klarisatec

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21

Sonntag, 5. März 2017, 13:37

Taumelscheibe

Jetzt weiß ich natürlich nicht, ob sich alle Tiltrotorfans bereits mit der Steuerung eines solchen Flugeräts beschäftigt haben. Wenn ja - dann
könnt ihr diesen Absatz einfach überspringen... Die Rotorblätter werden im Grunde wie in einem Hubschrauber angesteuert, inkl. Pitchverstellung. Im sogenannten Hubschraubermodus (vertikale Stellung der Rotorwellen) fehlt allerdings die Roll Funktion. Diese Funktion wird durch eine differenzielle Pitchsteuerung der Rotoren übernommen (also z.B. Roll nach links = Pitch rechts wird erhöht, Pitch links bleibt oder wird reduziert).

Wichtig ist, dass eine 3-Punkt 120° Anlenkung, wie fast alle gängigen Helis heute haben, nicht in Frage kommt. Es muss eine Taumelscheibe mit 4-Punkt (+1 für die Fixierung) Anlenkung sein. Hinzu kommt natürlich die Anforderung einer 3-Blatt Rotorkopfanlenkung an die
"obere" Taumelscheibe, also an den mitdrehenden Teil der Taumelscheibe.

Im Grunde ist es so, dass eine Bewegungsrichtung der Taumelscheibe gesperrt werden muss. Den Ansatz einer eigenen Taumelscheibenkonstruktion, mit einem reduzierten Freiheitsgrad, hatte ich zu diesem Zeitpunkt nicht verfolgt. So suchte ich eine Lösung mit einer bewährten "Serien" Taumelscheibe.

Hier zu hatte ich habe eine kleine Übersicht der gängigsten Taumelscheiben für eine Rotorwelle mit dem Ø10mm zusammengestellt.

Ein Telefonat mit Stefan Kirchen ergab dann die gesuchte Lösung. Stefan fertigte mir zwei umgebaute Nova Cuatro Taumelscheiben mit einer 3-Blatt Anlenkung und einem Wirk-Ø von 70mm an der starren, unteren Seite der Taumelscheibe.

Von einem früheren Projekt hatte ich noch eine CAD-Datei gefunden und diese für die AW609 entsprechend ergänzt bzw. angepasst.

...als nächstes gings dann zur Taumelscheibenanlenkung und den Servos bzw. deren Position.
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  • 0024 - Übersicht Taumelscheiben.jpg
  • 0025 - Taumelscheibe.jpg
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22

Sonntag, 5. März 2017, 13:57

Taumelscheibenanlenkung

Bei der Taumelscheibenanlenkung hatte ich zuerst einmal beim "Wettbewerb" geschaut, was dort so in Serie produziert wurde und noch wird. Der Zeichnungsausschnitt stammt aus dem original Bauplan der Rotormast V-22 Osprey.

Das Foto der Gondeleinheit (das Foto stammt von einem Vereinskollegen) zeigt den ungefähren Aufbau der Taumelscheibenanlenkung der
Rotormast Osprey. Im Prinzip eine Drehachse, die auf der einen Seite vom Servo angesteuert wird und deren Bewegung durch die Achse auf die andere Seite vom Chassis übertragen wird. Die Taumelscheibenanlenkung erfolgt außerhalb des Chassis.

Um ein Gefühl für das Problem zu bekommen, hatte ich eine ähnliche Variante mit im Chassis liegenden Anlenkgestängen gezeichnet. Doch das ergab eine relativ lange Konstruktion vom Servoarm bis zur Taumelscheibe. Die Lösung braucht zudem sehr viele Einzelteile.

Also hatte ich nochmals alles über den Haufen geworfen und nach einer einfacheren Lösung mit weniger spielbehafteten Teilen gesucht.
Herausgekommen war eine Art V-Gestänge, wie es auch bei Tandemhelis zum Einsatz kommt, wieder mit im Chassis liegenden Anlenkgestängen.

Die kommende Zeit hatte ich mich über die Auswahl der Taumelscheibenservos gestürzt. Wohl oder übel musste ich zeitgleich in die Planung der Spannungsversorgung einsteigen.
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  • 0026 - Anlenkung Taumelscheibe Rotormast.jpg
  • 0027 - Servoanlenkung Rotormast.jpg
  • 0028 - Anlenkung Taumelscheibe 1.jpg
  • 0029 - Anlenkung Taumelscheibe 2.jpg
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Montag, 6. März 2017, 10:55

Servoauswahl

Die Auswahlkriterien für die Taumelscheibenservos sind relativ einfach:

- hochvolttauglich, um die Spannungsversorgung offen zu halten (6,0 - 7,4V)
- schnelle Reaktionsgeschwindigkeit < 0,15s / 45° / 4,8V
- Stellkräfte > 100 Ncm
- das S-BUS scheidet aus kostengründen aus, auch wenn es technisch gesehen einen gewissen Charm hat

Das Angebot ist riesig. Meine Wahl fiel aus technischen Gründen (speziell wegen der schnellen Reaktionszeit) auf die Savöx SB-2271 SG. Der Einbau sieht dann wie auf den folgenden Fotos aus. Die Kabelführung werde ich später noch einzeichnen, wenn bei dieser Konstruktionvariante die Akkus in der Gondel untergebracht sind.
»klarisatec« hat folgende Bilder angehängt:
  • 0030 - Übersicht Servos.jpg
  • 0031 - Servos Taumelscheibe 1.jpg
  • 0032 - Servos Taumelscheibe 2.jpg
  • 0033 - Servos Taumelscheibe 3.jpg
  • 0034 - Servos Taumelscheibe 4.jpg
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Montag, 6. März 2017, 11:43

Anordnung der Akkus im Chassis

Und wieder führte der Bastlerweg ans CAD und nicht in die Werkstatt. Um den Gondelschwerpunkt möglichst nahe am Drehpunkt zu haben, wurden die Akkus an der äußersten Position (ganz hinten) angeordnet.

Mit der gewählten Chassisbreite von 60mm passen die 6S Lipos noch mit ausreichend Platz zwischen die Seitenplatten. Um Gewicht zu sparen habe ich die einfachste, gewichtssparende Variante der Akkubefestigung gewählt - das Klettband.

Akkuschienen wären zwar deutlich eleganter, aber eben auch schwerer. Da das Modell sowieso eine längere Startvorbereitung braucht (also vermutlich ... ), kam es mir auf das bischen Mehrzeit beim Akkuswechsel zuerst einmal nicht an. Wenn das Modell denn wirklich erst einmal fliegt, kann ich mich ja immer noch um die eine und andere Optimierungsstelle kümmern.
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  • 0035 - Akku Anordnung.jpg
  • 0036 - Akku Anordnung.jpg
  • 0037 - Akku Anordnung.jpg
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Montag, 6. März 2017, 12:02

Verkabelung

Aus Erfahrung weiß ich (wie wahrscheinlich viele von Euch auch... ), dass der Verkabelung bzw. Energieversorgung im Vorfeld immer zu wenig Beachtung geschenkt wird (auch bei vielen Standardmodellen). Frei nach dem Motto "das mache ich dann schon" werden die Kabel immer verstrickter, die "Fingerübungen" beim Installieren immer akrobatischer und die Flucherei über die Optik mit lähmend fortschreitendem Baufortschritt exponentiell stärker...

Da zwischen den Bauphasen und "ich-muss-Infos-lesen-Phasen" immer ein wenig Zeit übrig war, hatte ich die Verkabelung ins CAD gezeichnet. Sicherlich ein deutlich größerer Aufwand, doch ich hoffte somit die ein oder andere "Bastelei" zu vermeiden, evtl. Fehler rechtzeitig zu erkennen und den Bau des erstes Modells mit einem optimaleren Stand starten zu können ... ja, ja, die Hoffnung stirbt zuletzt...

Nun gings also an den ersten Entwurf der Installation. Regler und Power Switch sind eingezeichnet, mit dem Motor verkabelt und die Servozuleitungen eingezeichnet. Auch wenn mir der Stand schon damals nicht so recht gefallen hatte, möchte ich ihn Euch nicht vorenthalten.
»klarisatec« hat folgende Bilder angehängt:
  • 0038 - Motorkabel.jpg
  • 0039 - Jive.jpg
  • 0040 - Emcotec SPS.jpg
  • 0043 - Servozuleitung.jpg
  • 0041 - Motor-Regler-SPS.jpg
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Montag, 6. März 2017, 12:31

Taumelscheibenmitnehmer

Um die endgültige Lage des Getriebes in der Gondel festzulegen musste der Rotorkopf gezeichnet werden. Doch davor hatte ich mich über den Taumelscheiben Mitnehmer gestürzt, denn er bestimmt gemeinsam mit dem Rotorkopf die spätere Länge der Hauptrotorwelle.
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  • 0044 - Taumelscheiben Mitnehmer.jpg
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Montag, 6. März 2017, 12:40

Rotorkopf

Anschließend hatte ich den Rotorkopf ins CAD übernommen. Der Entwurf zeigte, dass die Rotorwelle um ca. 50mm zu kurz ist. Nur so können Taumelscheibe und Mitnehmer alle Bewegungen problemlos ausführen. Und bei den geplanten 18° Pitchwinkel hatte sich an dieser Stelle wirklich viel Bewegung simulieren lassen. Der Abtand vom Getriebe zum Schwenklager der Gondel musste ebenfalls um diese 50mm verkürzt werden. Der Motor verschob sich somit deutlich zu den Akkus hin.

Das Chassis auf die neue Rotorkopfgeometrie anzupassen war dann die nächste Aufgabe.
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  • 0045 - Rotorkopf.jpg
  • 0046 - Rotorkopf komplett.jpg
  • 0047 - Taumelscheiben Ansteuerung.jpg
  • 0048 - Taumelscheibenansteuerung mit Chassis.jpg
  • 0049 - Taumelscheibenansteurung Länge.jpg
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Montag, 6. März 2017, 12:47

Installation Kabel

Die Verkabelung von Motor und Jive hatte schon ein wenig Mühe gekostet, doch nun war ich eigentlich ganz zufrieden. Der Jive sitzt schräg im unteren Kühlluftstrom und leitet einen Teil der Strömung nach oben zum Motor (naja, wenigstens ä bisserl). Die Verkabelung war insgesamt sehr direkt, kurz und somit auch leicht geworden.

Bei der kommenden Tätigkeit ging´s an einen Spinner für den Rotorkopf und an die komplexe Verbindungsstelle zur Tragfläche. Doch hierfür brauchte ich noch jede Menge Informationen - die fand ich auch, allerdings in stundenlanger Recherche über Fotos, dem Herausmessen von Verhältnismäßigkeiten usw. - dem Internet sei Dank ...
»klarisatec« hat folgende Bilder angehängt:
  • 0050 - Gondel kpl.jpg
  • 0051 - Gondel kpl.jpg
  • 0052 - Gondel kpl. Motorkabel.jpg
  • 0053 - Gondel kpl. Elektrik.jpg
  • 0054 - Gondel kpl. mit Verkleidung.jpg
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29

Montag, 6. März 2017, 12:55

Der Spinner

...und fertig ist er, der Spinner...

(welch fremde Vokabel unter den Helipiloten... )

Zumindest soll er irgendwann einmal so aussehen. Doch bis dahin wird noch jede Menge Zeit vergehen, denn der Spinner wird das "i-Tüpfelchen" an den Gondeln werden, davor müssen erst die "twisted blades" konstruiert und aufgebaut werden.

Solange ich jedoch keine zuverlässige Trainer Mechanik habe die stabil schwebt, werde ich diese Themen gaaaaaaaanz hinten anstellen.



So, nun lasse ich Euch ein wenig Zeit zum Lesen und ich werde eine kleine Schreibpause einlegen...



Gruß Markus
»klarisatec« hat folgende Bilder angehängt:
  • 0055 - Gondel mit Spinner kpl.jpg
  • 0056 - Gondel Frontansicht.jpg
  • 0057 - Gondel kpl. farbig.jpg
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30

Montag, 6. März 2017, 15:29

Servus Markus !

Ich bin zwar hier nur Zaungast - alleine die Größendimensionen deines Projektes sind weit von meinen Möglichkeiten entfernt - verfolge aber mit großer Neugierde und natürlich auch Interesse den Fortgang deiner Arbeit. Nicht zuletzt auch die fallweise Unterstützung des Kollegen Haschenk macht deinen Thread für mich wertvoll.
Schon jetzt - im Planungsstadium - kann ich mich an deinen 3D-Zeichnungen ergötzen, bin eigentlich mein ganzes Leben im Herzen immer Konstrukteur geblieben, durfte aktiv auch die ersten Schritte CAD-mässig (das legendäre AutoCAD) erleben, wenn auch vernünftiges 3D noch Zukunftsmusik bzw. sauteuer war.
Aber auch du scheinst ja die Konstruktionsphase nicht als lästiges aber halt notwendiges Anhängsel zu empfinden.

So wünsche ich dir vorerst einmal gutes Gelingen ! Vielleicht ergibt sich einmal für mich die Gelegenheit, etwas zum Erfolg beizutragen, würde mich freuen !

Schöne Grüße
Gerhard

klarisatec

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31

Montag, 6. März 2017, 22:10

CAD

Hallo Gerhard,

vielen Dank für Deinen netten Beitrag. Du hast völlig recht, bei mir fängt der Spaß am Thema Modellbau bereits mit dem berühmten leeren Blatt weißes Papier an. Aus dem Grund sehe ich die Arbeit am CAD auch nicht als lästig an, sondern als unglaubliche Unterstützung. Ob ich mich nur mit Papier und Bleistift an so ein komplexes Modell gewagt hätte - mh, ich denke eher nicht.

Mit dem CAD bin ich in einer sehr glücklichen Situation. Beruflich arbeite ich in der Entwicklung in einem Maschinenbauunternehmen mit dem System SolidEdge (früher Unigraphics, nun gehört es Siemens) und darf das auch privat zu Hause nutzen. So muss ich nicht erst lange mit der Bedienung der CAD Software kämpfen, sondern kann mich ganz auf´s Konstruieren konzentrieren... :)

Ich sehe Helmut´s Beiträge auch als Bereicherung an. Um seine Ausführungen auch im Detail zu verstehen muss ich mich allerdings noch ganz schön tief, in eine für mich völlig neue Materie stürzen. Doch gerade das macht das Projekt ja so spannend.

Aber Du hilfst doch schon jetzt - du liest meinen Baubericht mit positivem Feedback und das alleine motiviert hier im Forum weiter zu schreiben...

Grüße zurück nach Wien
Gruß Markus
Vario Bell 230, Joker 3, T-Rex 450, AW609 im Bau

klarisatec

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32

Montag, 6. März 2017, 22:29

Tragflächenprofil - aber welches

Um an der Anlenkung der Gondeln weiterzuarbeiten, mussten zuerst folgende Fragen geklärt werden:

- wie soll die Schwenkachse aussehen? Ein einzelnes Rohr, welches in der Tragfläche gelagert wird oder eher eine "Rohr in Rohr" Konstruktion?
- welches Tragflächenprofil muss ausgewählt werden (als nicht Flächenflieger eine echte Herausforderung... )
- wie groß darf der Ø der Schwenkachse max. werden, um eine möglichst hohe Steifigkeit zu bekommen?
- welcher Werkstoff kommt in Frage, Aluminium, die leichtere (und teurere) CfK Variante, oder gar ein Werkstoffverbund?

Um es vorweg zu nehmen - da ich bei Tragflächenprofilen so viel Ahnung habe, wie ein Frosch von Heizungsinstallationen, habe ich zu diesem Thema auch in anderen, speziellen (Flächen-) Foren nachgefragt und dort wirklich tolle Hilfe bekommen.

Das Profil wird ein NACA 63(3)-618 werden, ein Profil mit überdurchschnittlicher Wölbung und hohem Auftriebswert. Ein Schnittfoto der Tragfläche einer Marine Militärversion der BA609 bestätigte diesen Vorschlag. Nach dem "Abmalen" der Profildaten (und was anderes war es nicht) und dem Ausmessen der Tragflächenhöhe und -tiefe hatte ich eine grobe Tragflächenaußenkontur gezeichnet.

Ergebnisse:

- es wird eine "Rohr in Rohr" Konstruktion werden, so kann der Flügel in Leichtbauweise ohne zusätzliche, schwere tragende Hohlkonstruktionen gebaut werden
- Profil NACA 63-3-618
- als max. Profilrohr im Flügel kann ein Ø40mm Rohr verwendet werden
- es werden zwei CfK-Rohre werden
- die Tragfläche hat zwei verschiedene Winkel von der Anbindung am Rumpf bis zu Gondel (parallel ist hier Fehlanzeige)

In welcher Lage die Schwenkachse im Flügel liegt, hing stark von der Konstruktion des Schwenkantriebes ab. Diese wurde auf jeden Fall aufwändiger als zunächst gedacht, da sich durch die beiden Winkel der Tragflächen, keine durchgehende, horizontal liegende Schwenk- bzw. Drehachse einbauen lässt...
»klarisatec« hat folgende Bilder angehängt:
  • 0060 - Profil NACA 63-618.jpg
  • 0061 - Tragfläche.jpg
Vario Bell 230, Joker 3, T-Rex 450, AW609 im Bau

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »klarisatec« (7. März 2017, 05:56)


haschenk

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33

Montag, 6. März 2017, 23:44

Hallo Markus,

im Anhang findest du Koordinaten und Messwerte vom NACA 63(3)-618.

Aber zugleich eine Warnung:
Dieses Profil ist für manntragende Flugzeuge und Re-Zahlen >=3*10^6 entworfen und wird in Modellen (auch Großmodellen) viel schlechtere Daten zeigen als in den gezeigten Messungen. Im schlechtesten Fall löst die Strömung laminar ab...
Ich würde dir zu einem deutlich dünneren (max. 15%) und für kleine Re besser geeigneten Profil raten.

Hast du schon mal eine (typische) Re-Zahl für den Flügel gerechnet ?


Gruß,
Helmut
»haschenk« hat folgende Bilder angehängt:
  • NACA 63-3-618_1.jpg
  • NACA 63-3-618_2.jpg

34

Dienstag, 7. März 2017, 07:58

Hallo !

Also es ist eh ein bissel verwegen wenn ich mich hier einmenge . . .
Aber wenn ich hier die Profildiskussion mal unterbrechen darf :
Re-Zahlen hin oder her, ich hätte mich sowieso erst einmal um ein gebräuchliches Profil für einen (Modell-) Flieger dieser Größen- und Gewichtsklasse umgesehen.

Denn:
Der Flügel wird doch fast in seiner gesamten Länge vom Propellerwind angeblasen, noch dazu von den verschiedensten Richtungen ! Ich wage mich gar nicht, mir auszumalen, wie's da mit der Umströmung des Flügels aussieht !
Während wir im waagrechten Flug ja noch einigermaßen "normale" Verhältnisse vorfinden - und schon hier taucht die Frage auf, welche Drehrichtung denn nun der Propeller haben soll - wird's im Übergang zu Schwebeflug für mich völlig undurchschaubar. Das ultimative Chaos dürfte dann der stationäre Schwebeflug sein wo der Propeller die Tragfläche in voller Breitseite anbläst (was sich wohl darunter abspielt ?). Die Bilder des Originals lässt in mir die Vermutung aufkommen, dass man die "Störfläche", welche der Tragflügel nun darstellt, durch großzügig bemessene nach unten ausgefahrene Fowlerklappen etwas zu kompensieren versucht.

Lässt sich dieses Dickicht an Unabwägbarkeiten überhaupt durch Theorie etwas auslichten ?

Ich denke es macht schon Sinn, sich über Konstruktionsdetails des Fliegers den Kopf zu zerbrechen.
Trotzdem glaube ich, dass es für ein derartig komplexes Projekt unumgänglich sein wird, über ein oder sogar mehrere "Opfermodelle" nachzudenken. Also eher im Sinne von "quick and dirty", um gewisse Dinge einfach und schnell auzuprobieren, um Grundlagen zu erarbeiten, ohne sich jetzt um Aussehen, Design oder sowas zu kümmern.

Spannend . . .

klarisatec

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Dienstag, 7. März 2017, 12:09

Reynoldszahl

Hallo Helmut, hallo Gerhard,

bisher hatte ich bei der Tragfläche folgenden, völlig einfachen Gedanken. Der ist jedoch aus strömungstechnischer Sicht sicherlich etwas gewagt. Gerne möchte ich Helmuts Anregung aufgreifen und mich etwas tiefer mit der Theorie befassen. Denn um verschiedene Profile bewerten bzw. optimieren zu können, könnte man durch die Berechnungen ganz bestimmt einen Trend in die richtige Richtung ableiten.

Doch nun zu meinem Ansatz, der dem Vorschlag von Gerhard dann doch etwas stärker ähnelt:
Als Maßstab meines Modells hatte ich mir die Größe 1:6 ausgesucht. D.h. Rotorblätter, Rumpf- und Tragflächen Abmessungen habe ich nach dieser Größe abgeleitet. Dies bedeutet bei der Tragflächentiefe ein Maß von 275mm.

Wenn ich jetzt die max. Geschwindigkeit der Originalmaschine von 509 km/h (Quelle Wikipedia) ebenfalls mit dem Faktor 6 verkleinere komme ich, um auf ein vorbildgetreues Flugbild zu kommen, auf eine Fluggeschwindigkeit von ca. 85 km/h. Das erscheint mir (aus meinem „mechanischen Bauchgefühl“ heraus) als machbar und nicht ganz völlig abwegig. Oder liege ich hier vielleicht auch völlig falsch?
Setzt man nun diese Werte in Verbindung mit der angenommenen kinemaischen Viskosität von Luft bei 25°C und 1000mbar (1,558*10^-5 m²/s) zur Berechnung der Re-Zahl ein, komme ich auf einen Wert von 4,9*10^6. Dieser liegt weit weg von laminarer Strömung und auf jeden Fall im Bereich der überkritischen Profilumströmung. Oder lässt sich das nicht so einfach auf Modelle übertragen?

Somit war ich als Laie erst einmal zufrieden und habe das tragende Rohr in der Tragfläche danach dimensioniert.

Um beim ersten Trainer nicht alle Probleme auf einmal vorzufinden, wollte ich die Fläche im Moment nicht bespannen bzw. beplanken. Warum? Weil ich die Tragflächenkonstruktion, die das spätere Profil bildet, nicht als tragenden Teil der Gondelmechaniken ausbilden wollte. Das innen liegende tragende Rohr von Ø40mm soll alle entstehenden Belastungen alleine aufnehmen können. Lediglich die Rippen möchte ich vorsehen, um diese später relativ einfach beplanken zu können.
Die Beplankung (und das damit aufkommende Überstreichen der Rotorabwinde auf die Fläche) soll erst im zweiten Schritt untersucht werden, wenn die Mechanik steif genug ist und stabil schwebt. Durch das Schrittweise annähern an die endgültige Geometrie erhoffe ich mir Aufschlüsse über die Größe der einzelnen Einflüsse auf das Schwebe- und Flugverhalten.

Die vermutlich nicht ausbleibenden Rückschläge lassen sich so hoffentlich leichter und effektiver „analysieren“.

Gruß Markus
Vario Bell 230, Joker 3, T-Rex 450, AW609 im Bau

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Dienstag, 7. März 2017, 12:36

Tragflächenaufbau

Da ich beim ersten Trainer kein tragendes Profil aufbauen möchte, spielt die Profilauswahl im Moment noch nicht die entscheidende Rolle und ich kann hier parallel in der Strömungsmechanik noch einiges dazulernen.

Unter dieser Annahme hatte ich mir Gedanken gemacht, wie der spätere Aufbau der Tragfläche aussehen soll. Großer Wunsch wäre die Fläche evtl. mit Sandwichwandung aus einer Form zu erstellen. Doch um etwas schneller voran zu kommen, sollten die ersten beiden Tragflächen in der klassischen Rippenbauweise entstehen.

Den tragende Kern der Tragflächen bildet das schon beschriebene Ø40mm CfK-Rohr, welches die kompletten Belastungen die durch die Gondeln entstehen, aufnehmen soll. Die Ø40mm sind das maximale Mass, welches das NACA 63-618 Profil im Maßstab 1:6 zulässt.

Die Rippen werden später auf dieses Rohr aufgefädelt und verklebt. Eine Nasenleiste gibt es für dieses Profil nicht, also habe ich eine schmale Kiefernleiste vorgesehen, die später verschliffen wird. Zum Schluss soll alles voll mit Blasaholz verschalt bzw. beplankt. Die Steckung (also die Verbindung Tragfläche - Rumpf) bekommt noch eine zusätzliche Verdrehsicherungen - wie diese Aussieht, war zu diesem Zeitpunkt noch völlig offen. Da das Rohr auf Grund der Tragflächenwinkel "windschief" in der Fläche liegt, hat jede Rippe eine eigene Geometrie.

In diesem inneren 40-ziger Rohr verläuft nun die eigentliche Schwenkwelle der Gondeln mit ca. Ø25mm. Gelagert wird dieses Rohr durch Dünnringlager in Aluminiumflanschen an den Außenkanten des 40-ziger Rohres (... ich hoffe das ist verständlich, Bilder hierzu kommen noch).

Auf Gleitlager hatte ich verzichten, da sich diese bei starken Belastungen evtl. verspannen und klemmen. Dann könnte der Antrieb zum Schenken der Gondel die Kraft nicht mehr aufbringen und kaputt gehen oder gar in einer undefinierten Position abschalten.

Die Bilder zeigen Teile der linken Tragfläche ohne die noch zu entwickelnde Landeklappe, eine Fowlerklappe ist es von der Funktion im Original nicht.
»klarisatec« hat folgende Bilder angehängt:
  • 0064 - Rippe.jpg
  • 0062 - Tragfläche Rippenbauweise.jpg
  • 0063 - Tragfläche Rippenbauweise.jpg
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Dienstag, 7. März 2017, 13:18

Anbindung Tragfläche

Beim Ausarbeiten der Tragflächenanbindung an die Gondel hatte ich nach geraumer Zeit den Versuch gleiche Chassis Seitenteile zu verwendeng aufgegeben. Durch die doch etwas aufwendige Anbindung an die Schwenkwelle auf der Innenseite, hatte ich mittlerweile das gegenüberliegende Teil aus Gewichtsgründen weiter ausgespart. Somit waren es doch zwei verschiedene Chassis Seitenteile geworden.

Die Alu-Aufnahme ist auf Grund der zwei Winkelebenen der Innenbohrung auch für die Fertigung sehr anspruchsvoll geworden. Doch mit Hilfe dieser Anbindung brauchte ich keine spielbehafteten Gelenk- oder Kardanwellen zum Schwenken der Gondeln. Bei einem zentralen Antriebssystem sähe die Lösung hier anders und komplizierter aus. Hier müssten pro Seite zwei Kardangelenke eingebaut werden - wenn man das Modell mit originalgetreuen Flächen ausrüsten möchte.

Die verstärkende Aluplatte am Seitenteil zur Aufnahme der Gondeln verbindet folgende Bereiche / Bauteile miteinander:
- Motorlager
- Getriebelager Vorgelege
- Hauptlager Rotorwelle unten

Aus Gewichtsgründen wurde sie wie gezeichnet ausgespart. Ein Punkt machte sich schon jetzt bezahlt, die Untersuchung der Kabelverlegung / Installation. Denn nun war klar - auch in der Alu Seitenplatte muss gebohrt werden, um eine Durchführung zu realisieren. In diesem Stadium kein Problem, doch während des Aufbaus ware das schon deutlich schwieriger geworden.

Als nächstes kam die Detaillierung der Tragfläche an der Flügelspitze auf´s digitale Reißbrett.
»klarisatec« hat folgende Bilder angehängt:
  • 0066 - Anbindung Gondel.jpg
  • 0067 - Anbindung Gondel.jpg
  • 0068 - Anbindung Gondel.jpg
  • 0069 - Gondel Aussenseite.jpg
  • 0070 - Aufnahme Gondel-Drehachse.jpg
Vario Bell 230, Joker 3, T-Rex 450, AW609 im Bau

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Dienstag, 7. März 2017, 15:59

Anbindung Gondel

Bei der "Schwenkrohr in Tragrohr" Konstruktion war wichtig, ständig ein Auge auf verfügbare Halbzeuge zu haben. Denn obwohl in manchen Shops gelistet, waren einige Abmessungen der CfK-Rohre nicht verfügbar. Ganz abgesehen davon, dass die Geometrieauswahl deutlich eingeschränkter ist als bei Stahl- oder Alurohren.

Folgende Rohrabmessungen hatte ich für die weitere Konstruktion vorgesehen:

- das tragendes, starre Rohr in der Tragfläche Ø40xWd1,5mm (außen liegend)
- die Schwenkachse, also das beweglich Rohr Ø25xWd2,0mm (innen liegend)

Diese Rohre gibt es mit diesen Abmessungen in Alu und CfK als Zuschnitt fertig zu kaufen, so dass ich bei Bedarf den Werkstoff ändern konnte. Bei konstruktiven Veränderungen der Ø muss man jedoch zuerst wieder nach Herstellern der gewünschten Abmessungen suchen, sonst müssen die Rohre evtl. speziell gewickelt werden und das kostet nicht nur sehr viel Zeit sondern auch einiges an €uros mehr. Im schlechtesten Fall müsste sogar extra ein Dorn gefertigt werden.

Die Konstruktion an der Verbindungsstelle zwischen Tragfläche und Gondel hatte ich ca. eine Woche später auch fast fertig gestellt. Wie sie genau aussieht, seht ihr auf den Bildern. Das dargestellte Rillenkugellager ist ein sogenanntes Dünnringflanschlager mit den Abmessungen (Ø30xØ37x4).
»klarisatec« hat folgende Bilder angehängt:
  • 0071 - Lagerung Drehlager-Gondel.jpg
  • 0072 - Tragfläche-1.jpg
  • 0073 - Gondelanbindung.jpg
  • 0075 - Gondelanbindung Schnitt 3D.jpg
  • 0074 - Gondelanbindung Schnitt.jpg
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Dienstag, 7. März 2017, 18:53

Servus !
Wenn ich jetzt die max. Geschwindigkeit der Originalmaschine von 509 km/h (Quelle Wikipedia) ebenfalls mit dem Faktor 6 verkleinere komme ich, um auf ein vorbildgetreues Flugbild zu kommen, auf eine Fluggeschwindigkeit von ca. 85 km/h. Das erscheint mir (aus meinem „mechanischen Bauchgefühl“ heraus) als machbar und nicht ganz völlig abwegig. Oder liege ich hier vielleicht auch völlig falsch?
Ich möchte noch einmal daruf zurückkommen : Die Fläche wird ja fast in der kompletten Länge vom Rotor angeblasen, d.h. die Fläche wird sicher mit höherer Geschwindigkeit als der Fluggeschwindigkeit umströmt.

Evt. hab ich was überlesen . . .
Ich glaube du hast vor, das Schwenkservo zentral im Rumpf anzuordnen und die Gondeln per Torsionsrohre zu schwenken. Richtig ?
Könntest du dir nicht die Torsionsgeschichte schenken und den Schwenkmechanismus komplett in der Gondel unterbringen ?

Keep it simple !
Du modellierst äusserst engagiert am CAD . . .
Bei "quick and dirty" kriegst vielleicht Migräne . . .
Drum komme ich auch noch einmal auf das Thema "Opfer"- oder Versuchsmodell zurück. Styroflügel, mit Packpapier bespannt, sowas in der Richtung. Rumpf etc. ebenso.

Sorry, ich weiss, Querdenker - na ja . . .

klarisatec

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40

Dienstag, 7. März 2017, 23:32

Schwenkmechanik

Hallo Gerhard,

ja, die Fläche wird definitiv stärker angeblasen bzw. umströmt - das ist die kleine, positiv zusätzlich wirkende Unbekannte bei der Berechnung, auf jeden Fall zugunsten der turbulenten Strömung an der Fläche ... ;)

Bezüglich des Schwenkmechanismus hast Du nichts überlesen, denn das Thema hatte ich bisher noch nicht beschrieben. Und ja, Du liegst mit Deiner Vermutung richtig. Doch die "Schwenkrohr in Tragrohr" Konstruktion ermöglichte zu diesem Zeitpunkt noch beide Anlenkungsmöglichkeiten. Eine Zentrale und zwei separate, also je eine an jeder Gondel.

Argumente Pro zentralem Schwenkservo:
- im Rumpf steht mehr Bauraum zur Verfügung
- die Tragflächen erfahren durch die Gondeln nur eine Biegebelastung, keine Torsionsbelastung
- keine elektronische Synchronisation erforderlich
- mehr Sicherheit beim Servoausfall, d.h. keine unterschiedliche Winkelstellung der Rotoren möglich
- ...

Argumente Pro doppeltem Schwenkservo:
- es sind kleinere Servos möglich
- vermutlich insgesamt leichtere Bauweise
- ...

Das Osprey Modell von Rotormast hat die Lösung mit beiden Servos und zwar in Form von einem Zahnstangen Hubservo im Einsatz. Die Position der beiden Gondel-Schwenkwinkel wird elektronisch mit einem Drehpoti überwacht und noch beim Schwenken synchronisiert. Doch gerade dieser Schwenkmechanismus ist verantwortlich für viele bekannte Abstürze, die in verschiedenen Foren diskutiert werden. Die Konstruktion ist nicht selbsthemmend, d.h. fällt ein Servo, ein Servogetriebe oder eine Zahstange aus, kann sich die betroffene Gondel frei um die Drehachse bewegen. Was dann passiert kann sich jeder vorstellen... :angel:

Fällt das zentrale Servo im "airplane mode" (Rotorwellen stehen horizontal) aus, sieht es mit einer vernünftigen Landung auch nicht gerade rosig aus. Doch ich hätte als Pilot immerhin noch die Chance zu landen, wenn die Rotorwellen parallel stehen.

Letztendlich hat das Plus an Sicherheit und die einfachere elektronische Umsetzung den Ausschlag gegeben. So hatte ich am CAD den Weg für nur ein einziges zentrales Servo eingeschlagen.

Nö, nö - so schnell bekomme ich keine Migräne ... :)

Querdenken ist doch erwünscht - denn in seinem eigenen Projekt ist man ja ganz schnell mit und in seinen Gedanken gefangen ... :ok:

Wie die ersten Flächen aussehen werden, lassen wir einfach noch offen, bis wir an den eigentlichen Bau kommen. Da die Styroporfläche CAD technisch die einfachere Variante ist, hatte ich auch noch die Variante mit den Rippen fertig zeichnen. So hatte ich beide Varianten. Die Rippenkonstruktion hatte allerdings den Charm, dass ich sie selbst mit der Dekupiersäge aussägen könnte.

Gruß Markus
Vario Bell 230, Joker 3, T-Rex 450, AW609 im Bau