Wasserflugzeug: Höhenlage des Schwerpunktes...

...und dessen Einfluß auf das Flugverhalten.

Hallo

Da ich gerade ein Wasserflugzeug baue, benötige ich Erfahrungswerte in Bezug auf die Höhenlage des Schwerpunktes.

Folgendes Problem:
Das Modell ist eine zweimotorige Canadair 415 CL und befindet sich gerade im Urmodellbau. Das fertige Modell soll zunächst elektrisch betrieben werden. Der Antrieb bewegt sich im Bereich von bis zu 3 KW je Motor. Aufgrund der Größe des Modells bin ich gezwungen die Akkus und Regler direkt in die Motorgondeln zu bauen. Ansonsten würde einige Meter Kabel zur Stromversorgung benötigt, was bei der zu übertragenden Leistung Blödsinn wäre. Außer dem Fahrwerk und der Druckluftbehälter, wird im Normalfall nur wenig zusätzliches Gewicht unterhalb der Wasserlinie liegen. Das meiste Gewicht befindet folglich weit oberhalb der Rumpfmittellinie.

Welche Auswirkungen wird die Höhenlage des Schwerpunktes auf das Flugverhalten beim Wasserstart haben? Beim Start mit Fahrwerk von der Piste mache ich mir darüber weniger Gedanken. Doch das Verhalten beim Wasserstart ist mir nicht klar.

Rumpfbilder:

Hallo,

am Abstand der Wirkungslinie der Schubkraft der Motoren von der Wirkungslinie des Wasserwiderstandes beim Start kommst Du ohnehin nicht vorbei. Da ist kräftiges Höhenruderziehen angesagt. Die Form des Rumpfes sollte dabei mithelfen, den Flieger mit der Nase anzuheben. Die Höhe des Schwerpunktes ist dabei egal, da der Flieger eher langsam beschleunigt.

Bei der Landung wäre ein tieferer Schwerpunkt günstiger. Speziell wenn man etwas schnell hereinkommt und mit dem Berühren der Wasseroberfläche recht stark gebremst wird. Hier muß wieder die Form des Rumpfes mithelfen. Die "Knollennase" der Canadair ist da genau richtig, daß der Vogel nicht mit der Nase abtaucht.

Die Akkus vielleicht doch unter den Flügel und nicht in einen Dachgepäckträger. Dann klappt das.

Gernot

Hi!

Kannst du zu dem Flieger noch ein paar Daten posten (Antrieb, Maße, Gewicht etc.), oder gibt es sogar eine art baubericht oder irgendwas andres zum Lesen?
Würd mich echt interessieren!
Obwohl nachbauen wohl nicht in Frage kommt !

Gruß Hannes

Hallo Claus,

schönes Projekt. Als machbare Lösung das Problem des hohen Schwerpunkts zu beeinflussen, würde ich die Akkus auch in Rumpfmitte möglichst tief plazieren. Eventuell brauchst du auch den Akku zum Schwerpunkt einstellen. Die Gondeln sind nun auch nicht so weit weg, das eine entsprechende Zuleitung nicht möglich ist. Bei Brushless Antrieb die jeweils 3 Motorzuleitungen verlängern. D.h. die Steller werden wohl in den Rumpf müssen. Zumindest unter die Tragfläche des Rumpfmittelstücks. Mit entsprechend dimensionierten Zuleitungen ist das auch kein Hexenwerk, selbst bei 3 KW.
Hier bieten sich auch Alurohr oder Vollprofile als Leiter an. Diese müssen zwar doppelt soviel Querschnittsfläche haben als Kupferdraht, bleiben dabei aber trotzdem leichter. Im E-Impellerbreich wird öfters so verfahren und die übertragen große Leistungen und wissen was Leichtbau ist.

Auf jeden Fall muß eine Wasseraufnahmevorichtung installiert werden. Spant an der Stufe stabiler bauen. Ein Überlauf und Schwabbleche. Das muß herrlich aussen, der Vogel im langsamen Überflug über einen Teich beim Wasseraufnehmen. Anschließend bekommen alle Badegäste eine kostenfreie Dusche.

Grüße, Bernd

Hallo

Schau dir mal diesen Link an es ist eine Spruce Goose mit 4 m Spannweite, 8 E-Motore und ich glaube ca 12 kg Gewicht.
Das Flugzeug kann und wird auch an Land geflogen dann als Dreibeiner.
Der Erbauer von diesem Teil fliegt bei uns im Verein.
Zur verteilung des Gewichtes kann ich nur sagen das er die Akkus im Rumpf
höhe der Wasserlinie vor dem Schwerpunkt gelagert sind und die Motore von dort aus versorgt werden.

Hallo

Danke für Eure Antworten. Bin gerade aus der Werkstatt zurück und habe ein aktuelles Bild mitgebracht.

Zum Projekt: Spannweite 4,8 m, Rumpflänge 3,3 m, Flächentiefe 0,83 m Bauweise: Urmodell, Formen
Modell: Rumpf zweiteilig, Tragfläche dreiteilig komplett als CFK-Sandwich, evtl. Mischbauweise beim Rumpf hinten CFK-Wabe vorne GFK-Airex
Wasseraufnahme freiwillig ja, unfreiwillig nein Antrieb elektrisch und später evtl. Turboprop - falls es da was Kleines geeignetes gibt, das auch mal eine Brise Wasser verträgt...

Gewicht: Modell inkl. Fahrwerk max. 13 kg + Antrieb ca. 9 kg

Geplant ist der Bau von zunächst drei Modellen. Wobei fast 30 m² Kohlegewebe pro Modell verarbeitet werden müssen

So hier das Bild von heute. Das erste Blech ist provisorisch drauf, obwohl der Spachtel noch nicht trocken ist. Da war ich sooo neugierig...



Bauzeit bisher am Rumpf 53 Stunden. Geplante Bauzeit Urmodell ca. 250 Stunden. Die Tragfläche ist kein Hexenwerk, nur die Motorgondeln und die Außenschwimmer fordern noch mal alle meine Schleifkünste.

Wenn der Rumpf bis zum E-Treffen in Vilsbiburg fertig beblecht ist, dann werde ich mal sehen, ob die zwei Teile im Fiesta Platz haben.

Jetzt zum Schwerpunkt. Da werde ich wohl doch in den sauren Apfel beißen müssen und die Akkus möglichst tief im Rumpf verstauen. Eigentlich wollte ich alles Elektrische aus dem Rumpf verbannen. Die Empfangsanlage wird im Tragflächenmittelteil eingebaut. Erstens wegen der Abschirmung durch die Kohlefaser und zweitens um die Antenne auf allerkürzestem Weg aus dem Rumpf zu führen.

Werde mich in Vilsbiburg schlau machen, wozu die Freunde mir raten in Bezug auf die Akkuleitungen. Mit dem vielen Kohlegewebe muss schon gut aufgepasst werden. Ein "kurzer Schluß" soll die Canadair ja nicht zum Leuchten bringen

Achja und den ersten Baubericht gibt es wenn das Urmodell fertig ist, im -Magazin.

Claus Eckert schrieb:

Werde mich in Vilsbiburg schlau machen, wozu die Freunde mir raten in Bezug auf die Akkuleitungen. Mit dem vielen Kohlegewebe muss schon gut aufgepasst werden. Ein "kurzer Schluß" soll die Canadair ja nicht zum Leuchten bringen

Zum Vergrößern anklicken....

Dann nimm doch Glas

Hallo Claus,

ein schönes Projekt! Auch wenn meine Flugboote das andere Ende der Größen- bzw. Gewichtsskala darstellen, ein paar Anmerkungen zu deiner Problemstellung:
Flugtechnisch sollte bei dieser Modellgröße der hoch liegende Schwerpunkt kein Problem darstellen. Bei meinen Kleinmodellen achte ich da schon eher auf eigenstabiles Flugverhalten, da schon kleine Verwirbelungen zu beachtlichen Schräglagen führen können.
Auf dem Wasser bedeutet ein hoher Schwerpunkt (auch in Verbindung mit der Massekonzentration außerhalb des Rumpfes), dass die Stützschwimmer mehr Last aufnehmen müssen, als bei einem satt schwimmenden Rumpf. Somit ist eine hohe Tragfähigkeit der Stützis gefordert, ebenso ist deren Form, Einstellung, ... maßgeblich für das Verhalten auf dem Wasser.
Bei tief liegendem Schwerpunkt kann man die Stützis höher anordnen, da der Flieger bereits kurz nach dem Anfahren aerodynamisch stabilisiert und gerade gelegt werden kann. Deshalb können die Schwimmer so angebracht werden, dass der Flieger nur auf einem Schwimmer aufliegt und den anderen deutlich in die Luft streckt. Das erhöht bei gerade gelegtem Flieger die Wasserfreiheit unter den Stützis und damit wird die Gefahr des Einfädelns minimiert.
Ein hoher Schwerpunkt wird eine aerodynamische Stabilisierung erst bei höheren Geschwindigkeiten ermöglichen. Deshalb müssen vermutlich beide Schwimmer gleichzeitig ins Wasser, um die Schräglage zu minimieren. Damit besteht dann aber auch die Gefahr des Einfädelns bei kleineren Wellen. Bei ungünstiger Gewichtsverteilung könnte ich mir vorstellen, dass ein solcher Schwimmer sogar auf Tauchstation geht und je nach Form nicht mehr von alleine hochkommt.
Weiterhin ist zu bedenken, dass der Druck auf die Stützschwimmer bei Seitenwind erheblich zunimmt. Der hohe Schwerpunkt in Verbindung mit den außen liegenden Massen wird somit zu einer enormen Belastung der Stützschwimmer (samt deren Aufnahmen) führen. Ob die scalegerechte Ausführung (Größe und Form) hierfür tauglich sind, kann ich mangels Erfahrung in dieser Größenordnung nicht beurteilen.
Dieter

Hallo Claus

Das Modell wird ja beachtlich GROSS !!
Wie soll ES denn den normalen Tiefgang bekommen, wegen Wasserlinie und so.
Bei Leichtbau schwimmt es doch wie ein Lufbalon auf dem Wasser!!

Als Schiff rechnet man doch das Gewicht dreimal durch den Nachbaumasstab, und bei einem Flugzeug viermal !!!
Die diverenz ist ein mehrfaches "deines" Startgewichtes.
Das gibt sicher Modivizierbedarf !!
Ich denke da an nach "unten" offene Wasserkammern die bei Stillstand des Modells "volllaufen und bei Fahrtaufnahme "lehrgesegelt" werden wie bei Segelschiffen.
Bei deinem Modell müssen da sicher mehr als 20 Litter reinpassen.

Ist an sowas schon gedacht worden ?????

Gruß Aloys.

13kg
3m
4 x Kora 15-16





Falls du Kontakt willst mit dem Erbauer, Mail an mich

Hallo

Nun zunächst mal Danke an alle die bisher geantwortet haben und auch diejenigen welche per PN und Mail ihre Tipps gegeben haben.

Yeti und ich telefonieren morgen wegen einer GFK-Bauweise. Das Kohlefaser nämlich nicht immer der Weisheit letzter Schluß ist, da sind wir sicher einer Meinung.

Was ich bisher verschwiegen habe ist, dass ich dieses Projekt nicht alleine stemme. Ein anderer -User sowie guter Freund und ich haben uns in den Kopf gesetzt ein paar Wasserflugzeuge zu bauen. Beide wohnen wir nahe an einem See und beide sind wir u.a. passionierte Elektroflieger. Wobei meine Aufgabe erst mal die Erstellung des Urmodells und der Formen ist. Während Christoph sich zunächst um Materialversuche, den Materialeinkauf, die gesamte Pneumatik für Fahrwerk und Wasserklappen, den Cockpitbau, sowie diverse Genehmigungen kümmert.

Sollte die Canadair wirklich wie ein welkes Blatt auf dem Wasser liegen, dann haben wir tatsächlich eine Wasserbunkerung vor dem Start in Erwägung gezogen.
Wer den Wasserauftrieb errechnen will:
Rumpfbreite 42 cm, Höhe Dreieck Unterwasserschiff Vorderteil 10 cm, Höhe Dreieck UW Heckteil 8 cm
Rumpflänge vorne 140 cm verjüngend, Rumpflänge hinten 180 cm verjüngend auf 0
Höhe Stufe 8 cm, Abrisskante 1,5 cm

Heute habe ich u.a. die GFK-Schablonen für das SLW und eine Hälfte davon geschnitten. Das Teil werde ich als Strafarbeit aber noch mal schneiden. Dann aber nicht mit dem Bogen, sondern mit dem Draht über einen festen Punkt. Dann klappt das auch mit der "manuellen Vorschubgeschwindigkeit"

Die Maße unten 80 cm, oben 30 cm, Höhe 84 cm Profil NACA 0009.



@ Mike

Sieht aus wie die Short von Martin W.

Treffer?

Jupp

CL415-Tragflächenprofil gesucht

CL415-Tragflächenprofil gesucht

Hallo, ist ein Superprojekt, bin auf den Erstflug gespannt

bin selbst zur Zeit am Bau des gleichen Wasserflugzeuges, nur eben etwas kleiner.
Die Spannweite soll 150cm betragen, das Modell vollständig aus Depron bestehen.

Kann mir jemand helfen, welches Profil sich am Besten für die Tragfläche eignet, wer hat gute Erfahrungen?

Mein Vorstellungen wären:

NACA 2411
Clark-Y-14%
NACA 2216

Liege ich da richtig, soll gutmütiges, gut tragendes Profil sein!

Gruß Gert