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Boot03-Tagebuch
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Der E-Motor-Salm

Es lag beim Woolworth, für 9,99 Euro. Ich hatte ja beschlossen, mich über Beträge unter 10 Euro nicht mehr zu ärgern; also schlug ich zu.

Bereit zum Auseinanderschrauben

Es bekam drei kraftvolle Akkus zu insgesamt 4,5 V, um seine beiden großen, stabilen Schrauben zu beflügeln. Das klappte auch sehr gut, Vollgas sieht richtig gut aus mit der Heckwelle, die dann unterm Heck hervorquillt.
Beim Steuern rollt es wie verrückt. Zum leichten Rein- und Rausnehmen sitzen die Akkus ziemlich weit oben - aber das ist schlecht für den Schwerpunkt! Schon 1cm weiter unten würde das Rollen vermutlich halbieren.

Bis es zum ersten Mal unter die Wehrmühle des Brunnens geriet. Nach dem Herausangeln half alles Schütteln nichts - die Elektronik war naß, und es fuhr nicht mehr.

Nach dem Öffnen und Trocknen fuhr es dann wieder.

Das Ruder schlabbert, außer man zieht vorsichtig
eine Schraube ab und dreht es falschrum.

Das Finden aller Schrauben war das spannendste, was ich bis jetzt mit Boot03 erlebt habe.
Zweie sind unter den Stühlchen versteckt. Man muß sie mit Gewalt abreißen und die Stopfen mit einem Taschenmesser herauspulen, bevor man an die Schrauben kommt.

Innenleben. Die Elektronik bringt für jeden der 4 Halbleiter-Schalter
3 Transistoren mit.

Beim Fahren in der Rodau meisterte es mit Schwierigkeiten starke Gegenströmung. Boot02 konnte nicht mithalten. In Vollgasstellung bringt es zwar dieselbe TopSpeed, aber die Lenkung ist viel zu lahm, so daß es abdreht, wenn es von einem Bereich mit geringer Strömung in einen mit hoher Strömung kommt.

Das beweist dennoch, daß Kreiselpumpen mit hochdrehenden Gleichstrommotoren vom Wirkungsgrad her den Schrauben überlegen sind.

Power ohne Ende oder: Der E-Motor-Salm

Jetzt habe ich lange gesessen und überlegt, wie man aus einer Batterie maximale Leistung herauslutscht. Es ist so verlockend, 9-V-Blockbatterien zu benutzen. Allerdings befürchte ich, daß dabei die Fernsteuer-Elektronik abraucht.

Es ist doch so: Entweder Sie haben ein Boot und packen es bis zum Sinken voll mit Akkus und Motoren. Oder Sie haben ein Boot mit Motorisierung schon dran und überlegen, wie Sie da die maximale Leistung herauslutschen.

An Boot03 hat mir schon immer nicht gefallen, daß die Motoren in Leerlaufnähe laufen. Das heißt: In der Nähe des Leerlauf-Betriebszustandes. Ach, ich fang von vorne an:

Die Batterien haben eine Kennlinie. Im Leerlauf haben sie ihre Leerlaufspannung (2 Stück hintereinander zB 3 V), im Kurzschluß ihren Kurzschlußstrom. Der ist bei 1200mAh-LiMH-Akkus 1 Ampere, das hab ich selbst gemessen.
Dazwischen ist er linear dazwischen.
Im Leerlauf fließt 0 Strom. Im Kurzschluß liegt am Verbraucher 0 Spannung an. In beiden Fällen erhalten Sie keine Leistung von der Batterie, denn Leistung ist Strom * Spannung, und je eins von beiden ist im Leerlauf bzw. im Kurzschluß = 0.
Die maximale Leistung erhalten Sie, wenn Sie einen Verbraucher mit demselben Innenwiderstand wie die Batterie nehmen. Dann läuft die Geschichte bei halber Leerlaufspannung mit dem halben Kurzschlußstrom. Aus obigen Akkus kann man also maximal
1,5 V * 0,5 A = 0,75 W
ziehen. Dieselbe Leistung wird in der Batterie verheizt.
Ich schließe aber keinen Widerstand an, sondern Elektromotoren, die im Wasser wühlen.
Zum Glück weiß ich, daß bei einem Elektromotor die anliegende Spannung proportional zur Drehzahl ist. Immer. Naja - wenn es ein permanenterregter Motor ist, zB einer mit Dauermagneten drin. Und meine haben alle Dauermagnete drin.
Netto heißt das, daß mein Motor elektrisch die meiste Leistung aus der Batterie holt, wenn er mit halber Leerlaufdrehzahl läuft. Also wenn der Ton des Motors genau eine Oktave unter seiner Leerlaufdrehzahl liegt.
Schon recht, ich kann keine Leerlaufdrehzahl einstellen, solange da eine Schraube dran ist, die in der Luft wühlt. Aber es ist eine gute Näherung.
Zu große Schrauben an zu schwachen Motoren senken die Drehzahl zu stark (mehr als eine Oktave). In diesem Fall würde ich empfehlen, die Strom-Abgabe-Fähigkeit der Batterien zu erhöhen: noch'n Satz parallelschalten.
Das habe ich zB bei meinem 25-cm-Dickie-Modellauto gemacht, als ich feststellte, daß es aus Strommangel keine Schrägen hinauffahren konnte. Jetzt kann es. Die 4 zusätzlichen AA-Akkus paßten prima noch unter die Karosserie.
Zu kleine Schrauben laufen in Leerlaufnähe: Ich empfehle eine Spannungserhöhung.
Das habe ich auch bei Boot03 gemacht und einen improvisierten Halter für eine 4. Batterie in den Kiel gelötet. Dann ließ ich es fahren, und siehe da: Es raste wie verrückt. Die Funkelektronik kam mit den 6V Leerlaufspannung sowie mit den größeren Motorströmen bestens zurecht und hat jetzt eine Reichweite von mindestens 12m bei einem Sender, der mit 2 AAA-Batterien (das sind die kleinen) betrieben wird.
Bei selbstgebauten Propellern oder Kreiselpumpen gibt es noch die Möglichkeit, eben diese von der Größe her gerade so groß zu machen, daß die Drehzahl im Wasser halt genau die Hälfte von der Drehzahl in Luft ist.
Bei Boot02 ist genau das bereits der Fall, drum hat es auch seine zauberhafte Leistung.

Die Regel

Drehzahl im Wasser = halbe Drehzahl an Luft

ist aber nur gut für die Anpassung der Motorleistung an die Akkuleistung.
Wieviel von der mechanischen Leistung in Vortrieb umgesetzt wird, ist dabei fraglich. Wie bekannt, glaube ich, was das angeht, eher an Kreiselpumpen.
Es nützt doch die imposanteste Bugwelle nichts, wenn das Wasser dabei nur im Kreis herumgewirbelt wird. Nach hinten soll es geworfen werden, und zwar mit Macht.

Pläne

Eine Schraube sieht irgendwie ein bißchen aus wie eine Kreiselpumpe ohne Gehäuse. Die Frage

Läuft eine Schraube mit Gehäuse besser als eine Schraube ohne?

muß erlaubt sein und kann im Versuch geklärt werden. Das Gehäuse müßte dabei radial (von der Schraubenachse senkrecht wegzeigend) strömendes Wasser nach hinten umlenken...

Rasende Streichholzschachteln

Beim schnellsten Elektroboot wiegen Motor und Batterien gleich viel, und der Rumpf liegt zur Hälfte im Wasser.
Ein in allem halb so großes Boot hätte ein Achtel der Masse, ein Viertel der Widerstandsfläche, ein Achtel der Leistung und denselben cw-Wert. Drum würde es, absolut gesehen, halb so schnell fahren wie das größere.
Mit einem leichten Hochleistungsakku, einem leichten, hochdrehenden Motor und einem Antrieb mit vernünftigem Wirkungsgrad könnte es genausoschnell werden. Der Himmel ist die Grenze...