Bau einer IOM "ARROW"

Baubericht I

Planung

Hallo RC-Segelgemeinde,

tja, eigentlich bin ich ja Modellflieger und hatte mit Modellbooten bislang nichts am Hut. Bis ich dann eines Tages eher per Zufall auf den "Predator"-Baubericht von Sven gestossen bin. Als ich den tollen Balsaholzrumpf gesehen habe war mir sofort klar: so was muß ich auch haben!

Das war vor etwa 4 Wochen - danach habe ich mich erst mal so richtig mit der RC-Segelei beschäftigt und mich auf vielen, teils sehr interessanten Websites schlau gemacht. Da ich seit über 20 Jahren Surf- und Segelregatten bestreite war es für mich auch von vornherein klar, daß ich nicht nur "just for fun" auf dem See rumkreuzen wollte, sondern ich mit Sicherheit auch mal die eine oder andere RC-Regatta mitsegeln werde.Also überlegte ich mir, welche Klasse und welches Boot für mich wohl richtig sein könnten.

Die Klasse war schnell entschieden, nämlich IOM. Beim Boot war es etwas schwieriger, denn einerseits gefallen mir die modernen Skiff-Rümpfe sehr gut (ich bin selber schon viel 49er gesegelt), andererseits brauchen sie wohl doch etwas mehr Wind um ihre Vorzüge ausspielen zu können. Da ich aber am Bodensee lebe und der nicht gerade als Starkwindrevier bekannt ist habe ich mich nach etwas gemäßigterem umgesehen. Von Andreas Schiebel bekam ich dann den Tipp mit der "Arrow" und fand den Entwurf auch gleich sehr sympatisch, somit war die Entscheidung gefallen.

Auf der Website von Anders Wallin war zunächst eine einfache Entwurfszeichnung zu finden. Vor einigen Tagen hat er sich dann die Mühe gemacht und eine exakte CAD-Zeichung im Originalmaßstab erstellt. Außerdem findet man auf seiner Seite auch noch andere gute Tipps und Links.

Bezüglich der Bauweise habe ich mich nach Sven´s Vorbild für Balsabeplankung mit Epoxi-Laminat entschieden. Weiter habe ich folgendes geplant:

• Rumpf innen mit 25mm Gewebestreifen verstärken
• Rigg komplett im Selbstbau
• Segelsätze von "Blackmagick Sails"
• keine Winch sondern ein Servo: HITEC HS-5735MG
• Kielfinne als CFK-Laminat im Selbstbau
• fertige Bleibombe

Aber das sind erst mal Vorüberlegungen, vielleicht ändert sich ja noch das eine oder andere...

Baubericht II

Vorbereitung und Materialbeschaffung

Als Baubrett habe ich eine 13mm Tischlerplatte 125x25 cm gewählt. Der Mensch im Baumarkt war so nett und hat eine wirklich absolut ebene Platte ausgesucht. Damit das auch so bleibt habe ich an der Unterseite noch 2 Aluprofile 30x20 befestigt.

Als Unterlage für die Spanten habe ich noch extra einen Streifen 10er MDF (105x10) auf dem Baubrett befestigt. Das hat den Vorteil daß man den Spantensatz komplett vom Baubrett abnehmen kann.

Die Spanten werden aus 4mm Pappelsperrholz gesägt. Nur die im Boot verbleibenden Spanten 0 und 10 sind aus 3mm Birkensperrholz. Zur Beplankung verwende ich 3mm Balsaleisten. Meine Überlegung war es, möglichst weiches und somit leichtes Balsaholz zu verwenden. Zum einen spare ich somit Gewicht, zum andern läßt es sich am Ende besser schleifen.

Was mich schon etwas überrascht hat sind die Gewichtsunterschiede bei Balsaholz. Bei Heerdegen hatte ich handausgewogene, möglichst leichte 3mm-Brettchen bestellt. Kostet zwar fast doppelt so viel wie die normale Ware, aber bei der geringen Menge spielt das keine Rolle. Am vergangenen Samstag kam die Lieferung an und ich war sehr gespannt auf das Resultat. Der Griff zur Waage ergab dann folgendes:
die extraleichten Brettchen: ca. 29g
Brettchen "hart": 72g
Standardbrettchen aus dem Modellbauladen: 45-55g

Bei einem geschätzten Netto-Verbrauch von ca. 3 Brettchen sind das schnell mal ein Unterschied von 60-80 Gramm!

Als nächstes wollte ich den Plan im Originalmaßstab haben. Das ist zwar nicht unbedingt erforderlich, aber ich fand es einfach besser als die verkleinerte Version. Die Frage war nun: wie bekomme ich die PDF-Datei auf A0 ausgedruckt?

Der einfache Weg: man sucht sich einen guten Copyshop und läßt den Plan für ca. 10-20 EUR ausplotten.
Der komplizierte Weg: man wandelt zuerst das PDF-File in eine BMP-Datei um. Dazu gibt es diverse Free- und Sharewaretools. Anschließend kann man mit einem guten Poster-Druckprogramm die Einzelseiten auf A4 ausdrucken und anschließend zusammenkleben.
Ich habe mich nach einigen Versuchen für das Programm " Poster 7 " entschieden. Es druckt die Einzelseiten mit einer definierbaren Überlappung für die Kleberänder und vor allem mit allen Schneide- und Klebemarkierungen. Damit sich die Seiten beim verkleben nicht verziehen habe ich beschichtetes 120g-Papier verwendet. So ist nach ca. 2 Std. mein A0-Plan entstanden, dank der Klebemarken gibt es selbst über die Gesamtlänge von 100 cm keine messbare Abweichung!

Gestern Abend habe ich die Spanten aufgezeichnet und werde sie morgen aussägen. Und dann natürlich auch über die weiteren Schritte berichten.

Eine Frage zur Kielfinne:

Als Profil hatte ich mir ein NACA 00xx überlegt. Aber bei der Profildicke gibt es offensichtlich sehr unterschiedliche Meinungen. Zwischen "so dünn wie möglich" bis "13-15%" schwanken die Infos die man auf diversen IOM-Seiten findet.

Was meint ihr denn dazu? Und welche Profildicke haben denn die CFK-Fertigfinnen?

Grüße
Rainer

Hi Rainer,

von Bantock gibt es -glaube ich- eine Flosse mit einem nur 6% dicken Profil. Welches Profil das genau ist, ist vermutlich ein Geheimnis (würde mich nicht wundern, wenn's trotzdem ein uraltes 0006 wäre ). Bei einer IOM-Yacht ist wohl die Festigkeit nicht ein allzu großen Problem.

Ich hatte die Frage nach geeigneten Profilen damals auch schon mal bei RC-Offline gestellt. Die Kielflossen unserer Modellboote arbeiten bei ähnlichen Re-Zahlen wie Leitwerke von Modellsegelflugzeugen. Von daher lohnt sich sicherlich der Blick über den Tellerrand. Ein Vorschlag war damals das HD801. Ich muss allerdings zu meiner Schande gestehen, dass ich bisher noch keinen Vergleich der Profile angestellt habe

Eine große Profildatenbank findest du hier:

http://www.aae.uiuc.edu/m-selig/ads/coord_database.html

Gruß Yeti

Hi Lenz,

eine ähnliche Frage habe ich ja heute auch schon gestellt. Aber 18mm sind auf jeden Fall zu dick, das wären ja bei 10 cm Profiltiefe 18%!

Falls ich keine anderen Informationen mehr erhalte werde ich bei meiner Finne wohl auf ca. 10% gehen.

Grüße
Rainer

Hi Lorenz,

18mm sind eine ganze Menge was den Profilwiderstand angeht. Poste mal die Profiltiefe am Rumpf und an der Bleibombe, dann lässt sich die relative Profildicke bestimmen.

In welcher Bauweise willst du die Flosse herstellen? Das Holz schleifen und nur lackieren oder hast du auch einen GfK-Überzug vorgesehen?

Wenn das Holz alleine trägt, kannst du natürlich die Dicke aus Festigkeitsgründen gebrauchen, aber auch da erscheinen mir 18mm recht "üppig".

Du solltest dir im klaren darüber sein, dass eine frei Hand geshapete Flosse irgendein Profil aufweisen wird, dass zwar auch irgendwie der Abdrift des Bootes entgegen wirkt aber das aller Wahrscheinlichkeit bei erhöhtem Widerstand. Wenn du das Boot also "nur zum Spaß" segelst, wird dir das vielleicht nicht auffallen, aber im Vergleich mit anderen Booten wird es auf Amwind-Kurs vermutlich spürbare Unterschiede geben. Bei dickeren Profilen besteht bei den an der Kielflosse herrschenden Strömungsbedingungen schneller die Gefahr von Strömungsablösungen, was sich vor allem beim Segeln hoch am Wind bemerkbar macht: Das Boot läuft schlichtweg weniger Höhe.

Also mein Fazit: Für's Segeln just for fun wird es funktionieren, aber wenn du Regattaambitionen hast, solltest du dir über den Bau oder den Kauf einer profilierten Kielflosse aus GfK oder CfK Gedanken machen, bei denen man auch eine dünnere Bauweise realisieren kann.

Gruß Yeti

hi, die kohlefinnen die man heute so kaufen kann haben ca 7 mm dicke am rumpfaustritt. ich hab mal eine flosse aus holtz gebaut die war 9mm dick. die war sehr stabil. wie schon mal beschrieben hat alexander einen flosse aus 2 duennen sperrholzplatten gemacht. innen ein alu oder ich denke besser messing rohr als abstandhalter (ca.1/3 profil) und die sperrholzbretter aussenrum geklebt. die klebe naehte mit kohlerovinger verstaerkt. ist zwar keinen definiertes profil, aber leicht herzustellen und zumindest auf jedenfall symetrisch.
das ganze noch mit glasfaservon aussen verstärken. in das alurohr hat alexander glaube ich noch ein kohlestab geklebt. man kann dies aber auch mit getraenkten rovingen machen.
gruss andreas

[ 08. Dezember 2003, 16:30: Beitrag editiert von: andreas s. ]

@Christian:
du schreibst daß bei einem dickeren Profil eher die Gefahr eines Strömungsabrisses besteht. Auf einer Kiwi-Seite war aber zu lesen daß etwas dickere Profile eher gutmütiger wären.
Bin leider kein Strömungsfachmann - was ist jetzt richtig?

Grüße
Rainer

Hi Rainer,

vielleicht liest ja der Siggi hier auch mit, der kann dir das sicherlich viel besser erklären.

Aber von mir ein kurzer, völlig verallgemeinerter Versuch:

Bei einem zu dicken Profil wird die Ablösung eher im Bereich der größten Profildicke auftreten. Und zwar bereits bei kleineren Anstellwinkeln als bei einem dünneren Profil. In gewissen Grenzen kann man das noch verhindern durch den Einsatz von Turbulatoren, die einen Umschlag von laminarer zu turbulenter Strömung erzwingen (laminare Strömung löst schneller ab als turbulente Strömung, verursacht aber weniger Reibungswiderstand).

Es besteht auch die Möglichkeit, dass die Strömung laminar abreißt und sich turbulent wieder anlegt. In dem Fall spricht man von einer laminaren Ablöseblase. Sowas wird vermutlich an der Kielflosse nur bei höheren Geschwindigkeiten auftreten (wenn die Yacht ins Surfen kommt, ansonsten ist ja bei der Rumpfgeschwindigkeit Schluss).

Bei einem zu dünnen Profil oder einem Profil mit sehr kleinem Nasenradius (spitzer Vorderkante) wird stattdessen der Strömungsabriss ab einem bestimmten Anstellwinkel eher schlagartig an der Profilnase auftreten.

Man muss also ein Profil finden, dass in dem Anstellwinkelbereich, in dem es eingesetzt wird, ohne Ablösungen funktioniert. Und das sind bei den Kielflossen eher Profile mit einer relativen Dicke von 7...10% als Profile mit einer Dicke größer 12%.

Gruß Yeti

bitte erklärt mir nochmal das mit den prozenten ich weiß da nicht wovon ihr sprecht und wie man das in die tat umsetzt
wäre nett
danke

Hi Lorenz!

Die Prozentangaben bezeichnen das Verhältnis von Profildicke zu Profiltiefe. Also wäre bei einer Profiltiefe (Breite der Flosse) von 100mm ein 10% dickes Profil 10mm dick, ein 6% dickes Profil 6mm dick.

Gruß Yeti

Hi Lenz,

Hier findest du das Programm "Mprofile 1.3", ein tolles Freeware-Tool mit dem du beliebige Profile ausdrucken kannst. Auf der gleichen Seite gibt es auch noch eine Sammlung vieler NACA-Profile.
Dann suche dir das Profil NACA 0009 oder NACA 0010 aus und du kannst es exakt in der gewünschen Profiltiefe ausdrucken. Wenn du daraus entsprechende Schablonen fertigst kannst du ziemlich genau schleifen.

Ich denke aber daß du aus einem harten 10mm-Sperrholz kein sehr genaues Profil herstellen kannst. Ich werde es bei meiner Kielfinne wohl so machen:
in der Mitte ein 0,8mm Birkensperrholz sowie ein 4mm und 6mm CFK-Rohr. Das ganze zwischen zwei 5mm-Balsabrettchen packen. Mit hilfe der zweier Profilschablonen, die oben und unten aufgeklebt werden kannst du dann sehr exakte Profile herausschleifen. Und am Ende noch 2 Lagen CFK-Gewebe drauf.


Gelb = Birkensperrholz
Schwarz = Balsabrettchen
Rot = CFG-Rohre
Weiß = Profilschablone

Schon das 6mm-Rohr alleine hat bereits eine sehr hohe Biegefestigkeit. Zusammen mit dem 4mm-Rohr und der CFK-Laminatschicht sollte die Kielfinne eigentlich "bocksteif" werden! Außerdem sind mit dieser Bauweise auch Zuspitzungen oder gestrakte Profile kein Problem.

Grüße
Rainer

[ 09. Dezember 2003, 17:33: Beitrag editiert von: Tiga ]

Hi Lenz,

die Frage ist eben wie gut bzw. genau dein Profil werden soll. Wenn du auf 10mm Sperrholz rumschleifst oder zwei dünne Sperrholzplatten um einen CFK-Stab rumbiegst wird es eben nie so genau wie ein sauber mit Schablonen geschliffenes Profil aus Balsa. Hängt somit nur davon ab was du für Ansprüche an das fertige Boot hast.

Was die Skizze anbetrifft hast du recht: es sind zwei Schlitze in das Sperrholz eingesägt bzw. gefräst in das die CFK-Stangen eingeklebt werden.

Grüße
Rainer

wieder ne frage
ich brauche irgendwas für die bugfeder
wer weiß hilfe

[ 10. Dezember 2003, 21:07: Beitrag editiert von: lenz ]

Moosgummi? Oder Kork.

Oder du machst dir eine einfache Form, in die du Silikon reinspritzt. Lässt sich aber nicht gut ankleben.

Gruß Yeti

[ 10. Dezember 2003, 21:30: Beitrag editiert von: Christian Ückert ]

Eine weitere Alternative für Fender ist das PVA von Isomatten. Allerdings lässt sich das nur mit einem sehr scharfen Messer (Skalpell aus der Apotheke) vernünftig bearbeiten. Ansonsten habe ich auch schon einen gesehen, der einen großen Radiergummi genommen hat. Der ist allerdings nicht ganz so leicht.
"Quick and Dirty" kann man sich eine Form für Silikon oder Acryl (billiger) auch aus Knetmasse bauen und gleich direkt an den Rumpf heften. Dann hat man keine Probleme mit nachträglicher Verklebung. Diese Methode ist mir spontan so eingefallen, ich habe das jedoch noch nicht selbst probiert.

Friedmar

Hallo Yeti,

ich hab nochmal über Deine Idee mit den Stäben nachgedacht...

Wäre es nicht einfacher, man nähme (Konjunktiv!!) ein langes(ca42cm) und dickes (10mm) Vollholzbalsa Brett, schneide es in gleiche sektionen, macht die Markierungen für die Bohrungen der Stäbe exakt gleich und klebt dann die einzelnen Stücke zusammen, wenn die Stangen sauber durchpassen. So hätte man ein ganzes Durchgehendes Holz und nicht zwei Hälften, die zusammengeklebt werden müssen... Zusätzlich könnte man die Gewindestange mit einem Carbonrohr einkleben und später alles schön mit CFK Gewebe u Harz überziehen...
Wie man allerdings das gerade Stück für die Kielbox machen soll, ist mir ein Rätsel...

Gruß aus Hamburg,
Sven



[ 13. Dezember 2003, 15:02: Beitrag editiert von: Svenson ]