Baubericht Evolution F3B

RetoF3X

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Hallo Zusammen

Da sich einige Leute für dieses Modell interessieren, mache ich einen kleinen Baubericht über den Evolution F3B von Jiri Tuma.
Vorab möchte ich aber noch sagen, dass es sich um eines der ersten Modelle aus der Produktion handelt, es kann also gut sein, dass einige Mängel, die ich beschreiben werde, unterdessen behoben wurden.

Technische Daten, CAD Zeichnungen, insbesondere des RDS Systems, und Bilder des Modells gibt es auf: http://www.jitom.com/en/Airplanes/Evolution/Evolution.html

Hier mal die Einzelgewichte der Komponenten bevor was gebaut wurde:

Rumpf 375gr
HLW 52gr
Flügel links 540gr
Flügel rechts: 543gr
Verbinder 128gr

gesamt: 1638gr

Leider sind bei meinem Modell ein paar Sachen nicht so toll: Die Flächen sitzen nicht winklig zum Rumpf, daher steht das Leitwerk von vorne gesehen schief zu den Flächen. Das ist ärgerlich, weil ich nun auf einer Seite die Bolzen der Flächenaufhängung entfernen und neu einharzen muss. Das Pendelleitwerk klappert (Lagerung hat viel Spiel) und klemmt (Umlenkhebel ist schwergängig).
Das HLW ist so angelenkt, das auf Zug das Ruder auf Höhe geht. Daher sitzt der Umlenkhebel ganz hinten beim SLW Abschlussteg und könnte noch ausgewechselt werden.
An gewissen Stellen wurde der Flügel nachlackiert, sieht man aber von weitem nicht.

Positiv gefallen konnten die Teile für das RDS und das die Flächen schon die entsprechenden Taschen in den Rudern haben. Bei den etwas grösseren Servokästen sind beidseitig Stützrippen eingebaut. Die Anlenkungen für Höhen und Seitenruder sind praktisch schon fertig.

Weitere Bilder folgen.

viele Grüsse:
Reto
 

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RetoF3X

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Hallo Zusammen

Die Rumpfservos und den Kabelbaum habe ich schon mal gemacht. Im Rumpf kam auf das Höhenruder ein Futaba S9550, auf das Seitenruder ein Hitec HS 80.
Das Futaba Servo musste ich etwas verkippt einbauen und den Hebel etwas modifizieren, damit nichts an der Ansteckhaube scheuert.
Im Flügel werde ich Futaba S3150 einbauen, zur Montage werde ich die Servorahmen von www.rcsolutions.ch/ verwenden.

viele Grüsse:
Reto
 

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RetoF3X

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RDS...
Am meisten Kopfzerbrechen gibt mir noch das RDS System, man muss nämlich noch das Servozahnrad abformen. Erste Versuche mit Laminierharz, eingedickt mit Microballons, und ausgemusterten Volz Servos zeigten zwar, dass das Trennen gut geht, aber dass die Festigkeit wohl nicht ausreicht.
Einige Leute nehmen Baumwollflocken zum Armieren des Harzes, ich habe bei R&G Kohlefaser-Kurzschnitt (Mittlere Länge 220 mikrometer) bestellt. Sollte das zu gross sein, haben wir in unserem Labor immer noch Caron Nanotubes (single-walled CNT, etwa 300nm lang, 1nm Durchmesser) :cool: ...

viele Grüsse:
Reto
 

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RetoF3X

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...und noch ein paar Bilder.

Ueber den Einbauwinkel des Servos (in der Skizze habe ich ihn alpha gennant) muss ich mir noch ein paar Gedanken machen, allerdings habe ich sowieso nicht allzuviel Spielraum, da die Tasche schon vorgegeben ist. Bei Andreas Böhlen sind die Servos unter einem Winkel von 20 grad zur Rumpflängsachse eingeklebt.

Wenn mir Jemand, der schon etwas Erfahrung mit RDS hat, seine Werte bei Wölbklapppen und Querruder für den Servowinkel alpha und Winkel des Dorns angeben könnte, wäre ich noch froh.

viele Grüsse:
Reto
 

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Space

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Beim Abformen des Servoabtriebs, wie bekommst du die Zentrierung und Winkligkeit des Aluhebels auf dem Zahnrad hin. Sollten diese Parameter nicht stimmen, eiert ja der Aluhebel im Lager.
Gibt es da eine Hilfsvorrichtung, welche mitgeliefert wird?

Zum Eindicken des Harzes verwende ich Siliciumdioxid (Acrü M5). Hält...
 

RetoF3X

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Hallo Space

Beim System vom Evolution schraubt man einen Stift in die Servoabtriebsachse. Dieser Stift zentriert dann das RDS-Drehteil, welches eine entsprechende Bohrung aufweist.

Später kann mittels einer Madenschraube über diesen Stift das RDS System vor Abrutschen gesichert werden.

Den Stift muss man selber machen (aus einer Schaftschraube), meiner hat noch etwas Spiel, also könnte das RDS eiern. Im Notfall mache ich mir einen Stift mit besser Passung auf einer Drehbank, das Gewinde beim Futaba ist M3.

Prinzipiell könnte man gegen Ende des Aushärtens das Servo einbauen und den Aluhebel in das Lager einführen. Dann z.B. einen Servotest laufen lassen, dann müsste sich der Aluhebel fein ausrichten, da er ja, wenn er eiert , eine Radiale Kraft vom Lager erfahren würde.

viele Grüsse:
Reto
 

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Hallo Reto,

danke für deine ausführliche Beschreibung. Was mich doch sehr wundert, ist die Tatsache, dass das Aluteil für die RDS Anlenkung nicht herstellerseitig die Verzahnung von gängigen Rudermaschinen mitbringt. So wie ich das sehe, wenn an dieser Stelle "gepfuscht" wird, könnte sich früher oder später die Zähne der Verklebung in staub auflösen oder?

Aus meiner Sicht wäre ein Stempel gut der in das Alu die Zähne einpresst, oder?

Gruß
Thomas
 

RetoF3X

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Hallo Thomas

Mir wäre eine fertige Verzahnung auch lieber, andererseits haben die verschiedenen Servomarken halt verschiedene Abtriebs-Zahnräder. Dennoch könnte der Hersteller durchaus für die gängigen Marken (Futaba/JR) Adapter herstellen.
Aus der Angst, die Epoxy-Abformung könnte nicht halten, mache ich zuerst mal ein paar Tests, z.B. auch mit dem Karbon-Kurzschnitt. Anscheinend kann man das aber in den Griff kriegen, den das RDS hat ja schon viele Anwender gefunden. Pfuschen sollte man bei der Verklebung aber auf keinen Fall und das Harz sollte schon ein gutes sein, das ist wohl klar...
Würde man Volz-Servos (haben ein kleines Zahnrad) verwenden, könnte man auch einen Ruderhebel so modifizieren, das er in das Aluteil passt. Würde man noch einen Formschluss machen (Ecken reinschleifen), sollte das eigentlich sicher halten.

viele Grüsse:
Reto
 
Hi,

wie ich Dir schon per PN gesagt habe würde ich das Teil mit Formenharz P abformen und dieses Teil dann mit Uhu Endfest 300 einkleben.
Die Einbauwinkel und sich ergebenden Kräfte und Winkel kannst Du doch in einem Excel-File berechnen.

Gruss
Raphael
 

RetoF3X

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Hi Raphael

Formenharz habe ich leider nur noch "altes", daher versuche ich es mit dem Laminierharz.
Die eingeleitetend Kräfte kann man schon mit dem Momentengleichgewicht und Geometrie bestimmen, allerdings braucht man für quantitative Aussagen eine gute Abschätzung der aerodynamischen Kräfte.

Daher wäre ich über Erfahrungswerte froh gewesen. Bei konventionellen Anlenkungen hat sich auch mehr empirisch gezeigt, was für Hebelverhältnisse noch Akzeptabel sind.
Gut, andererseits könnte ich einfach ausrechnen, welche Geomtrie zu einem gleichen Moment auf die Servoachse führt wie bei dem Hebelverhältnis, das ich bei konventionnel angelenkten F3B Modellen benutze, dann kann man die Aerodynamischen Kräfte rauskürzen.

viele Grüsse:
Reto
 
RDS

RDS

Hallo allerseits,
dieser Bericht entwickelt sich mehr zu einem Thread über das Thema RDS: Sehr interessant. Da ich als "Geisteswissenschaftler" Winkel und Kräfte gerade nicht berechnen kann, bitte ich kräftig weiter zu diesem Thema zu posten. Im WWW findet man ja schon eine ganze Menge, aber nicht alles erscheint schlüssig.
Stefan
 
Hi,
eine Überlegung.
Vielleicht reicht es ja einen Servohebel zu nehmen und das zylindrische Teil mit der Innenverzahnung abzutrennen und dieses Teil in eine Buchse einzukleben (auf der einen Seite) und die andere Seite mit der RDS-Anlenkung zu verbinden.
Das "zylindrische" Teil vom Servohebel könnte ja ggf. noch an einer Drehbank überdreht werden, falls erforderlich. Zum Spannen könnte ggf. die Verzahnung eines defekten Servos verwendet werden.

Gruß
Herwig
 

Space

User
Auch von mir der Dank an Reto für die gute Beschreibung.

Ich denke aber wegen der Festigkeit der selber hergestellten Zahnung, brauch man sich keine all zu große Sorgen machen. Kunstoff Abtriebshebel sind ja auch standart und halten. Zwar sind diese aus einem zähen Nylonmaterial und somit nicht direkt vergleichbar mit spröden Harz, jedoch halten diese auch (meist) und rutschen nicht über.
Die komprimierbare Microballons sind da natürlich Gift. Aber alles was die Druckfestigkeit und die kleinen Zahnflanken (Kurzschnitt) etwas stabiler mach und die Sprödigkeit nimmt, sollte schon ausreichende Stabilität liefern.

Ein Tip noch: Beim Auftragen des Trennwachses auf den Servoabtrieb, nicht zuviel Wachs verwenden. Das zuviel sammlet sich in den Zanhvertiefungen und rundet die Ecken des späteren Negatives aus.

Thomas
 

wolli

Vereinsmitglied
Tach zusammen,
neben dem Kiebitzbau bleibt momentan für den Modellbau nur noch wenig Zeit.
Aber die wird genutzt...
Das Verkleben bei den RDS Anlenkungen hat uns nicht so zugesagt. Wir haben die Anschlüsse erodiert. Das passt.
DSC_4781.JPG

DSC_4782.JPG
 

RetoF3X

User
@ Jörg: Das ist natürlich eine saubere Lösung, eigentlich könnte ich hier auch errodieren, ich müsste es nur als Forschungsprojekt tarnen...
Entspricht das Zahnrad beim Futaba irgendeinem Normteil oder wie habt ihr es ausgemessen um es dann zu errodieren? Sehe ich das richtig, dass Ihr mit einer Madenschraube auf das Zanrädchen presst? Die Alternative wäre, einen (Gewinde)Stift in die Servoachse zu schrauben und diesen zu klemmen. Der Stift kann sich dann nicht mehr lösen, da er ja mit dem RDS verbunden ist und dieses sich nicht relativ zum Sero-Zahnrad drehen kann.
@Anfänger: Das habe ich mir auch schon überlegt. Allerdings sind nur die Volz-Servohebel genug klein, dass man sie so einbauen könnte. Beim Futaba ist einfach zuwenig Fleisch vorhanden, um es direkt einzukleben (mit zusätzlicher Buchse ginge es, gibt aber noch eine zusätzliche Verklebung). Bei einem modifizierten Volz-Hebel könnte man noch einen Formschluss machen (leicht eckig schleifen).
@ Stefan: Wenn ich diese Woche etwas Zeit finde, werde ich für verschiedene RDS-Geometrien das Uebersetzungsverhältnis und die erzielbaren Ruderausschläge (plus etwas Mechanik-Theorie) posten.

Ich hoffe ich kann dann auch wieder mehr zum Thema Evolution bringen. Ich muss eigentlich nur noch das RDS einbauen, etwas optimistisch habe ich den Erstflug für nächstes Wochenende angesetzt.

viele Grüsse: Reto
 

RetoF3X

User
Zur RDS Theorie
Hier mal eine Abschätzung der wirkenden Momente um eine Idee zu kriegen, wie sich RDS im Vergleich zu konventionellen Anlenkungen verhält.

In der ersten Abbildung werden die Winkel alpha und gamma und die Länge des Dorns l1 eingeführt. Es wird der statische Fall betrachtet (stationär), daher muss die Summe aller Kräfte und die Summe aller Momente null ergeben. Desweiteren gilt die Starrkörper-Annahme.

In der zweiten Abbildung wird das Koordinatensystem eingeführt, die y-Richtung liegt in Spannweitenrichtung. Das aerodynamische Moment das auf die Klappe wirkt ist definiert als der Druck an der Klappenoberfläche mal den x Abstand integriert über die Klappenoberfläche (diese beeinhaltet Ober- und Unterseite). Das kann man ausrechnen, wenn man die Druckverteilung kennt, hier soll es nur abgeschätzt werden: F3B Modelle können immer noch sicher starten, wenn das Hebelverhältnis Ruderhorn/Servohebel eins ist. Daher kann gefolgert werden, das Maero kleiner als das maximale Servomoment sein muss. Wäre dies nicht so, würde das Servomoment nicht ausreichen, um z.B. das Modell im Hochstart noch zu steuern, dies ist aber nicht der Fall.
Nun wird mittels des Momentengleichgewichtes die Kraft auf die Spitze des Dorns, Frds, ausgerechnet. Dabei spielt es keine Rolle, ob man jetzt die Spitze nimmt, oder Kräfte über den Dorn berechnet, das ist invariant (später kürzt sich l1 weg).

In der dritten Abbildung wird mittels Frds das auf das Servo eingeführte Moment Mservo ausgerechnet und die vorhergehenden Gleichungen eingesetzt. Für konkrete Zahlenbeispiele ergibt sich eine Untersetzung bei den Querrudern (gamma=40) und ein Verhältnis von 1 für die Wölbklappen (gamma=55), also gerade vertretbar.

Bitte beachtet, dass diese Rechnung nur um die Null-Lage der Klappe gilt. Dies ist aber eine erste Näherung für den Start, wo die grössten Kräfte auftreten. Allerdings gilt das gleiche Argument (nur korrekt um Nullage) auch für konventionelle Anlenkungen, wenn man einfach nur über das Verhältnis Ruderhorn/Servohebel rechnet.

Ich werde als nächstes die Klappen-Ausschläge für verschiedene Servoausschläge berechnen und dann gegebenenfalls für die Hochstartstellung das Moment nochmals nachrechnen.

Sollte jemand einen Fehler finden, bitte eine PN an mich senden.

viele Grüsse:
Reto
 

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hul

User
man koennte das Problem auch von einer anderen Seite angehen.

Ich gehe davon aus, dass bei gleichen maximalen Ausschlaegen bei konventioneller und RDS Anlenkung die gleichen Momente auf's Servo wirken. Das Servomoment wird irgendwie (konventionell, RDS, Kette oder wie auch immer) uebertragen. Die aerodynamischen Kraefte sind sowieso unabhaengig von der Art der Anlenkung. Sofern also die gleichen Uebersetzungsverhaeltnisse (Klappenauslenkung/Servodrehwinkel) vorliegen, wird das Servo auch das gleiche Moment aufbringen muessen.

Moeglicherweise unterschiedlich sind die Reibungskraefte in den verschiedenen Anlenkung. Vermute, dass diese im Vergleich zu den aerodynamischen Kraeften eher klein sind.

Das Moment am Servoabtrieb ist ja absolut gesehen sehr klein, nur einige Dutzend Ncm. Die vorgesehene Loesung haelt das meiner Ansicht nach bestimmt, sofern sie ordentlich ausgefuehrt ist.

Hans
 

RetoF3X

User
Hallo Hans

Ich verstehe Dein Argument dass wenn letzendlich ähnliche Ruderausschläge erzielt werden auch das Servomoment (respektive die Uebersetzung) ähnlich gross sein sollte wie bei einer konventionellen Anlenkung.
Es gilt auch in meinen Berechnungen die Annahme, dass das Aerodynamische Moment gleich gross ist.

Das numerische Resultat für die beiden RDS-Geometrien beim Evolution zeigen ein durchaus vergleichbares Uebersetzungsverhältnis wie bei einer normale F3B Anlenkung.

Es ist aber sicher mal nicht schlecht, die Abhängigkeiten zu kennen, schliesslich hat man zwei Freiheitsgrade bei RDS [Winkel alpha und gamma (siehe Definition in meinem letzten Beitrag)] und nicht nur das Hebelverhältnis.

Meine Schlussfolgerung ist auch, dass die Servos nicht überlastet werden, da das induzierte Moment ähnlich gross ist wie bei einer konventionellen Anlenkung, zumindest bei der Geometrie beim Evolution. Wie beschrieben ergibt sich bei den Wölbklappen ein Uebersetzungsverhältnis von 1, dies entspricht bei einer konventionellen Anlenkung dem Fall Ruderhorn gleich gross wie Servohebel und das funktionniert zumindest bei einem F3B Modell (bei einem DS Modell wohl eher nicht mehr).

Das Nächste, was ich noch überprüfen werde, sind die erzielbaren Ausschläge in Abhängigkeit der Winkel alpha und gamma (siehe Definition in meinem letzten Beitrag). Wahrscheinlich kann man auch da noch etwas optimieren.

viele Grüsse:
Reto
 
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hul

User
RetoF3X schrieb:
was ich noch überprüfen werde, sind die erzielbaren Ausschläge in Abhängigkeit der Winkel alpha und gamma (siehe Definition in meinem letzten Beitrag). Wahrscheinlich kann man auch da noch etwas optimieren.
um die Winkel zu optimieren, muesstest Du auch die optimalen Ruderausschlaege kennen. Dafuer muesste das Ding fliegen, was nicht geht ohne eingebautes RDS. Einmal zusammengebaut, koennen die Ausschlaege nur unter grossen Umstaenden (mechanisch) veraendert werden, halt ein Nachteil vom RDS...
Meines Wissens verwendet Raphael Jeger in einigen seiner Fliegern RDS. Vielleicht meldest Du Dich mal bei ihm.

Hans
 
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