Candela 7, hydrofoil sportboot

Discussie in 'Bouwverslagen - Schepen' gestart door Lex Verkuijl, 22 sep 2021.

  1. Lex Verkuijl

    Lex Verkuijl

    Lid geworden:
    30 okt 2004
    Berichten:
    4.422
    Locatie:
    Lelystad
    Ik loop al een groot aantal jaren met het idee in mijn hoofd om 'ooit eens' een draagvleugelboot te bouwen. Maar dan wel één met volledig ondergedompelde foils. Die ontwerpen zijn op zich instabiel, en moeten elektronisch gestabiliseerd worden om überhaupt overeind te kunnen blijven, net als die vliegende bakstenen die ze Stealth gevechtsvliegtuigen noemen. De boten met de 'surface piercing' vleugels, zoals bijvoorbeeld de Komet veerboten in Amsterdem, vind ik niks. Ik wil een wat snellere boot, en de techniek om het stabiel te krijgen is leuk en weer een uitdaging. Nu ik ook wat met Arduino's doe, en daar leuke modules voor zijn waarmee je ook een drone zelfstabiliserend kunt maken, heb ik de knoop doorgehakt en ga een hydrofoil bouwen.

    De keuze is op deze gevallen, eentje van Zweeds ontwerp uit 2018, een Candela 7.

    [​IMG]

    [​IMG]

    Website: https://candela.com/candela-c-7/

    Bootje zal 1:10 worden, wat een mooie 75 cm lang en 24 breed betekent. De boot stuurt door de hele achterunit, soort buitenboordmotor, te draaien. De vlieghoogte wordt bestuurd door de voorvleugel in hoek te verstellen door de poten te kantelen. Ook op die manier wordt de boot om te lengte-as vlak te houden door één poot vooruit, en de andere achteruit te verstellen, en zo de vleugel te torderen. Datzelfde wil ik ook doen, alleen wordt de voorvleugel tweedelig, dat torderen van de vleugel gaat hem niet worden.

    Na wat foto's gedownload te hebben ben ik met tekenen van de romp begonnen, en die is inmiddels in Inkscape al grotendeels klaar :rolleyes:

    [​IMG]

    [​IMG]

    Ook de CAD is opgestart, de aandrijving krijgt vorm

    [​IMG]

    Voor de oplettende kijkers; ja, het wordt een trekkende schroef.
     
    Laatst bewerkt: 22 sep 2021
    Dirk Jan, Unusual RC, Cnn en 6 anderen vinden dit leuk.
  2. Roel van Essen

    Roel van Essen Forum veteraan

    Lid geworden:
    13 jul 2002
    Berichten:
    13.484
    Locatie:
    Betuwe
    Dat wordt weer een interessant project, Lex.
     
    Lex Verkuijl vindt dit leuk.
  3. Tug.NL

    Tug.NL Vriend van modelbouwforum.nl

    Lid geworden:
    17 nov 2016
    Berichten:
    901
    Locatie:
    Wormerveer
    Mooi project Lex

    Je hebt er een volger bij
     
    Lex Verkuijl vindt dit leuk.
  4. k-k

    k-k Forum veteraan

    Lid geworden:
    12 jul 2012
    Berichten:
    9.127
    Locatie:
    Oostvoorne
    Met die trekkende schroef heb je minder verstoring in de wateraanvoer. Ben benieuwd hoe je de haakse overbrengingen uitvoert. Gr. Klaas.
     
  5. Tug.NL

    Tug.NL Vriend van modelbouwforum.nl

    Lid geworden:
    17 nov 2016
    Berichten:
    901
    Locatie:
    Wormerveer
    Lex.
    Krijg je dan niet teveel cavitatie over de hydrofoil?
     
  6. Lex Verkuijl

    Lex Verkuijl

    Lid geworden:
    30 okt 2004
    Berichten:
    4.422
    Locatie:
    Lelystad
    Hoe bedoel je dat, met het schroefwater over de vleugel? Zal op zich wel meevallen, het is ook een lage spoed schroef, die geeft niet zoveel werveling.

    Hier een doorkijkje hoe de aandrijving en achterste vleugel moet worden

    [​IMG]

    Het printwerk daarvoor

    [​IMG]

    Spanten zijn ook zo goed als klaar getekend nu

    [​IMG]

    en de plantekening voor de techniek begint vorm aan te nemen

    [​IMG]
     
    Tamaniac, Unusual RC, Herby63 en 2 anderen vinden dit leuk.
  7. Lex Verkuijl

    Lex Verkuijl

    Lid geworden:
    30 okt 2004
    Berichten:
    4.422
    Locatie:
    Lelystad
    Synchroon hiermee ben ik met de Arduino software bezig. De MCU (3 assige gyro en accellerometer) is aangesloten en levert nu een bruikbaar stabiel signaal om de stabiliseringsservo's mee aan te gaan sturen. Het programma daarvoor heb ik niet zelf ontwikkelt maar van internet af geplukt. Hoe dit exact werkt snap ik ook niet, maar het geeft uiteindelijk een waarde in graden, wat dan de hoek van de MCU tov de horizontaal is. Daarmee kan ik dan wel overweg, en kan het servo signaal manipuleren zodat de poten straks tegensturen aan de beweging.



    De gevoelligheid is met een potmeter instelbaar nu, of dat zo blijft of dat ik dat RC doe moet ik nog even bekijken. Ook geen idee hoe gevoelig het moet zijn. Dat wordt straks een flink aantal 'trail and error' proefvaarten ben ik bang .. ;)
     
    Laatst bewerkt: 23 sep 2021
    Tug.NL en Herby63 vinden dit leuk.
  8. Marc w

    Marc w

    Lid geworden:
    10 feb 2013
    Berichten:
    2.330
    Locatie:
    Turnhout belgie
    Of het lukt je van de eerste x met een beetje geluk en jouw ervaring in speciale projecten.
    Succes en veel plezier aan dit project
     
    Lex Verkuijl vindt dit leuk.
  9. Tug.NL

    Tug.NL Vriend van modelbouwforum.nl

    Lid geworden:
    17 nov 2016
    Berichten:
    901
    Locatie:
    Wormerveer
    Goedeavond Lex.

    Inderdaad aan bakboord krijg je een neerwaartse druk en aan stuurboord een op waartse.. voor de stabiliteit wil je de foils in zo rustig mogelijk water hebben.
    Het originele ontwerp heeft de schroef toch ook achter de vleugel?
    Vroeg mij dus af waarom jij ervoor gekozen hebt om de schroef voor de foil te plaatsen .

    Mvg
    Roald
     
  10. Lex Verkuijl

    Lex Verkuijl

    Lid geworden:
    30 okt 2004
    Berichten:
    4.422
    Locatie:
    Lelystad
    Hi Roald,

    De originele C-7 heeft inderdaad een schroef achter, of beter gezegd onder de foil. De nieuwe C-8 (komt 2022 in productie) had op de eerste ontwerp afbeeldingen een schroef voor de vleugel, en ik vond het interessant om dat ook in het model te doen. Gewoon, omdat het kan .. :rolleyes: Maar ook een beetje voor de stabiliteit, de krachten die jij beschrijft helpen namelijk om het reactie koppel van de schroef te compenseren. Dat wil de boot naar stuurboord laten hellen, het moment op de vleugel dan juist naar bakboord.

    Voor cavitatie ben ik niet zo bang, er komt maar 15 tot 20% van het gewicht op de achterste vleugel, de hoek tov het water zal daarmee klein zijn. Hoe dan ook, dit hele project is min of meer op trail en error basis, dus wie weet .. als het niet werkt kan ik de staart altijd opnieuw ontwerpen met de schroef achter / onder de vleugel.
     
    AHoogendijk en Tug.NL vinden dit leuk.
  11. Cnn

    Cnn

    Lid geworden:
    9 dec 2014
    Berichten:
    2.203
    Locatie:
    Emmen
    Kan je voor de overbrenging niet voor een 1/8 buggy diff gaan. Zijn simpel te locken

    Evt snaar aandrijving van een 1/10 onroad. Evt 1/8. Voorwielen hebben vaak een sper diff bij onroad(geen diff alleen een as).
     
  12. Lex Verkuijl

    Lex Verkuijl

    Lid geworden:
    30 okt 2004
    Berichten:
    4.422
    Locatie:
    Lelystad
    De achterste vleugelsteun is geprint. Bleek naar mijn eigen verbazing goed te gaan met de passing, eigenlijk te goed. De tandwielen liepen net te strak tegen elkaar, daarom is een tweede naaf gedrukt met elk tandwiel 0,2mm meer speling. Daarmee grijpen de tandwielen nu heel mooi in elkaar zonder te ratelen, met net genoeg speling.

    Geprinte 'poot'

    [​IMG]

    De schroef, een Graupner 40mm x 0,8 spoed speedpropeller

    [​IMG]

    Kijkje op de tandwielen. Hier komt nog een klepje op natuurlijk

    [​IMG]

    ook de voorvleugels krijgen vorm, een verbinder is ook geprint

    [​IMG]
     
    eric_laermans, Bert V, Zeiler en 2 anderen vinden dit leuk.
  13. Unusual RC

    Unusual RC

    Lid geworden:
    19 mei 2004
    Berichten:
    1.030
    Locatie:
    Rijswijk, Zuid Holland
    Ik wilde je al pb-en waar je mee bezig was, op YouTube zag ik je filmpje al voorbij komen ;)
    Ik kon het wel opbrengen om even te wachten, ik wist dat er een topic ging volgen!

    Geweldig project weer.
    Zelf 6 jaar op een draagvleugel proberen te surfen m.b.v. een vlieger als aandrijving. Met bijna windstil weer als een speer over het water, zo weinig weerstand. Maar stabiel...vergelijkbaar met het besturen van een (model)heli

    Cavitatie treed alleen op bij zeer hoge snelheden, waardoor er enorme lage druk kan ontstaan rond vleugels, bladen en vinnen. Het kookpunt van water kan hierdoor onder de watertemperatuur komen. Gevolg: een spontane gasbel die vervolgens weer zo snel afkoelt dat er een kleine implosie ontstaat. Vele van die implosies kunnen materiaal beschadigen, zelfs bronzen en metalen schroefbladen.

    Het grote probleem bij hydrofoils is veelal het "slaan" van luchtkanalen naar het wateroppervlak. Hierdoor verliest de vleugel gelijk al zijn lift.
    Dit komt veelal doordat de vleugels te dicht aan de oppervlakte komen. Dan is de waterdruk te laag om dit effect tegen te gaan. Bijzonder om te zien, het spontane ontstaan hiervan.
    In het begin bij hydrofoil surfen de hoofdreden van fikse valpartijen.

    Cavitatie kan wel degelijk optreden bij hydrodoils! Bij zeer hoge snelheden. Gaat niet gebeuren bij een dergelijk schaalmodel. Dat lucht slaan, aeration genoemd in het Engels, vast wel ;)
    Echter ik weet nu al dat Lex dat gaat oplossen met zijn arduino kunsten!

    @Lex Verkuijl : welke resin 3D printer heb je gekocht? Wat een mooie printkwaliteit zeg!
     
    Lex Verkuijl en Tug.NL vinden dit leuk.
  14. Lex Verkuijl

    Lex Verkuijl

    Lid geworden:
    30 okt 2004
    Berichten:
    4.422
    Locatie:
    Lelystad
    Leuk dat je ook weer meekijkt Unusual!

    Dank voor de info en toelichting. Ik denk ook dat met dit model geen cavitatie zal optreden. Dat lucht slaan is weer wel een ding misschien. Op zich is dat ook de reden dat ik voor volledig ondergedompelde foils ga, als die diep genoeg blijven zul je dit effect waarschijnlijk minimaliseren. Ik heb een aantal video's van modellen met surface piercing foils gezien waarbij die dan net even te hoog in het water komen en dan plotseling terug vallen. Dat vind ik dus een knullig vaarbeeld, en wil dat voorkomen. Ik maak ook een met de zender in te stellen vlieghoogteregeling er op (ook die Arduino), dan kan ik die hoogte naar de weersomstandigheden inregelen. Maar goed, ik heb het vaker gezegd, dit zal een trail en error projectje worden, we gaan het zien!

    Ik heb me voor mijn verjaardag paar maanden terug een Elegoo Mars 2 Pro kado gedaan. Inderdaad een schitterend apparaat met heel mooi print resultaat! Ik gebruik Elegoo Waterwashable resin. Voor snel werk en optisch niet kritisch spul pak ik nog wel vaak de FDM printer, dat weer schoonmaken van zo'n SLA is toch wel een geklieder en tijdrovend!
     
  15. Lex Verkuijl

    Lex Verkuijl

    Lid geworden:
    30 okt 2004
    Berichten:
    4.422
    Locatie:
    Lelystad
    Nu we toch op het punt vlieghoogteregeling zijn, de originele doet dat met behulp van 2 ultrasoon sensoren in de boeg. Voor het model kan dat ook, alleen zijn de algemeen gebruikte Arduino sensoren daar te groot voor. Bovendien kunnen ze slecht tegen spatwater weet ik uit een ander projectje... Je hebt ze ook waterdicht, maar die zijn óf nog groter, óf werken pas vanaf 20-25 cm afstand, dat is te veel.

    Dan zijn er nog 2 opties; infrarood en Laser ToF meting (Time of Flight, oftewel hoelang de laserstraal onderweg is van zender naar oppervlak en terug naar ontvanger). Infrarood valt ook af, dat geeft wisselende afstanden naar gelang de kleur van het oppervlak, invalhoek en zoninstraling, en is daarmee niet betrouwbaar. De keuze is daarom in eerste instantie op Laser ToF gevallen. Dat zijn heel kleine sensoren, waterdicht in te bouwen, en de versie die ik besteld heb heeft een bereik van 2 tot 20 cm. Precies wat de dokter voorschrijft! Dat werkt ook heel erg goed, tot op bijna de millimeter nauwkeurig en mooi stabiel. Maar ..... hou je hem boven een glas helder water gaat de straal dwars door het water heen en meet je de tafel onder het glas! Ships, dat is ook niet de bedoeling!

    Zo komen we op de oplossing die ik dan maar ga toepassen; een sensor met voeler die het wateroppervlak gaat volgen. Dat wou ik liever niet want je gaat die staaf zien, maar als die tussen de poten van de foil zit valt het ook weer niet teveel op. Die moet echter wel wrijvingsloos werken, een simpele potmeter die door die staaf verdraait wordt gaat niet lukken. Daarvoor heb ik dus een systeempje bedacht met 2 kleine magneetjes en een analoge Hall sensor er tussen. Gaat de ene magneet verder van de sensor af en de andere dichterbij krijg je een hoger uitgangssignaal, gebeurt dat andersom een lager voltage. Daarmee is dan een servo signaal te beïnvloedden. De magneten met houder voor de staaf komen dan in een kastje in de kiel, de Hall sensor steek je daar dan van binnenuit tussen, zo is alles waterdicht. Ik zet er een klein veertje in die de staaf wat meer op het water moet houden als die gaat springen met golfjes.

    Een eerste test is al succesvol geweest:



    Ontwerp van de sensor:

    [​IMG]
     
    Laatst bewerkt: 25 sep 2021
    Herby63 en AvdH vinden dit leuk.
  16. HeliKoper

    HeliKoper

    Lid geworden:
    19 okt 2006
    Berichten:
    1.550
    Locatie:
    Guinea-Fowl-City
    Wauw!
    Out-of-the-box is jouw standaard denkwijze. :thumbsup:

    De voeler sleept door het water en regelt de hoogte afhankelijk van de snelheid. Snap ik dat goed?
     
  17. Lex Verkuijl

    Lex Verkuijl

    Lid geworden:
    30 okt 2004
    Berichten:
    4.422
    Locatie:
    Lelystad
    Voeler sleept over het wateroppervlak. Door de snelheid blijft die op het wateroppervlak, hij planeert zo te zeggen. Eventueel komt er een klein vlakje aan, moet zich uitwijzen. De Hall sensor pakt dan de hoek van de staaf op. Is de hoek heel vlak (staaf ligt horizontaal) dan is de romp te dicht bij het water en wordt 'up' gegeven, wordt de hoek te groot (water is ver van de romp) wordt 'down' gegeven. Tot zover de theorie ... :D
     
    Tug.NL, HeliKoper en Herby63 vinden dit leuk.
  18. Unusual RC

    Unusual RC

    Lid geworden:
    19 mei 2004
    Berichten:
    1.030
    Locatie:
    Rijswijk, Zuid Holland
    Even snelle reactie: prachtige printer!

    Dat effect wat jij beschrijft van dat vaartuig met surface piercing foils is precies dat lucht slaan. De wet van de minste weerstand geldt ook hier voor. De lift van de vleugels genereert een lage druk, welke opgevuld wordt door lucht boven het wateroppervlak. Een punt wat door het wateroppervlakte steekt is een perfecte katalysator/geleider hiervoor. Ook een mast!
    Maar dat hoeft niet, genoeg zonder gezien. Aan tips nl. vaak de laagste waterdruk.

    Check eens een Hobiecat trifoiler van weleer. Die had ski's die de hoogteregeling mechanisch regelde.

    Op jou model natuurlijk niet fraai en niet schaal getrouw.
     
  19. Lex Verkuijl

    Lex Verkuijl

    Lid geworden:
    30 okt 2004
    Berichten:
    4.422
    Locatie:
    Lelystad
    De 'vleugelpootkasten' zijn geprint, een passtuk op de poten gelijmd, en alles eens in een proefopstelling gezet.

    [​IMG]



    je kunt de 3D printhars ook leuk 'misbruiken' als UV uithardend vulmiddel / lijm. Hier een reserve pootbus en de uiteindelijke opgelijmde uitvoering. De ruimte tussen bus en poot vol laten lopen met hars, en dan uitharden met een uv lampje. Alsof het ingegoten is!

    [​IMG]

    Hier nog eentje met de magneetjes in de hoogtesensor mooi ingegoten

    [​IMG]

    De hoogtesensor is dus ook klaar, en doet het goed.

    [​IMG]

    veertje drukt de stang steeds op het water

    [​IMG]
     
    Laatst bewerkt: 25 sep 2021
    Unusual RC, Zeiler, Marc w en 2 anderen vinden dit leuk.
  20. Unusual RC

    Unusual RC

    Lid geworden:
    19 mei 2004
    Berichten:
    1.030
    Locatie:
    Rijswijk, Zuid Holland
    Het valt mij op dat niet de vleugel versteld wordt, maar de hele poot. Is dat bij het origineel ook? Wordt me niet duidelijk vanaf de website.

    Met surfen was het hele onderstel stijf. Sturen en "vliegen" deed je door je gewicht te verplaatsen.

    Hier gebeurt het tegenovergestelde?
    Je hebt te maken met 3 draagpunten. Erg stabiel, dus ws. maakt het geen verschil in deze set-up.

    Wel heel interessant dit!

    Al enig idee hoe de hars het houdt onder belasting en vooral onder de zon (buiten)?

    Destijds werd mij afgeraden met deze techniek impellers voor mijn jets te maken i.v.m. de vermeende broosheid over tijd.
     

Deel Deze Pagina