Problem besteht weiterhin
Problem besteht weiterhin
Hallo zusammen,
ähnlich wie in Post #151 von Oliver habe ich den Q80 Motor mittlerweile hinten abgestützt.
Der anschließende Probelauf bis Vollgas im Garten mit einem noch halb vollen Akku vom vergangenen Wochenende erfolgte sehr vielversprechend.
Am vergangenen Donnerstag wollte ich dann recht zuversichtlich den zweiten Flug angehen. Mit einem frisch geladenen Akku kontrollierte ich sicherheitshalber nochmal den Motorlauf bei hoher Drehzahl am Boden. Und siehe da: Das Ganze schwingt sich schon wieder auf und endete in starken Vibrationen.
Da der Lipo natürlich jetzt mehr Dampf gehabt hatte, war die Enddrehzahl auch etwas höher. Beim Testlauf im heimischen Garten zuvor hat's wohl gerade so gepasst, dass nichts passierte...
Die Heckabstützung des Motors hatte jedoch wirkungsvoll verhindert, dass der Motor wieder bis zum Bugfahrwerk durchschlägt.
Nach dem nun gescheiterten Testlauf stellte ich fest, dass der ganze Antrieb sich mit etwas Kraftaufbringung am Prop ein wenig bewegen lies, obwohl die Befestigungsschrauben am Spant mit Loctite fest angezogen waren.
Daher wurde mir nun auch klar, dass die Abstützung des Motors kaum einen Effekt zeigt, wenn vorne am Motorspant das ganze Material arbeitet.
Vergleich dazu Beitrag #109 und #129: Die Schrauben arbeiten sich bei unwuchtig rotierender Masse in das Material hinein. Die Druckkraft vom Motor auf den Spant aufgrund des Propellerzugs bei Vollgas unterstützt zusätzlich das Eindrücken des Materials.
Wieder zu Hause angekommen, habe ich den ganzen Antrieb nun entfernt und hatte eigentlich vor, die GFK-Beschichtung wegzufräsen, um beidseitig jeweils 2,5mm GFK Hartgewebeplatten deutscher Qualität mit Epoxydharz auf den Holzteil des Motorspantes aufzukleben, um dem System mehr Steifigkeit zu verleihen - insbesondere eine deutlich größere Härte an den Druckflächen der Befestigungsschrauben.
Nach ersten Fräsansätzen stellte ich fest, dass die GFK-Beschichtung nichtmal richtig mit dem Holz verbunden war. Mit bloßem 3mm Schlitzschraubendreher konnte ich die gesamte Beschichtung entfernen, Dremel war nicht mehr nötig!
Siehe angehängte Fotos.
Sorry an die Konstruktionzuständigen und vor allem an den Hersteller dieses Modells, aber bei derart primitiver Ausführung des Motorspantes ist die vorliegende Problematik bei schon geringster Unwucht (der Spinnerkappe) doch vorprogrammiert! Bei der restlichen überraschend positiven Konstruktion (und vor allem Bauausführung, Ordnungsgemäße Verklebung ab Werk etc.) geht man eigentlich auch von einem gescheiten Motorspant aus...
Nachdem das Modell bereits mindestens 2 (!!) Jahre am Markt ist, hätte die primäre Schwachstelle schon längst gefunden und beseitigt werden müssen. Sorry, aber diesbezüglich bin ich schwer enttäuscht!
Ich sehe das Problem nach gründlicher Analyse mittlerweile wie folgt:
1.) der Motorspant (5mm Holzstärke) ist viel zu weich, das dort verwendete Holz von minderwertiger Qualität (Härte).
2.) die GFK Beschichtung des Motorspantes ist völlig sinnlos, da keine feste Verklebung vorhanden ist, die dem Spant an den Druckberühr-Flächen der Motor-Spant Verbindung mehr Härte verleihen würde. Zumal besteht das GFK selbst (riecht beim Fräsen wie Phenolharz) aus mangelhafter Fernost-Qualität, wie sich mittlerweile heruas gestellt hat. Da bin ich deutlichst bessere (europäische) Standarts gewöhnt!
3.) die 4 größeren Bohrungen (herstellerseitig) nah am Lochkreis der Motorbefestigungsschrauben weichen die Aufnahmefläche (Druckflächen der Schrauben) des Antriebs zusätzlich auf. Der Sinn dieser 4 Bohrungen erschließt sich mir bis heute nicht.
4.) es reicht daraus resultierend eine nur minimale Spinnerunwucht bereits aus, dass das Material des Motorspantes derart arbeitet und folglich eindrückt, was dann unweigerlich zum Aufschwingen des ganzen Antriebssystems führt.
Fazit:
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Wenn 1.), 2.) und 3.) nicht zutreffen würden, würde sich der Antrieb trotz einer Spinnerunwucht nicht derart aufschwingen. Eine
STEIFE Befestigung des Motors ist das A und O bei einem derartigen Antrieb. Bis heute war ich von einem vernünftigen Spant ausgegangen ohne das ganze mal näher betrachtet zu haben (war ja augenscheinlich ok). Daher konnte ich die Problematik bis jetzt auch gar nicht so richtig nachvollziehen. Aber wie heißt es doch: Vertrauen ist gut, Kontrolle...
Wäre der Spant aus hartem mehrfach verleimten Sperrholz deutscher Qualität gewesen, mit mehr als 5mm Dicke bzw. zusätzlich
QUALITATIV mit GFK beschichtet, so wäre die Anbtriebseinheit ausreichend Steif, um auch eine große rotierende Masse wie bei der Me309 problemlos zu bewegen.
Die Masse der Spinnerkappe (bei mir ca. 145g) wäre primär gar nicht das Problem, wenn ein gescheiter Motorspant aus qualitativem, harten Holz vorhanden wäre, so wie es die Hersteller der größeren Kunstflugmodelle auch vorsehen.
Aber die hier verwendete "Weichpappe" mit völlig untauglicher Beschichtung ist jedenfalls derart ungeeignet (daher auch das Durchschlagen bis zum Fahrwerk beim ersten Testlauf ohne Heckabstützung), dass Probleme der Antriebsaufschwingung schon bei geringster Unwucht vorprogrammiert sind - da hilft in meinem Fall auch keine Heckabstützung des Motors mehr, wenn vorne schon alles arbeitet.
Ich denke in meinem Fall hat eine besonders ausgeprägte Unwucht der Spinnerkappe die Problematik erst aufgezeigt. Vermutlich habe ich einen besonders "schlecht" gewuchteten Spinner erhalten, da andere User spätestens nach Abstützung des Motor keine Probleme mehr hatten.
Wäre der Spant von vernünftiger Härte, so dass sich die Schrauben nicht hinein arbeiten, wäre eine Abstützung des Motors gar nicht nötig. Ich habe auch schon einen Außenläufer mit über 800g (deutlich mehr als der Q80) ohne Abstützung in einem Modell betrieben und dort war noch nichtmal die Luftschraube gewuchtet. Es gab kein starken Vibrationen, weil der voll GFK Spant eben nicht in dem Maße arbeitet, wie die Weichpappe der Me309.
to do:
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Da ich nicht den gesamten Spant vorne aus dem Rumpf reißen möchte, werde ich das freiliegende Holz großflächig mit qualitativer 2,5mm Glashartgewebeplatte beidseitig bekleben. Danach dürfte dieser Bereich nicht mehr derart arbeiten, so dass sich die Schrauben bei enstehenden Schwingungen erneut ins Material hinein arbeiten.
Ggf. ist aber auch zu prüfen, ob die Verklebung des Spantes mit der übrigen Rumpfzelle genügend Steifigkeit aufweist, sonst geht das Problem an dieser Stelle in veränderter Ausprägung weiter...
Noch ein Hinweis nach erkannter Ursache:
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Selbst wenn die Spinnerkappe demnächst vielleicht deutlich leichter wäre und perfekt gewuchtet sein würde (keine unwuchtigkeitsbedingten Biegemomente mehr auf die Welle, welche sich entsprechend mit jeder Umdrehnung umlaufend in Zug-Druckkräften auf die Kontaktflächen Motor-Spant übertragen würden), wäre die Problematik des weichen Motorspantes immer noch vorhanden!
Spätestens nach einigen Flügen arbeiten sich die Befestigungsschrauben ggf. wieder ins Material hinein, auch wenn der Antrieb völlig vibrationsfrei laufen würde! Die entscheidenden Stichworte sind hier der Gyroskopische Effekt in Verbindung mit Präzession! Diesen Effekt kennt man ja vom Spielzeug "Gyrotwister". Bewegt man dieses Leichtgewicht bei hoher Drehzahl, entstehen sehr große Kräfte bei Kippung der Rotationsebene in der Hand.
Der rotierende Propellerkreis bewirkt genau dasselbe, wenn das Flugzeug z.B. eine Kurve etc. fliegt, also die Propellerebene in eine Richtung kippt. Die Kontaktfläche zwischen Motor und Spant muss diese durch Präzession auf die Motorwelle wirkenden Biegemomente letztlich aufnehmen. Ist der Spant zu weich, arbeitet das Material an den Kontaktstellen wieder, löst dadurch allmählich den festen Sitz des Motors und das bekannte Problem des Aufschwingens mit anschließenden Vibrationen ist wieder da.
Wenn das Material am Motorspant aber steif und hart wäre (z.B. ein vernünftiger GFK Spant), würde das Material nicht derart arbeiten können. Und genau das ist in meinen Augen der Kasus Knaxus für die vorliegende Antriebskombination.
Denn dann würde bei ggf. unwuchtig laufendem Spinner zwar das ganze Modell schwingen/vibrieren, aber nicht mehr der Motor allein, was hier das primäre Problem ist.
Sorry, dass es so lang geworden ist, aber nach dem nun zweiten Fehlversuch hab ich mich der Problematik erst jetzt ernsthaft angenommen.
Gruß
TW4X
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