrehen
- Anschließend mit einem Schraubenschlüssel oder einem speziellen Tool die Mutter fest anschrauben
Mein Propeller macht komische Geräusche. Ist das normal?
- Dein Propeller ist vermutlich verbogen oder beschädigt.
- Manchmal erkennt man kleine Verbiegungen nicht direkt. Aber schon kleine Verbiegungen können die Ursache von störenden Geräuschen sein.
- Wenn du fliegst und dein Propeller macht komische Geräusche, dann solltest du sofort landen. Manchmal sind die Propeller durch einen Crash so verbogen, dass sie irgendwo am Frame schleifen.
- Solange du das Gefühl hast, dass der Propeller nicht die Flugeigenschaften deiner Drohne negativ beeinflusst brauchst du dir keine Sorgen über komische Geräusche machen
- Bitte stelle aber sicher, dass die Geräusche auch wirklich vom Propeller kommen. Manchmal können Geräusche auch vom Motor selbst kommen und dann ist meist Vorsicht geboten.
Mein Propeller lässt sich nicht am Motor befestigen, weil zwischen Mutter und Motor noch Luft ist. Kann ich etwas tun?
- Manchmal kann es vorkommen, dass der Motorschaft zu lang für die Höhe des Propellers ist. Dann ist selbst bei voll angezogener Mutter noch Platz zwischen Mutter und Propeller.
- Ich selbst empfehle einen kleinen Dichtungsring über den Motorschaft zu stülpen. Auf diesen legt man dann den Motor. Das reicht meist um den Motor besser zu fixieren.
Mein Propeller lässt sich nicht mehr vom Motor lösen. Was kann ich tun?
- Wenn du die Mutter vom Motorschaft entfernt hast und der Motor lässt sich nicht lösen, dann kannst du versuchen ihn durch eine Drehbewegung zu lösen.
- Weil hier ein wenig Kraft angewandt werden muss, macht es Sinn zum Rausdrehen einen Lappen auf den Motor zu legen, damit man sich nicht in die Hand schneidet.
