Baubericht eines Mini-Jetbootes

[Frank The Tank]

Baubericht eines Mini-Bootes mit Jetantrieb

 

 

 

Moin Community,

 

eigentlich bin ich ja kein Mitläufer, der jedem Trend hinter läuft.

Doch ab und zu lasse ich mich von einigen Sachen überzeugen, wie dem SpringerTug- Virus, oder, wie in diesem Fall, dem Bereich der Mini-Modelle.

 

Da ich bekennender Liebhaber von Katamaranen und Jetantrieben bin, viel mir die Wahl meines Mini-Projektes nicht schwer. Das gewählte Schiffs-Vorbild existiert momentan nur auf dem Reißbrett und verschafft mir so eine gewisse Freiheit beim späteren Bau.

 

Gebaut wird im Maßstab 1:30, was später eine Schiffslänge von 26cm ergibt.

 

 

 

Beginnen wird dieser Bericht mit dem Bau der beiden Jetantriebe. Wenn mir dies, gelingt, folgt der Bau des Katamarans.

Da der kleinste Jet, den es auf dem Markt zu kaufen gibt, einen Durchmesser von 19mm hat, war von Anfang an klar, dass ich diesen selber bauen muss.

 

Der Jet wird einen Durchmesser von 10mm haben und mit einer Steuereinheit nach KAMEWA ausgestattet sein.

 

 

Des Weiteren werde ich erstmals Brushless-Motoren verwenden, da gerade die Outrunner im kleinen Format noch genügend Drehmoment für die Impeller haben.

 

 

 

 

Los geht´s!

 

Den Anfang machte ein einfaches Modell der Steuerdüse aus Pappe. Zum Einem, um die Funktionsweise zu verinnerlichen und zum Anderen, um Proportionen und die Maße zu kontrollieren und gegebenenfalls zu korrigieren. So erhoffte ich mir, spätere Überraschungen vermeiden zu können.

 

Das Modell aus Pappe entstand im Maßstab 3:1, um den Bau etwas zu vereinfachen. Später wurden die Maße dann abgenommen und für den Bau der Einheit aus 0,3mm -Messing heruntergerechnet.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Auf dem Bild sieht man die 1. Düsen mit Stator und die Steuereinheit (noch ohne Teile für den Umkehrschub)

 

 

 

 

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Edited May 28, 2011 by Frank The Tank

[Frank The Tank]

Weiter ging es mit dem "Ausbau" der Steuerdüse.

 

Zuerst wurden in die Ausstoßdüse oben und unten 2 Bolzen (0,8 mm-Draht) als Drehachse für die Steuereinheit eingelötet. Nachdem diese sich zufrieden stellend drehte, ging es an den Bau der Schubumkehr-Klappe bzw. deren benötigten Einzelteile.

 

Als Basis hierfür diente mir erneut 0,3mm-Messingblech. Nach Stunden von Zuschneiden, Biegen, Löten und Anpassen der Einzelteile, wurde die Rückfahrfunktion langsam Realität. Gehalten werden die Einzelteile mit M0,8- Schrauben.

 

 

 

 

 

 

 

(Die Schrauben sind alle nur provisorisch festgeschraubt und werden natürlich später gekürzt.)

 

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[Frank The Tank]

Moin Community,

 

das nächste Teil ist nun endlich fertig.

 

Der Impeller und dessen Bau waren für mich von Anfang der Knackpunkt beim Jetbau.

Und es stellte sich als schwierig heraus, etwas halbwegs Brauchbares herzustellen.

 

Die Basis bildet die Nabe, welche einen Durchmesser vom 3mm und ein M2- Innengewinde hat. In diese Nabe arbeitete ich mit einer Feile 2 Kerben ein, die im 45° Winkel, vom Nabenende aus, eine 1/4 Umdrehung machen.

 

Die Impeller-Blätter fertigte ich nach Augenmaß und passte sie dann grob an, ließ aber einen Überstand an der Blattaußenseiten, um diese dann auf der Drehbank auf Passung abdrehen zu können.

 

Das Verlöten der beiden Blätter mit der Nabe war im Prinzip recht einfach, nur das Ausrichten der Einzelteile mit Hilfe der 3. Hand war recht zeitaufwendig, musste aber genau gemacht werden.

 

Die meiste Arbeit bzw. die meiste Zeit verging an der Drehbank. Bedingt durch die geringe Blattstärke (0,3mm) musste sehr vorsichtig gearbeitet werden. So mussten 5mm abgetragen werden, wobei bereits 1/10mm ca. 10min in Anspruch nahmen.

 

Das Abdrehen durfte ich leider 2. Mal machen, da mir beim 1. Mal kurz vor dem Erreichten des 10mm- Durchmessers des Impellers mir ein Blatt verbog, dieses wieder neu angelötet werden musste, wobei noch das 2. durch zu langes Erhitzen abfiel.

In solchen Momenten muss man sehr stark bleiben......

 

 

Nunja, nach vielen Stunden war es dann vollbracht und der fast fertige Impeller lag vor mir.

Es fehlt nur noch der Endschliff, um die Kraterlandschaft zu beseitigen.

 

 

 

 

 

 

 

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[Frank The Tank]

Es ist geschafft, der 1. Jet-Prototyp ist fertig.

 

Nun mehr sind es 27 Einzelteile, die am Ende eine Einheit bilden sollen.

 

Als weitere Schritte folgen nun der richtige Zusammenbau der Steuerdüse mit der Umkehrschub-Klappe und der Einbau des Stevenrohrs in das Jettunnelgehäuse.

 

 

Schlussendlich bleibt es aber spannend, ob der Jet überhaupt funktionieren wird.....

 

Eigenbau-Stevenrohr

 

 

 

 

 

 

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[Frank The Tank]

Einige Tage sind ins Land gegangen und nach dem „Nach-UT-Loch“ ohne Bastellust konnte ich mich in den letzten Tagen wieder etwas motivieren.

 

Nach dem mir der 1. Jettunnel so überhaupt nicht gefallen hatte, entschied ich mich, eine andere Form zu bauen, die zwar auch aus 2 Teilen besteht, aber nicht 2 Halbschalen bilden, sondern 2 Teile, die nach dem Laminieren hintereinander geklebt werden.

 

Diese Fertigung ist wesentlich genauer und auch einfacher in der Herstellung / Handhabung.

 

 

 

 

Laminiert sind die Teile aus Polyesterharz und 25er Gewebe.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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Edited July 2, 2010 by Frank The Tank

[Frank The Tank]

Moin ihr Modellbauer,

 

etwas Zeit ist ins Land gegangen und nun soll es an dieser Stelle weitergehen.

 

Der Jetantrieb ist soweit fertig, so dass jetzt das Boot drumherum entstehen kann.

 

Nach längeren Überlegungen habe ich mich schlussendlich für ein Monoboot entschieden. Eigentlich liebe ich ja Katamarane, aber auf Grund des aufwendigen Baus des Jetantriebes entschied ich mich, es bei Einem zu belassen und diesen ausgiebig zu testen, ehe noch mehr hergestellt werden.

 

Des Weiteren ist es einfacher ein Monorumpf, als ein Katamaran, zu bauen. Eine der ausschlaggebenen Momente waren dann die Berechnungen der Verdrängung von Mono und Cat im Vergleich, die die Wahl auf ein Monorumpf fällten.

 

 

:link:Relativ klassisch wird der Rumpf in Kiel-oben-Bauweise entstehen, wobei sich das "reativ" auf eine fehlende Beplankung bezieht. Diese wird durch hochverdichteten Schaum ersetzt, der zwischen die Spanten (3mm-Pappelsperrholz) geklebt und in Form geschliffen wird.

 

 

 

 

 

 

 

 

Gesägt wurden die Spante mit einer Laubsäge

 

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Edited January 21, 2011 by Frank The Tank

[Frank The Tank]

Um euch nicht im Dunkeln zu lassen, wie meine neue Wahl des Bootes aussehen wird, könnt ihr euch gern den Link anschauen. Wieder einmal stammt der Plan von meinem Lieblingshersteller, Alnmaritec aus England.

 

>> Link <<

 

Da ich in letzter Zeit viel über GFK und Methoden dazu gelernt habe, werden diese neu erworbenen Kenntnisse in meinem Projekt umsetzen.

 

Dies bedeutet kontrekt, dass ich erst ein Urmodell bauen werde, woraus eine Negativform entstehen wird. Zum Schluss wird der Rumpf und vielleicht auch der Aufbau in der / in den Form(en) laminiert.

 

 

 

 

 

 

Der letzte Baustand zeigt die fertigen Spante auf der Helling. Man erkennt, dass ich auf jeder Spantseite eine Überstand gelassen habe, der später einen Flansch bildet, um das Deck gut mit dem Rumf verkleben zu können.

 

 

 

 

Die Helling besteht aus einer einfachen OSB-Platte. Die 4-Kant-Spantstützen arbeitete ich aus Raketenholzstäben heraus.

 

 

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[Frank The Tank]

Weiter ging es im Abschnitt "Bau des Urmodels".

 

Nachdem der komplette Spantensatz auf die Helling geklebt wurde, konnte es mit dem "Beplanken" los gehen.

 

 

 

 

 

 

 

Wie ich anfänglich des Berichtes erwähnte, wurde das Urmodel nicht mit Leisten oder Platten beplankt, sondern mit hochverdichtetem Schaum, einem Sandwichmaterial aus dem 1:1- Bootsbau, die Spantenzwischenräume ausgefüllt und verklebt.

 

 

 

 

 

 

Demnächst folgt dann der Bericht zum spaßigen Schleifen des Urmodells....

 

 

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[Frank The Tank]

Nachdem nun das Urmodell grob auf der Helling entstanden war, wurde das Ganze in Form gebracht.

 

Hierbei erwies sich der Schaum als gut schleifbar, ohne dabei zu schnell nachzugeben.

 

Ein gewisser Nachteil ergab sich aus der schaumtypischen Oberfläche, welche diverese offene Poren hat. Dies erfordert relativ viel Spachtelarbeiten.

 

 

 

 

 

 

 

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[Frank The Tank]

Was macht der Modellbauer am liebsten?

 

 

 

Klar, spachteln und schleifen.

 

Anders erging es mir mit dem Urmodell in weiteren Baustunden im Keller auch nicht. Nachdem die gröbsten Beulen und Dellen verspachtelt bzw. verschliffen wurden, begann ich damit, den kompletten Rumpf mit 0,5mm starken Kunststoffplatten zu bekleben. Dieser Schachzug ergab eine "harte" Modelloberfläche, die man nicht mehr so leicht druchschleifen konnte und nebei sehr fein geschliffen werden konnte.

 

 

 

 

 

 

 

Da mir nach näherer Betrachtung der Flansch etwas zu klein geraten ist und ich Probleme beim späteren Laminieren des Rumpfes vermute, entschied ich mich, diesen aufzudoppeln. Hierfür klebte ich 2mm-Balsastreifen an den bestehenden Flansch. Nach dem Aufkleben wurde das Balsaholz bündig mit dem Flansch verschliffen und mit Clou Schnellleifgrundierung versiegelt.

 

 

 

 

Nach diveren kleineren Spachtel- u. Schleifdurchgängen konnte das Urmodell mit Spritzspachtel besprüht werden.

 

 

 

 

 

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Edited March 12, 2011 by Frank The Tank

[Frank The Tank]

Moin,

 

stetig geht es auf der Werft voran.

 

Beim gemeinsamen Basteln auf der Bassumer Gastwerft entstanden die Stringer. Sie wurden mit Sekundenkleber auf das fertig geschliffene Ur-Modell geklebt.

 

 

 

 

 

So war das Modell fertig, um zum letzten Arbeitsschritt in der Bauphase des Ur-Modells zu kommen. Um für die Negativform eine schöne glatte Oberfläche zu erhalten, folgte eine schrittweise Lackierung. Die Farbauswahl hatte dabei keinen Hintergrund.

 

 

 

 

 

 

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[Frank The Tank]

Der nächste große Bauabschnitt meines neuen Modells bestand aus dem Herstellen der Negativform.

 

Nach dem Polieren des Ur-Modells wurde dieses mit B-15 Formversiegler von Loctite behandelt. Dieser Versiegler schließt kleinste Poren in der Oberfläche des Ur-Modells. Aufgetragen wurde dieser in 3 Schichten, wobei zwischen dem Auftragen 20 Minuten zum Auslüften lagen.

 

Danach folgte das Behandeln des Modells mit dem eigentlichen Trennmittel. Hier kam eine Trennpaste von Rampf zum Einsatz. Diese wurde, wie der Formversiegler, in 3 Schichten aufgetragen. Vor jedem neuen Auftragen mit einem Lappen, wurde die angezogene Schicht aufpoliert.

 

Hierbei macht ich einen kleinen Fehler, der später erst seine Wirkung zeigen sollte.

 

 

Den Anfang des Laminieren machte das Aufpinsel von 2 Schichten Gelcoat, welches speziell für den Einsatz für Formenoberflächen ausgezeichnet ist.

Nach dem Anziehen der Gelcoats und dem bestanden Quietsch-Test (das Gelcoat quiescht, wenn man mit dem Finger schnell über die Oberfläche reibt) kam in den Flanschbereich ein Strang aus Basalt-Rovings, um keine Ecken zu haben. So wurde die Kante "ausgefüllt" und das Gewebe konnte sich sauber in die Rundung legen, ohne das dabei Luft in den Ecken bleibt.

 

Anschließend folgten 3 Lagen aus 200g-Glasgewebe, sowie 5 Lagen 280g-Kohlefasergewebe.

 

 

 

das polierte Ur-Modell

 

 

 

Ur-Modell mit dem Gelcoat als Deckschicht der Negativform

 

 

der dunkle Basalt-Roving und 3 Lagen Glasgewebe

 

 

Damit beim Laminieren des eigentlichen Rumpfes die Negativform sauber und stabil steht, erhielt die Form noch Füße aus Sandwichmaterial (Kohlefaser mit Schaumkern). Die Füße wurden aufgeklebt, eine Hohlkehle gezogen und anschließend mit einer weiteren Lage Kohlefaser mit der Form dauerhaft verbunden.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Das Harz war hart und es konnte an das Entformen gehen.

Wie schon anfänglich des Baues vermutet, ließ sich das Ur-Modell nicht einfach aus der Form lösen. So folgte das Herausbrechen des Ur-Modells aus der Form.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Die Negativform in freier Wildbahn. Alle Details sind sauber abgeformt, nur die Oberflächengüte lässt zu wünschen übrig. Wie am Anfang schon erwähnt, bestand der Fehler im Eintrennen. Ich hatte das Ur-Modell zu schnell mit Gelcoat eingepinselt. Hier hätte ich dem Trennmittel mehr Zeit geben müssen, ablüften zu können. So blieben geringe Anteile von Lösemittel aus dem Trennmittel zurück, die die lackierte Oberfläche angriffen und rau machten.

 

 

 

 

 

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[Frank The Tank]

Moin Moin,

 

es nun endlich geschafft. Der Jet funktioniert!

 

Nach anfänglichen Startschwierigkeiten und der Enttäuschung am Wochenende ist es vollbracht.

 

 

 

Momentan geht maximal 1/4 Gas, da der Jet sonst nicht genügend Wasser bekommt und den Tunnel regelrecht leer pumpt. Er saugt zwar Wasser selbstständig an, aber nur begrenzt. Erst durch den Staudruck bei Fahrt kann das volle Potenzial ausgeschöpft werden. Es bleibt also spannend.....

 

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Edited June 6, 2011 by Frank The Tank

[Frank The Tank]

Moin,

 

dieser neue Abschnitt beschreibt die Vorbereitungen zum eigentlichen Laminieren, sowie zum Laminieren des Rumpfes.

 

Als erste Maßnahme stand das Reinigen der Nagativform-Oberfläche an. Ich griff auf Material von Loctite zurück. Ebenfals vom gleichen Hersteller war der anschließend aufgetragene Formversiegler, der quasi als "Haftgrund" für das eigentliche Trennmittel dient.

Das Trennmittel selber hat einen pastösen Zustand, was im Nachhinein mehr Arbeit bedeutete, das sich mehr Reste in den kleinen Ecken sammelten, die dann wegploiert werden mussten. Hier bietet es sich beim nächsten Mal an, ein flüssiges Trennmittel zu benutzen.

 

 

Da dieses Projekt in Anlehung an die Abläufe im 1:1 -Bootsbau gebaut wird, entschied ich mich, den GFK-Rumpf im Handverfahren mit Vakuum zu laminieren. Dieses Verfahren bietet gerade für solch kleine Formen den Vorteil, dass man keine Lufteinschlüsse selbst in den kleinsten Ecken hat, da durch das Vakuum die Lagen in die Nagativform „gepresst“ werden. Zusätzlich wird ein optimales Harz-Gewebe-Verhältnis erzielt, da überschüssiges Harz aufgesogen wird.

 

Nach dem kurzen Zuschnitt der 3 Lagen Gewebe (25g / 54g / 25g) und dem Abreißgewebe, wurde der Vakuumsack, in den später die Form nach dem Laminieren kommt, vorbereitet. Als Dichtung dient Tucky-Tape, ein elastisch, Kaugummi-artiges Dichtband , welches auf Folie besonders gut haftet und dichtet.

 

 

 

 

 

Als Harz kam ein Standart-Epoxydharz zum Einsatz. Bei dem Härter entschied ich mich für die mittlere "Schnelligkeits-Klasse", was eigentlich eine Topfzeit von 3-4h bei 20°C bedeutet. Schlussendlich blieb mir genau eine Stunde, bis das Harz-Härter-Gemisch zu gelieren anfing. Dies ist auf die Temperaturen von 26°C in der Halle, wo ich gearbeitet habe, zurückzuführen.

 

Den Anfang des Laminierens macht ein mit Aerosil-eingedicktes Gemisch aus Harz und Mikroballs, welches ich mit einer Spritze in die Ecken und die Stringer spritze, um Lufteinschlüssen vorzubeugen. Anschließend legte ich in die 4 Stringer jeweils ein Kohlefaser- Roving ein; dies weniger zur Längsversteifung, sondern eher, um den „Raum“ zu füllen. Danach folgten die 3 Gewebe-Lagen. Hier arbeitete ich mich vom Kiel aus nach Rechts und Links zur oberen Gurtung hoch. Die Ecken am Spiegel würden hier mit einer Schere eingeschnitten, um ein sauberes Anlegen des Gewebes zu gewährleisten.

Den Abschluss des Laminierens bildete das Abreißgewebe, welches ich mit etwas Harz in die Form tupfte. Bei einem dickeren Laminat-Aufbau kann man sich das Betupfen mit Harz sparen, da durch das Vakuum das überschüssige Harz aus dem Gewebe gezogen wird und so das Abreisgewebe automatisch durchtränkt.

 

 

 

 

 

 

Nun folgte die Erweiterung zum normalen Nass-in- Nass-Laminierens.

Beim Arbeiten mit dem Vakuum legt man zunächst auf das Abreisgewebe eine Lochfolie, die nicht auf dem ausgehärteten Harz haftet. Sie lässt das überschüssige Harz zum Saugflies durch, welches auf die Lochfolie anschließend gelegt wird und das überschüssige Harz aufsaugt.

 

Zum Schluss wird das Ganze in den zuvor vorbereiteten Vakuumsack gepackt und Luftdicht mit Tucky-Tape verschlossen und durch einen Schlauch mit einer Vakuumpumpe verbunden. Um auch das Anliegen des Gewebes in den Ecken zu gewährleisten, wird mit einem Fugendrücker die Folie in die Negativform und deren Ecken gedrückt.

 

Ich entschied mich dann noch dazu, den Rumpf zu tempern, sprich ihn unter Wärmezufuhr (ca. 60°C) aushärten zu lassen. Hierfür diente eine einfache Pappkiste mit einem Heißluftföhn als Temper-Kammer. Ein weiterer Vorteil hierbei liegt in der Eigenschaft des Harzes, bei Wärme sich nochmals kurzzeitig zu verflüssigen und so das komplette Gewebe vollständig durchzutränken.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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Edited July 10, 2011 by Frank The Tank

[Frank The Tank]

An dieser Stelle ein Update zum Rumpf.

 

Das Entformen hat problemlos geklappt. Zuvor habe ich gleich noch den Flansch mit einem Cuttermesser besäumt. Dafür bin ich einfach an der Formenkanten entlang gefahren.

 

Der Rumpf bringt momentan 30g auf die Waage. Wenn das Abreißgewebe entfernt ist, sollte das Gewicht unter 20g liegen.

 

 

Ich freue mich nun, endlich den Antrieb einbauen zu können.

 

 

 

 

 

 

 

 

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[Frank The Tank]

Nach einer gründlichen Inspektion des Rumpfes musste ich feststellen, dass er nicht so geworden ist, wie er sollte.

 

Die Idee, Lufteinschlüsse in den Ecken mit angedicktem Harz zu verhindern, hatte einen gegenteiligen Effekt. So waren die Ecken am Heck, der Kimm und den Spray Rails gespickt mit Lufteinschlüssen.

 

Schlussendlich habe ich mich entschieden, den Rumpf nochmals zu laminieren. Dank der geringen Größe hielt sich hier der Aufwand in Grenzen.

 

Geändert wurde das verwendete Laminierharz, sowie der Laminataufbau:

 

Glasgewebe 25g/m² - 54g/m²- 54g/m²

 

+

 

Kohlegewebe 100g/m² als Verstärkung fürs Heck und den Bodenbereich des Jets.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Anschließend wurde der Durchbruch des Jets am Heck angezeichnet und ausgeschnitten.

 

 

 

 

 

 

Das Jetgehäuse klebte ich mit Stabilit Express ein.

 

 

 

 

 

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[Frank The Tank]

Heute wurde die Hauptmaschine und deren Motorfundament eingebaut.

 

Das Fundament selber besteht aus 1mm-Kohlefaser-Volllaminat. Angenehmerweise kann man dieses Material noch mit einer Laubsäge bearbeiten. Zusammengeklebt wurde das Ganze wieder mit Stabilit Express.

 

Vor dem Kleben wurde die Motorenwelle mit Hilfe eines starren Verbindungselement fluchtend zur Antriebswelle ausgerichtet.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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