Kollega’s,
Eindelijk....het is zover
Het wachten wordt beloond...
info voor Ron: Zoals beloofd in diverse andere draadjes is “ De Swordfish” eindelijk afgewerkt
En nu........
Het langverwachte bouwverslag
Van: Steffe
Doc. Nr: E6SV246 A
Item: BOUWVERSLAG DEEL 1
Het Geheim van “ DE SWORDFISH ”
De swordfish (De Zwaardvis)
De kist uit het stripverhaal
ps:wedden dat Roel Van Essen na het zien van dit plaaatje, dit schip zal willen nabouwen ???....een uitdaging.... :idea:
het bouwmodel
Woord van dank
Dit bouwverslag is mede tot stand gekomen dankzij de diverse draadjes en ervaringen van de kollega’s modelbouwers.
Uit erkentelijkheid hou ik eraan om hun bevindingen en praktijkervaringen te vermelden in dit verslag.
Laat dit een blijken te zijn van waardering om zo een verdere stimulans te zijn voor de overige kollega’s modelbouwers zodat deze hun ervaringen verder blijven mededelen ....
Veel forumlezers gaan waarschijnlijk eventjes de ogen opentrekken mbt de de opbouw van dit bouwverslag.
Ik ervoor gekozen om dit verslag een indeling te geven zoals ik normaal doe in een technisch verslag, zoadat alles duidelijk en efficient overkomt..
Veel leesplezier
steffe
INHOUD
1. Inleiding.....een woordje historiek
2. Het voorontwerp
2.1 Inleiding
2.2 De engineering
2.2.1 Hoe ben ik tewerk gegaan
2.2.2 Basisgegevens
2.2.3 Toegepaste vuistregels
2 Het bouwverslag
2.1 diverse bouwwijzen
2.2 romp
2.3 neus
2.4 de beplating
2.5 vleugels
2.6 rolroeren
2.7 kielvlakken en stabilo
2.8 landingsgestel
2.9 motor
2.10 koeling van de motor
2.11 motor drive
2.12 zwaartepunt
2.13 afwerking
2.14 eindfoto’s
3 As built berekeningen
4 Technische specificaties van het toestel (as built)
1. Inleiding....een woordje historiek
Hoe is het allemaal begonnen met de bouw van de Zwaardvis ?
Wel.....door het lezen van een bouwverslag van Tita (Hans) over een F22 was mijn belangstelling gewekt......
http://modelbouw-hans.nl/
En na het lezen van dit bouwverslag heb ik ook een F22 gemaakt (in PUR).
een impressie
een mooi majestueus toestel hee !!
wingspan: 90 cm
gemaakt uit PUR en depron
let op de uitbouw van de air intake...
@tita: een mooi bouwplan op jouw site
dit is het resultaat
Een volgende uitdaging was natuurlijk om zelf een toestel te ontwerpen en te bouwen........
de vraag: welk toestel ?????
ik wilde graag en specialleke.......
Totdat ik op zeker ogenblik mijn zolder aan het opruimen was..... plotseling zag ik daar een strip liggen:
Het geheim van de Swordfisch door Edgar P. Jacobs
een strip uit 1953......
De Swordfish in volle vlucht
Het is een uitdaging om van deze striptekening een vliegend modelvliegtuig te maken.
Vooraleer de zwaardvis te maken had ik al een stukje info gelost op diverse draadjes......
De info van de “ ancien “ kollega’s was zeer bemoedigend......
Hierbij enkele kommentaren (reacties)
* Ron Van Sommeren:
http://www.modelbouwforum.nl/phpBB2/viewtopic.php?t=30300&highlight=motoriseren
dixit: Ik vermoed dat je wel eens de eerste/enige ter wereld kon zijn.
Daarbij ook nog eens het eerste vliegtuig dat uit de literatuur komt. Hoe ga je het toestel motoriseren: prop/impeller, brandstof/elektronen?
http://www.modelbouwforum.nl/phpBB2...0&postorder=asc&highlight=zwaardvis&&start=90
Dixit: Steffe, start je t.z.t. een nieuwe thread voor het Swordfish project? Ik wil het project graag opnemen in de elektro nieuwsbrief.
* Ernst Grundmann...
http://www.modelbouwforum.nl/phpBB2/viewtopic.php?t=15689&postdays=0&postorder=asc&&start=75
dixit: Dat is een heel vreemd toestel!
Het is een jet dat is wel duidelijk maar die vleugels? Ze zitten erg vreemd op de romp "geplakt". Het is net alsof de tekenaar dacht "O ja, da's waar ook, een vliegtuig heeft ook nog vleugels nodig". Verder zijn ze erg kort en dun dus alleen als je met flinke snelheden vliegt zullen ze voldoende lift genereren.
Veel succes met het bouwen, ik ben benieuwd of je de kist ook vliegend zal krijgen. Als het zo ver is zien we wel een filmpje neem ik aan?
* Rafie
http://www.modelbouwforum.nl/phpBB2/viewtopic.php?t=15689&start=90
dixit: @steffe: je zwaardvis lijkt nu al wel droog, je mag 'm best van de waslijn afhalen.
Ziet er best fraai uit. Succes nog verder met het bouwen.
* Han
Dixit: Indrukwekkend!!!!!
Maar we willen ook wel eens resultaat zien.
* Ernst
Van onze Ernst kreeg ik nog de volgende info:
Dixit: Maar er is een toestel dat er nog veel meer op lijkt. HIER vindt je een foto van de Douglas X3. Dit vliegtuig lijkt echt heel veel op de zwaardvis. En of je het gelooft of niet het heeft echt gevlogen!
Ik heb een aardige hoeveelheid boeken met daarin vele vliegtuigen en wat daarbij hoort. Ik herinnerde me dus dat ik wel eens zo iets gezien had maar ik wist de types niet meer. Na even zoeken in de boeken heb ik de types gevonden en dan is het met Google niet moeilijk meer om een bruikbaar plaatje op het net te vinden.
http://users.dbscorp.net/jmustain/x3.htm
Besluit op deze positieve kommentaren: We gaan verder....... GO FOR AKTION
2. Het voorontwerp
2.1 inleiding
Hoe ben ik tewerk gegaan?
In werkelijkheid bestaat de Swordfish niet....dus: geen foto’s, geen bouwtekeningen......!!
Ik heb eerst enkele striptekeningen vergroot tot op A3 formaat om de details te kunnen bestuderen....
Een zij aanzicht van het toestel
en een aanzicht gezien naar de motorzijde
L
Let op de V stelling van de vleugels (dit komt de stabiliteit van het toestel ten goede)
Info van Ernst: De "V" stelling van een vleugel vergroot de rolstabiliteit van het vliegtuig en het maakt het richtingroer effectiever. Als je een volledig rechte vleugel gebruikt zal het vliegtuig erg slecht op het richtingroer reageren.
Wat de vleugelbelasting aangaat heeft het maar een heel kleine invloed, zo klein dat het meestal verwaarloost wordt, zeker bij modelvliegtuigen. Ook op de stall eigenschappen heeft het geen merkbare invloed. Alleen is het vliegtuig stabieler op de rolas als de vleugel met een "V" stelling is gebouwd. Daardoor zal het duidelijk minder "met de vleugels gaan klapperen" als je dicht tegen de stall aan zit.
Dan heb ik via internet een gelijkend toestel gevonden met ongeveer dezelfde vleugelconfiguratie
Niet eenvoudig maar, gevonden:....... de T38
Via “prop-er” ontving ik onderstaande foto van een T38
Inderdaad , er is enige gelijkenis met de Zwaardvis
en een paar replieken van de kollega’s
http://www.modelbouwforum.nl/phpBB2/viewtopic.php?t=15689&postdays=0&postorder=asc&&start=75
Maar,.... er moet nog zeeeeeer veel berekend en uitgetekend worden om een T38 om te vormen in een Zwaardvis.....
Oa: Berekening van de kist dimensies en het gewicht
Het selekteren van de juiste bouwmaterialen
Verplaatsing van de vleugels naar de bovenzijde van de romp
Plaats van de motor (duwprop)
Berekening van de motor en prop
Aanpassen cirkelvormige romp naar een ovaal profiel
Extra staartstuk naar beneden (buikvin)
Aangepast landingsgestel tgv de buikvin
Air intake’s en de neus
Het maken van de motor drive
En last but not least: het bepalen van het zwaartepunt
Dus: werk aan de winkel.......
2.2 De engineering
2.2.1 Hoe ben ik tewerk gegaan?
Eerst heb ik de striptekeningen vergroot om de details te bestuderen en om voorlopige dimensieverhoudingen (lengte toestel, wingspan, vleugeloppervlak........) vast te leggen zodat het model dezelfde vormgeving heeft als in het stripverhaal.
Dan heb ik de tekening van de T 38 ernaast gelegd en de vergelijkende punten gezocht mbt de vormgeving, afmetingen....
Dan heb ik bepaald hoe groot ik het toestel wil....
Ik wist al dat het toestel een relatief groot gewicht zou hebben !!.. 8O .. (oa: batterij: 450 gr, motor : 200 gr....)
Dus heb ik een relatief groot vleugel oppervlak nodig
ik heb ervoor gekozen om een wingspan te hebben van +- 1,8 meter....
tja ....je moet toch ergens starten....
en....een groter toestel past nl niet meer in mijn wagen.... :wink:
Dan heb ik de tekeningen vergroot van de T38 zodat ik, op schaal, een wingspan had van +- 1.8 m
En dan.....aan de hand van de tekening heb ik een voorlopig vleugel oppervlak berekend
Ik kwam uit op een oppervlak van +- 40 dm2....
Aan de hand van de vooropgestelde dimensies en de keuze van de materialen heb ik de berekeningen gemaakt van de gewichten en afmetingen van de individuele komponenten van het toestel....
Oa: romp (hoofdliggers in Al buisjes en verstevigingsspanten)
Vleugels, stabilo, kielvlakken: XPS
Beplating
Landingsgestel en hoofdvakwerk in de romp en neus: aluminiumbuisjes
Equipment: motor, servo’s, motordrive, batterijen...
Daarna heb ik de vuistregels opgezocht in het forum dit draadje: http://www.modelbouwforum.nl/phpBB2/cms_view_article.php?aid=32
http://www.modelbouwforum.nl/phpBB2/cms_view_article.php?aid=10
EEN AANRADER VOOR IEDEREEN !!!!!
Aan de hand van bovenstaande draadje heb ik enkele voorafgaande berekeningen gemaakt.....
Aan de hand van een ontwerptekening en het soortelijk gewicht van de diverse materialen heb ik stuk voor stuk een berekening gemaakt van het gewicht van de individuele onderdelen.
Ik kom uit op een totaal gewicht van +- 2500 gr
Ik neem een vleugelbalasting van 60 gr/dm2 (zie punt 2.2.2)
Het berekende vleugel oppervlak = 2500 / 60 = 41,6 dm2
Dus.... gaan we de voorlopige tekening in schaal zodanig aanpassen dat we een vleugel oppervlak bekomen van +- 40 dm2
Na verschaling van de tekening kom ik uit op een wingspan van +- 1,6 m.
Aan de hand van de berekende waarden en afmetingen heb ik de detail konstruktie tekeningen gemaakt van het toestel op
schaal 1/2
Als de kist volledig gebouwd is dan maak ik de as built kontrole berekeningen
Enkele blauwdrukken van de plannen (in het blauw...:wink:......) van de eerste ontwerptekeningen:
2.2.2 de basisgegevens.
Zoals gezegd, aan de hand van de voorlopige dimensioneringsgegevens en de materialen die ik wil toepassen, heb ik een berekening gemaakt ter inschatting avn het gewicht van het toestel....niet zo eenvoudig.....
maar met veel rekenwerk ben ik tot de volgende resultaten gekomen
Gewichten
Romp: 750 gr
Wing: 450 gr
Kielvlakken: 100 gr
Landingsgestel: 100 gr
Totaal: 1400 gr
Equipment
Motor: Johnson: 200 gr
Servo’s: 20 gr
Batterij: 8 cellen NiMH, 3000 mAh: 450 gr
Ontvanger: 20 gr
Motordrive: 50 gr
Algemeen totaal: 2500 gr
Wing (delta vorm): 55 x 75 cm (2 stuks): totaal 41 dm2
Wingspan: 1,6 m
Lengte toestel: 2 m
2.2.3 toegepaste vuistregels (info uit de draadjes van het forum)
Vooraleer de berekeningen te maken heb ik de vuistregels opgezocht in de FAQ (daar staat een schat van informatie in....dus LEZEN !!!!)
http://www.modelbouwforum.nl/phpBB2/cms_view_article.php?aid=32
http://www.modelbouwforum.nl/phpBB2/cms_view_article.php?aid=10
Dan heb ik per vuistregel de beste aanname genomen
* vleugelbelasting
30 gr/dm2: lichte zwevers en 3D kunstvlucht
40 a 50: trainers, kunstvlucht
65: all weather (kust)
70: jagers en hotliners
80: snelle kisten
Voorlopige aanname: ik gebruik een vleugelbelasting van +- 60 gr/m2
* Motorvermogen
100 watt/kg: grondstart vanaf asvalt of beton, middelmatig stijgen van de kist
150: grondstart van gras en eenvoudige aerobatics
200: jagerachtige prestaties, hotliner; toestel stijgt leuk
300: toestel kan vertikaal stijgen
Voorlopige aanname: ik kies een een vermogen van 150 watt/kg
Opmerking: aldus zou ik een toegevoerd vermogen naar de motor nodig hebben van 2.5 kg x 150 watt/kg = 375 watt
Dit is slechts een ruwe vuistregel, bij de eindcalculatie wordt de motor prop combinatie berekend met het programma van http://www.gylesaero.com/
je zal zien dat dit berekende vermogen een stuk lager zal zijn dan het vermogen van de vuistregel....
* motorvermogen
een borstelmotor met ferriet magneten kan (uit oogpunt van toelaatbare opwarming) een ingangsvermogen verwerken van 1,5 watt/gram
ik heb een motor van het merk Johnson, gewicht = 200 gr
toegevoerd elektrisch vermogen naar de motor: 1, 5 watt/gram x 200 gram = 300 watt
* snelheden van de kist
V kruis = W/S = 0,38 x V²
Optimale snelheid van de kist = 2 a 3 x V kruis (2 voor een gewone kist, 3 voor een snelle kist)
Voorlopige aanname: ik kies een faktor 2; V max. = 2 x V kruis.
Vstall = 31/40 x V kruis
* prop
statische trust: minimum : 0.5 x totaal gewicht
hoveren: 10 / 7 x totaal gewicht
voorlopige aanname: ik neem een minimum trust = 0,5 x totaal gewicht van de kist
spoed: 4“: slow fly
5”: indoor
6”: trainer
8”: speedkist
voorlopige aanname: ik neem een prop met een spoed van 6 “
opmerking: later bij de motor/propcalculatie zal ik ook eens een prop berekenen met een spoed van 8”
3. Het Bouwverslag
3.1 Het bouwmateriaal
Zoals Ernst Grundmann het reeds aanhaalde: “dit is een futurisch toestel......”
Inderdaad, een dergelijk futuristisch toestel zoals de Swordfish moet met revolutionaire materialen gebouwd worden (zoals bij de Concorde)
Ik heb 3 verschillende bouwwijzen en materialen voor de romp uitgetest...., het ene materiaal was beter dan het andere
3.1.1 bouwwijze 1: basismateriaal: Poly urethaan (PUR)
Bij deze bouwwijze heb ik de volledige romp en neus vervaardigd uit een holle koker bestaande uit PUR platen (dikte 1,5 cm)
PUR is een relatief licht materiaal, sterk, goede weerstand tegen trek, druk en buiging maar wel relatief broos.
bovenzijde van het plaatje: de hoofdwing, vervaardigd uit XPS plaat
onderzijde: de romp uit PUR
bemerk het aluminium verstevigingsprofiel volgens de centerlijn van de romp
Maar, op een zekere dag kwam ik Murfy tegen (je weet wel.... degene die zijn naam heeft gegeven aan de wet van Murfy......)
Een tegenslag.........De romp was afgewerkt en ik wilde enkele foto’s nemen in de tuin.....
Bij het afdalen van de trap is het toestel uit mijn handen gevallen........een val van 5 m !!!!!! .... (ik niet.... toestel wel !!!.....)
Gevolg: romp in 2 delen en een beschadigde kielvlakken.....
Dan heb ik eens nagedacht over de stevigheid van het geheel.....
Wat bij een crash tegen het aardoppervlak....... toestel 10 tallen stukjes ,????
Plotseling een goed gedacht....... (engineering is 99 % transpiratie en 1 % inspiratie.....)
Waarom geen rompstruktuur kiezen die al stevig genoeg is ? Waarom niet een rompbasis kiezen op basis van een halve kartonbuis ????? Een buis is door zijn gebogen vorm relatief sterk.
4.1.2 Bouwwijze 2: Basismateriaal: kartonbuis
In deze bouwwijze is het dragend gedeelte van de romp uitgevoerd met een halve “kartonbuis” (waarschijnlijk is dit
nog nooit gebruikt door de kollega’s modelbouwers, maar het is wel het proberen waard....)
Na effe zoeken van kartonbuis vond ik een goede en sterke kwaliteit, buisdiameter: 80 mm diameter, wanddikte 2 mm.
Het soortelijk gewicht van deze buis is relatief klein (+- 0.8 kg/dm3)
Om tot een lager gewicht te komen heb ik diverse openingen gemaakt in de buis, doch zonder veel afbreuk te doen van de stevigheid van het geheel.
De rompbasis heeft de vorm van een cirkelsegment van 90 graden.
de rompbasis bestaat uit een cirkelsegment van 90 °
de onderzijde van de romp wordt voorzien van karton ringen, hiertegen kan ik de Depron beplating lijmen
achteraan bemerk je de 2 aluminiumbuisjes ten behoeve van het achterste landingsgestel
Maar..... na het bouwen effe het toestel gewogen.....zonder batterijen ,motor ed..... 2000 gram !!!!!!..
Maar: “trop” is teveel;...en teveel is “trop”.....
(Voor de insiders... dit was een spreuk van een brusselse burgemeester.... “trop” wil zeggen in het frans: teveel..)
Dan maar iets anders anders zoeken dat meer gewichtsbesparing kan opleveren
4.1.3 Bouwwijze 3: Basismateriaal: aluminiumbuisjes
Hierbij heb ik voor een eenvoudigde licht “metalen” konstruktie gekozen (zoals de hedendagse vliegtuigbouw)
Aluminium buisjes (diameter 8 mm) met verstevigingsspanten in MDF
Dit zijn de plaatjes.....
De hoofddraagstruktuur van de neus en romp
2 hoofdliggertjes in de neus en 3 liggertjes in de romp
alles stevig met elkaar verbonden tot een vakwerkkonstruktie met MDF spanten
een kijkje over de staartzijde
bemerk hier het achterste landingsgestel
de motor word via een motorstoel bevestigd aan de 3 Al buisjes (rechter benedenhoek)
een detail van de konstruktie thv het achterste landingsgestel
de buisjes zijn met elkaar verbonden dmv bout en moertjes van M3
het horizontale bevestigingsplatje wordt gebruikt als basisbevestiging voor het staartroer
Na het bouwen....toestel op de weegschaal.... 1300 gram.....ok
Besluit: ....we gaan verder met de aluminiumbuis konstruktie
3.2 De romp
De hoofddraagstruktuur van de romp bestaat uit 3 aluminium buisjes die in een driehoekig “vakwerkkonstruktie“ met elkaar
zijn verbonden
Elke hoofdligger bestaat uit een aluminiumbuisje met een lengte 1,8 m, diameter 8 x 6 mm
Om de rompkonstruktie zijn stevigheid te geven zijn er MDF spanten gebruikt tussen de aluminuimbuisjes onderling.
En dan....alles nauwkeurig aan elkaar schroeven.... (ik heb geen lastoestel om de buisjes aan elkaar te solderen of lassen...)
De delta vleugel wordt op de 2 bovenste hoofdliggers geplaatst.
In de ruimte van de romp en tussen de Al hoofdliggers worden oa de servo’s, ontvanger, motordrive en motor geplaatst
Een overzicht van de draagkonstruktie
op oordeelkundige plaatsen zijn er MDF verstevigingsspanten voorzien
het landingsgestel is al voilledig gemonteerd
hier is het onderste deel van de romp al voorzien van Depron beplating
de holle ruimten zijn opgespoten met PUR schuim om de beplating voldoende stevigheid te geven
3.3 De neus
De draagstruktuur van de neus bestaat uit 2 aluminiumbuisjes en is voorzien van 3 MDF verstevigingsspanten
Om de Depron beplating goed te kunnen bevestigen heb ik enkele PUR mallen (dikte 15 mm) in de neus geplaatst zodat ik de Depron beplating kan verlijmen tegen de mallen.
In de neus wordt tevens de batterij geplaatst.
Waarom in de neus?.....omdat het gewicht van de batterij tov het aerodynamisch zwaartepunt voor het nodige tegenkoppel zorgt
Tov het relatief groot tegengewicht van de motor, kielvlakken, landingsgestel .....
Om de batterij eenvoudig te kunnen vervangen heb ik een inspektieluik gemaakt in de neus
Voor het kontroleluiken maak ik geen gebruik gemaakt van Depron (Niet sterk genoeg)
Ik heb stuk karton genomen (dikte 0,5 mm) en geplooid in de gewenste vorm
De vorm heb ik dan gefixeerd met plaklint
Daarna heb ik de buitenzijde van de kartonplaat van 2 lagen polyester voorzien
Na het drogen heb ik dan het voorgevormde inspektielijk verwijderd van de romp .
Dan heb ik de binnenzijde van het luik ook voorzien van een laag polyester
Besluit: een vormvast en zeer stevig luik .
maar....wel ik ben wel een beetje opgekeken van het relatief hoog gewicht van dit luikje...
+- 100 gram voor plaatje met afmetingen 31 x 13 cm.......relatief zwaar he....wink
het gewicht van de inspektieluiken had ik wel overschat.....
3.4 De beplating van de romp en neus
- Als eerste proef werd de beplating van de romp en neus uitgevoerd met fineerhout (kastanje), dikte 0.6 mm
Doch dit voldeet niet aan de verwachtingen, het is wel een mooi materiaal om mee te werken doch zeer broos. Één deuk en de beplating is kapot........
Dus.....dan maar gezocht naar een alternatief.......;
- Dan heb ik BIPLEX gebruikt. Dit materiaal bestaat uit 2 dunne kunststofplaten met daartussen een waferstrukteur (principe van golfkarton). Biplex heeft een dikte van +- 2 mm en heeft een lag soortelijk gewicht
een voordeel is: - in de ene richting zeer stijf (in langrichting)
In de andere richting relatief goed plooibar....;
Lijmbaar met pattex
Maar: de neus en de romp bestaat uit gebogen segmenten
Met biplex is dit zeer moeilijk uit te voeren.....er is veel warmte nodig om de biplex plaat te kunnen buigen in de juiste vorm.....iets teveel warmte en er worden gaten gebrand in de beplating.....
- Wegens de veelvuldige problemen heb ik dan maar de beplating uitgevoerd in depron van 4 mm.
Om de Depron beplating toch een voldoende stevigheid te geven heb ik hier en daar PU schuim geinjekteerd tegen de beplating.
Zoveel extra gewicht geeft dit niet en het geheel van de depron beplating wordt sterker.
3.5 De vleugel.
Als bouwmateriaal voor de “ delta ”vleugel heb ik geextrudeerd polystyreen gebruikt (XPS) – dus geen geexpandeerd polystyreen!!
XPS plaat heeft, door de kleine aaneengesloten cellen in het materiaal, een zeer stevige vorm
http://www.curbain.be/nl/energie/information/typedisolant_ISO.php#eps_xps
De delta wing is gemaakt uit een XPS plaat van 20 mm dik.
Als vleugelprofiel heb ik een half symmetrisch profiel gebruikt (onderzijde is vlak): AQUILSAM
Het schuren van de voorlijst en achterlijst van de vleugel heb ik uitgevoerd met een schuurblokje (vlg AQUILSAM profiel)
Het schuren van xps gaat heel vlot, vooraleer je het weet zit je op de juiste afmetingen en dikte....
De langslijn van de vleugel wordt gemonteerd op een invalshoek + 3 graad tov de horizontale (startbaan),- naar boven gericht
de delta vleugel staat zelf ook in V stelling van +- 7 graden (in doorsnede gezien)
reden: dit komt de stabiliteit van de kist ten goede
Zie ook : http://www.modelbouwforum.nl/phpBB2/viewtopic.php?t=39732&highlight=zwaardvis
3.6 De rolroeren
De rolroeren zijn ook uit XPS plaat gemaakt. De “voorlijst van het roer is “bol” geschuurd in de vorm van een halve cirkel.
De achterzijde van de vleugel waarin het roer moet scharnieren is “hol”geschuurd, zo kan het rolroer goed “draaien”
De roeren zijn voorzien van gelagerde assen. De assen zijn gemaakt in uit een aluminium buisje, en de as is gelagerd in een hol PVC buisje
De servo’s ter bediening van de rolroeren (2 stuks) zijn ingebouwd in de delta vleugel
De verbindingsstaven tussen servo en rolroeren zijn gemaakt uit stevige staaldraad, diameter 0.8 mm
Om de "fijn" positionering van de roeren te kunnen uitvoeren zijn de verbindingsstaafjes met elkaar verbonden dmv “suikertjes” (kroonsteentjes....)
een detail van het roer van de hoofdwing
het roer kan roteren over een max hoek van +- 35 ° (hoogteverstelling op het einde van het roer is +- 5 cm)
afmeting rolroer: lengte +- 50 cm, breedte +- 10 cm
oppervlakte rolroer = 5 dm2
een detail gezien aan de onderzijde van de hoofdwing
de 2 servo’s die de rolroeren bedienen zijn bevestigd dmv een MDF plaatje in de wing
de 2 uitstekende aluminiumbuisjes aan de bovenzijde zijn de asjes van de rolroeren
deze asjes zijn “gelagerd” in een hol PVC buisje (glijlager)
de asjes moeten nog met een staafje verbonden worden met de hevel van de servo
de overbrenging
hier een detail van de stangoverbrenging van de as rolroer naar de servo
de staafjes zijn gegalvaniseerd staal, diameter 0,8 mm
de fijnregeling wordt uitgevoerd dmv kroonsteentjes
3.7 De kielvlakken (staartvinnen) en stabilo
De stabilo en de 2 kielvlakken zijn eveneens vervaardigd uit XPS plaat (dikte 20 mm)
Bijkomend aan een echte kist, is dat er nog een extra buikvin aanwezig is. !!
Afmetingen van de staartvinnen: boven: 26 x 27 cm (basis x hoogte)
Onder: 26 x 13 cm
De beide stabilo’s zijn op dezelfde as gekoppeld (zoals de F22 van tita)
De 2 stabilo’s
L x B = 25 x 27 cm (basis x hoogte
Detail van de as van de stabilo
Een aluminiumbuisje is vast gefixeerd in een MDF plaatje
Dit plaatje is met PUR lijm gelijmd tegen de XPS plaat
Detailplaatje van de assen en lagering
de beide assen worden gelagerd in een “glijlager”
dit glijlager bestaat uit een U vormig aluminium gordijnprofiel
de as heeft een speling van +- 0.1 mm, wat een zeer lage wrijvingsweerstand heeft (zeker met een druppeltje lichte olie...)
De voorlijst en achterlijst van stabilo en kielvlakken zijn symmetrisch geschuurd volgens het NACA24 profiel
Detail van de ingebouwde servo in het staartstuk
deze servo zal het staartroer bedienen
de servo is via een bevestigingsbuisje gefixeerd aan een MDF plaatje
dit plaatje is dmv schroefjes bevestigd aan de hoofddraadstruktuur
de servo is geplaatst in de ruimte van de 3 hoofdliggers van de achterromp
hier een plaatje uit een andere hoek
detail van de inbouw
Een onderaanzicht van het staartstuk en het staartroer
een deel van de beplating (depron) is reeds aangebracht
bemerk dat de beplating hier en daar verstevigd is met PUR schuim ter versteviging van de depron beplating
de isomoblokjes (piepschuimblokjes) zijn geplaatst in de romp om de beplating beter te kunnen verlijmen
Aangezien deze kist een copie dient te zijn uit het stripverhaal wordt er ook een buikvin voorzien...... doch dit zal wel problemen geven met de landing !!!!!!.....
Maar geen nood, ik heb in het achterkompartiment van de romp een lang landingsgestel voorzien zodat de prop bij het landen en opstijgen niet in aanraking kan komen met de grond
Daar de servo in het achterstuk gemonteerd is heb ik ook ter plaatse een een kontroleluik voorzien.
3.8 Het landingsgestel
Het landingsgestel is gemaakt uit aluminiumbuisjes (dia 8 x 6 mm).
Ter hoogte van de neus wordt er één wiel voorzien, en 2 wielen thv het staartstuk
De lengte van het landingsgestel is zodanig dat de prop bij het opstijgen en landen niet in aanraking kan komen met de grond.
Door het onderste kielstuk (lengte +- 18 cm) moest het achterste landingsgestel een lengte hebben van +- 25 cm
De “wielen” zijn gemaakt uit poly urethaanschuim (relatief stevig), gehaald uit “Blokker” Diameter 80 mm, dikte 20 mm
(Daar worden ze verkocht om trillingen te absorberen van trillende toestellen)
De wielen zijn voorzien van zelfgemaakte (glij)lagers bestaande uit een asje gelagerd in een PVC buisje.
de as van het wiel bestaat uit een boutje M3
dit boutje is gelagerd in een juist passend PVC buisje (en zo heb ik een eenvoudig glijlagertje gemaakt)
dus een minimum aaan wrijvingsweerstand
3.8 De motor
Een turbine motor of een “straalpijp”, zoals in het stripverhaal heb ik niet gekozen wegens geen ervaring met deze motoren.
De turbinemotoren laat ik over aan de specialisten ter zake......
Maar: een straalpijp....... dat zou wel leuk zijn......
maar...dit is wel een grote straalpijp
beter om een klein picollo pijpje te gebruiken DHZ
zie dit draadje: http://www.modelbouwforum.nl/phpBB2/viewtopic.php?t=48994&highlight=dhz
mare......heeft er al iemand deze kleine straalpijp gebouwd???? ..........
De propulsie wordt uitgevoerd met een elektromotor en duwprop (geen impellor wegens: te weinig beschikbaar vermogen, te hoog toerental, te weinig plaats ......)
Ik kan mij nog een draadje herinneren van Satoer....hij had een draadje gelanceerd met 10 tallen problemen die hij had met een toestel met impellor........
Jammer genoeg kan ik dit draadje niet meer vinden...... (gedeleted door Satoer......? :Wink
De kist wordt voorlopig aangedreven door een borstel motor (voorlopig geen borstelloze motor..... reden; ik heb een regelaar van 80 amp..... deze regelaar heb ik namelijk zelf gemaakt.....).
Ik heb een bestaande motor van het merk Johnson uit mijn voorraaddoos genomen.
De motor is bevestigd in een aluminuim draagstoel. Deze stoel wordt ingebouwd in de het achterste staartstuk van het toestel
In het staartstuk zijn er 2 airintakes voorzien om de nodige koellucht te sturen naar de motor.
De airintakes zijn eveneens gemaakt uit dunne kartonplaat en verstevigd met polyesterhars.
3.10 Koeling van de motor
Een deel van het toegevoerde elektrisch vermogen naar de motor wordt omgezet in wrijving en warmte.
Deze warmte moet afgevoerd worden anders wordt de motor te warm met alle gevolgen van dien.....
Volgens de berekeningen zal de motor bij een maximum snelheid van het toestel = 95 km/uur, een vermogen nodig hebben van +- 375 watt
er wordt +- 112 watt omgezet in warmte (= het vermogen van een gloeimamp van 100 watt.....) toch veel he;....
Deze warmte moet afgevoerd worden dmv geforceerde koellucht
De koellucht wordt via de sneldheid van de kist “opgevangen” in 2 air intakes
Deze airintakes staan in verbinding met het staartstuk en de motor.
Ik bereken hoeveel m3/uur koellucht er nodig is om een bepaalde warmtehoeveelheid (110 wat) af te voeren, rekening houdende dat de koellucht een temperauursstijging (delta T) mag hebben van +- 10 °C (dan wordt er voldoende warmte afgevoerd van de motor naar de koellucht)
Nodige koelluchtdebiet:
Formule: P = M x C x delta T
P: af te voeren warmte (watt)
M: massa van de lucht kg/m3
C: soortelijke warmte van lucht 1,005 kJ/Kg °C
T: Temperatuurs stijging (°C)
en soortelijk gewicht lucht = 1,296 kg/m3
Bij een snelheid van y km/uur wordt er een luchtstroom door deze openingen gejaagd =
snelheid vd kist (m/uur) x oppervlakte air intakes (m2) = m3/uur
Elke airintake heeft een oppervlakte van 11 cm2, toaal intake oppervlak = 22 cm2 = 0,0022 mé
De berekening van het nodig koelluchtdebiet (tabel 1)
De berekening van het koelluchtdebiet ifv de snelheid van het toestel (tabel 2)
Snelheid koelluchtdebiet door airtakes
air intakes
voor de koeling van de motor zijn er 2 air intakes voorzien
het totaal air intake oppervlak is 22 cm2
de intakes zijn gemaakt uit karton en verstevigd met polyesterhars aan de binnen en buitenzijde
daarna is het buiten oppervlak fijngeschuurd.....
Het voorbeeld in de praktijk:
Om de kist aan te drijven met een max snelheid van +- 95 km/uur is er een toegevoerd vermogen nodig naar de motor van +- 375 watt
Er wordt dus +- 112 watt omgezet in warmte
Om deze warmte af te voeren (zie bovenstaande tabel) is er + 30,4 m3/uur koellucht nodig
De koellucht wordt hierbij met +- 10 °C opgewarmd
We stellen dat kist het max. vermogen opneemt bij de maximum snelheid = 92 km/uur (zie berekeningen)
Bij een kistsnelheid van 92 km/uur wordt er doorheen de air intakes (oppervlakte = 22 cm2) een luchtdebiet gehapt =
Oppervlakte air intake (cm2) x kistsnelheid (cm/uur ) = cm3/uur = luchtdebiet
Omgerekend - zie tabel 2 –
Bij een maximum kistsnelheid van 92 km/uur wordt er +- 200 m3/uur binnengehapt in de air intakes
Dus: ruim voldoende lucht om de motor te koelen ....
de air intakes zijn goed gedimensioneerd
3.11 De motor drive
Indien het mogelijk is bouw ik zelf mijn elektronische schakelingen
Dit is immers een deel van de modelbouw...... nietwaar ?.
Voor de drive van de borstel DC motor gebruik ik een ontwerp van Stefan Vorkoetter
zie dit draadje: http://www.stefanv.com/rcstuff/escbec.htm
Ik heb de vermogen eindtrap uitgebreid met 4 mosfets, door deze trap kan ik een stroom jagen van +- 80 amps wat voor de motor van de zwaardvis voldoende is. Deze schakeling heeft mij +- 15 euro gekost......beterkoop in de handel ????
De drive is tevens ingebouwd in de luchtstroom van de airintake, zodat de koellucht ook de eindtrap kan koelen.
In het ontwerp heb ik er ook rekening gehouden dat ik een brushless motor kan gebruiken.
Dit idee is gegroeid uit de talrijke draadjes van Ron Van Sommeren
Bij de borstelloze uitvoering kan ik de ELE 25 gebruiken van RC technics..
Deze drive heb ik dan wel gekocht omdat ik geen Gouda of Beemsterkaas heb gegeten mbt het programmeren van de PIC
PS: Gouda en Beemster zijjn wel lekkere kaasjes, zeker als aperitief met een beetje serderijzout of mosterd) smeley
3.12 Het zwaartepunt
Dit wordt een van de moeilijke punten...!!!!!!!!
Het zwaartepunt van de Swordfish heb ik enerzijds overgehaald uit de tekening van de T38 (omdat beide toestellen dezelfde vormgeving hebben zijn), anderzijds uit de meetkundige berekening volgens dit draadje van TITA........WWW
maar......ik geloof geloof dat de zwaartepuntsbepaling van de swordfish (via de tekeningen van de T38) niet juist zal zijn.... Er is namelijk een groot gewicht aan de achterzijde van de romp (motor, kielvlakken, servo, landingsgestel.....)
De meetkundige bepaling van het van het zwaartepunt van het toestel houdt immers geen rekening met de gewichtsverdeling en het gewicht van de motor, landingsgestel, batterij, staartvinnen.......
Het neerwaarts staartkoppel moet ik neutraliseren met een voorwaarts neuskoppel van het batterijgewicht (voor het AD punt)
Een werpmodel maken is mijn inziens ook geen oplossing om reden dat je de gewichten van motor, batterij, landingsgestel, stabilo, staart ; servos ed niet kunt overhalen naar het werpmodel......
Bij een eerste proefvlucht wil ik toch zeker niet dat het tot een crash komt.....
Ik denk eraan om een sleephaak te voorzien onder het theoretische zwaartepunt van het toestel.....;en ik lanceer de kist met een manuele sleeplijn........
Dit lijkt mij voorzichtiger.......
We zien wel wat er zal gebeuren.....
Tewaar....zijn er forumleden met alternatief of een voorstel???
Laat het weten
3.13 De afwerking:
Indien de kist goed vliegt zal ik het geheel spuiten in een kleurtje, volgens de kleuren van het stripverhaal:
bovenzijde in blauw RAL 5017, onderzijde in het wit RAL 9003.
De RAL kleurenkaart: http://www.wolters.be/restyling/webpages/producten/ral.shtml
3.14 De eindfotos
Hierbij enkele foto’s
4. De as built kontrole berekeningen
aan de hand van vuistregels en de as built dimensies en gewichten bereken ik de volgende grootheden:
* Vleugelbelasting = 2850 gr / 43 dm2 = 66,3 gr/ dm2
* nodig motorvermogen (input naar de motor) = 150 watt / kg x 2,85 kg = 427 Watt
via glysaro heb ik nodig +- 368 watt.....
dus wel een relatief groot verschil tussen vuistregel en berekeningsprogramma.....
* Max vermogen naar de motor (ifv het motorgewicht) = 1,5 watt /gram x 210 gram = 315 watt
voorlopig hou ik deze waarde aan, we zien wel.....
* snelheden van de kist
kruissnelheid W/S = 0.38 V²
V = wortel [2850 gr / (43 dm² X 0.38 ) ] = 13,.2 m/sec = 47,5 km/uur
Stall snelheid = 31/40 x V kruis = 31/40 x 13,2 = 10,23 m/sec = 36,9 km/uur
Maximum snelheid = 2 x V kruis = 2 x 13,2 = 26,4 m/sec = 95 km/uur
Snelheidsbereik = V max / V min (prettig vliegen als verhouding > of = 2
= 95 / 36,9 = 2,57
* Prop
- statische trust: nodige minimum trust: 0,5 x 2,85 kg = 1,42 kg
besluit: ik selekteer een prop die een minimum trust kan leveren van 1,5 kg
- bepaling van de nodige propsnelheid:
V prop = +- 2,5 x V minimum (stall)= 2,5 x 36,9 = 92,2 km/uur
Bij een spoed van 6” is het toerental van 10.081 tr/min
Bij een spoed van 8” is het toerental = 6533 tr/min
Dan heb ik de waarden ingevoerd in de prop calculator van Gyles Aero Design
Prop dia: 11 “, Spoed: 6”
Trust: 1.51 kg
Toerental: 10500
P naar motor: 368 watt
P schroef: 231 watt
Prop dia: 11 “, Spoed: 8”
Trust: 1.52 kg
Toerental: 9300
P naar motor: 382 watt
P schroef: 234 watt
Bespreking van de motor prop kombinatie:
1. Er is een andere vuistregel: V max = ( 1,22 / 1000 ) x n x spoed
Bij een spoed van 6” is n = 12.978 tr/min
Bij s = 8 “ 9.733 tr/min
Gyles aero design geeft andere waarden.....
Wat is nu toe te passen??
Hierbij enkele praktijkvragen aan de kollega’s:
1. is dit een goede dimensionering van motor (vermogen en toerental) en prop (diameter en spoed) ?
zijn er betere alternatieven? Zo ja, graag julie praktijkervaringen
2. welk merk en type van motor zouden julie aanraden?
(borstelmotor...)
een alternatief met borstelloze motor is natuurlijk ook welkom
5. Technische specificaties van de kist en equipment (AS BUILT GEGEVENS)
*Kist:
Wingspan:1,6 m
Totale lengte: 1,8 m
Wing oppervlak: 43 dm2
Opp kielvin boven: 7 dm2
Opp kielvin onder: 3.5 dm2
Opp roelroer (per stuk): 50 x 11 cm, 5,5 dm2
Opp airleronns (per stuk): 25 x 27 cm (= 6.8 dm2)
* Materialen
Hoofdliggers in romp en neus: Al buisjes, dia 8 mm
Vulmateriaal in de romp: PUR schuim uit spuitbus
Vleugel, staart: xps plaat, dikte 20 mm
Beplating: romp depron, dikte 4 mm
Inspektieluiken: kartonplaat + polyesterhars1100 gr
gewicht toetel zonder equipment: 2135 gram
EQUIPMENT
*Johnson motor (borstel uitvoering): 200 gr ??
* Batterij
Gewicht: 475 gr
Spanning: 9,6 V NiMH
*Servo’s: Graupner V677
Trekkracht: 3,2 kgcm
*Ontvanger: Graupner C700
*Zender: Graupner MX12
* Regelaar: Vorkoetter
Uitgang: 80 amp
*Prop
GWS EP 1180
Voorlopig 11 x 8
TOTAAL GEWICHT van de kist met equipment: 2850 gr
Tot slot....
Dit is het einde van het eerste verslag: het bouwen van de swordfisch.....
Er komt zeker een 2e draadje.....De test in de praktijk: het vliegen......de ervaringen.........
Ik hou jullie op de hoogte
vriendelijke groeten
Steffe
(nat van het zweten van dit verslag te maken.....) 8O 8O 8O
Eindelijk....het is zover
Het wachten wordt beloond...
info voor Ron: Zoals beloofd in diverse andere draadjes is “ De Swordfish” eindelijk afgewerkt
En nu........
Het langverwachte bouwverslag
Van: Steffe
Doc. Nr: E6SV246 A
Item: BOUWVERSLAG DEEL 1
Het Geheim van “ DE SWORDFISH ”
De swordfish (De Zwaardvis)
De kist uit het stripverhaal
ps:wedden dat Roel Van Essen na het zien van dit plaaatje, dit schip zal willen nabouwen ???....een uitdaging.... :idea:
het bouwmodel
Woord van dank
Dit bouwverslag is mede tot stand gekomen dankzij de diverse draadjes en ervaringen van de kollega’s modelbouwers.
Uit erkentelijkheid hou ik eraan om hun bevindingen en praktijkervaringen te vermelden in dit verslag.
Laat dit een blijken te zijn van waardering om zo een verdere stimulans te zijn voor de overige kollega’s modelbouwers zodat deze hun ervaringen verder blijven mededelen ....
Veel forumlezers gaan waarschijnlijk eventjes de ogen opentrekken mbt de de opbouw van dit bouwverslag.
Ik ervoor gekozen om dit verslag een indeling te geven zoals ik normaal doe in een technisch verslag, zoadat alles duidelijk en efficient overkomt..
Veel leesplezier
steffe
INHOUD
1. Inleiding.....een woordje historiek
2. Het voorontwerp
2.1 Inleiding
2.2 De engineering
2.2.1 Hoe ben ik tewerk gegaan
2.2.2 Basisgegevens
2.2.3 Toegepaste vuistregels
2 Het bouwverslag
2.1 diverse bouwwijzen
2.2 romp
2.3 neus
2.4 de beplating
2.5 vleugels
2.6 rolroeren
2.7 kielvlakken en stabilo
2.8 landingsgestel
2.9 motor
2.10 koeling van de motor
2.11 motor drive
2.12 zwaartepunt
2.13 afwerking
2.14 eindfoto’s
3 As built berekeningen
4 Technische specificaties van het toestel (as built)
1. Inleiding....een woordje historiek
Hoe is het allemaal begonnen met de bouw van de Zwaardvis ?
Wel.....door het lezen van een bouwverslag van Tita (Hans) over een F22 was mijn belangstelling gewekt......
http://modelbouw-hans.nl/
En na het lezen van dit bouwverslag heb ik ook een F22 gemaakt (in PUR).
een impressie
een mooi majestueus toestel hee !!
wingspan: 90 cm
gemaakt uit PUR en depron
let op de uitbouw van de air intake...
@tita: een mooi bouwplan op jouw site
dit is het resultaat
Een volgende uitdaging was natuurlijk om zelf een toestel te ontwerpen en te bouwen........
de vraag: welk toestel ?????
ik wilde graag en specialleke.......
Totdat ik op zeker ogenblik mijn zolder aan het opruimen was..... plotseling zag ik daar een strip liggen:
Het geheim van de Swordfisch door Edgar P. Jacobs
een strip uit 1953......
De Swordfish in volle vlucht
Het is een uitdaging om van deze striptekening een vliegend modelvliegtuig te maken.
Vooraleer de zwaardvis te maken had ik al een stukje info gelost op diverse draadjes......
De info van de “ ancien “ kollega’s was zeer bemoedigend......
Hierbij enkele kommentaren (reacties)
* Ron Van Sommeren:
http://www.modelbouwforum.nl/phpBB2/viewtopic.php?t=30300&highlight=motoriseren
dixit: Ik vermoed dat je wel eens de eerste/enige ter wereld kon zijn.
Daarbij ook nog eens het eerste vliegtuig dat uit de literatuur komt. Hoe ga je het toestel motoriseren: prop/impeller, brandstof/elektronen?
http://www.modelbouwforum.nl/phpBB2...0&postorder=asc&highlight=zwaardvis&&start=90
Dixit: Steffe, start je t.z.t. een nieuwe thread voor het Swordfish project? Ik wil het project graag opnemen in de elektro nieuwsbrief.
* Ernst Grundmann...
http://www.modelbouwforum.nl/phpBB2/viewtopic.php?t=15689&postdays=0&postorder=asc&&start=75
dixit: Dat is een heel vreemd toestel!
Het is een jet dat is wel duidelijk maar die vleugels? Ze zitten erg vreemd op de romp "geplakt". Het is net alsof de tekenaar dacht "O ja, da's waar ook, een vliegtuig heeft ook nog vleugels nodig". Verder zijn ze erg kort en dun dus alleen als je met flinke snelheden vliegt zullen ze voldoende lift genereren.
Veel succes met het bouwen, ik ben benieuwd of je de kist ook vliegend zal krijgen. Als het zo ver is zien we wel een filmpje neem ik aan?
* Rafie
http://www.modelbouwforum.nl/phpBB2/viewtopic.php?t=15689&start=90
dixit: @steffe: je zwaardvis lijkt nu al wel droog, je mag 'm best van de waslijn afhalen.
Ziet er best fraai uit. Succes nog verder met het bouwen.
* Han
Dixit: Indrukwekkend!!!!!
Maar we willen ook wel eens resultaat zien.
* Ernst
Van onze Ernst kreeg ik nog de volgende info:
Dixit: Maar er is een toestel dat er nog veel meer op lijkt. HIER vindt je een foto van de Douglas X3. Dit vliegtuig lijkt echt heel veel op de zwaardvis. En of je het gelooft of niet het heeft echt gevlogen!
Ik heb een aardige hoeveelheid boeken met daarin vele vliegtuigen en wat daarbij hoort. Ik herinnerde me dus dat ik wel eens zo iets gezien had maar ik wist de types niet meer. Na even zoeken in de boeken heb ik de types gevonden en dan is het met Google niet moeilijk meer om een bruikbaar plaatje op het net te vinden.
http://users.dbscorp.net/jmustain/x3.htm
Besluit op deze positieve kommentaren: We gaan verder....... GO FOR AKTION
2. Het voorontwerp
2.1 inleiding
Hoe ben ik tewerk gegaan?
In werkelijkheid bestaat de Swordfish niet....dus: geen foto’s, geen bouwtekeningen......!!
Ik heb eerst enkele striptekeningen vergroot tot op A3 formaat om de details te kunnen bestuderen....
Een zij aanzicht van het toestel
en een aanzicht gezien naar de motorzijde
L
Let op de V stelling van de vleugels (dit komt de stabiliteit van het toestel ten goede)
Info van Ernst: De "V" stelling van een vleugel vergroot de rolstabiliteit van het vliegtuig en het maakt het richtingroer effectiever. Als je een volledig rechte vleugel gebruikt zal het vliegtuig erg slecht op het richtingroer reageren.
Wat de vleugelbelasting aangaat heeft het maar een heel kleine invloed, zo klein dat het meestal verwaarloost wordt, zeker bij modelvliegtuigen. Ook op de stall eigenschappen heeft het geen merkbare invloed. Alleen is het vliegtuig stabieler op de rolas als de vleugel met een "V" stelling is gebouwd. Daardoor zal het duidelijk minder "met de vleugels gaan klapperen" als je dicht tegen de stall aan zit.
Dan heb ik via internet een gelijkend toestel gevonden met ongeveer dezelfde vleugelconfiguratie
Niet eenvoudig maar, gevonden:....... de T38
Via “prop-er” ontving ik onderstaande foto van een T38
Inderdaad , er is enige gelijkenis met de Zwaardvis
en een paar replieken van de kollega’s
http://www.modelbouwforum.nl/phpBB2/viewtopic.php?t=15689&postdays=0&postorder=asc&&start=75
Maar,.... er moet nog zeeeeeer veel berekend en uitgetekend worden om een T38 om te vormen in een Zwaardvis.....
Oa: Berekening van de kist dimensies en het gewicht
Het selekteren van de juiste bouwmaterialen
Verplaatsing van de vleugels naar de bovenzijde van de romp
Plaats van de motor (duwprop)
Berekening van de motor en prop
Aanpassen cirkelvormige romp naar een ovaal profiel
Extra staartstuk naar beneden (buikvin)
Aangepast landingsgestel tgv de buikvin
Air intake’s en de neus
Het maken van de motor drive
En last but not least: het bepalen van het zwaartepunt
Dus: werk aan de winkel.......
2.2 De engineering
2.2.1 Hoe ben ik tewerk gegaan?
Eerst heb ik de striptekeningen vergroot om de details te bestuderen en om voorlopige dimensieverhoudingen (lengte toestel, wingspan, vleugeloppervlak........) vast te leggen zodat het model dezelfde vormgeving heeft als in het stripverhaal.
Dan heb ik de tekening van de T 38 ernaast gelegd en de vergelijkende punten gezocht mbt de vormgeving, afmetingen....
Dan heb ik bepaald hoe groot ik het toestel wil....
Ik wist al dat het toestel een relatief groot gewicht zou hebben !!.. 8O .. (oa: batterij: 450 gr, motor : 200 gr....)
Dus heb ik een relatief groot vleugel oppervlak nodig
ik heb ervoor gekozen om een wingspan te hebben van +- 1,8 meter....
tja ....je moet toch ergens starten....
en....een groter toestel past nl niet meer in mijn wagen.... :wink:
Dan heb ik de tekeningen vergroot van de T38 zodat ik, op schaal, een wingspan had van +- 1.8 m
En dan.....aan de hand van de tekening heb ik een voorlopig vleugel oppervlak berekend
Ik kwam uit op een oppervlak van +- 40 dm2....
Aan de hand van de vooropgestelde dimensies en de keuze van de materialen heb ik de berekeningen gemaakt van de gewichten en afmetingen van de individuele komponenten van het toestel....
Oa: romp (hoofdliggers in Al buisjes en verstevigingsspanten)
Vleugels, stabilo, kielvlakken: XPS
Beplating
Landingsgestel en hoofdvakwerk in de romp en neus: aluminiumbuisjes
Equipment: motor, servo’s, motordrive, batterijen...
Daarna heb ik de vuistregels opgezocht in het forum dit draadje: http://www.modelbouwforum.nl/phpBB2/cms_view_article.php?aid=32
http://www.modelbouwforum.nl/phpBB2/cms_view_article.php?aid=10
EEN AANRADER VOOR IEDEREEN !!!!!
Aan de hand van bovenstaande draadje heb ik enkele voorafgaande berekeningen gemaakt.....
Aan de hand van een ontwerptekening en het soortelijk gewicht van de diverse materialen heb ik stuk voor stuk een berekening gemaakt van het gewicht van de individuele onderdelen.
Ik kom uit op een totaal gewicht van +- 2500 gr
Ik neem een vleugelbalasting van 60 gr/dm2 (zie punt 2.2.2)
Het berekende vleugel oppervlak = 2500 / 60 = 41,6 dm2
Dus.... gaan we de voorlopige tekening in schaal zodanig aanpassen dat we een vleugel oppervlak bekomen van +- 40 dm2
Na verschaling van de tekening kom ik uit op een wingspan van +- 1,6 m.
Aan de hand van de berekende waarden en afmetingen heb ik de detail konstruktie tekeningen gemaakt van het toestel op
schaal 1/2
Als de kist volledig gebouwd is dan maak ik de as built kontrole berekeningen
Enkele blauwdrukken van de plannen (in het blauw...:wink:......) van de eerste ontwerptekeningen:
2.2.2 de basisgegevens.
Zoals gezegd, aan de hand van de voorlopige dimensioneringsgegevens en de materialen die ik wil toepassen, heb ik een berekening gemaakt ter inschatting avn het gewicht van het toestel....niet zo eenvoudig.....
maar met veel rekenwerk ben ik tot de volgende resultaten gekomen
Gewichten
Romp: 750 gr
Wing: 450 gr
Kielvlakken: 100 gr
Landingsgestel: 100 gr
Totaal: 1400 gr
Equipment
Motor: Johnson: 200 gr
Servo’s: 20 gr
Batterij: 8 cellen NiMH, 3000 mAh: 450 gr
Ontvanger: 20 gr
Motordrive: 50 gr
Algemeen totaal: 2500 gr
Wing (delta vorm): 55 x 75 cm (2 stuks): totaal 41 dm2
Wingspan: 1,6 m
Lengte toestel: 2 m
2.2.3 toegepaste vuistregels (info uit de draadjes van het forum)
Vooraleer de berekeningen te maken heb ik de vuistregels opgezocht in de FAQ (daar staat een schat van informatie in....dus LEZEN !!!!)
http://www.modelbouwforum.nl/phpBB2/cms_view_article.php?aid=32
http://www.modelbouwforum.nl/phpBB2/cms_view_article.php?aid=10
Dan heb ik per vuistregel de beste aanname genomen
* vleugelbelasting
30 gr/dm2: lichte zwevers en 3D kunstvlucht
40 a 50: trainers, kunstvlucht
65: all weather (kust)
70: jagers en hotliners
80: snelle kisten
Voorlopige aanname: ik gebruik een vleugelbelasting van +- 60 gr/m2
* Motorvermogen
100 watt/kg: grondstart vanaf asvalt of beton, middelmatig stijgen van de kist
150: grondstart van gras en eenvoudige aerobatics
200: jagerachtige prestaties, hotliner; toestel stijgt leuk
300: toestel kan vertikaal stijgen
Voorlopige aanname: ik kies een een vermogen van 150 watt/kg
Opmerking: aldus zou ik een toegevoerd vermogen naar de motor nodig hebben van 2.5 kg x 150 watt/kg = 375 watt
Dit is slechts een ruwe vuistregel, bij de eindcalculatie wordt de motor prop combinatie berekend met het programma van http://www.gylesaero.com/
je zal zien dat dit berekende vermogen een stuk lager zal zijn dan het vermogen van de vuistregel....
* motorvermogen
een borstelmotor met ferriet magneten kan (uit oogpunt van toelaatbare opwarming) een ingangsvermogen verwerken van 1,5 watt/gram
ik heb een motor van het merk Johnson, gewicht = 200 gr
toegevoerd elektrisch vermogen naar de motor: 1, 5 watt/gram x 200 gram = 300 watt
* snelheden van de kist
V kruis = W/S = 0,38 x V²
Optimale snelheid van de kist = 2 a 3 x V kruis (2 voor een gewone kist, 3 voor een snelle kist)
Voorlopige aanname: ik kies een faktor 2; V max. = 2 x V kruis.
Vstall = 31/40 x V kruis
* prop
statische trust: minimum : 0.5 x totaal gewicht
hoveren: 10 / 7 x totaal gewicht
voorlopige aanname: ik neem een minimum trust = 0,5 x totaal gewicht van de kist
spoed: 4“: slow fly
5”: indoor
6”: trainer
8”: speedkist
voorlopige aanname: ik neem een prop met een spoed van 6 “
opmerking: later bij de motor/propcalculatie zal ik ook eens een prop berekenen met een spoed van 8”
3. Het Bouwverslag
3.1 Het bouwmateriaal
Zoals Ernst Grundmann het reeds aanhaalde: “dit is een futurisch toestel......”
Inderdaad, een dergelijk futuristisch toestel zoals de Swordfish moet met revolutionaire materialen gebouwd worden (zoals bij de Concorde)
Ik heb 3 verschillende bouwwijzen en materialen voor de romp uitgetest...., het ene materiaal was beter dan het andere
3.1.1 bouwwijze 1: basismateriaal: Poly urethaan (PUR)
Bij deze bouwwijze heb ik de volledige romp en neus vervaardigd uit een holle koker bestaande uit PUR platen (dikte 1,5 cm)
PUR is een relatief licht materiaal, sterk, goede weerstand tegen trek, druk en buiging maar wel relatief broos.
bovenzijde van het plaatje: de hoofdwing, vervaardigd uit XPS plaat
onderzijde: de romp uit PUR
bemerk het aluminium verstevigingsprofiel volgens de centerlijn van de romp
Maar, op een zekere dag kwam ik Murfy tegen (je weet wel.... degene die zijn naam heeft gegeven aan de wet van Murfy......)
Een tegenslag.........De romp was afgewerkt en ik wilde enkele foto’s nemen in de tuin.....
Bij het afdalen van de trap is het toestel uit mijn handen gevallen........een val van 5 m !!!!!! .... (ik niet.... toestel wel !!!.....)
Gevolg: romp in 2 delen en een beschadigde kielvlakken.....
Dan heb ik eens nagedacht over de stevigheid van het geheel.....
Wat bij een crash tegen het aardoppervlak....... toestel 10 tallen stukjes ,????
Plotseling een goed gedacht....... (engineering is 99 % transpiratie en 1 % inspiratie.....)
Waarom geen rompstruktuur kiezen die al stevig genoeg is ? Waarom niet een rompbasis kiezen op basis van een halve kartonbuis ????? Een buis is door zijn gebogen vorm relatief sterk.
4.1.2 Bouwwijze 2: Basismateriaal: kartonbuis
In deze bouwwijze is het dragend gedeelte van de romp uitgevoerd met een halve “kartonbuis” (waarschijnlijk is dit
nog nooit gebruikt door de kollega’s modelbouwers, maar het is wel het proberen waard....)
Na effe zoeken van kartonbuis vond ik een goede en sterke kwaliteit, buisdiameter: 80 mm diameter, wanddikte 2 mm.
Het soortelijk gewicht van deze buis is relatief klein (+- 0.8 kg/dm3)
Om tot een lager gewicht te komen heb ik diverse openingen gemaakt in de buis, doch zonder veel afbreuk te doen van de stevigheid van het geheel.
De rompbasis heeft de vorm van een cirkelsegment van 90 graden.
de rompbasis bestaat uit een cirkelsegment van 90 °
de onderzijde van de romp wordt voorzien van karton ringen, hiertegen kan ik de Depron beplating lijmen
achteraan bemerk je de 2 aluminiumbuisjes ten behoeve van het achterste landingsgestel
Maar..... na het bouwen effe het toestel gewogen.....zonder batterijen ,motor ed..... 2000 gram !!!!!!..
Maar: “trop” is teveel;...en teveel is “trop”.....
(Voor de insiders... dit was een spreuk van een brusselse burgemeester.... “trop” wil zeggen in het frans: teveel..)
Dan maar iets anders anders zoeken dat meer gewichtsbesparing kan opleveren
4.1.3 Bouwwijze 3: Basismateriaal: aluminiumbuisjes
Hierbij heb ik voor een eenvoudigde licht “metalen” konstruktie gekozen (zoals de hedendagse vliegtuigbouw)
Aluminium buisjes (diameter 8 mm) met verstevigingsspanten in MDF
Dit zijn de plaatjes.....
De hoofddraagstruktuur van de neus en romp
2 hoofdliggertjes in de neus en 3 liggertjes in de romp
alles stevig met elkaar verbonden tot een vakwerkkonstruktie met MDF spanten
een kijkje over de staartzijde
bemerk hier het achterste landingsgestel
de motor word via een motorstoel bevestigd aan de 3 Al buisjes (rechter benedenhoek)
een detail van de konstruktie thv het achterste landingsgestel
de buisjes zijn met elkaar verbonden dmv bout en moertjes van M3
het horizontale bevestigingsplatje wordt gebruikt als basisbevestiging voor het staartroer
Na het bouwen....toestel op de weegschaal.... 1300 gram.....ok
Besluit: ....we gaan verder met de aluminiumbuis konstruktie
3.2 De romp
De hoofddraagstruktuur van de romp bestaat uit 3 aluminium buisjes die in een driehoekig “vakwerkkonstruktie“ met elkaar
zijn verbonden
Elke hoofdligger bestaat uit een aluminiumbuisje met een lengte 1,8 m, diameter 8 x 6 mm
Om de rompkonstruktie zijn stevigheid te geven zijn er MDF spanten gebruikt tussen de aluminuimbuisjes onderling.
En dan....alles nauwkeurig aan elkaar schroeven.... (ik heb geen lastoestel om de buisjes aan elkaar te solderen of lassen...)
De delta vleugel wordt op de 2 bovenste hoofdliggers geplaatst.
In de ruimte van de romp en tussen de Al hoofdliggers worden oa de servo’s, ontvanger, motordrive en motor geplaatst
Een overzicht van de draagkonstruktie
op oordeelkundige plaatsen zijn er MDF verstevigingsspanten voorzien
het landingsgestel is al voilledig gemonteerd
hier is het onderste deel van de romp al voorzien van Depron beplating
de holle ruimten zijn opgespoten met PUR schuim om de beplating voldoende stevigheid te geven
3.3 De neus
De draagstruktuur van de neus bestaat uit 2 aluminiumbuisjes en is voorzien van 3 MDF verstevigingsspanten
Om de Depron beplating goed te kunnen bevestigen heb ik enkele PUR mallen (dikte 15 mm) in de neus geplaatst zodat ik de Depron beplating kan verlijmen tegen de mallen.
In de neus wordt tevens de batterij geplaatst.
Waarom in de neus?.....omdat het gewicht van de batterij tov het aerodynamisch zwaartepunt voor het nodige tegenkoppel zorgt
Tov het relatief groot tegengewicht van de motor, kielvlakken, landingsgestel .....
Om de batterij eenvoudig te kunnen vervangen heb ik een inspektieluik gemaakt in de neus
Voor het kontroleluiken maak ik geen gebruik gemaakt van Depron (Niet sterk genoeg)
Ik heb stuk karton genomen (dikte 0,5 mm) en geplooid in de gewenste vorm
De vorm heb ik dan gefixeerd met plaklint
Daarna heb ik de buitenzijde van de kartonplaat van 2 lagen polyester voorzien
Na het drogen heb ik dan het voorgevormde inspektielijk verwijderd van de romp .
Dan heb ik de binnenzijde van het luik ook voorzien van een laag polyester
Besluit: een vormvast en zeer stevig luik .
maar....wel ik ben wel een beetje opgekeken van het relatief hoog gewicht van dit luikje...
+- 100 gram voor plaatje met afmetingen 31 x 13 cm.......relatief zwaar he....wink
het gewicht van de inspektieluiken had ik wel overschat.....
3.4 De beplating van de romp en neus
- Als eerste proef werd de beplating van de romp en neus uitgevoerd met fineerhout (kastanje), dikte 0.6 mm
Doch dit voldeet niet aan de verwachtingen, het is wel een mooi materiaal om mee te werken doch zeer broos. Één deuk en de beplating is kapot........
Dus.....dan maar gezocht naar een alternatief.......;
- Dan heb ik BIPLEX gebruikt. Dit materiaal bestaat uit 2 dunne kunststofplaten met daartussen een waferstrukteur (principe van golfkarton). Biplex heeft een dikte van +- 2 mm en heeft een lag soortelijk gewicht
een voordeel is: - in de ene richting zeer stijf (in langrichting)
In de andere richting relatief goed plooibar....;
Lijmbaar met pattex
Maar: de neus en de romp bestaat uit gebogen segmenten
Met biplex is dit zeer moeilijk uit te voeren.....er is veel warmte nodig om de biplex plaat te kunnen buigen in de juiste vorm.....iets teveel warmte en er worden gaten gebrand in de beplating.....
- Wegens de veelvuldige problemen heb ik dan maar de beplating uitgevoerd in depron van 4 mm.
Om de Depron beplating toch een voldoende stevigheid te geven heb ik hier en daar PU schuim geinjekteerd tegen de beplating.
Zoveel extra gewicht geeft dit niet en het geheel van de depron beplating wordt sterker.
3.5 De vleugel.
Als bouwmateriaal voor de “ delta ”vleugel heb ik geextrudeerd polystyreen gebruikt (XPS) – dus geen geexpandeerd polystyreen!!
XPS plaat heeft, door de kleine aaneengesloten cellen in het materiaal, een zeer stevige vorm
http://www.curbain.be/nl/energie/information/typedisolant_ISO.php#eps_xps
De delta wing is gemaakt uit een XPS plaat van 20 mm dik.
Als vleugelprofiel heb ik een half symmetrisch profiel gebruikt (onderzijde is vlak): AQUILSAM
Het schuren van de voorlijst en achterlijst van de vleugel heb ik uitgevoerd met een schuurblokje (vlg AQUILSAM profiel)
Het schuren van xps gaat heel vlot, vooraleer je het weet zit je op de juiste afmetingen en dikte....
De langslijn van de vleugel wordt gemonteerd op een invalshoek + 3 graad tov de horizontale (startbaan),- naar boven gericht
de delta vleugel staat zelf ook in V stelling van +- 7 graden (in doorsnede gezien)
reden: dit komt de stabiliteit van de kist ten goede
Zie ook : http://www.modelbouwforum.nl/phpBB2/viewtopic.php?t=39732&highlight=zwaardvis
3.6 De rolroeren
De rolroeren zijn ook uit XPS plaat gemaakt. De “voorlijst van het roer is “bol” geschuurd in de vorm van een halve cirkel.
De achterzijde van de vleugel waarin het roer moet scharnieren is “hol”geschuurd, zo kan het rolroer goed “draaien”
De roeren zijn voorzien van gelagerde assen. De assen zijn gemaakt in uit een aluminium buisje, en de as is gelagerd in een hol PVC buisje
De servo’s ter bediening van de rolroeren (2 stuks) zijn ingebouwd in de delta vleugel
De verbindingsstaven tussen servo en rolroeren zijn gemaakt uit stevige staaldraad, diameter 0.8 mm
Om de "fijn" positionering van de roeren te kunnen uitvoeren zijn de verbindingsstaafjes met elkaar verbonden dmv “suikertjes” (kroonsteentjes....)
een detail van het roer van de hoofdwing
het roer kan roteren over een max hoek van +- 35 ° (hoogteverstelling op het einde van het roer is +- 5 cm)
afmeting rolroer: lengte +- 50 cm, breedte +- 10 cm
oppervlakte rolroer = 5 dm2
een detail gezien aan de onderzijde van de hoofdwing
de 2 servo’s die de rolroeren bedienen zijn bevestigd dmv een MDF plaatje in de wing
de 2 uitstekende aluminiumbuisjes aan de bovenzijde zijn de asjes van de rolroeren
deze asjes zijn “gelagerd” in een hol PVC buisje (glijlager)
de asjes moeten nog met een staafje verbonden worden met de hevel van de servo
de overbrenging
hier een detail van de stangoverbrenging van de as rolroer naar de servo
de staafjes zijn gegalvaniseerd staal, diameter 0,8 mm
de fijnregeling wordt uitgevoerd dmv kroonsteentjes
3.7 De kielvlakken (staartvinnen) en stabilo
De stabilo en de 2 kielvlakken zijn eveneens vervaardigd uit XPS plaat (dikte 20 mm)
Bijkomend aan een echte kist, is dat er nog een extra buikvin aanwezig is. !!
Afmetingen van de staartvinnen: boven: 26 x 27 cm (basis x hoogte)
Onder: 26 x 13 cm
De beide stabilo’s zijn op dezelfde as gekoppeld (zoals de F22 van tita)
De 2 stabilo’s
L x B = 25 x 27 cm (basis x hoogte
Detail van de as van de stabilo
Een aluminiumbuisje is vast gefixeerd in een MDF plaatje
Dit plaatje is met PUR lijm gelijmd tegen de XPS plaat
Detailplaatje van de assen en lagering
de beide assen worden gelagerd in een “glijlager”
dit glijlager bestaat uit een U vormig aluminium gordijnprofiel
de as heeft een speling van +- 0.1 mm, wat een zeer lage wrijvingsweerstand heeft (zeker met een druppeltje lichte olie...)
De voorlijst en achterlijst van stabilo en kielvlakken zijn symmetrisch geschuurd volgens het NACA24 profiel
Detail van de ingebouwde servo in het staartstuk
deze servo zal het staartroer bedienen
de servo is via een bevestigingsbuisje gefixeerd aan een MDF plaatje
dit plaatje is dmv schroefjes bevestigd aan de hoofddraadstruktuur
de servo is geplaatst in de ruimte van de 3 hoofdliggers van de achterromp
hier een plaatje uit een andere hoek
detail van de inbouw
Een onderaanzicht van het staartstuk en het staartroer
een deel van de beplating (depron) is reeds aangebracht
bemerk dat de beplating hier en daar verstevigd is met PUR schuim ter versteviging van de depron beplating
de isomoblokjes (piepschuimblokjes) zijn geplaatst in de romp om de beplating beter te kunnen verlijmen
Aangezien deze kist een copie dient te zijn uit het stripverhaal wordt er ook een buikvin voorzien...... doch dit zal wel problemen geven met de landing !!!!!!.....
Maar geen nood, ik heb in het achterkompartiment van de romp een lang landingsgestel voorzien zodat de prop bij het landen en opstijgen niet in aanraking kan komen met de grond
Daar de servo in het achterstuk gemonteerd is heb ik ook ter plaatse een een kontroleluik voorzien.
3.8 Het landingsgestel
Het landingsgestel is gemaakt uit aluminiumbuisjes (dia 8 x 6 mm).
Ter hoogte van de neus wordt er één wiel voorzien, en 2 wielen thv het staartstuk
De lengte van het landingsgestel is zodanig dat de prop bij het opstijgen en landen niet in aanraking kan komen met de grond.
Door het onderste kielstuk (lengte +- 18 cm) moest het achterste landingsgestel een lengte hebben van +- 25 cm
De “wielen” zijn gemaakt uit poly urethaanschuim (relatief stevig), gehaald uit “Blokker” Diameter 80 mm, dikte 20 mm
(Daar worden ze verkocht om trillingen te absorberen van trillende toestellen)
De wielen zijn voorzien van zelfgemaakte (glij)lagers bestaande uit een asje gelagerd in een PVC buisje.
de as van het wiel bestaat uit een boutje M3
dit boutje is gelagerd in een juist passend PVC buisje (en zo heb ik een eenvoudig glijlagertje gemaakt)
dus een minimum aaan wrijvingsweerstand
3.8 De motor
Een turbine motor of een “straalpijp”, zoals in het stripverhaal heb ik niet gekozen wegens geen ervaring met deze motoren.
De turbinemotoren laat ik over aan de specialisten ter zake......
Maar: een straalpijp....... dat zou wel leuk zijn......
maar...dit is wel een grote straalpijp
beter om een klein picollo pijpje te gebruiken DHZ
zie dit draadje: http://www.modelbouwforum.nl/phpBB2/viewtopic.php?t=48994&highlight=dhz
mare......heeft er al iemand deze kleine straalpijp gebouwd???? ..........
De propulsie wordt uitgevoerd met een elektromotor en duwprop (geen impellor wegens: te weinig beschikbaar vermogen, te hoog toerental, te weinig plaats ......)
Ik kan mij nog een draadje herinneren van Satoer....hij had een draadje gelanceerd met 10 tallen problemen die hij had met een toestel met impellor........
Jammer genoeg kan ik dit draadje niet meer vinden...... (gedeleted door Satoer......? :Wink
De kist wordt voorlopig aangedreven door een borstel motor (voorlopig geen borstelloze motor..... reden; ik heb een regelaar van 80 amp..... deze regelaar heb ik namelijk zelf gemaakt.....).
Ik heb een bestaande motor van het merk Johnson uit mijn voorraaddoos genomen.
De motor is bevestigd in een aluminuim draagstoel. Deze stoel wordt ingebouwd in de het achterste staartstuk van het toestel
In het staartstuk zijn er 2 airintakes voorzien om de nodige koellucht te sturen naar de motor.
De airintakes zijn eveneens gemaakt uit dunne kartonplaat en verstevigd met polyesterhars.
3.10 Koeling van de motor
Een deel van het toegevoerde elektrisch vermogen naar de motor wordt omgezet in wrijving en warmte.
Deze warmte moet afgevoerd worden anders wordt de motor te warm met alle gevolgen van dien.....
Volgens de berekeningen zal de motor bij een maximum snelheid van het toestel = 95 km/uur, een vermogen nodig hebben van +- 375 watt
er wordt +- 112 watt omgezet in warmte (= het vermogen van een gloeimamp van 100 watt.....) toch veel he;....
Deze warmte moet afgevoerd worden dmv geforceerde koellucht
De koellucht wordt via de sneldheid van de kist “opgevangen” in 2 air intakes
Deze airintakes staan in verbinding met het staartstuk en de motor.
Ik bereken hoeveel m3/uur koellucht er nodig is om een bepaalde warmtehoeveelheid (110 wat) af te voeren, rekening houdende dat de koellucht een temperauursstijging (delta T) mag hebben van +- 10 °C (dan wordt er voldoende warmte afgevoerd van de motor naar de koellucht)
Nodige koelluchtdebiet:
Formule: P = M x C x delta T
P: af te voeren warmte (watt)
M: massa van de lucht kg/m3
C: soortelijke warmte van lucht 1,005 kJ/Kg °C
T: Temperatuurs stijging (°C)
en soortelijk gewicht lucht = 1,296 kg/m3
Bij een snelheid van y km/uur wordt er een luchtstroom door deze openingen gejaagd =
snelheid vd kist (m/uur) x oppervlakte air intakes (m2) = m3/uur
Elke airintake heeft een oppervlakte van 11 cm2, toaal intake oppervlak = 22 cm2 = 0,0022 mé
De berekening van het nodig koelluchtdebiet (tabel 1)
Code:
Warmte afvoer Watt 50 75 100 110 120
Delta T = 10 gr°C 10 10 10 10 10
Nodig luchtdebiet m3/uur 13.8 20.7 27.6 30.4 33.2De berekening van het koelluchtdebiet ifv de snelheid van het toestel (tabel 2)
Snelheid koelluchtdebiet door airtakes
Code:
Km/uur /m3/uur
10 22
20 44
50 110
75 165
100 210air intakes
voor de koeling van de motor zijn er 2 air intakes voorzien
het totaal air intake oppervlak is 22 cm2
de intakes zijn gemaakt uit karton en verstevigd met polyesterhars aan de binnen en buitenzijde
daarna is het buiten oppervlak fijngeschuurd.....
Het voorbeeld in de praktijk:
Om de kist aan te drijven met een max snelheid van +- 95 km/uur is er een toegevoerd vermogen nodig naar de motor van +- 375 watt
Er wordt dus +- 112 watt omgezet in warmte
Om deze warmte af te voeren (zie bovenstaande tabel) is er + 30,4 m3/uur koellucht nodig
De koellucht wordt hierbij met +- 10 °C opgewarmd
We stellen dat kist het max. vermogen opneemt bij de maximum snelheid = 92 km/uur (zie berekeningen)
Bij een kistsnelheid van 92 km/uur wordt er doorheen de air intakes (oppervlakte = 22 cm2) een luchtdebiet gehapt =
Oppervlakte air intake (cm2) x kistsnelheid (cm/uur ) = cm3/uur = luchtdebiet
Omgerekend - zie tabel 2 –
Bij een maximum kistsnelheid van 92 km/uur wordt er +- 200 m3/uur binnengehapt in de air intakes
Dus: ruim voldoende lucht om de motor te koelen ....
de air intakes zijn goed gedimensioneerd
3.11 De motor drive
Indien het mogelijk is bouw ik zelf mijn elektronische schakelingen
Dit is immers een deel van de modelbouw...... nietwaar ?.
Voor de drive van de borstel DC motor gebruik ik een ontwerp van Stefan Vorkoetter
zie dit draadje: http://www.stefanv.com/rcstuff/escbec.htm
Ik heb de vermogen eindtrap uitgebreid met 4 mosfets, door deze trap kan ik een stroom jagen van +- 80 amps wat voor de motor van de zwaardvis voldoende is. Deze schakeling heeft mij +- 15 euro gekost......beterkoop in de handel ????
De drive is tevens ingebouwd in de luchtstroom van de airintake, zodat de koellucht ook de eindtrap kan koelen.
In het ontwerp heb ik er ook rekening gehouden dat ik een brushless motor kan gebruiken.
Dit idee is gegroeid uit de talrijke draadjes van Ron Van Sommeren
Bij de borstelloze uitvoering kan ik de ELE 25 gebruiken van RC technics..
Deze drive heb ik dan wel gekocht omdat ik geen Gouda of Beemsterkaas heb gegeten mbt het programmeren van de PIC
PS: Gouda en Beemster zijjn wel lekkere kaasjes, zeker als aperitief met een beetje serderijzout of mosterd) smeley
3.12 Het zwaartepunt
Dit wordt een van de moeilijke punten...!!!!!!!!
Het zwaartepunt van de Swordfish heb ik enerzijds overgehaald uit de tekening van de T38 (omdat beide toestellen dezelfde vormgeving hebben zijn), anderzijds uit de meetkundige berekening volgens dit draadje van TITA........WWW
maar......ik geloof geloof dat de zwaartepuntsbepaling van de swordfish (via de tekeningen van de T38) niet juist zal zijn.... Er is namelijk een groot gewicht aan de achterzijde van de romp (motor, kielvlakken, servo, landingsgestel.....)
De meetkundige bepaling van het van het zwaartepunt van het toestel houdt immers geen rekening met de gewichtsverdeling en het gewicht van de motor, landingsgestel, batterij, staartvinnen.......
Het neerwaarts staartkoppel moet ik neutraliseren met een voorwaarts neuskoppel van het batterijgewicht (voor het AD punt)
Een werpmodel maken is mijn inziens ook geen oplossing om reden dat je de gewichten van motor, batterij, landingsgestel, stabilo, staart ; servos ed niet kunt overhalen naar het werpmodel......
Bij een eerste proefvlucht wil ik toch zeker niet dat het tot een crash komt.....
Ik denk eraan om een sleephaak te voorzien onder het theoretische zwaartepunt van het toestel.....;en ik lanceer de kist met een manuele sleeplijn........
Dit lijkt mij voorzichtiger.......
We zien wel wat er zal gebeuren.....
Tewaar....zijn er forumleden met alternatief of een voorstel???
Laat het weten
3.13 De afwerking:
Indien de kist goed vliegt zal ik het geheel spuiten in een kleurtje, volgens de kleuren van het stripverhaal:
bovenzijde in blauw RAL 5017, onderzijde in het wit RAL 9003.
De RAL kleurenkaart: http://www.wolters.be/restyling/webpages/producten/ral.shtml
3.14 De eindfotos
Hierbij enkele foto’s
4. De as built kontrole berekeningen
aan de hand van vuistregels en de as built dimensies en gewichten bereken ik de volgende grootheden:
* Vleugelbelasting = 2850 gr / 43 dm2 = 66,3 gr/ dm2
* nodig motorvermogen (input naar de motor) = 150 watt / kg x 2,85 kg = 427 Watt
via glysaro heb ik nodig +- 368 watt.....
dus wel een relatief groot verschil tussen vuistregel en berekeningsprogramma.....
* Max vermogen naar de motor (ifv het motorgewicht) = 1,5 watt /gram x 210 gram = 315 watt
voorlopig hou ik deze waarde aan, we zien wel.....
* snelheden van de kist
kruissnelheid W/S = 0.38 V²
V = wortel [2850 gr / (43 dm² X 0.38 ) ] = 13,.2 m/sec = 47,5 km/uur
Stall snelheid = 31/40 x V kruis = 31/40 x 13,2 = 10,23 m/sec = 36,9 km/uur
Maximum snelheid = 2 x V kruis = 2 x 13,2 = 26,4 m/sec = 95 km/uur
Snelheidsbereik = V max / V min (prettig vliegen als verhouding > of = 2
= 95 / 36,9 = 2,57
* Prop
- statische trust: nodige minimum trust: 0,5 x 2,85 kg = 1,42 kg
besluit: ik selekteer een prop die een minimum trust kan leveren van 1,5 kg
- bepaling van de nodige propsnelheid:
V prop = +- 2,5 x V minimum (stall)= 2,5 x 36,9 = 92,2 km/uur
Bij een spoed van 6” is het toerental van 10.081 tr/min
Bij een spoed van 8” is het toerental = 6533 tr/min
Dan heb ik de waarden ingevoerd in de prop calculator van Gyles Aero Design
Prop dia: 11 “, Spoed: 6”
Trust: 1.51 kg
Toerental: 10500
P naar motor: 368 watt
P schroef: 231 watt
Prop dia: 11 “, Spoed: 8”
Trust: 1.52 kg
Toerental: 9300
P naar motor: 382 watt
P schroef: 234 watt
Bespreking van de motor prop kombinatie:
1. Er is een andere vuistregel: V max = ( 1,22 / 1000 ) x n x spoed
Bij een spoed van 6” is n = 12.978 tr/min
Bij s = 8 “ 9.733 tr/min
Gyles aero design geeft andere waarden.....
Wat is nu toe te passen??
Hierbij enkele praktijkvragen aan de kollega’s:
1. is dit een goede dimensionering van motor (vermogen en toerental) en prop (diameter en spoed) ?
zijn er betere alternatieven? Zo ja, graag julie praktijkervaringen
2. welk merk en type van motor zouden julie aanraden?
(borstelmotor...)
een alternatief met borstelloze motor is natuurlijk ook welkom
5. Technische specificaties van de kist en equipment (AS BUILT GEGEVENS)
*Kist:
Wingspan:1,6 m
Totale lengte: 1,8 m
Wing oppervlak: 43 dm2
Opp kielvin boven: 7 dm2
Opp kielvin onder: 3.5 dm2
Opp roelroer (per stuk): 50 x 11 cm, 5,5 dm2
Opp airleronns (per stuk): 25 x 27 cm (= 6.8 dm2)
* Materialen
Hoofdliggers in romp en neus: Al buisjes, dia 8 mm
Vulmateriaal in de romp: PUR schuim uit spuitbus
Vleugel, staart: xps plaat, dikte 20 mm
Beplating: romp depron, dikte 4 mm
Inspektieluiken: kartonplaat + polyesterhars1100 gr
gewicht toetel zonder equipment: 2135 gram
EQUIPMENT
*Johnson motor (borstel uitvoering): 200 gr ??
* Batterij
Gewicht: 475 gr
Spanning: 9,6 V NiMH
*Servo’s: Graupner V677
Trekkracht: 3,2 kgcm
*Ontvanger: Graupner C700
*Zender: Graupner MX12
* Regelaar: Vorkoetter
Uitgang: 80 amp
*Prop
GWS EP 1180
Voorlopig 11 x 8
TOTAAL GEWICHT van de kist met equipment: 2850 gr
Tot slot....
Dit is het einde van het eerste verslag: het bouwen van de swordfisch.....
Er komt zeker een 2e draadje.....De test in de praktijk: het vliegen......de ervaringen.........
Ik hou jullie op de hoogte
vriendelijke groeten
Steffe
(nat van het zweten van dit verslag te maken.....) 8O 8O 8O
