Contra Rotating Drive für 5S-Klasse

Hallo Kunstflugpiloten

Während ich mich mit dem Constant Torque Propeller beschäftige, hat sich Höfi dem Contra Drive Antrieb zugewandt.
Dank neusten Produkten bietet sich ihm die Möglichkeit ein Kunstflugmodell der 5S-Klasse damit auszurüsten. Als Modell dient ihm ...



... der Ray Bird 70 von HOKASEI MODEL.

Hier zuerst ein paar Hintergrundinformationen:
Michael Ramel entwickelte vor nunmehr 10 Jahren den ersten voll funktionstüchtigen Contra Drive Antrieb. Das Prinzip basiert auf einem Innenläufer-Antrieb mit angeflanschtem Planetengetriebe. Die Getriebeuntersetzung ist fix.



Bild stammt von hier: http://www.f3a-efactor.de/
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Internationale Bekanntheit und Erfolge konnte dieser Antrieb beim Einsatz an grossen Wettbewerben durch ...

Anhang anzeigen 1062153

... Sebastiano Silvestri erfahren.

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Es gab aber auch Modellbauer, die mit eigenen Ideen für die Realisation eines Contra Drives experimentierten.

Vor gut 4 Jahren trat Sharp, Brenner mit einem ähnlichen Konzept auf den Markt.

Anhang anzeigen 1062155

Ein markanter Unterschied besteht darin, dass die Getriebeuntersetzung geändert werden kann, wenn bei Verwendung eines anders dimensionierten Propellers das Drehmoment angepasst werden muss.

Grosser Nachteil dieser Antriebe mit Planetengetriebe ist der hohe Wartungsaufwand. Ausserdem sind sie ausschliesslich für die 5kg-Klasse F3A ausgelegt.

Aktuell:
Die FA. G&S model hat den Contra Drive Antrieb von Grund auf neu konzipiert.



Zum Einsatz kommen 2 Aussenläufer-Antriebe die mittig zusammengeschraubt sind. Die Welle des hinteren Motors geht geht durch den vorderen hindurch und nimmt mit einem Klemmkonus den vorderen Propeller auf. Der hintere Propeller wird direkt am Rotor des vorderen Motors angeschraubt.



Höfis Kalkulation für den Ray Bird 70 ergab folgende Werte:


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Die Gesamtleistung wird bei ca. 1'400W liegen. Gewichtsmässig muss beachtet werden, dass es für jeden Motor einen Controller braucht.
Ziel ist es den Antrieb Drehmoment-Neutral zu betreiben. Dies lässt sich mit der Anpassung der Gaskurve des jeweiligen Motors erreichen.



Dieser handliche Antrieb soll nun in ...



... diesem Modell zum Einsatz kommen.

Entgegen der Bauanleitung hat Höfi die Motorhabe fix mit dem Rumpf verklebt. Sie soll direkt als Motorträger Verwendung finden.


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Eingeharzt wird dieser CFK-Spant, der den Motor schwinggummigelagert aufnehmen wird.



Zwangläufig braucht es eine Anpassung der Motorhaube in Bezug auf den "Seitenzug".


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Kein Drehmoment = kein Seitenzug.

Hier noch ein paar weitere Bilder des Ray Bird 70:


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Soviel für den Moment.

Jüge

Hallo,

interessanter Bericht...

Der Vollständigkeit halber: Das G&S Models nun auch solche Antriebe auf den Markt bringt ist löblich, der Motor schliesst auch eine Lücke von seiner spezifischen Drehzahl her, aber "neu konzipiert" haben sie diese Motorenart nicht:

Himax Contra-Rotating: CR2805-1430, CR2816-1100, CR3516-1030, CR5025, CR6320-240
http://www.maxxprod.com/mpi/mpi-266.html

Hobbyking Contra-Rotating:

CR23M:
http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__10591__CR23M_Contra_Rotating_BL_System1550kv_.html

CR23L:
http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__10592__CR23L_Contra_Rotating_BL_System1100kv.html

Contra Rotating BL System 375W:
http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__6565__Contra_Rotating_BL_System_375W.html

CR50L:
http://www.hobbyking.com/hobbyking/...s_outrunner_motor_inc_radial_motor_mount.html

Gruß

Frank

Contra Drive

Contra Drive

Hallo Frank

Besten Dank für deinen Beitrag zu diesem Thema. Mit solchen Links steigt die Kompetenz eines Threads.

Gruss
Jüge

Sehr interessant !!!

Gr Frank

Update_01

Update_01

Hallo Leute

Einiges an Zeit ist vergangen in der nicht Nichts ging.

Wie BZFrank richtig gepostet hat, helfen die Produkte von G&S Model mit, eine grosse klaffende Lücke zu füllen. Sein Link zu den HIMAX-Motoren führt zu einer Homepage aus dem Jahr 2005. Also nichts für einen heutigen Motorflieger.
Die Motoren von HobbyKing sind mehrheitlich für kleine Saalflieger. Die 6S- und die 8S-Variante kamen nicht in Frage. Wie man ausserdem lesen kann, ist die Zuverlässigkeit der HobbyKing-Motoren eher dürftig.


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Der Erbauer einer Tupolew Tu-95 Bear musste bei allen seinen 4 Stk. 8S-HobbyKings die Magnete nachleimen.

Das wirklich eine Lücke besteht zeigt auch das Projekt eines Contra Rotating Drives für eine Macchi MC-72.


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ca. Mitte der Seite:

http://www.rc-wasserflieger.at/forum/thread.php?threadid=592&sid=


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Dieser Antrieb basiert auf zwei Scorpion-Motoren. Die beiden Motoren drehen mit bis zu 10'000 U/min damit der flotte Wasserflieger auch scale-mässig heizen kann.

Und nun wieder zu Höfis Projekt: 1 Akku 5S/5000mAh - 2 Controller 80A von MGM Compro - 2 Luftschrauben 13" x 8" von APC.



Da es für den Contra Rotating Drive keine Tabellen gibt welche 2 Luftschrauben zusammenpassen, muss dies erflogen werden. Leider gibt es die rechtsdrehenden APCs nur in einem beschränkten Angebot. Dies bedingt, dass die linksdrehende, die es in ausreichender Auswahl gibt, als hintere Luftschraube montiert wird.
Die Testläufe finden anfänglich mit identischen APCs statt.

Die Produkte von G&S Models verfügen über einen ansprechenden Spinner. Leider passt dieser mit seinem ø=62mm nicht auf die Motorhaube des RayBird (ø=57mm). Also muss eine eigene Lösung her.

Im Dialog mit Ralph Schweizer von RS Modelltechnik, einem Kenner der Contra Rotating Drive-Materie ergab sich, dass die Distanz zwischen den Luftschrauben so gross wie möglich sein soll. Dies habe einen direkten positiven Einfluss auf die Lärmemissionen des Antriebs.



Der Eigenbau-Spinner basiert auf der "langen Version" von TruTurn.


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Ein Bestandteil aus dem G&S-Spinner.


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Mit dem Nadellager wird eine zusätzliche Führung der Welle für den vorderen Propeller erreicht.


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Die Spinnerkappe muss noch geteilt und die vordere Spinnerplatte auf den richtigen Duchmesser abgedreht werden.

Bis demnächst
Jüge

Moin,

es wäre nett- wenn ihr schon meine Bilder aus anderen Foren kopiert- wenn ihr den verweisenden link setzen würdet:
http://www.rc-wasserflieger.at/forum/thread.php?threadid=592&sid=

Und: das Konzept der beiden Außenläufer ist noch viel älter als Himax. Wir haben u.a. damit schon zu seligen Ditto-Zeiten experimentiert, und Axi hat(te?) auch nen Motor. Nur mal zum Geschichtlichen...

Gruß,
Rene

Contra Rotating Drive

Contra Rotating Drive

@René
Das mit dem Posten von Links zu anderen Foren birgt die Gefahr, dass der Post gar nicht gelesen werden kann, weil zuerst eine Anmeldung erfolgen muss. So hab ich es unterlassen den Post über die Tupolew auf dem Warbirdforum zu verlinken.
Es war keine Absicht den Post der Macchi auch nicht zu verlinken.

Contra Rotating Drive
Das erklärte Ziel die Distanz zwischen den zwei Luftschrauben so gross wie möglich zu erreichen, scheint erfolgreich zu werden.



Es sollte ein Abstand von 35mm resultieren - entgegen den 30mm des Original-Spinners.

Gruss
Jüge

Moin Jüge,

Du weißt aber schon dass das posten von Bildern ohne Angabe woher/von wem eine Urheber-Rechtsverletzung ist, oder? Ein link in ein öffentliches Forum schadet dagegen niemandem. Es geht ja nicht nur um die Fotos, sondern Du hast Bilder von einem meiner Motoren ungefragt gepostet. Und genauso leicht wie Du sie gefunden hast hättest Du auch fragen können...

Die Motoren sehen aus wie die Robbe Roxxy-Prototypen, die rauskommen sollten und dann verschollen waren.
Ihr werdet übrigens tüchtig Probleme haben, den optimalen Arbeitspunkt zu finden.

Gruß,
Rene

Milestone #1

Milestone #1

12.11.2013
Dieses Datum gilt es sich zu merken. Denn heute konnte ...


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... ein entscheindender Fortschritt erzielt werden.


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Die Bearbeitung des TruTurn-Spinners ging besser von statten als erwartet.


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Die erhofften 35mm zwischen den Luftschrauben konnten erreicht werden. Fantastisch.



Nicht übel für den kompletten Antrieb.

Jetzt brauch ich nur noch unseren Prüfstand vorzubereiten und dann können wir mit den Testläufen beginnen.

Stay tuned
Jüge

Hi Jüge,
nach dem keiner Dich Warnt ! Bitte bau den hinteren Propeller schnellst möglich aus und besorg dir einen neuen .Den baust du dann ein und drehst das Befestigungskreuz so ,das die Schrauben je zwei auf den Seiten außerhalb des Propellers stehen. wer einen Propeller mitten im Blatt dort am Fuß durchbohrt handelt grob Fahrlässig .Denk bitte an Personen die in der nähe herumstehen und von herumfliegenden Teilen getroffen werden können.

Der Antrieb von Michael Rammel hatte ein Planettendifferentialgetriebe mit Lehnermotor ,gefertigt von Jörg Marschall.
Ich habe das dem Hans Lehner vorgeschlagen ,da ein Einstuffiges Planetengetriebe nur bis ca 7:1 Günstige Bedingungen hat und sich durch die Gegenläufigkeit die Untersetzung quasi verdoppelt,bei gleichzeitiger selbstständiger Drehmoment Einstellung. Am besten lassen sich die Momente durch Kürzen der hinteren Luftschraube einstellen die sich im verjüngenden Abluftstrahl der vorderen Luftschraube dreht.

Bernard HV-320 schrieb:

Moin Jüge,

Du weißt aber schon dass das posten von Bildern ohne Angabe woher/von wem eine Urheber-Rechtsverletzung ist, oder? Ein link in ein öffentliches Forum schadet dagegen niemandem. Es geht ja nicht nur um die Fotos, sondern Du hast Bilder von einem meiner Motoren ungefragt gepostet. Und genauso leicht wie Du sie gefunden hast hättest Du auch fragen können...

Die Motoren sehen aus wie die Robbe Roxxy-Prototypen, die rauskommen sollten und dann verschollen waren.
Ihr werdet übrigens tüchtig Probleme haben, den optimalen Arbeitspunkt zu finden.

Gruß,
Rene

Zum Vergrößern anklicken....

Sodele ....
welche Bilder sind Stein des Anstoßes?
Bitte per PN,
Leute, seid bitte Vorsichtig, denn auch Foren können bei Bilderklau
komisch reagieren. - bestes Beispiel ist das Fliegerforum !



Gruß
Andreas Maier
Moderator

ach ja Peter Haase hat auch ein tolles Projekt:


https://www.facebook.com/photo.php?...81411.100002581916781&type=1&relevant_count=1

https://fbcdn-sphotos-a-a.akamaihd....x720/1013430_440352169394176_1193060132_n.jpg


Gruß
Andreas

... irgendwie ist es doch blöd, das die Dinger noch Landen müssen und ein FW haben.

... sonst wären das zwei "Curare-Mitteldecker" ineinander um 90° gedreht verbaut!

... sorry OT - ich weiß, aber hier scheint der Zweck die Mittel zu heilen... schade.

ha !
die jungs sind einfach nicht konsequent, sonst wären die "winglets" vorne am flügel und würden auch die räder tragen.
es lebe die symmetrie !

reini

Contra Rotating Drive

Contra Rotating Drive

Hallo Leute

Bevor die Testerei auf dem Prüfstand beginnen konnte, mussten noch ein paar Arbeiten ausgeführt werden.


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Es stellte sich heraus, dass der Rotor des vorderen Motors nicht rund lief. Da der hintere Propeller direkt daran montiert wird, musste er stirnseitig abgedreht werden. Das Abdrehen am Umfang gestaltete sich infolge der Materialhärte als schwierig. Die ursprüngliche Oberflächenqualität konnte nicht reproduziert werden.

Christian Lucas: Nach dem keiner Dich Warnt ! Bitte bau den hinteren Propeller schnellst möglich aus und besorg dir einen neuen .Den baust du dann ein und drehst das Befestigungskreuz so ,das die Schrauben je zwei auf den Seiten außerhalb des Propellers stehen. wer einen Propeller mitten im Blatt dort am Fuß durchbohrt handelt grob Fahrlässig.

Zum Vergrößern anklicken....

Höfi hat sich diesem Einwand angenommen und die Konstruktion verbessert.


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Der Zapfen hat jetzt nur noch einen Durchmesser von ø=10mm. Somit bleibt doch einiges mehr an Materialstärke.
Das Durchbohren des Propellers lässt sich aber nicht umgehen. Sollte es eine Version_V2 geben, wird dies korrigiert.

Folgende Überlegungen sollen "belegen", dass der Propeller Stand hält:
- Die Max.Drehzahl für APC-Propeller berechnet sich U=145'000 ÷ ø in Zoll. Bei 13" sind das über 11'000 U/min. Der Contra Rotating Drive dreht mit ca. 6'500 U/min.
- Für glasfaserverstärkte Kunststoffe mit einem Anteil von 25% wird eine Zugfestigkeit von 16kg/mm2 angegeben.


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Noch sind nicht alle Probleme gelöst.

Jüge

Hallo Jüge,

sehr schöner Bericht. Bitte haltet uns auf dem Laufenden. Ich lese fleissigst mit.

Grüßle ind die Schweiz

Stefan

Contra Rotating Drive

Contra Rotating Drive

@Stefan
Gerne. Ich bleibe dran.

Problem "APC":
Im Post #5 habe ich in den Projekt-Eckdaten geschrieben, dass der Antrieb mit 2x APC 13"x 8" starten wird. Der Spinner wurde entsprechend für diese Luftschrauben bearbeitet.



Noch bevor die Motoren überhaupt jemals durchströmt waren ergab eine erneute Kalkulation, dass für das Erreichen der erwünschten Performance andere Luftschrauben erforderlich sind: APC 14".
Was so einfach schien, erwies sich als unerwarteter Mehraufwand.



Der graue 14"er weist eine viel dünnere Nabe auf, als der schwarze 13"er. Weiss jemand wieso das so ist?
Also musste der Spinner nochmals angepasst werden. Erfreulicherweise konnte dadurch der Abstand zwischen den LS auf 37mm vergrössert werden.


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Die Luftschrauben wurden wieder schwarz eingefärbt - ist ja schliesslich ein hochtechnisches Projekt.

Das aktuelle Setup besteht nun aus dem vorderen APC 14"x 8.5"P (P=Pusher) und dem hinteren APC 14"x 10".



Die Spitzen des hinteren APC wurden je 6mm gekürzt.

Testphase:
Wir konnten es heute nicht lassen und haben ein paar Ampère auf die Reise geschickt. Leider steht im Moment nur ein Controller zur Verfügung und so haben wir die Motoren einzeln drehen lassen:

- Der vordere Motor "schluckte" die erwarteten 40A.
- Der hintere zog 2A mehr.

Dies ist durch den fehlenden Luftstrom der vorderen LS zu erklären.

Bei einer Annahme von 3,6V bei 5S ergibt sich: 18V x 80A = 1'440W. Was will man mehr?

Wenn der zweite Controller zur Verfügung steht wird die Testphase beginnen und ich werde euch die Logs der MGM-Controller posten.
Nach erfolgreichem Abschluss kann der Motorspant plaziert und eingeharzt werden.

Bleibt dran.
Jüge

Hallo Kunstflieger,

Also, heute Abend ist der contra drive zum ersten Mal auf beiden Motoren gelaufen - Resultat ist vielversprechend und entspricht genau den Berechnungen :
Der Antrieb läuft an 5s ( Akkus halb geladen ) mit 78A ( d.h. knapp 40A pro Motor ).
Die beiden MGM Compro ESC`s verrichten ihre Arbeit dank der extrem vielfältigen Programmier-Möglichkeiten wunderbar synchron !
Die Geräuschkullisse ist erstaunlich moderat, obwohl dieser "mahlende" Sound natürlich auch bei diesem set up vorhanden ist .
Auch die Vibrationen sind absolut im grünen Bereich und ich erwarte, auch dank der schwingend gelagerten Motoreinheit, eine hohe Laufkutur.

RayBird ist beim Maler ( er soll ja schön werden ! ) und Ende Januar wird der Flieger dann komplettiert.

Ich kann`s kaum erwarten zu Erleben wie dieses set up sich dann in der Praxis bewährt !

Jüge wird sicher noch ein Video eines Testlaufs hier posten ( es macht einfach Freude diesen doch speziellen Antrieb an der Arbeit zu sehen !)
Es Grüessli
höfi

Counter Rotating Drive

Counter Rotating Drive

Hallo Leute

Am letzten Tag des alten Jahres konnte ich bei bestem Wetter das Video produzieren.


Nach den einzelnen Testläufen haben wir die Log-Daten ausgelesen und die beiden Antriebe verglichen.


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Dies sind die Werte des vorderen Motors ...


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... und dies diejenigen des hinteren Motors. Beide wurden mit 0 ... 100% ATV angesteuert.
Es lässt sich erkennen, dass der hintere Motor zu viel Drehmoment entwickelt. Dank dem, dass ein Controller am Empfänger-Kanal *3* und der andere am Kanal *6* angeschlossen ist, konnte das ATV für den hinteren Motor einzeln reduziert werden.


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Mit einem Wert von 0 ... 80% konnte der hintere Motor dem vorderen angepasst werden. Jetzt sollten die Drehmomente korrespondieren.
Diese Einstellungen sollten für einen Erstflug genügen. Auch der gemessene Standschub von 4.65kg lassen Gutes erhoffen.

Es besteht noch die Möglichkeit den hinteren Propeller im Durchmesser weiter zu reduzieren und das ATV wieder zu erhöhen, falls mehr Strahlgeschwindigkeit erforderlich ist.

Doch zuerst warten wir auf den Airbrusher.

Happy New Year and a lot of successful Flights
Jüge

Hallo Jüge,

Sehr schöner interessanter Bericht. Bin leider erst jetzt darauf gestoßen, obwohl ich mich auch schon eine gewisse Zeit mit der Thematik beschäftige - ich baue die Tu 95 aus einem deiner Eingangsposts ;-)

Ich habe in der Zwischenzeit ca 30 Starts mit den Antriebseinheiten in meinem fliegenden Prüfstand gemacht und kann nur sagen, das das drehmomentneutrale Verhalten schon etwas hat. Die China Trieblinge bedürfen zwar einer gewissen Nacharbeit - was jedoch bei dem Preis zu vertreten ist - meine Meinung. Bei Gelegenheit werde ich in meinem Baubericht weiter berichten.

Was ich jedoch an deinem letzten Post nicht ganz verstanden habe, ist die ATV Reduzierung. Wie bestimmst du das Drehmoment? Oder dient diese Anpassung dazu, das beide Motren die gleichen Ströme aufnehmen? Könntest Du die Hintergründe evtl. noch erläutert?

MfG
Andreas