How to use this Calculator

This Popeller Calculator supports you in choosing a adequate motor setup for your electric RC airplane.

Calculation with available components:

1. Enter the environmental numbers (Field Elevation, Air Temperatur & Air Pressure (QNH)).
2. Choose the Battery from the drop  down list and adjust the numbers of cells in serial and parallel.
3. Choose the ESC from the drop down list.
4. Choose the motor manufacturer and typ from the drop down list..
5. Choose the typ of propeller with Diameter and Pitch. If you are using a folding prop enter the effective diameter including the (twisted) yoke.
6. Enter your Gear Ratio (Propeller Pinion Teeth : Motor Pinion Teeth).

Battery Charge State:
as the battery voltage does decrease over its discharge cycle you can choose the state of your battery at measurement for better comparison:
- full: battery is fully charged and has low charging cycles 
  (short time peak values).
- normal: average battery dischage voltage (average values).
- low: battery voltage with about 20% remaining capacity (end of flight values).

Folding Propeller:
If you are using a yoke wider than standard (see below) just add the difference to the diameter. Always use the effective propeller diameter (Tip to Tip). Standard Yoke for
- Aeronaut Blades is 42mm/1.65"
- RFM Blades is 32mm/1.26"
- eflight Blades is 36mm/1.42"

Calculation with custom components:
You can use any Battery, ESC, Motor or Propeller as long as the technical data are available. Choose «custom» in the respective drop down list and enter all the required data in fields right of it. 

Wie setzten Sie den Calculator ein?

Dieser Propeller Calculator unterstützt Sie bei der Wahl eines  elektrischen Antriebs für ihr Modellflugzeug.

Berechnung mit vorhandenen Komponenten:

1. Geben Sie die Rahmenbedingungen (Flugplatzhöhe, Temperatur) ein.
2. Wählen Sie Ihren Akku aus und geben die entsprechende Konfiguration des Akkus ein (Anzahl Zellen seriell bzw. parallel).
3. Wählen Sie Ihren Regler bzw. Steller.
4. Wählen Sie Ihren Motor aus der Hersteller- und Typenliste aus.
5. Wählen Sie Ihren Propellertyp aus und geben den Durchmesser und die Steigung/Pitch ein. Falls Sie einen Klapp-Propeller verwenden geben sie den effektiven Durchmesser inkl. (verschränktem) Mittelstück ein.
6. Geben Sie Ihr Untersetzungsverhältnis ein (Anzahl Propritzelzähne : Anzahl Motorritzelzähne) 

Akku Ladezustand:
Da die von der Batterie abgegebene Spannung über einen Entladezyklus gibt sukzessive ab und wird auch je nach Ladezustand eine unterschiedliche Messungwerte liefern. Wählen Sie den ensprechenden Ladezustand um einen Vergleich mit Ihren Messungen zu machen:
- voll: Der Akku ist voll geladen und weist wenige Ladezyklen auf 
  (kurzzeitige Spitzenwerte).
- normal: mittlere Akkuspannung (Mittelwerte).
- tief: Akkuspannung bei rund 20% Restkapazität (Werte nach einem Flug).

Klapp-Proppeller:
Sollten Sie ein Mittelstück einsetzten, welches von der Standartbreite abweicht, muss dies durch Anrechnung der Different zum Propeller-Durchmesser berücksichtigt werden. Verwenden Sie stehts den effektiven Propeller-Durchmesser (Spitze zu Spitze in Zoll). Das Standart-Mittelstück für
- Aeronaut Blätter ist 42mm/1.65"
- RFM Blätter ist 32mm/1.26"
- eflight Blätter ist 36mm/1.42"

Berechnung mit nicht vorhandenen Komponenten:
Wenn Sie in Besitz der techn. Angaben sind, können Sie mit jederm beliebigen Akku, Steller oder Motor eine Berechnung durchführen. Wählen Sie dafür on der entsprechenden Liste «anndere»  aus und geben die nötigen Daten in den rechts davon liegenden Feldern ein.

Interpret the Results 

Warning:
The Calculator checks various parameters (e.g. max current, power) and will generate  a adequate message. The max. physical RPM are not monitored. Always respect the limits of the manufacturer!

Battery:

Load: the actual discharge rate in relation to the capacity.
Voltage: Battery-Voltage under expected max. Current.
Rated Voltage: You find on your Pack.
Flight Time: expected Flight Time when flying at maximum Throttle (100% discharge of Battery!)
mixed Flight Time: Expected Flight Time when flying with the half max. current (85% discharge of Battery)
Weight: of Battery-Pack

Motor:

max Current: maximum Amp draw.
Voltage: Voltage at the motor
Revolutions: maximum revolutions.
el. Power: electric input power.
mech. Power: mechanical output power or shaft power.
Efficiency: Efficiency at max. Amp. Draw

Optimal Efficiency:

Current: current for maximum motor efficiency
other data same as  above.

Propeller:

Static Thrust: max. available Thrust on ground (standing).
Prop Stall Thrust: If the Pitch is bigger than 66% of its diameter, the airflow will stall resulting in less static thrust und decreasing max. current.
Revolutions: Propeller RPM 
Pitch Speed: the speed of the airflow leaving the propeller blade. this is the theoretical maximum speed of your model neglecting aerodynamic drag of the model itself and propeller slip.
Tip Speed: The Tip Speed should always stay well below Mach 0.85 (~ 1000km/h / 630mph)
Efficiency: How many Gramm of Thrust will be produced with one Watt of electric Input Power. 

Entire Drive:

Weight: weight of all components (with add. 10% margin).
el. Power: electric input power at battery.
mech. Power: mechanical output power or shaft power.
Efficiency: Total Efficiency.

Diagram:
The Diagram shows the parameters at max. power. The estimated Motor Case Temperature will turn red as soon as it goes over 80°C. Higher Motor Case Temperature can result permanent Damage. 

Der Umgang mit den Resultaten

Warnungen:
Der Calculator überwacht die max. zulässigen Ströme bzw. Leistung der Komponenten und gibt bei entsprechender Überschreitung eine Warnung an sie. Die max. physikalische Drehzahl des Motors wird nicht überwacht. Bitte beachten Sie immer die Herstellerangaben.

Batterie:

Belastung: Aktuell Akkubelastung im Verhältnis zu seiner Kapazität.
Spannung: Spannung am Akku.
Nennspannung: gemäss Akkubeschriftung
Flugzeit Vollast: erwartete Flugzeit mit einer 100% Entladung beim Fliegen mit fVollgas.
Ø Flugzeit: erwartete Flugzeit mit einer 85% Entladung beim Fligen mit dem halben max. Strom.
Gewicht: des Akkus

Motor:

max Strom: maximal zu erwartender Strom.
Spannung: Spannung am Motor.
Drehzahl: Drehzal des Motors unter Last.
el. Leistung: elektrische Eingangsleistung.
mech. Leistung: mechanische Ausgangsleistung oder Wellenleistung
Wirkungsgrad: Wirkungsgrad des Motors bei max. Belastung

Optimaler Wirkungsgrad:

Strom: Strom beim maximalen Wirkungsgrad
(restliche Angaben analog oben))

Propeller:

Statischer Schub: max. Schub im Stand.
Schub bei Abriss: Weist Ihr Propeller eine Steigung auf, welche grösser als 66% dessen Durchmessers ist, wird die Luftströmung am Propellerblat abreiseen. Dadurch ist nur noch dieser reduzierte Standschub bei Abriss verfügbar. Der max. Motorenstrom wird ebenfalls nicht erreicht.
Drehzahl: des Propellers
Pitch Geschw.: Geschwindigkeit des Luftstroms beim Verlassen des Propellerblatts. Dies ist die theoretisch maximal erreichbare Fluggeschwindigkeit, wenn man den Liftwiederstand des Modells und den Propellerschlupf vernachlässigt. 
Blattspitze: Die Blattspitzengeschwindigkeit sollte deutlich unter Mach 0.85 (~ 1000km/h / 630mph) bleiben.
Effizienz: Wie viel Gramm Auftrieb kann der Propeller pro Watt Eingangsleistung erzeugen. 

Gesamter Antrieb:

Gewicht: Gewicht aller komponenten mit 10% Zuschlag.
P(in): elektrische Eingangsleistung
P(out): mechanische Ausgangsleistung
Wirkungsgrad: Gesamtwirkungsgrad des Antriebs.

Motorgrafik:
In der Motorgrafik ist der maximale Betriebspunkt gekennzeichnet. Die erwartete Motorgehäusetemperatur springt von grün auf rot, sobald 80°C überschritten wird. Eine Gehäusetemperatur von über 80°C kann den Motor permanent schädigen.

Hints & Tips

Running en electric Motor below his optimal efficiency current results in a faster increase of wast power than running it over this point.

If the Pitch is higher than 66% of its diameter (e.g. Prop 18"x13") the airflow will stall at the propellerblade. This results in decreasing static thrust (see Prop Stall Thrust) and decreasing max. current. For fast planes (e.g. Pylon) we have to live with this.

Prop. Const: The Propeller Constant indicates its degree of  the power absorbed by the prop due aerodnamic resistant. In general the thinner a prop blade is the lower the Prop Const gets. A typical Prop Const is between min. 1.00 and max. 2.00.

Determine the relevant parameters: 
Easy - low power and a very low wing loading. 
Trainer - moderate power and a low wing loading. 
Sport - moderately high power, and a moderate wing loading. 
Pylon - moderately high power, high wing loading, high pitch speed. 
Aerobatic - high power, moderately high wing loading (~250W/kg)
3D Aerobatic - very high power, very low wing loading, very high static thrust, low pitch speed (+400W/kg)
Sailplane - moderately high power, very low wing loading, low pitch speed. 
Hotliner - very high power, moderately high wing loading, high static thrust

Auslegehilfen

Der Betrieb eines Elektromotors unter seinem optimalen Wirkungsgrad führt zu einer überproportionalen Zunahme der Verlustleistung.

Weist Ihr Propeller eine Steigung auf, welche grösser als 66% dessen Durchmessers (z.B. Prop 18"x13") ist, wird die Luftströmung am Propellerblatt abreissen. Dadurch ist nur noch dieser reduzierte Standschub bei Abriss verfügbar. Der max. Motorenstrom wird ebenfalls nicht erreicht.

Prop. Konst.: Die Propeller Konstante ist ein Mass für die Leistungsabsorbtion des Propellers durch seinen aerodynamischen Widerstand. Allgemein gesagt: Je dünner ein Propellerblatt ist je kleiner fällt seine Konstante aus. Prop Konst liegt zwischen min. 1.00 und max. 2.00.

Richtwerte für unterschiedliche Modelle:
Gemütlich - low power and a very low wing loading. 
Trainer - moderate power and a low wing loading. 
Sport - moderately high power, and a moderate wing loading. 
Pylon - moderately high power, high wing loading, high pitch speed. 
Aerobatic - high power, moderately high wing loading (~250W/kg)
3D Aerobatic - very high power, very low wing loading, very high static thrust, low pitch speed (+400W/kg)
eSegler - moderately high power, very low wing loading, low pitch speed. 
Hotliner - very high power, moderately high wing loading, high static thrust