Bouwverslag Alsberg jet boot -schaal 1:5-

[Unusual RC]

Wow, wat een werk!
Ik ben erg benieuwd naar je uiteindelijke ontwerp.

Weet je wat voor jet er in het origineel zat? Merk en type? 175pk voor een dual stage klinkt nl. als erg weinig vermogen voor zo'n aandrijving.

En je zult ws. de eerste zijn met een werkende dual stage RC jet drive. Er is veel over gesproken op de diverse fora, maar ik heb er nog nooit één gebouwd gezien. Kortom, dubbel interessant dit!

 

[haje74]

Dit is een draadje waarin een rc 3-stage unit wordt beschreven op RCU van 2008, gebouwd door een oud-medewerker van Hamilton:

http://www.rcuniverse.com/forum/speed-rc-gas-boats-236/7981450-1-4-scale-jet-sprint-build.html

 

[Unusual RC]

Bedankt HJ!
Deze kende ik nog niet. Hier de binnenkant. De jet is aardig gebruikt aan de slijtage te zien.
Wat kunnen wij hiervan leren? De spoed lijkt ook hier weer constant bij alle 3 de props gelijk. We staan de statorvanes in een behoorlijk grote hoek!
Althans bij tenminste 1. De laatste stator lijkt een veel kleinere hoek te hebben.

 

[Klaas Schouten]

Hallo mede modelbouwers,
Dank voor jullie complimenten en jullie reacties. Erg leuk om die te mogen ontvangen.

Het draadje waarin die rc 3-stage is beschreven is werkelijk fantastisch.

Als ik het goed heb begrepen, zijn de 3 stage naar wens te veranderen in 1 en 2 stage. werkelijk super bedacht. (wellicht maar goed dat ik dat draadje nog niet gezien had )

 

[Klaas Schouten]

Meteen een vraagje, heb ik het nu goed begrepen en zijn de impellers bij elke setup hetzelfde? Je kunt dus alleen variëren door bv 2blad met 2blad of andere setup van bv 3blad met 3blad.

Ik wilde namelijk als eerste setup een combinatie van een 2 blad met een 3 blad uitproberen. Ben benieuwd naar jullie reactie.

 

[Klaas Schouten]

De aandrijving

De motor

Ik heb ervoor gekozen om (zomogelijk) geen overbrengingen te gebruiken. Een brandstofmotor is/was een optie, echter denk ik dat een elektromotor efficiënter is als je het ratio gewicht en vermogen in beschouwing neemt.

Nadeel van een elektromotor zijn de kortere vaartijden, maar daar zijn tegenwoordig ook opties voor. Ik denk dan aan de lipo’s. Echter moet ik bekennen dat ik van lipo’s geen verstand heb en laat me daarom graag adviseren welke voor dit project geschikt zijn.

Ik heb wat gerekend voor wat betreft het benodigd vermogen. Maar merkte dat dat toch vrij lastig is. Inmiddels al wat meer kunnen lezen in de links die in dit bouwverslag zijn aangedragen (waarvoor dank), maar wil het met de onderstaande combinatie gaan proberen.

De motor is, naar wat ik heb begrepen, een echte werkpaard en betreft een 800 kv, die ik met 8S of 10S wil gaan voeden. De esc zal de zwakste schakel zijn, daarom hier maar niet te zuinig mee geweest. De esc zou 12S met zo’n 200-240 ampère moeten kunnen hebben. Voor mij ongelooflijke prestaties als je bedenkt hoeveel vermogen dit is. Gezien de koel kanalen die door dat ding gaan, lijkt hij me een zeer geschikte kandidaat voor dit project.

Om eerlijk te zijn heb ik gewoon een lekkere joekel van een motor gekozen en een esc die aardig wat kan hebben en zich goed door water laat koelen. Door de keuze te kunnen maken vanaf 6 tot 10S denk ik dat dit een goede setup is om mee te experimenteren.

Ik heb echter geen enkele ervaring met brushless motoren, als iemand bedenkingen heeft, dan wel tips, hoor ik die graag.

 

[haje74]

Meteen een vraagje, heb ik het nu goed begrepen en zijn de impellers bij elke setup hetzelfde? Je kunt dus alleen variëren door bv 2blad met 2blad of andere setup van bv 3blad met 3blad.

Ik wilde namelijk als eerste setup een combinatie van een 2 blad met een 3 blad uitproberen. Ben benieuwd naar jullie reactie.

Volgens mij kun je naar hartelust combineren, al zal er wel een ideale geometrie zijn. Je kunt spelen met spoed, naafdikte/lengte, aantal bladen op de impellors, aantal stator-vanes etc etc. Dit hoeft niet voor elke stage gelijk te zijn maar wellicht is het een goed startpunt (bij mijn ontwerp van de dual is het overigens 4-7-3-5 geworden met een gelijkblijvende naaf-diameter en een behuizing-diameter die van het 1ste stage naar het 2de stage 1 mm geknepen wordt).

Mijn complimenten voor je werk; ben heel benieuwd hoe de gietstukken straks zijn geworden.

 

[Klaas Schouten]

thanks, ik ben zelf eerlijk gezegd ook erg benieuwd naar de gietstukken. lijkt me meer dan waarschijnlijk dat er enige nabewerking nodig zal zijn. als het eindresultaat maar bruikbaar is, dan ben ik er erg blij mee.
en top voor je toelichting over de mogelijkheden om te kunnen combineren. de eerste combinatie zal sterk afhankelijk zijn van de kwaliteit van de gietstukken. ik neem dan denk ik gewoon eerst de beste stukken om te kijken hoe de jet ermee omgaat.

 

[ron van sommeren]

... Echter moet ik bekennen dat ik van lipo’s geen verstand heb ...

'Verplicht' leesvoer, bespaart je een keer een LiPo pack (hobbyhok, auto, garage, huis ):
Wat is een lipo en hoe gebruik je die. - MBF
(vastgepind/belangrijk bovenaan in het laad-accu subforum.

En ook
Modelbouw FAQ's - MBF
→ [FAQ] Accu's en laadtechnieken - MBF

 

[Klaas Schouten]

top! dank voor de link

 

[Unusual RC]

Die motor kan op 12S ruim 10Pk leveren!
Ongelofelijk veel vermogen!

En dat in een boot van 1000mm! Dat heeft potentie

Ik ben ook erg benieuwd naar hoe de multi-stage jet-drives nu precies werken. Ik heb er ideeën over, maar het is allemaal erg lastig te zien of ergens terug te vinden.

Neem nu bovenstaande 3 stage axiale drive. Alle impellers evenveel bladen, ogenschijnlijk dezelfde spoed (of erg kleine verschillen) en evenveel stator bladen.

Bij real scale modellen monteren ze twee of drie stages pas als er echt heel veel vermogen beschikbaar is. Bijvoorbeeld een 300Pk voor single stage. Dezelfde drive met dual kan met gemak 550Pk aan.

Bij een jet gaat het om de impuls: de massa aan water die per seconde door de pomp kan, vermenigvuldigd met de snelheid van de waterstraal uit de uitlaat van de jet aandrijving. Hoe hoger die waarde (N*s), des de efficiënter is de jet bij gelijk vermogen en toerental.

Bij de Scott dual stage is het duidelijk dat de ene impeller meer spoed heeft dan de andere.

Mijn vermoeden is dat je nauwelijks meer water kunt door pompen, maar wellicht wel een hogere eindsnelheid kunt geven.

Hoe heb jij dat bepaald, Klaas?

 

[ron van sommeren]

... Ik heb echter geen enkele ervaring met brushless motoren ...

En dus ook nog niet met brushless regelaars:
too long battery wires will kill ESC over time: precautions, solutions & workarounds - RCG

Contents

• Problem
• Solution I: simply lengthen the motor wires
  
• Solution II: add extra capacitors, rules of thumb
  Calculation spreadsheet
• Capacitor type
• Capacitor polarity/orientation!
• How & where (not) to add extra capacitors
• DIY capacitor pack pictures
• Capacitor & pack suppliers
• Expert/manufacturer opinions & their rules of thumb
  They all say the same ...
• Explanation, water hammer/knock analogy, theory
  References
• Measurements

 

[haje74]

Die motor kan op 12S ruim 10Pk leveren!
Ongelofelijk veel vermogen!

En dat in een boot van 1000mm! Dat heeft potentie

Ik ben ook erg benieuwd naar hoe de multi-stage jet-drives nu precies werken. Ik heb er ideeën over, maar het is allemaal erg lastig te zien of ergens terug te vinden.

Neem nu bovenstaande 3 stage axiale drive. Alle impellers evenveel bladen, ogenschijnlijk dezelfde spoed (of erg kleine verschillen) en evenveel stator bladen.

Bij real scale modellen monteren ze twee of drie stages pas als er echt heel veel vermogen beschikbaar is. Bijvoorbeeld een 300Pk voor single stage. Dezelfde drive met dual kan met gemak 550Pk aan.

Bij een jet gaat het om de impuls: de massa aan water die per seconde door de pomp kan, vermenigvuldigd met de snelheid van de waterstraal uit de uitlaat van de jet aandrijving. Hoe hoger die waarde (N*s), des de efficiënter is de jet bij gelijk vermogen en toerental.

Bij de Scott dual stage is het duidelijk dat de ene impeller meer spoed heeft dan de andere.

Mijn vermoeden is dat je nauwelijks meer water kunt door pompen, maar wellicht wel een hogere eindsnelheid kunt geven.

Mijn filosofie destijds was dat - om cavitatie en resonantie van drukgolven in de jet te voorkomen - ik juist geen enkele stage een gelijk aantal bladen wilde geven, vandaar dus 4-7-3-5... Op die manier was ik zeker dat er nergens in de jet op de omtrek van de bewegende delen telkens 2 of meer blad-tips en trailing edges een leading edge van een stator elkaar tegelijk passeerden. Destijds leek me dat een goede oplossing om meer vermogen te kunnen verstouwen zonder de boel kapot te draaien

Klaas, hoe heb jij dit aangepakt? Net als Unusual RC ben ik heel benieuwd naar jouw ideeen en oplossingen

 

[Unusual RC]

Ik ben wat verder gedoken in multistage axiale jet-aandrijvingen. En tot nu toe kan ik er de volgende feiten (of beter gezegd beweringen) over vinden:

• Het is een oplossing om op een bestaande jet aandrijving meer vermogen toe te kunnen passen. Efficiënter is het om een complete single stage jet-aandrijving te kiezen bij een bepaalde motor dan een multistage oplossing.
• Hamilton is er mee gestopt in de jaren 90 vanwege de relatief slechte efficiency.
• Inderdaad krijg je met hetzelfde pompvolume een hogere uitlaat snelheid met deze oplossing. Dus voor een kleinere boot met veel vermogen is dit een relatief eenvoudige upgrade.
• Betere "reprime" eigenschappen na ventilatie vanwege meerdere impellers
  
• De voorste impeller heeft een kleinere spoed dan de daarop volgende. Voor een Hamilton aandrijving heeft de voorste impeller 19°, de daarop volgende al naar gelang het motorvermogen 22-24°. Naaf blijft constant hier
• Scott levert die double stage oplossing voor jetsprint race oplossingen. De foto daarvan staat ergens hierboven (de doorsnede). Bij deze oplossing is een zog. turbo-impeller in tweeën gedeeld. Hier hebben we het over buitensporige hoeveelheden nitro gestookte V8 paardenkrachten tot wel 1800PK (!)
• Volgens de maker van de Swashdrive (onofficieel de beste RC jet-drive ooit leverbaar) is nog niemand erin geslaagd op schaal niveau meer rompsnelheid te krijgen met multistage experimenten

@Klaas Schouten:

1. Weet jij het merk van die double stage jet-aandrijving welke werd toegepast in het originele model? Voor een hamilton is het vermogen van 175PK veel te weinig bijvoorbeeld
2. Mocht ik je bouwverslag teveel "vervuilen" met de multi-stage discussie, dan kunnen we natuurlijk hier een apart topic van maken. Laat maar weten

 

[ron van sommeren]

... Ik heb echter geen enkele ervaring met brushless motoren ...

Voor manoevreren met langzame boten kan het zijn dat ze niet langzaam genoeg kunnen draaien. Dat ligt niet aan de brushless motoren, maar aan de regelaar. De motor draait dan te langzaam, wekt niet genoeg (generator)spanning op waardoor de regelaar moeite heeft rotor-positie en -snelheid te bepalen. Ik heb me eens laten vertellen dat 90% van de programmeercode op een regelaar (firmware) bestemd is voor opstarten en langzaam draaien.
E.e.a. zal hier niet aan de orde zijn denk ik.

... too long battery wires will kill ESC over time: precautions, solutions & workarounds - RCG ...

De vuistregels in die RCG discussie stammen uit de begintijd van brushless in RC. Aangezien we het hier over fikse stromen hebben, denk ik dat die vuistregels minstens factor twee groter mogen/moeten zijn. Daarvoor zou je eens in het Speedboten subforum informeren. (Mits je niet onder te lange accu-kabels uit kunt komen natuurlijk.)
Ik ben meer thuis in het e-aandrijving voor vliegtuigen.

Op die manier was ik zeker dat er nergens in de jet op de omtrek van de bewegende delen telkens 2 of meer blad-tips en trailing edges een leading edge van een stator elkaar tegelijk passeerden

Bladen met sikkelvormige voorrand? Idem voorrand stator.
Stator tangentiaal i.p.v. radiaal?

 

[Unusual RC]

Voor manoevreren met langzame boten kan het zijn dat ze niet langzaam genoeg kunnen draaien. Dat ligt niet aan de brushless motoren, maar aan de regelaar. De motor draait dan te langzaam, wekt niet genoeg (generator)spanning op waardoor de regelaar moeite heeft rotor-positie en -snelheid te bepalen. Ik heb me eens laten vertellen dat 90% van de programmeercode op een regelaar (firmware) bestemd is voor opstarten en langzaam draaien.
E.e.a. zal hier niet aan de orde zijn denk ik.

Inderdaad bij hydrojets niet aan de orde, daar een jet in het onderste toerenbereik veel te weinig impuls heeft. De eerste keer dat ik met een jet voer dacht ik met een sensored brushless motor te maken te hebben. Als een sleper zo perfect te manoeuvreren!

Bladen met sikkelvormige voorrand? Idem voorrand stator.
Stator tangentiaal i.p.v. radiaal?

Die oplossingen zijn inderdaad meerdere malen succesvol toegepast! Vooral de tangentiale statorring zie je terug bij de Trasher jet-boat.

Ook gewoon zorgen dat de impellers met gelijk aantal bladen gewoon iets verdraaid van elkaar zitten. Dus bij vierblads impellers 45° verdraaid t.o.v. van elkaar.

Het is de schokgolf die kan gaan resoneren met een gelijke op een andere plek in de drive.

 

[Klaas Schouten]

@ron van sommeren: dank voor de links, er staan bruikbare tips in.

@haje74 met betrekking tot mijn berekeningen, hier kom ik op terug. ik zal ze op mijn andere computer opzoeken en hier plaatsen.

@Unusual RC ik vind het geen probleem als er hier een discussie ontstaat. Ik heb het project gekozen vanwege mijn interesse in de werking van een dual stage jet. Dus ik zie de informatie hierover graag verschijnen

overigens zit er in het origineel volgens mij geen dual stage jet. het is een Mercury Sport Jet, Xr2 Motor And Drive

bijgaand een paar foto's,
best een imposant blok

 

[Unusual RC]

Mercury heeft naar mijn weten inderdaad geen multi stage jets. En het vermogen van "slechts" 175pk is ook niet toereikend voor multi-stage

Die Castle motor heeft genoeg power voor een multi-stage pomp. Echter het toerental is nogal hoog met 30.000rpm op 12S. Ook op 8S is het nog erg veel: 8 x 3,7V x 800kV (rpm per volt zonder last) = 23680rpm.

Dat zou dus betekenen kleine spoed, of pomp maatje kleiner en multi-stage
Ik ben benieuwd naar je berekening!

 

[haje74]

Bladen met sikkelvormige voorrand? Idem voorrand stator.
Stator tangentiaal i.p.v. radiaal?

Idd was ook mijn overweging, en zit ook in het ontwerp: wanneer er een trailing edge van een impellor een leading edge van een stator passeert zal dit altijd een “scharende of afschuivende” verplaatsing zijn om de schokgolf te minimaliseren. Vervolgens heb ik ook nog voor gezorgd dat dit nergens anders in de jet tegelijkertijd voorkomt. Ik weet niet of het iets zal opleveren, maar destijds zag ik dit nergens anders toegepast worden; niet in het echt en niet op schaal.

Toen dacht ik dus dat dat weleens het verschil zou kunnen maken

 

[Unusual RC]

Idd was ook mijn overweging, en zit ook in het ontwerp: wanneer er een trailing edge van een impellor een leading edge van een stator passeert zal dit altijd een “scharende of afschuivende” verplaatsing zijn om de schokgolf te minimaliseren.

Idem voor de gratis te printen jet drive:

Overigens denk ik niet dat het op deze schaal echt een probleem kan worden.
Maar voorkomen is altijd beter natuurlijk.