Konstruktion einer Pilatus PC24 für 2 x 70mm-Impeller

KUDI

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Ich habe mit der Konstruktion eines Nachbaus der PC24 der Schweizer Pilatuswerke begonnen. Nachdem ich den Rollout dieses neuen Privatjets am 1. August 2014 selber erleben durfte, ging mir dieser schöne Business-Jet nicht mehr aus dem Sinn:
PC24_Proto_1.jpg
Die Suche nach technischen Unterlagen gestaltete sich schwierig. Obwohl ich persönliche Kontakte in die Konstruktionsabteilung von Pilatus habe, waren keine Zeichnungen oder CAD-Daten zu kriegen. (Finde ich eigentlich schon richtig). So begnüge ich mich mit einer 3-Seiten-Ansicht, die auf der Pilatus-Homepage verfügbar ist und vielen Bildern.
Folgende Eckdaten habe ich bisher festgelegt:
- Holzbauweise, möglichst leicht (ich, als Holzwurm kann nichts anderes :))
- Massstab: 1:8, ergibt eine Spannweite von 2.15m
- Antrieb: 2 x 70mm-Impeller
- Zielgewicht 4-5 kg
Als erstes habe ich die 3-Seitenansicht, sowie einen Rumpfquerschnitt vom Pilatus-Prospektblatt eingescannt und als Hintergrundbild in mein 2D-CAD geladen. Dort bin ich nun am Nachzeichnen der Konturen.
2DCAD1.jpg
Das wird dann die Basis für sämtliche weiteren Konstruktionsarbeiten. Hier sieht man nun auch, ob die Vorlagen wirklich stimmen. Passen die verschiedenen Ansichten überein? Sieht beim Pilatus-Plan sehr gut aus.

Falls Interesse besteht, kann ich hier in loser Folge über die weiteren Entwicklungsschritte berichten.
Ich würde auch gerne mal ab und zu eine Frage in die Runde werfen.
Da ich aber (noch) nicht zu den „glücklichen“ Pensionierten gehöre, wird alles schön schweizerisch gemütlich vorangehen.

Kudi
www.keiro.ch
 

Ejeturs

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Weiter so

Weiter so

Hallo Kudi

würde mich über einen Bericht sehr freuen. Habe das Glück, langsam pensioniert zu sein. Hunter von Fly Fly sollte dieses Jahr endlich fliegen.:):):)
Bin auch am CAD üben.

Ejeturs aus Wikon
 
Mach weiter

Mach weiter

Hallo Kudi,

ich werde Dein Projekt aufmerksam verfolgen. Ich besitze eine Semi Scale Canadair Challenger CRJ 600. Sie hat 2,10 m Länge und 1,86 Spannweite und wiegt dank einer genialen Balsa/GfK-Sandwich Konstruktion nur 7,0 kg. Und das mit 2 x 90 mm Impellern und 2 Lipos a 5s und je 5000 mAh sowie mit einem elekrtischen EL7 Einziehfahrwerk von Giezendanner.

Vielleicht kann ich Dir später beim Bau mit einigen Leichtbau-Tips weiterhelfen.

Viele Grüße
Jörg
 

aguof

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Salü Kudi,

schön das Du Dich da ranmachst. Nach meinen Erfahrungen wird Du aber schwerer. Der Lear Jet mit 1.44 SP kommt mit 2 x 70 an 1x 5S 5000er Zellen auf 4.2 Kilo. Klar ich könnte noch auf 4 S runter was aber immer noch rund 4 Kilo wären.
Viel Erfolg und bis bald Alain
 
Pilatus PC24

Pilatus PC24

Hallo Kudi

super, dein neues Projekt. hoffentlich berichtest du viel und ausgiebig. bin auf jeden Fall mit Interesse dabei :):):):)

mfg

Armin
 
Hallo Kudi

Super Projekt, ich werde dann in etwa drei Jahren die auf 4 Meter vergrösserte Version nehmen :D. Mach sie bitte schön scale.

Gruss, Michael
 

KUDI

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Danke für die zahlreichen Feedbacks. Das motiviert.

Danke für die zahlreichen Feedbacks. Das motiviert.

Ich habe bereits die erste Frage: Wie gross ist die Flächenbelastung bei euren EDF-Jets? Die PC24 hat im gewählten Massstab eine tragende Flügelfläche von 40 qdm. Da komme ich bei meinen (optimistischen?) 5kg Abfluggewicht auf 125 gr/qdm. Im grünen Bereich ?

Ich mache mich mal an die Flügelkonstruktion. Als erstes habe ich mich entschieden, dass ich den Innenflügel fest am Rumpf anbauen werde, inkl. Einziehfahrwerk. Die Aussenflügel werden dann angesteckt. Im Flügelgrundriss habe ich Rippen- und Holmpositionen, sowie Steckung festgelegt.
2DCAD2.jpg
Die Fortsetzung der Konstruktion erfolgt nun im 3D-CAD.

Bis demnächst
Kudi
www.keiro.ch
 

KUDI

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Der PC24- Flügel ist modelliert

Der PC24- Flügel ist modelliert

Herzlichen Dank für die Rückmeldungen (auch per PN).
Fazit: 125g/qdm scheint in Ordnung, aber grosse Herausforderung wird das Gewicht von 5 kg sein.
Als Flügelprofil habe ich das NACA 53a412 gewählt. Dieses original 12% dicke Profil verdicke ich vom „Knick“ bis zur Rumpmitte auf 16%, vor allem, um genügend Einbauhöhe für das Einzieh-Fahrwerk zu haben. Im Aussenflügel baue ich eine Schränkung von 0.5° ein. Damit sind die 3 Stützprofile fixiert.
3DCAD01.jpg
Mit ein paar Klicks im CAD entsteht nun ein Volumenmodell des Flügels, das als Basis für alle weiteren Konstruktionen dient.
Übrigens: Ich arbeite mit dem 3D-CAD Inventor, nicht etwa weil das besonders gut für Modellbau geeignet ist (im Gegenteil?), sondern weil ich dieses Programm täglich auf meiner Arbeit brauche. Und die beste Software ist immer die, welche man am besten kennt.
3DCAD02.jpg

Diesen Flügelrohling habe ich mit Holmausschnitten, Steckung, Ruderspalten, Nasenleiste, Rippenfüsschen etc. versehen und schliesslich in Aussen- und Innenteil (Rumpf) aufgetrennt.

3DCAD03.jpg

3DCAD04.jpg

Jetzt folgt viel Fleissarbeit: Alle Rippen durch Schnitte erstellen!
(Und vorher noch Skiurlaub :))

Kudi
 
PC 24

PC 24

Hallo Kudi

Hast du die Profile auch im Inventor gemacht. Sieht ja perfekt aus..

Nicht das ich dir keinen Urlaub gönne, aber ich hoffe du gehst nicht 14 Tage in Urlaub. Sonst müssen wir ja ewig warten. Aber noch mal er ( der Urlaub ) sei dir gegönnt :cool:

MFG

Armin
 

KUDI

User
Hallo Armin

Hallo Armin

Damit Inventor wirklich saubere "Erhebungen" erstellt muss das Profil aus je einer Spline für die Ober- und die Unterseite bestehen.

Das Original-Profil habe ich als DXF aus einer Profildatenbank ins 2D-AutoCAD importiert.
Dort habe ich für die Ober- und die Unterseite je eine Spline manuell nachgezeichnet (möglichst genau :rolleyes:).
Dann noch auf die richtige Grösse skaliert (das aufgedickte Profil mit unterschiedlichen X- und Y-Werten) und direkt als Inventor-Skizze übernommen.

Ach ja, leider nur 1 Woche Urlaub.

Gruss
Kudi
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Tragflächenprofil

Tragflächenprofil

Hallo Kudi,

ich bin nicht der Aerodynamik-Experte, aber was ich bisher zur Tragflächenschränkung von Airliner-Piloten gehört habe, sind wesentlich höhere Schränkungswerte als 0,5° vozusehen, um ein Unterschneiden im Flug zu verhindern. Meine Challenger hat einen Anstellwinkel in der Tragflächenmitte von 4° und eine Schränkung von 2,5°. Wie schon in meiner PN an dich gesagt, geht sie damit hervorragend.

Ich frage mal wegen Details bei dem Konstrukteur meiner Tragfläche nach. Ich habe dessen Telefonnummer nämlich erhalten.

Schönen Urlaub
Jörg
 
Schränkung

Schränkung

Hallo Kudi,

vielleicht liest Du ja auch im Urlaub in Deinem Thread weiter.

Ich habe eben mit dem Aerodynamiker gesprochen, der Profil und Schränkung der Tragfläche meiner Challenger festgelegt hat. Ich muss daher meine Angaben aus meinem letzten Beitrag etwas korrigieren. Er bleibt bei seiner Empfehlung der Profile: NACA 4412 als Wurzelrippe und NACA 2412 an der Aussenrippe. Anstellwinkel in der Mitte ca. 2 - 2,5°, Schränkung 1,5°. Es soll zwischen Anstellwinkel in der Flächenmitte und an der Aussenrippe eine Differenz von 0,5 - 0,75° bleiben. Zwar könne man die genannten NACA Profile auch bis zu 7° negativ anstellen, sie erzeugen dann immer noch Auftrieb, aber empfohlen wird das nicht.

Vielleicht hilft Dir dieser Input ja bei dem Design Deiner Tragfläche weiter.

Gruß
Jörg
 

KUDI

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Danke für die Anregungen

Danke für die Anregungen

Bin ohne Schaden aus dem Skiurlaub zurück;).
Den Flügel habe ich nochmals überarbeitet und habe nun eine Schränkung von 2.5° „eingebaut“. Zudem werde ich den Einstellwinkel des Flügels am Rumpf von zuerst geplanten 1.2° auf 3.2° gegenüber der Längsachse erhöhen. Meine PC24 soll nicht mit hängendem A…. unterwegs sein.
Die Rippen des Aussenflügels und der Hauptholm sind gezeichnet, und als Auflockerung zum Rippen ableiten, habe ich mit dem Modellieren des Rumpfes gestartet:

3DCAD05.jpg

3DCAD06.jpg

Kudi
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KUDI

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Melde: Aussenteil Flügel fertig konstruiert

Melde: Aussenteil Flügel fertig konstruiert

Alle Rippen, sowie die Haupt- und Hilfsholme sind aus dem CAD-Urmodell des Flügels entstanden (Schnitte). Die Nasenleiste, die Kiefernleisten für den Hauptholm, sowie Servorahmen und Deckel habe ich separat konstruiert und in die Zusammenstellung eingefügt. Beplankung mit 1.5mm Balsa. Das CAD gibt mir aktuell ein Gewicht von 230 gr. an. Da sollten meine Vorgaben von 350 gr. fertig (ohne Servos) realisierbar sein.

3DCAD006.jpg

Zur Motivationssteigerung habe ich wieder mal das Internet nach neuen Bildern vom Original-PC24 durchstöbert. Am 16. November 2015 hatte der 2. Prototyp seinen Erstflug, sodass nun erste Flugbilder mit beiden existieren (Photo by Pilatus Aircraft Ltd)

PC24_Proto_1und2.jpg

Weiter geht's mit der Detailkonstruktion des Flügel-Mittelteils

Kudi
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KUDI

User
Das Flügel-Mittelteil ist nun soweit auskonstruiert:

3DCAD08.jpg

Beim Einziehfahrwerk fehlt mir noch die zündende Idee für die Fahrwerkbeine. Die PC 24 hat am Hauptfahrwerk eine geschleppte Ausführung mit Tandemrad. Kennt jemand käufliche Fahrwerkbeine dieses Typs? Raddurchmesser 80mm.

PC24_Proto_EZFW1.jpg PC24_Proto_EZFW2.jpg

Zwischendurch habe ich immer mal wieder an der Urform des Rumpfes weiter modelliert (im CAD).
Ich kann bald mit dem Ableiten der Rumpfspanten beginnen.
Aber stop, vorher muss auch noch das T-Leitwerk modelliert werden.

3DCAD09.jpg

Kudi
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