F5j Introduction met diverse modificaties

Ik heb dit weekend een F5j Introduction van Gruner ingevlogen. De kist vloog perfect! Omdat ik diverse modificaties heb aangebracht leek het mij leuk om hier een klein verslagje van te maken. De meeste modificaties zijn op diverse fora al beschreven..dus geen claim op originaliteit!
Eerst maar even een paar foto’s;

 

De modificaties zijn vooral gericht op gewicht besparing. Het doel is 850 gram. Tevens heb ik de spanwijdte vergroot…gewoon vanwege esthetische redenen. Maar stiekum hoop ik dus ook nog op een performance verbetering. In onze club zijn een aantal leden ook een Introduction aan het bouwen. We kunnen dus vergelijken.
Een overzicht;
- extra tippanelen van 35 cm. per stuk.
- romp tpv staart 10 cm verlengd
- romp tpv. de neus 4 cm verlengd , neus met 5x5 driehoekstukken voor extra afronding
- nieuw stabilo, met gewicht reductie
- pendelstabilo ipv los hoogteroer
- nieuw richtingsroer , lichter en groter
- middenpaneel vleugel + 5 cm
- v-stelling vleugelpanelen van 10 naar 5 graden.
- vleugelpennen van carbon ipv staal
- motor met vertraging, 2s800 mah accu, spinner 30 mm ipv 40
- licht gewicht regelaar.
- push-pull rods van carbon ipv staal
Ik zal een aantal van deze modificaties nog wat nader toelichten. En natuurlijk is een discussie over de zin en onzin meer dan welkom!

 

Dat geloof ik direct.

Ik heb er ook een, gewoon standaard uit de doos, en ook die vliegt al perfect.

Veel plezier er mee!


jan.

 

Om te beginnen de vleugeltippen - zoals gezegd puur vanwege esthetische redenen - standaard tippen bevielen mij niet. De lengte is 33 cm. Voor de tip heb ik een profiel gekozen dat goed presteert bij lage reynolds getallen. Dit is een profiel met 5% dikte, 5% welving en 5 graden negatieve tipverdraaiing. Ik heb de ribben in profilli getekend en vervolgens geprint en uitgesneden. De hoofdligger is een 5/4 mm carbon buis. De tippen zijn afneembaar.
Een paar foto’s zeggen meer:

 

Je hebt er zelfs twee gekozen!

Althaus AH 6-407: nooit van gehoord.

Hoe kom je daar zo bij?


jan.

 

Profilli kwam met dit profiel. Ik was op zoek naar een dun profiel (5%) met 5% welving. Profilli heeft een zoekfunctie en het resultaat was dit profiel. Het AG35 profiel heb ik overgenomen van het buitenste paneel van de originele vleugel.

 

Interessante combinatie die het bij lage snelheden heel goed zal doen. Door het verschil in welving, gecombineert met de tipverdraaiing zal de tip praktisch niet overtrekken terwijl de liftverdeling mooi zal blijven bij hogere Cl waarden.
Bij snel vliegen zal de weerstand van de tippen wel flink toenemen, maar dat is bij deze combinatie onvermijdelijk.

 

Je verwoordt de gedachte achter het ontwerp perfect! Ik heb mij laten inspireren door het boek “rc-leichtwindsegler” van VTH. Een interessant boek maar heel specifiek voor “floaters”.
Het tipontwerp is inderdaad niet optimaal voor hogere snelheden. Maar de gedachte achter het compromisloos gewicht reduceren is juist om een zwever te realiseren met minimale daalsnelheid en vliegsnelheid. Bij hogere snelheid zal flutter optreden en de inzetbaarheid zal zich beperken tot 0-3 bft windkracht.

 

Ik hoop met jou (en waarschijnlijk nog velen met mij) op veel vliegbare dagen voor modellen als deze!

En dat we maar weinig extreem weer mogen hebben deze zomer . . .

'We krijgen vaker last van extreem weer. Er komen meer stortregens, zwaardere stormen of juist lange drogere en hete perioden.'​

(https://www.rijksoverheid.nl/onderwerpen/klimaatverandering/gevolgen-klimaatverandering#:~:text=We krijgen vaker last van,deel onder de zeespiegel ligt.)

Ik lees niks over weinig wind . . .


jan.

 

Ik hoop het ook Jan!
Maar afgelopen zaterdag was het zo’n heerlijke dag met een beetje zon en geen wind.! Dus heb ik van de gelegenheid gebruik gemaakt om de Introduction te vliegen! Natuurlijk moet je wel een alternatief hebben voor wat meer wind! En bij extreem weer ga ik dan maar op zolder zitten Het volgende bouwproject staat al weer op de plank! (Horten XL e)

 

Ik herinner me mijn eerste vluchten met mijn (niet gemodificeerde) Introduction nog. Op de grond weinig wind, maar na de start leek er op hoogte toch wel wat wind te staan. De kist kwam zo langzaam vooruit.... Maar toen de andere kant op vliegen: ging net zo langzaam! Dus toch geen bovenwind. Ik was nog niet helemaal gewend aan de lage vliegsnelheden die bij deze categorie modellen hoort.

 

Zo blijf ik me verbazen over de f3j zwevers en consorten . Afstand een 200 meter en op een hoogte dat je denkt die gaat dat nooit terughalen . Wel dus en dan ook nog kleppen nodig hebben .

Blijft verbazend wekkend .

 

Je hebt die Athaus echt aan de tip geplaatst? Dus een strak naar die 5% welving toe?
Dat is aerodynamisch gezien het slechtste wat je kunt doen. Op deze manier creëer je een 'verkeerd om tip-verdraaiing'. (Je moet bij een tip-verdraaiing nl. uitgaan van de nul-licht hoek, en die ligt voor AH6-40-7 tussen de -2,5° (Re=60.000) en -3,5° (Re=100.000).
Ik zou met die vleugel heel voorzichtig en vooral niet te langzaam bochtjes draaien!

Als je een Reynolds-vriendelijke tip (profiel) wilt maken, zijn daar een aantal standaard profielaanpassing voor"
- max 1% dunner profiel,
- het punt van de max-dikte 1% tot 5% naar voren (5% als het origineel erg naar achteren ligt)
- welving 0,05% tot 0,1% minder,
- het punt van de max-welving 1% tot 5% naar voren (5% als het origineel erg naar achteren ligt)
Als je zo'n strak maakt kom je zonder tip-verdraaiing uit.

 

Hallo Dirk,
Dank voor je analyse. Mijn kennis van de aerodynamica gaat niet zover om in detail op je suggesties in te gaan. Maar toch een paar punten:
Wat ik mij kan herinneren heeft het Athausprofiel een Alpha0 van ongeveer -7 graden. (Bron Profilli) Dit zou betekenen dat de tip nog steeds een geringe lift opwekt bij -5 graden tipverdraaiing.
Vervolgens begrijp ik dat profielen met grote welving minder last hebben van loslating bij grote aanstroomhoeken. In het boek “RC-leichtwindsegler” wordt overigens geadviseerd om een turbulator op de tip aan te brengen. Hieronder de schets uit het zelfde boek die ik als voorbeeld heb genomen.
Het is mij overigens opgevallen dat er verschillend gedacht wordt over het optimale profielverloop van een sterk tapse vleugel. De een adviseert een grotere welving aan de tip en de ander gaat daarintegen voor een lagere welving. Ik neem echter aan dat voor kisten met een groot snelheidsgebied profielen met grote welving zowiezo no-go zijn.

 

Ik zie nu een (vrij forse) tip-verdraaiing. Dat scheelt al veel.

De aerodynamische onderbouwing:
Stel je bouwt een strak van profiel-A (met Alfa0=-2,5° [die SD7037]_ naar een profiel-B (met Alfa0=-7 [die AH-6-40-7]) en die liggen geometrisch niet verdraaid (alle koordes dus in één vlak).
En je vliegt met Alfa=0°.
Dan vliegt de SD7037 dus met een Cl die hoort bij 2,5° t.o.v. de nul-lift, maar die AH-6-40-7 met 7° t.o.v. de nul-lift.
4.5° verschil dus.
Dan ga je landen of thermieken. Je geeft up, de invalshoek wordt groter. Stel 7°.
Dan vliegt de SD7037 dus aerodynamisch met 9,5°
Maar de AH-6-40-7 met 14°!!!!
Ik kan je een ding garanderen, die AH-6-40-7 overtrekt dan (zeker omdat Reynolds ook nog eens afneemt.

 

Dat scheelt alles.
Met de 5° tipverdraaiing zal het AH profiel dus met 0.5° lagere aerodynamische invalshoek vliegen. Tel daarbij op dat de AH een hogere Clmax zal hebben door de grotere welving en daarbij ook aan jouw criteria voor lage Re-getallen (post #13) voldoet, dan zal je juist geen tipovertrek krijgen.

 

Vervolgens mijn gedachten met betrekking tot de aandrijving.
Ook hier speelt minimaal gewicht een belangrijke rol ondanks dat de motor en accu in de neus zitten en voor balans van de staartsectie moeten zorgen. Ik wil deze gedachte omdraaien. Eerst een aandrijving selecteren met minimaal gewicht en vervolgens bepalen wat het kielvlak en stabilo mag gaan wegen.
Ik ben niet van plan om actief F5j wedstrijden te gaan vliegen maar op basis van het wedstrijdregelement zou een motorlooptijd van 30 seconden voldoende moeten zijn om de kist op een hoogte van rond de 200 meter te brengen. Dit betekent een stijgsnelheid van 7 meter / seconden.
Voor de kit wordt een Hacker A20 -22L Evo in combinatie met een 3s1300 accu geadviseerd. Vast een prima combinatie waar je vele "hoogtemeters" mee kunt maken. Maar daarom heb ik mij de vraag gesteld of het met minder kan. In principe moet je de energie aan boord hebben voor 1 stijgvlucht naar 200 meter en niet meer.

Het geplande gewicht van de kist is 850 gram. Om nu het benodigde vermogen te bepalen heb ik een formule gebruikt die Rick mij jaren geleden heeft voorgelegd.
Stijgsnelheid (m/sec) = motorvermogen * motor efficiency * prop efficiency / (gewicht (kg) *9.81 )
Met nog wat marge kom ik dan uit op een motor vermogen van ongeveer 200 Watt. Het geconsumeerde vermogen bij 30 seconden looptijd wordt dan 100 Watt minuut.
Een 3s 1300 accu heeft een energie inhoud van ongeveer 700 Watt min! De accu is dus ver overbemeten.
Maar hoe klein kan de accu zijn? Een lage capaciteit geeft ook een lage ontlaad-stroom.
Ik heb gekozen voor een SLS 2s 800 mAh 40C. Deze accu heeft een energie inhoud van 355 Watt min. De accu weegt 54 gram. Een 3s 1300 weegt typisch het dubbele!
Er zijn echter niet veel motoren die 200 Watt op 2s kunnen verdragen en ook nog een redelijk lage Kv hebben.
Daarom heb ik een motor met vertraging gekozen van Reisenauer - de Leopard LC250-25 4160 KV. Deze motor heeft een 5:1 vertraging. Het gewicht is exact gelijk aan die van de Hacker A20 (55 gram)
Ik heb een 15x10 prop gekozen. Deze prop blijkt in stand ongeveer 24 Ampere te trekken (op 2s). Ik kom zo dus prima aan het benodigde vermogen en zou in principe nog steeds 3 keer naar 200 meter kunnen stijgen.
Ik heb inmiddels een gemiddelde stijgsnelheid van ongeveer 6 - 6,5 m/sec gemeten. 3 stijgvluchten naar 200 meter zijn zondermeer mogelijk.
Als regelaar gebruik een BLheli 60 Amp regelaar die nog geen 2 gram weegt (zonder bec).
nb.: de XT60 stekkers op de foto zijn inmiddels vervangen door normale penstekkers. Dat scheelt weer een gram!

 

Mooi project, heb je enig idee op welke vleugelbelasting je nu zit ?

 

Ik hoop voor je dat er geen lood in de neus hoeft . . .


jan.

 

Er zit momenteel nog 10 gram lood in de neus. Maar ik wil het zwaartepunt nog iets naar achteren verleggen. Dus komt goed!