[Bouwverslag] 30" Pond Racer

Discussie in 'Vliegende schaalmodellen' gestart door prop-er, 19 nov 2006.

  1. prop-er

    prop-er Forum veteraan

    Lid geworden:
    18 sep 2004
    Berichten:
    5.010
    Locatie:
    Moordrecht
    De Scaled Composites Pond Racer is in opdracht van miljonair Bob Pond door Burt Rutan (Scaled Composites) ontworpen en gebouwd voor een bedrag van 2 miljoen dollar.

    Bob is een vervend liefhebber en verzamelaar van klassieke WW2 warbirds (vooral toestellen van de Navy). Zijn liefde voor snelheid en warbirds trekt hem naar de Reno Air Races. Hier worden jaarlijks vliegraces gehouden. Originele Bearcats, Mustangs, Sea furies en Corsairs worden sneller gemaakt door de vleugels in te korten, en de motoren tot het uiterste te tunen. Er blijft weinig over van de originele kisten, en regelmatig worden toestellen onherstelbaar beschadigt bij crashes.

    [​IMG]

    Bob besluit dat het vernietigen van dit erfgoed een halt moet worden toegeroepen. Zijn visie is een ultra-moderne unlimited racer die de oude warbirds het nakijken geeft. Als dit toestel races wint, is de kans groot dat de andere teams ook overstappen op zelf ontworpen toestellen, waardoor uiteindelijk de steeds zeldzamer wordende warbirds gespaard blijven.

    Een nobel streven, en een aansprekend verhaal dat alle aandacht van de media krijgt. Probleem is alleen dat het toestel zich nog moet bewijzen. Het moest zelfs nog eerst gebouwd worden…

    Bob Pond bepaalde de uitgangspunten van het project. Het moest een tweemotorig toestel worden. De motorisering is allesbepalend. Er zijn vrijwel geen compacte zuigermotoren leverbaar die een groot vermogen kunnen leveren. Bob Pond zocht een maximum aan vermogen, in een zo klein mogelijke vorm, geïnstalleerd in een geminimaliseerd toestel. Om een klein frontaal oppervlak te verkrijgen was het toepassen van radiaalmotoren uitgesloten. De keuze viel uiteindelijk op een tweetal 250 kg zware Electromotive-Nissan VG-30 3-liter GTP motoren (ontworpen door Dhr. Devendorf) die 1000pk leverden. Het toestel is door Burt Rutan volledig rond deze motoren ontworpen. Het gerucht gaat dat Burt tijdens een zeilvakantie geïnspireerd werd door de voor de boeg zwemmende dolfijnen. De dolfijnvorm is in het gehele ontwerp van de Pond racer terug te vinden.

    [​IMG]
    [​IMG]
    [​IMG]


    Electromotive had met zijn krachtige motoren veel succes in de autoracerij (IMSA), en trok de aandacht van Nissan. Deze besloten vanwege marketingtechnische redenen Electromotive over te nemen. Dit was juist op het tijdstip dat de Pond Racer zijn debuut maakte. Toen Nissan ontdekte dat hun motoren werden gebruikt in een toepassing waar ze geen grip op hadden, besloten ze alle ondersteuning te staken. Jim Bede's BD-5 maakte ook gebruik van dit type motor, en ondervond dezelfde problemen.

    Op het moment dat men de snelheid van de Pond Racer begon op te voeren, (door het veranderen van de overbrenging naar de propellers) en de motoren zwaarder belast werden, traden er problemen op. Door lekkage van de zuigers gebeurde het regelmatig dat het carter op overdruk kwam te staan. De olie werd uit het blok geperst, waardoor de drijfstangverbindingen droog kwamen te staan. Daardoor werden de betreffende drijfstangen dwars door de cilinders naar buiten gewerkt, waarna er brandstof de romp instroomde. De epoxy van de composiet structuur bleek niet bestand tegen de Methanol. Om ergere problemen te voorkomen werd besloten de Pond racer motoren voortaan op benzine te laten lopen.

    Hierdoor ontstonden twee problemen. De motoren ontwikkelden veel meer warmte, en het verbruik nam toe. Doordat de Pond Racer slechts kleine brandstoftanks in de vleugel had, was men feitelijk alle reserve kwijt. Er was genoeg brandstof om precies 1 race te vliegen. Tevens was er onvoldoende koelcapaciteit om de extra warmte af te voeren. Hierdoor was het vrijwel onmogelijk geworden de motoren met vol vermogen te gebruiken. Uiteindelijk bleek 500-600pk de max voor deze motoren. De betrouwbaarheid en levensduur bij dit vermogen was zeer beperkt.

    In 1993 ging het mis tijdens de kwalificatie. De Pond Racer had een verse motor gekregen, en moest zijn beste beentje voor zetten. De overbrengingsverhouding was gewijzigd, waardoor de motoren dit keer werkelijk 1000 Pk moesten leveren. De Pond Racer haalde een snelheid van 640 km/u. (Lijkt veel, maar de Bearcats deden rond die periode 768 km/u)

    Plotseling trekt piloot Rick Brickert het toestel scherp omhoog. Hij meld een probleem met de rechter motor. De toren waarschuwt de piloot dat er een zwart rookspoor achter zijn kist hangt. Plotseling staat de rechterprop stil, de prop staat niet in de vaanstand. Het toestel zwenkt af en begint een steile daling. Het landingsgestel gaat uit, maar wordt vlak daarna weer ingetrokken. De Pond Racer verdwijnt uit het zicht.

    Later blijkt uit de gegevens van de ECU dat de piloot nog 10 seconden voor de crash het gas heeft teruggenomen. Rick heeft geprobeerd het toestel aan de grond te zetten. De motor is echter in brand gevlogen, en de 5kg Halon blusfles heeft het vuur niet kunnen doven. De vleugel is in brand gevlogen, en de forward swept wing maakt dat de vlammen als van nature naar de cockpit worden getrokken. Bij de voeten van de piloot zijn de brandtofkleppen en pompen aanwezig. De cockpit brand volledig uit.

    Volgens een monteur die destijds werkzaam was bij Bob Pond Racing, Inc, was het oorspronkelijke doel voor dit ontwerp het veroveren van het wereldsnelheidsrecord voor door zuigermotor aangedreven vliegtuigen. (unlimited piston powered world speed record.)

    Het toestel zou drie maal een run door een "speed trap" maken. De radiator openingen zouden worden verwijderd en afgeplakt, en de radiatorruimte worden gevuld met Freon dat zou verdampen voor het koeleffect. De motoren zouden op methanol lopen, wat gunstig is voor de motortemperatuur.

    Pas in een later stadium is besloten de Pond Racer in te zetten bij de Reno Air Races.

    Dit zou een verklaring kunnen zijn voor het niet slagen van dit project. Het toestel was zo compact gebouwd, dat er werkelijk geen kubieke dm onbenut is gebleven. De ECU van de motor zat vrijwel boven de turbo. (het heetste deel van de motor). Verder waren de motoren niet geschikt voor gebruik in de luchtvaart. Er was echter geen mogelijkheid om andere motoren te monteren.

    Tevens is het vreemd dat een toestel dat ontworpen is voor snelheid zoveel vleugel-romp verbindingen heeft. De luchtstroom rolt immers om de vleugel, en dit geeft ter hoogte van een romp hoge luchtweerstand. Een conventioneel vliegtuig heeft vier van die romp-vleugel verbindingen. De Pond Racer had er tien.

    Ondanks het uitblijven van succes, de vele problemen, en de tragische dood van Rick Brickert, blijft de Pond Racer tot de verbeelding spreken. Het is en blijft een prachtig toestel.

    --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

    Ik heb begin dit jaar tekeningen van een 40" Pond Racer gemaakt, maar had er weinig vertrouwen in. Ik vond deze versie te groot, te duur (aandrijving) en vond de gekozen bouwwijze te ingewikkeld. Ik vond uiteindelijk de doorslaggevende inspiratie om een kleinere verise te gaan ontwikkelen nadat ik een aantal keer succesvol had gevlogen met de door mij ontworpen Duplex Delta. Hier zat een motor in die slechts €12,50 kost, maar toch veel stuwkracht en snelheid levert. Op basis van deze motor ben ik gestart met het maken van tekeningen voor een 30" versie. In dit draadje zal ik de komende tijd een bouwverslag bijhouden. Deze zal iets uitgebreider zijn dan het verslag op de Groups.

    Vincent
    (Prop-er)
     
    Laatst bewerkt door een moderator: 11 feb 2012
  2. Theo Coenen

    Theo Coenen Guest

    Eindelijk ook hier de vorderingen te lezen van dit bloedmooie model.

    Zodra ik er zin en tijd voor heb ga ik toch eens stoeien met die 40"versie. Die kleine van 30"komt er ook.
     
  3. prop-er

    prop-er Forum veteraan

    Lid geworden:
    18 sep 2004
    Berichten:
    5.010
    Locatie:
    Moordrecht
    Het maken van de tekening begint met het overtrekken van de drie-zijden aanzichten in Rhino.

    http://www.warbirdaeropress.com/articles/Taichi/01NewT/index.html#Purpose Built Racers

    Deze worden vervolgens verschaald naar 30", oftewel 762mm. Dit komt vrijwel overeen met schaal 1:10.
    Uit de verschillende aanzichten, en met behulp van foto's wordt een 3D draadmodel gemaakt.

    http://www.warbirdaeropress.com/PhGal/nfpicturepro/thumbnails.php?album=25

    Vervolgens wordt er dikte aan de huid van het toestel gegeven. In dit geval wordt gebruik gemaakt van 6mm depron. Alle aansluitingen dienen exact getekend te worden.

    [​IMG]

    Ik was niet tevreden over het resultaat. De prachtige ronde vormen van de rompen zou op deze manier nooit gevormd kunnen worden. Daarom heb ik de rompen aan de ronde voorzijde uitgevoerd met achthoekige formers en bekleding. Het model is nu twee dagen oud.

    [​IMG]

    De positie van de formers wordt bepaald, en hun vorm uit het model gehaald. Vervolgens heb ik diverse "tabs" aangebracht, om de samenbouw van het model te vergemakkelijken.

    [​IMG]
     
  4. Arvid

    Arvid Guest

    Gaan we volgen, inderdaad een bijzonder mooi toestel.
     
  5. Christiaan Vis

    Christiaan Vis

    Lid geworden:
    5 sep 2004
    Berichten:
    1.123
    leuk idee!

    ben alleen een beetje bang dat de negatieve pijlstelling van de hoofdvleugel wel een wat lastige vliegeigenschappen gaat op leveren en deze dus ook een zeer hoge snelheid dient te vliegen...wat denk je zelf?
     
  6. Theo Coenen

    Theo Coenen Guest

    Christiaan, naast dat dit model relatief snel kan is het langzaam vliegen ook geen probleem voor dit toestel. Als je gaat zoeken dan vind je hier meer info over dit model. Ik heb het ooit al eens gebouwd en gevlogen als fun model met 2 speed 280 motoren en 2x 8 cellen nimh. Vanuit dat experiment heb ik ervaren dat dit model zeer goedmoedig kan zijn.
     
  7. prop-er

    prop-er Forum veteraan

    Lid geworden:
    18 sep 2004
    Berichten:
    5.010
    Locatie:
    Moordrecht
    Christiaan,

    Ik kets de vraag graag terug. Waarom verwacht je dat de forward swept vleugel lastige vliegeigenschappen geeft? Heb je daar gegronde redenen, of een theoretische onderbouwing voor?

    Vincent
     
  8. sietse

    sietse

    Lid geworden:
    19 aug 2004
    Berichten:
    4.797
    Locatie:
    Den Haag
    mmhhh, ik heb nog 2 dezelfde fietsbelletjes met regelaars en accu's :). Ik zit nog te twijvelen. OF zoiets en dan lekker snel, OF een rustig (water)vliegtuig dat nog wat kan meenemen... (of nog wat anders)

    Wel mooi ding... :)
     
  9. Christiaan Vis

    Christiaan Vis

    Lid geworden:
    5 sep 2004
    Berichten:
    1.123
    wat ik weet is dat deze type vleugels eerder bij de romp overtrekken. Dat is positief. Echter negatief is dat deze root-stall achter het lift punt bevindt en daardoor ervoor zorgt dat de neus omhoog gaat in plaats van omlaag en dus niet 'automatisch' meer snelheid maakt en zodoende weer uit de stall komt. Daarnaast is bij het rollen aangrijpingspunten van de drag en de lift ongelijk verdeeld over de vleugelhelften (bij de omhoogbewegende vleugel verplaatsen de aangrijpingspunten naar de romp toe, bij de neergaande vleugelhelft juist van de romp af). Dit heeft tot gevolg dat er een toename in jaw is waardoor bij lage snelheden de tip snel kan overtrekken omdat de tipsnelheid daardoor lager wordt. Daarbij komt dat de ongelijke lift momenten zorgen voor een versnelde rol, maar tegengesteld aan de jaw richting. Om dit tegen te gaan zijn twee dingen nodig. Voldoende kielvlak oppervlakte die ook effectief is plus een flinke dihidral in de hoofdvleugel (wat trouwens ook in het 1:1 model te zien is). Daarnaast heeft hebben de tips de neiging om hun AoA te verhogen en er dus nogal flinke torsie in de vleugel plaatsvindt. Zeker bij hoge snelheden is dus een stijve vleugel een grote vereiste...

    Goed das de theorie (overigens uit een boekje van Andy Lennon, R/C Model Aircraft Design, Model Airplane News Publishers, 1996). Vraag is natuurlijk hoe dat in de praktijk zal gaan...

    Denk vooral dat het stall gedrag interessant is en je daar iig met vliegen op moet reageren...de neiging om juist de neus omhoog te doen ipv naar beneden. Ofwel, kun je vroeg in de gaten hebben of het model stallt of niet.

    goed, zomaar wat dingen...wel boeiend trouwens!
     
  10. prop-er

    prop-er Forum veteraan

    Lid geworden:
    18 sep 2004
    Berichten:
    5.010
    Locatie:
    Moordrecht
    Ik had al zo'n vermoeden dat je het één en ander achter de hand hield... :)

    Ik ben absoluut geen expert op het gebied van aerodynamica, maar waag me toch aan een inhoudelijke reactie.

    Burt Rutan heeft het aerodynamische rekenwerk uitbesteed aan John Roncz, een autoriteit op dit gebied.

    Belangrijk bij een dergelijk toestel is het voorkomen van een high-speed stall in de scherpe bochten. (de oorzaak van de crash met de Amsoil racer) Tevens is de stijfheid van de vleugel ontzettend belangrijk. Zeker als je bedenkt dat de vleugels tevens de natte brandstoftanks bevatten. Hoeveel G zou zo’n kist trekken tijdens een Reno race?

    Het origineel vloog erg stabiel in roll en yaw richting, maar had in eerste instantie moeite met de pitch stabiliteit.

    Hieronder staat een linkje naar een video van een enorme door brandstofmotoren aangedreven schaalmodel van een Pond Racer. De stabiliteit en de vliegeigenschappen lijken dik in orde. Het zou wel eens aardig zijn de vleugelbelasting van dit model te vergelijken met mijn berekende vleugelbelasting van 70 gr/dm².

    http://www.ddraser.com/videos/PondRacer.wmv
     
  11. Christiaan Vis

    Christiaan Vis

    Lid geworden:
    5 sep 2004
    Berichten:
    1.123
    sjonge das een heel erg mooi model zeg! vond wel dat ie wat weinig snelheid bij de start had... maar ging allemaal goed (wellicht door het vele vermogen, gewoon door trekken).

    Wbt aerodynamica. Ik kan ook alleen maar andere na kletsen en wat wel grappig is dat je die dingen die ik noemde wel terug ziet in het ontwerp van Roncz. (groot kielvlak oppervlak dmv extra vlakken aan de tips van de stabilazor, wat je noemt over torsiestijfheid en de stalls in scherpe bochten).

    Als ik zo eens kijk naar dat model, dan denk ik dat die een behoorlijk hoge vleugelbelasting heeft. Sowieso is het het best om de boel zo licht mogelijk te houden. Daarintegen zou ik wel redelijk wat vermogen erop zetten zodat je een beetje kunt versnellen als dat nodig is.

    Ben wel benieuwd! Je ging hem van depron maken toch? Hoe ga je de vleugel stijf krijgen denk je?
     
  12. Christiaan Vis

    Christiaan Vis

    Lid geworden:
    5 sep 2004
    Berichten:
    1.123
    ziet er netjes uit trouwens op rcgroups! mooi werk!
     
  13. prop-er

    prop-er Forum veteraan

    Lid geworden:
    18 sep 2004
    Berichten:
    5.010
    Locatie:
    Moordrecht
    http://air-c-race.de/Deutsch/Modelle/body_modelle.html

    Weegt 18 kg, 2,93m spanwijdte. 17,5 dm² vleugeloppervlak -> 250 gr/dm².
    Dan is mijn 70 gr/dm² niet verontrustend.

    De vleugel wordt met 3 stuks CF buis 4x2 verstijfd. Tevens een staaf 3mm aan de voorzijde (stijfheid en bescherming), tevens de achterzijde van de ailerons een staaf 3mm tegen flutter.

    [​IMG]

    Vincent
     
  14. Dirk

    Dirk Forum veteraan

    Lid geworden:
    30 aug 2002
    Berichten:
    5.032
    Locatie:
    Baarn
    Bij 70 gram/DM² (10% model) zit je op een minimum veilige vliegsnelheid van ca. 50K ... en voor de 250 gram/DM² (40% model) zit je al op ca 100K .. (en bij 3KG/DM² (het 100% model) zit je op ruim 300K en moest je met meer dan 200K(120Kt) landen !) ....

    Ik zou hem maar geschikt maken voor een bungee start ....
     
  15. Han

    Han

    Lid geworden:
    3 sep 2002
    Berichten:
    4.361
    Locatie:
    Epe..HanDeBouwer en hobbyhok
    Dat wil zeggen dat de koorde minder dan 10 cm is!!!
    Kan het me bijna niet voorstellen.

    Of heb ik dat mis.

    Han.
     
  16. Dirk

    Dirk Forum veteraan

    Lid geworden:
    30 aug 2002
    Berichten:
    5.032
    Locatie:
    Baarn
    Dat "ding" van Air-C-Race is schaal ca. 1:2,5 , het origineel heeft ca. 6M² vleugeloppervlak dus moet het model (6 : (2,5x2,5)) = iets rond de 1M² is 100DM² hebben. 18000 gram : 100 = 180 Gram/DM² ( en als hij 25KG weegt dus 250 gram DM² ;-)......
     
  17. jan brilman

    jan brilman PH-SAM Forum veteraan

    Lid geworden:
    27 sep 2002
    Berichten:
    12.445
    Locatie:
    groningen
    Nee, dat heb je goed.

    Die 17,5 dm2: daar klopt gene ene fluit van. :nooo:


    jan.
     
  18. stefan_riemens

    stefan_riemens

    Lid geworden:
    17 feb 2006
    Berichten:
    1.069
    Locatie:
    Eersel
    Leuk project!!!

    Ik vraag me af, op dat filmpje heb ik het opstijgen eens een paar keer goed bekeken. Zou het kunnen dat het toestel tijdens het taxiën de vleugel overtrok, waardoor het toestel de lucht in werd gesleurd (volgens de theorie van Christiaan 8O) De eerste meters zien er nogal waggelig uit namelijk.
    Als dit idd het geval is, is het misschien goed om voor meeeeeeer dan voldoende vermogen te zorgen, anders kon dat wel eens een vroeg einde van je mooie toestel betekenen :roll:

    Ik zit hier ook maar wat te bedenken, maar het lijkt mij dat dit best kan....

    Stefan
     
  19. WV

    WV verslagschrijvers

    Lid geworden:
    3 okt 2003
    Berichten:
    2.921
    Locatie:
    Vlaardingen
    Leuk project.
    vwb de aerodynamica: Ik ben verre van deskundig hierin, maar ik denk dat de aerodynamische aspecten van een 30" depron model toch echt heel anders zijn dan van een model 1:2,5 of het origineel.
    Gewoon bouwen en met twee borstelloze motortjes erin zal dat vast wel vliegen.
     
  20. prop-er

    prop-er Forum veteraan

    Lid geworden:
    18 sep 2004
    Berichten:
    5.010
    Locatie:
    Moordrecht
    Tikfoutje, Jan. Die 17,5 dm² is inderdaad verkeerd.

    Weegt 18 kg, 2,93m spanwijdte. 74 dm² vleugeloppervlak -> 250 gr/dm².

    De benadering van WV staat me wel aan.

    Bedankt voor de tip over de bungee. Ik zal in ieder geval alvast een haakje aanbrengen.
     

Deel Deze Pagina