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Kommentare zum Spaßprojekt Tragflügelboot


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Wenn du die Fexwelle in einem Teflonschlauch in einem dazu passenden gebogenes Rohr leitest, dürfte da auch auf der Länge nichts passieren. Sie sollte nur relativ spielfrei verlaufen. Zudem lassen sich Flexwellen recht gut austauschen. Die gibt es auch als Meterware mit Anschlüssen zu anlöten. Zudem laufen die Dinger sehr verlustarm und leise.

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1mm Federstahl Welle?

Wäre mein Favorit. Muss in einem leichten Bogen verlegt werden, braucht aber kein Rohr aussen und sieht für die Anwendung besser aus. Das Kegelradgetriebe ist Verschleiß- und Störanfällig.

Gruß Frank

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Hm 1mm wär ich skeptisch mit der Leistungsübertragung. Ich denke das ganze wird wohl übermotorisiert werden :D.

Mit Flexwellen kenn ich mich leider so gar nicht aus und mir fehlt die örtliche Bezugsquelle.

Mich reizt an der Kegelgetriebevariante der technische Aspekt und der Drehmomentenausgleich. Daher werd ich den Ansatz wohl weiter verfolgen, da ich durchaus schon einige Gedanken in die Umsetzung und Implementierung gesteckt habe.

Da ich derzeit noch am Überlegen bin, die Flügel steckbar zu machen, wären andere Konzepte nachträglich möglich.

Es kann natürlich sein, dass das Ganze nachher gar nicht geht und ich ausweichen muss.

Das kommt jetzt vielleicht falsch rüber, dass ich nciht auf die Erfahrenen hören möchte, aber ich mach gerne eigene Erfahrungen und kann mir das Handling mit den anderen Konzepten derzeit nicht richtig vorstellen, womit ich da erstmal Abstand nehme auch wenn die bestimmt geeignet sind.

Außerdem muss ich zugeben, dass sich die Idee mit dem Getriebe gerade aufgrund der Komplexität bei mir festgefressen hat :D.

Zur Vereinfachung habe ich auch schon beschlossen, dass die gesamte hintere Stütze beweglch sein wird, da ich Platzprobleme bekommen, wenn ich so viele Führungen in der Stützte unterbringen muss.

So sind nur einmal Hohlachse für die Schwenkung des Flügels mit der Gondel und die Antriebswelle in der Stütze.

Wobei mir gerade beim Schreiben einfällt, dass ich die Steuerstange zum Flügel auch in einem seperaten Rohr laufen habe und das Servo mitdrehen muss, wenn die Stütze schwenkt.

Das erklärt, warum meine Gedanken immer dabei waren nur die Gonden zu schwenken. Dabei sind dann aber eine Führung fürs Gondelschwenken in der Stütze, die Schwenkwelle zur Gondel und die Antriebswelle.

Oha das muss ich nochmal durchgehn.

Aber da das Laminieren heute abgeschlossen wurde kommt morgen noch einmal Schleifen und dann wollte/muss ich mit den Flügeln anfangen.

Mal schauen, ich wollte erstmal los und schauen, was ich an Rohren für Führungen auftreiben kann.

Irgendwo reizt mich die Möglichkeit die Flügel für den Transport demontieren zu können, allerdings verkomplizieren sie den Aufbau auch wieder etwas. Vor allem, was die Dichtigkeit angeht.

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Das Problem ist, geeignete Kegelräder in der Größe zu bekommen. Im alten Kehrer AB waren Kegelräder Modul 1 mit 12 Zähnen verbaut und die hatten eine begrenzte Standzeit. Ersatz habe ich in den Abmessungen nicht gefunden. Modul 0,5 ist kein Problem, da ist die Zahntragfähigkeit aber nach 3 min Fahrzeit zu Ende. Modul 1 gehärtet könnte funktionieren, gibt es aber nicht.

1 mm Federstahl ist mit 37,5mm Propeller bei 30.000 RPM kein Problem.

 

Aaaaaaber die jungen Ingenieure sollen sich ruhig mal austoben, ich bin gespannt was raus kommt.

 

Gruß Frank

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Ich mach das ja nur, dass ihr nachher sagen könnt: "Ich habs ja gesagt". :D

Aber der Hinweis mit der Standzeit hat was. Wird wohl nicht was ändern, außer dass ich mich mal nach passenden umsehen werde.

Derzeit sind Messing Modul 0,5 15Zahn aufgebohrt auf 4mm vorgesehen.

Sonst muss ich mal nach Stahl schaun und die härten lassen sofern möglich. Da muss ich mal stöbern.
Da ich die zum Aufbohren eh zu meinem Vater schicken müsste, wäre hier auch Bestellen eine Option, was ich grundsätzlich zu vermeiden suche.

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Nach etwas Überlegung habe ich mich mal dran gesetzt und eine überschlägige Berechnung der Kegelräder angestellt.

Ich bin einfach mal von 250W bei 12000min-1 ausgegangen für die Drehmomentbestimmung.

Insgesamt ergibt sich, dass Stahlräder die Belastung vertragen müssten, bei m=0,5, z=20.

Was allerdings nciht gewährleistet ist, ist die Dauerfestigkeit. Das Risiko wird eingegangen, zumal die Angaben für Lebensdauer bei den Herstellern bei 10000h liegt und die wohl die wenigsten Boote erreichen werden. Insofern werd ich wohl mal schauen, dass ich das Getriebe auf die etwas größeren Räder umkonstruiere.

Letzten Endes lohnt sich der Aufwand nur, wenn ich die Gondel mit Getriebe schlanker bauen kann, als wenn ich zwei Motoren einbaue.

Wobei bei genauere Überlgung die Methode ggf mit einem auch schon wieder Reiz hat.

Es ist gräußlich, wenn so viele Methoden möglich sind und sich nicht wirklich gegeneinander abheben in ihren Reizen.

 

Wahrscheinlich wird es das, was ich umsetzten kann, wenn ich die Stützen bauen kann. Und hier ist dann wohl die Lösung mit der geschicktesten Gesamtlösung auch in Hinblick auf die Flügelsteuerung gefragt.
Wahrscheinlich muss ich mich doch auf die Gondelschwenkung beschränken, allerdings dürfte die Stützte als Ruder in Kombination mit der "Schubvektorsteuerung" der Gondel ohnehin etwas zu viel gewesen sein. Das wäre wohl kaum zu beherrschen gewesen.

 

Erstmal eine Nacht drüber schlafen.

 

Daniel

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Sonst muss ich mal nach Stahl schaun und die härten lassen sofern möglich. Da muss ich mal stöbern.

 

"Weiche" Zahnräder härten lassen halte ich für nicht möglich. Nach dem Härten müssen die Teile geschliffen werden, um die Zahnform genau abzubilden und das kann eigentlich nur ein Zahnrad Hersteller. Die zweite Frage wäre, ob die Stahl Zahnräder überhaupt in einem (vernünftig) härtbaren Werkstoff lieferbar sind.

 

 

Ich bin einfach mal von 250W bei 12000min-1 ausgegangen für die Drehmomentbestimmung.

Insgesamt ergibt sich, dass Stahlräder die Belastung vertragen müssten, bei m=0,5, z=20.

 

OK, aus der Drehzahl und der Leistung ergibt ein Drehmoment von 0,198Nm. Das ist doch eher überschaubar. Mit den gewählten Stahlkegelrädern kann das eine Weile gut gehen. Das A und O ist eine genaue Einstellung des Zahnspiels, ich bin auf Konstruktionsdetails gespannt....

 

Was hat die Stufe in der Rumpfkonstruktion für eine Funktion (bei einem Tragflügelboot)?

 

Gruß Frank

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Nunja, die Stufe...

Eigentlich keine :D

Gedanke war wie bei gewissen RRennbooten oder Schwimmern eine zusätzliche Kante zu schaffen, um ein Abreißen zu begünstigen, dass das Boot "besser" raus kommt.

Wie anfangs auch schonmal von jemandem angemerkt dürfte sie in meinem Fall keine Wirkung mehr haben und dient eher der Optik, weil der Entwurf sie halt noch vorsieht.

Vielleicht ergibt sich ja ein Nutzen, wenn das Boot mal ohne Flügel unterwegs ist.

 

Achso bei meinen Abschätzungen zur Last der Kegelräder kam eine Wurzelspannung von ca. 330MPa raus.

Ich war heute mal noch ein paar Rohre für die Flügel besorgen und bin mit dem wirklich netten Verkäufer einige Konstruktionsmöglichkeiten ncoh durchgegangen. Er meinte, ob man nicht eine Heckrototrmechanik umbauen kann. Die haben auch "nur" Kunststoffräder und laut seiner Aussage wohl zum Teil auch heftige Lastwechsel. Leider geht das für den Zweischraubenantrieb nicht wirklich, aber für eine wäre das eine einfache Möglichkeit gewesen.

 

Grüße

 

Daniel

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Was mir heute so in den Sinn kam nach der Boebachtung mit dem Kippen: Was passiert eigentlich, wenn die Flügel statische Auftriebskörper darstellen?

Ich weiß nicht, warum mir das erst jetzt in den Sinn kommt, aber ich würde jetzt aus dem Bauch raus tippen, dass das auf die Stabilität negativ wirken könnte. Im Grunde wird der Schwerpunkt dann insgesamt doch recht hoch wirken.

Daher bin ich am überlegen, die Flügel aus nicht schwimmendem Material zu fertigen. Das Gewicht sollte das Boot abkönnen und etwas Gewicht tief liegend kann nicht schaden.

Aber was würdet ihr meinen.

Ich spiele schon mit dem Gedanken die Flügel aus dem Vollen Alu zu fräsen. Dürfte auch eine Problematik mit Kollisionsschäden reduzieren.

 

Daniel

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Hi Daniel,

solange das Boot nicht auf den Flügeln "fliegt", halte ich das Schwerpunktthema für absolut unkritisch. Sobald es "fliegt" wird die Sache natürlich sehr interessant. Du hast in deinem Baubericht nach Brettchen für Einbauten gefragt. Ich halte die gesamte "Einrichtung" mit den Spanten und dem Schaum für Schwerpunkt relevant bzw. kritisch. Ich würde mir überlegen den aktuellen Rumpf als positiv Form zu verwenden und einen Abzug in Gfk davon zu ziehen. Sämtliche Einbauten kommen dann entsprechend tiefer, gefühlte 2cm nach den Fotos aus dem Baubericht. Das hat mit Sicherheit einen signifikanten Einfluss.

Sofern es das Gesamtgewicht zulässt kann man natürlich die Flügel "schwer machen", das wirkt sich positiv auf die Fahrstabilität aus.

 

Gruß Frank

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Ich hätte jetzt erwartet, dass statisch Auftrieb generierende Flügel gerade in "Rumpffahrt" negativ auf die Stabilität wirken.

Im "Flug" muss wohl die V-Form die Stabilisierung übernehmen. Hier ist der Schwerpunkt wohl bei jedem Tragflügelboot instabil hoch.

Ja in der Tat wäre ein Abzug als Rumpf die "schönere" Sache. Allerdings wollte ich genau das vermeiden :).

Wie ich in der Gewichtsübersicht meine gezeigt zu haben, habe ich ausreichend Reserven.

Derzeit sind die Innerein etwa bei 700g und das Boot verträg wohl gut 2kg Zuladung. Leichter schadet sicher nicht, aber so weiß man was man ausreizen kann.

Daher ist der Plan die Flügel "schwer" zu gestalten. Ich hatte erst geplant sie massiv aus Alu fräsen zu lassen. Mein Vater als ausführender Bearbeiter der Aufträge :D hatte andere Pläne. Jetzt werden sie wenn alles gut geht aus CFK-Halbschalen aufgebaut.

Die werden dann entweder geflutet, oder was ich noch präferiere ausgegossen, eventuell auch mit Metall ergänzt (Schrot).

 

PS: Ich vergaß ein Bild der geplanten Form die mein Vater erstellen möchte anzuhängen. :)

post-13935-0-89939300-1474977402_thumb.png

Edited by DJK94
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Im "Flug" muss wohl die V-Form die Stabilisierung übernehmen. Hier ist der Schwerpunkt wohl bei jedem Tragflügelboot instabil hoch.

 Ja eben.... und je höher der Schwerpunkt kommt, desto instabiler wir die Fuhre. Vielleicht unterscheidest Du zwischen "instabil hoch" und "sehr instabil hoch". Ich würde versuchen den Schwerpunkt soweit wie irgedwie möglich nach unten zu bekommen, sonst kannst Du das Boot um die Ecke tragen :mrgreen:

Gruß Frank

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Ich denke, die Flügel aus Vollalu zu machen, wäre die einfachste Möglichkeit an stabile Flügel zu kommen.

Wenn die Flügel nicht so wollen, wie sie sollen, dann kann man am Alu noch etwas rumbiegen, oder schnell und güstig neue fräsen.

Sollte das Boot später zu kippelig sein, kann man die Flügen weiter nach aussen stellen.

Ein Kreuzfahrer mit flachem Rumpf, oder ein historischer Segler, sind bestimmt kippeliger als ein Foil!

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Ja an das schnelle Fertigen hatte ich auch gedacht, aber mein Vater wollte unbedingt CFK-Halbschalen herstellen. Ich vermute er muss mal die Vakuumpumpe fürs Laminieren testen :).

Meine Gedanken waren auch die Schlagfestigkeit bei Treibgut. Aber gut jetzt gibts halt Luxusflügel aus CFK in Negativ laminiert. Hat den Vorteil, dass die Holme einfacher einzubringen sind und ich Freiraum für die Anlenkung im Flügel habe.

Im Notfall kommt eine Stoßkante aus Blech an die Nasenleiste der Stützen.

Mit der Fahrstabilität vertraue ich auch noch etwas auf die doch recht starke V-Form der Flügel. Wobei einige Boote mit teilgetauchten Flügeln noch mehr haben.

Wenn sonst gar ncihts geht muss ein Kreisel rein, der das dynamisch stabilisiert. Die vorderen werden ja einzeln angesteuert.

Ich bin noch eher gespannt auf das Fahrverhalten durch die Wirklinie der Schrauben, hinterm Schwerpunkt und darunter. Könnte mir gut vorstellen, dass ein Aufbäumen ausgesteuert werden muss.

 

Das wird schon alles.

 

Daniel

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hallo Daniel,

 

wenn Du ohnehin Deinen Planung digital hast und machst kannst du auch Teile bei Shapeways im 3D Druck herstellen lassen und in diesem Zusammenhang auch gleichzeitig alle anderen Teile wie Wellen und Kugellager einplanen - nur so ein Gedanke

 

bis denne

 

Christian

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Ich würde auch mit der Möglichkeit rechnen, Grenzschichtzäune auf die Flügel kleben zu müssen. Besonders im Bereich der Gondeln wird es wohl starke, von den Propellern verursachte Wirbel geben, die besser nicht über die ganze Länge der Tragflügel wandern sollten. Im Modellflugzeugbau ist das bei starker Pfeilung durchaus ein Problem. Besonders sich stoßweise ablösende Wirbel sind gefürchtet. Ich könnte mir vorstellen, daß eine solche Wirbelwanderung auch im dichteren Medium Wasser auftreten könnte.

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@Christian: Das mit dem Drucken ist so eine Sachen. Klar lassen sich einige Sachen so geschickt und schnell herstellen. Allerdings fangen die Schwierigkeiten zum Teil schon mit dem Preis an. Hier hätte ich Bauchschmerzen mit der Oberflächenqualität bei den Flügeln. Bei der Gondel könnte die Steifigkeit und Festigkeit zum Problem werden.

 

@Ralph: Hm Grenzschichtzäune. Ich muss gestehen mein Flugzeugbaustudium hat die soweit ich mich erinnere nicht erwähnt :D.

Wenn ich mir den Zweck anschaue bei den Recherchen, dann sollen die den Abriss durch abfließen Vermeiden. Nun werden die Flügel wohl aber in Anstellwinkelbereichen betrieben,  wo ein Abriss eher kein Problem sein sollte.

 

Ich werde beide Gedanken mal im Hinterkopf behalten. Die Zäune lassen sich ja auch noch nachrüsten.

 

Daniel

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Hallo Daniel

 

Shapeways druckt nicht mit Z-Achsendrucken im Schichtverfahren, sondern im Pulversinterverfahren. Oberflächen sind absolut eben besonders im polished bereich. Einfach mal anmelden und Deinen Teile hochladen, dann wir auch schon der Preis für jedes Material berechnet (auch Messing). Bestllen ist dann etwas anders und muß seperat angestoßen werden.

 

ich habe letzten für einen Freund ein individuelles Absauggitter designed und sol lange noch materila rausgeholt und dabei das modell insgesamt 4 mal in unterschieldichen Versionen hochgeladen und daran sehen können wie sehr sich mein Volumen reduziert..

 

Bei den Gondeln könntest Du ein Dickeres Messigrohr als Wellentunnel verwenden, das sollte sichdann nicht merh verbiegen oder aber es würde sich dann auch verbiegen wenn es alleine dort steht so wie in Deiner Konstruktion. Ist jetzt keine Kritik und kann dann aber auch nicht so strak sein, das der Antrieb ausfällt, die Welle würde sich ja wohl mitbiegen.

 

meinen 25 cent

 

bis denne

 

Christian

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Die Gondelkonstruktion ist derzeit recht komplex. Das liegt daran, dass ich die Kugellager und Gleitlager unterbringen muss. Dazu müssen irgendwie die Kegelräder eingefädelt werden. Ich hab schon versucht das so einfach wie möglich zu halten.

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Mich würde dann bei diesem praktischen und theoretischem Aufwand auch interessieren, in wie weit die Grenzschicht berücksichtigt wurde? Grad fluiddynamisch?

 

Von Moderator Steinbeisser bearbeitet

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@Jester:

Ganz einfach. Bei diesem Projekt: gar nicht. Da die Flügel alle nachher über Servos im Anstellwinkel variabel sind wird der nötige Auftrieb zustande kommen.

Was nur berücksichtigt wurde war, nach der Beobachtung von Krafteffekten an einem Paddel beim Kayak fahren, dass ein gewölbtes Profil bei negativen Anstellwinkeln sehr instabil reagieren kann. das bedeutet, dass die Momente sehr groß werden und die Fläche weiter "runter ziehen" wollen.

Da die nötigen Auftriebsbeiwerte in Wasser und bei den Flächen recht klein ausfallen genügt ein symmetrisches Profil.

Ansonsten weiß ich gerade nicht inwieweit du eine Berücksichtigung für sinnvoll erachtet hättest.

Üblicherweise würde ich die Grenzschicht nur bei Abriss- und Widerstandsbetrachtungen genauer beachten. Da ich mir um beides, bei den eben kleinen Anstellwinkeln und der verfügbaren Leistung, wenig gedanken mache, habe ich hier nichts genauer angeschaut.

Man hätte das sicherlich, aber dies sollte eine eher einfaches Projekt werden.

 

Daniel

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tbh: glaub nicht, dass Dein Boot irgendwann stabil auf Stufe gehen wird so wie Du es projektierst ;o)

 

Warum nicht? Du gehst da zwar mit nem Mords-Elan ran, steckts viel Arbeit rein aber lass mich raten: Es wird sich kurz aus dem Wasser heben, schnell instabil und sich auf der windabgewandeten Seite aufs Wasser legen.

 

Wetten? ;o)

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Danke für die aufbauenden Worte :D.

Ob das funktioniert habe ich ehrlich gesagt auch keine Ahnung. Aber andere Tragflügelboot fahren ja auch.

Wenn nichts mehr geht muss das ganze über Kreisel stabilisiert werden. Die vorderen Flügel können auch als Querruder arbeiten.

 

Insofern das ganze ist ein Experiment. Gedanken mahc ich mir noch mit der Wirkungslinie des Antriebs, aber wenn nichts geht, dann komm die Flügel weg und das Ganze muss auf Rumpf fahren :D.

 

Daniel

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Ich bin grad dabei mir noch paar Gedanken für die Umsetzung der Anlenkung der Gondel im Rumpf und den Motoranschluss zu machen.

Dabei kam mir der Gedanke die Anschlusseinheit zu versuchen tiefer zu setzen. Also noch Styro raus zu nehmen. Jetzt bin ich mir nur unsicher, ob die zwei Lagen 80g Gewebe steif genug wären, wenn ich das ganze komplett, oder Teilentkernen würde.

Irgendwie habe ich da meine Zweifel. Wobei es immernoch ein guter Schritt wäre, wenn ich 20-30mm der übrigen 40mm rausnehmen würde.

 

Auch beschäftigt mich noch die Frage der Ansteuerung der Gondel. Zum einen wäre ein Hegel möglich. Dadurch aber der Schwenkbereich recht eingeschränkt. Alternativ über Zahnriemen. Damit ließe sich das ganze quasi als Pod nutzen bzw. der Schwenkbereich wird durch das Servo begrenzt. Ohne "Fahrphasen" mit Limitierung der Ausschläge lässt sich das Ganze dann wohl kaum kontrollieren.

 

Daniel

Edited by DJK94
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  • 4 months later...
Ralph Cornell

Hmm. Servo 180°... So etwas gibt es; habe ich schon gesehen, weiß aber nicht mehr, wo... Das Alter eben. Vielleicht kann man es in der Kugel finden.

Mit einem Segelwindenservo wirst Du wohl Trauer haben. Die Stellposition und Rückstellposition wird immer ungenau, ist jedesmal um ein paaar Grad anders. Ich habe diesbezüglich Versuche gemacht, als ich am Drehmechanismus meiner Löschmonitore herumexperimentiert habe. Zum Schluss bin ich doch bei einem 140° Servo gelandet, das durch das Zähnezahlenverhältnis der Zahnräder sogar 200° schaffte, so daß ich den Servoweg minimal begrenzen musste.

Woher ich mein 140° Servo habe? Simpel. Ein Standartservo vom blauen Klaus. Die beiden äußeren Kabel vom Poti durchtrennt und je einen Widerstand von 500 Ohm dazwischen gelötet. Ah ja, und die mechanischen Anschläge im Servokörper weggefräst. Mehr war nicht nötig.

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