Elektrostatische Aufladung bei Modellturbinen

Arno H

User
Hallo

Wir (d.h. mein Vater und ich) befinden uns gerade in der Projektphase "Planung eines Turbinenflugzeugs (Eigenkonstruktion / Funktionsmodell)".
Da wir bis jetzt nur mit F3A und E-Flug beschäftigt haben, fehlen uns spezifische Kenntnisse zu den Anforderungen an Turbinenmodellen.

Derzeitig beschäftigen wir uns mit der Frage inwieweit die elektrostatische Aufladung ein Problem für den sicheren Betrieb eines Turbinenmodells darstellt.

Unsrer Ansicht nach gibt es zwei mögliche Einflußfaktoren auf diesen Effekt:

1.) Erreicht die umströmende Luft um einen Körper eine gewisse Geschwindigkeit und weist dieser Körper gewisse Oberflächeneigenschaften auf, dann kann es zu einer statischen Aufladung kommen. Diesem Effekt könnte man evtl. mit einem speziellen Antistatiklack entgegenwirken.
2.) Zwischen Gehäuse und Turbinenrad kann es aufgrund der Relativbewegung der Teile zueinander zur statischen Aufladung kommen (da kein leitender Kontakt vorhanden ist). Diesen neuen Gedankenanstoß haben wir von einem Modellbaukollegen erhalten. Vielen Dank. Eine schlagartige Entladung könnte zu einer Beschädigung der Elektronik (Turbine oder RC) führen. Schlimmstenfalls zu einem Totalverlust der Maschine. Hier kann Antistatiklack keine Abhilfe bringen.

Da es keine Statistik (zumindest unseren Wissen nach) zu Unfällen mit Turbinenmodellen gibt läßt sich die Häufigkeit der Unfälle durch elektrostatische Aufladung schlecht einschätzen. Es kommt auch hinzu, daß nach einem Absturz häufig eine Absturzursache schwer auszumachen ist.

Deshalb unsere Frage in dieser speziellen Thematik:
Gibt es zur elektrostatischen Aufladung Untersuchungen?
Hat sich schon jemand intensiver mit der Thematik auseinandergesetzt?

Wir hoffen auf anregende Diskussion

Fliegergrüße

Claus und Arno Hohmann
 
Nun, eure Überlegungen sind Theoretisch Klasse, stossen in der Praxis aber auf einige praktische Probleme:

Zu 1.

Wie sehen die "gewissen Oberflächeneigenschaften" aus? Wie sind diese reproduzierbar darzustellen? Welchen speziellen Antistatiklack möchtet ihr verwenden der im Handel zu beziehen und mit den existiernden Lacken auf Nitro- Kunstharzbasis oder 2-K Basis verträglich ist. Ganz davon abzusehen das es diesen Lack überhaupt gibt?

Zu 2.

Was veranlasst zur Annahme das ein turbinenmodell hier besondere "Qualitäten" aufweist die ein herkömmliches, von der Geschwindigkeit her ähnliches Modell (Hotliner, F3A usw.) nicht hat?

Auf welcher Quelle beruht die Annahme das es zwischen Gehäuse und Turbinenrad aufgrund der Relativbewegung der Teile zueinander zur statischen Aufladung kommen kann ?

Wieso wären diese Probleme nicht bei Impellern aufgetreten? Hier sind sogar noch Kunststoffteile im Spiel die besonders gerne Kapazitäten erzeugen!?

Da es keine Statistik darüber gibt sowie keinerlei gesicherten Erkenntnisse das es Abstürze aus den o.a. Gründen gibt würde ich vorschlagen einfach sorgsam zu bauen, den eigenen Erfahrungen zu vertrauen und nicht immer irgendeine "mystische Komponente" im Turbinenfliegen zu sehen.

Dieser Antrieb ist Millionenfach bewährt und gehört zu den Sichersten Antrieben überhaupt. Nur darum kann der Personenbefördernde Flugverkehr diese geringen "Ausfälle" verzeichnen.

Da wir mit unseren Modellen also nur en miniature arbeiten gibt es keinen logischen Grund hieran zu zweifeln!

Ich bin fest davon überzeugt das die grösste Schwachstelle bei uns Modellfliegern der Pilot an sich ist sowie der Umgang mit der Technik und nicht die Technik an sich.

Ich behaupte sogar das es prozentual gesehen weit weniger Abstürze im Turbinenbereich gibt wie im herkömmlichen Propellergetriebenen Betrieb da die meisten Turbinenflieger sehr sorgsam mit dieser Materie umgehen. Tja und der Rest hatte eben "statische" :p Aufladungen oder "Stöööööörung" :D :D
 
Hallo,
in der Praxis beschränkt sich die Entstörung auf eine elektrische Verbindung mittels Stahlseil (bricht nicht) zwischen Turbine und Schubrohr um Potentialdifferenzen zu vermeiden.
Ansonsten, unbedingt Doppelsuper PCM-Empfänger verwenden.
Alles andere war bisher zu vernachlässigen obwohls wirs hier schon heiß diskutiert hatten.
Genaue Messergebnisse und Statistiken gibts da auch nicht, nur Erfahrungswerte, und die beschränken sich aufs obige. Ansonsten stimme ich dem Andreas voll zu.
Gruß
Eberhard
 

Arno H

User
Hallo

Danke für eure ausführlichen Antworten.
Damit wir uns nicht falsch verstehen. Wir sehen im Turbinenflug auch kein Hexenwerk oder Zauberei :) Da wird schließlich auch nur mit Wasser gekocht.
Eine Vielzahl der Unfälle ist Turbineflug sicherlich auch wie im konventionellen Flugmodellsport Pilotenfehler oder „Schlamperei“ beim Bau, Wartung und Betrieb.

Es geht uns vielmehr darum, ob ein mögliches Fehlerpotential vorhanden ist, welches man berücksichtigen sollte.
Wenn dem nicht so ist umso besser.

Zu Deinen Fragen:

1.
Die gewissen Oberflächeneigenschaften beruhen hauptsächlich auf der elektrischen Leitfähigkeit der Oberfläche. Ist die Oberfläche nicht oder nur schlecht elektrisch leitfähig, dann könnte sich ein Potential aufbauen.
Es gibt einen speziellen Antistatiklack (Wehrtechnik).

2.
Es sind im Turbinenmodell mehr elektrische Komponenten verbaut (EMV?).
Aber das treibt die Sache schon zu weit.
Nein, ein wesentlicher Unterschied ist die Geschwindigkeit des Generators (Turbine).
Bei den sehr hohen Drehzahlen, welche im Übrigen nicht mit denen eines Impellers vergleichbar sind treten evtl. Effekte auf, welche bisher nicht aufgetreten sind.
Wieso es zu einer Aufladung kommen kann? (Physik: Katzenfell und Kunststoffstab)

Sicher der Betrieb hat sich bewährt, aber und gerade wenn man neu in so eine Materie einsteigt lohnt es sich doch manchmal doch etwas länger nachzudenken und auch andere Personen, die sich schon länger mit der Materie beschäftigen um Ihre Meinung zu fragen. Ansonsten läuft man doch Gefahr vor einen Trümmerhaufen im Wert eines Kleinwagens zu stehen.

Ein DS-PCM-Empfänger und die besten Komponenten die man derzeitig auf dem Markt bekommen kann sind ganz klar ein Muß für so ein Modell.
Nehmen wir aber mal an. Durch eine Konstellation, die allerdings nur im Flug oder im Windkanal getestet werden kann, kommt es zu einer schlagartigen statischen Entladung (Die es ja nicht gibt :p ) und der Empfänger bekommt die Entladung über die Antenne voll ab und die Elektronik wird dadurch geschädigt oder zerstört. Dann nützt der beste PCM Empfänger nichts, dann heißts Abwärts Kameraden.
Ein weiterer wesentlicher Unterschied des Modellflugs zu zivilen / militärischen Applikationen ist vorhanden. Im Modellflug wird mit relativ schwacher Sende / Empfangsleistung operiert.
Bei zivilen und militärischen Applikationen könnte es sein, dass evtl. auftretende Störpegel durch eine hohe Leistung kompensiert werden. Aber dafür kenne ich mich in der Nachrichtentechnik zu wenig aus.

Ich finde es Super, dass Ihr euch gleich dazu gemeldet habt und ich denke, dass wir das Thema weiterhin im Auge behalten.
Aber schließlich klappt es ja mit dem Betrieb und deshalb werden wir da weiterarbeiten.
Wer weiß vielleicht fährt man ja beim Einladen zum „Wochendflugtag“ mit dem Auto über den fertigen Flieger (Soll ja schon vorgekommen sein) und dann hat es sicher nicht an der statischen Aufladung gelegen. :D

Viele Grüße

Arno
 
Hi Arno,
der Flieger wars zwar net der platt gefahren wurde, dafür aber ne große Kabinenhaube.

Aber ich denke betreffs Statischer Aufladung, ist wesentlicher, das ihr zb Reifen u. Räder verwendet, die die hohen Rollgeschwindigkeiten und Bremskräfte ohne sich zu dehnen aushalten sonst streifen die am Bein und dann gibts starke Statische Aufladungen, die zum Absteller gleich nach dem Abheben führen.
Die heiß diskutierten Statischen Aufladungen über die ihr nachdenkt, haben bisher zumindest mit gutem Empf. Matterial keine Probleme verursacht.

Ich hatte zB. in 3 Jahren Turbinenfliegens
(800 liter Sprit) keine Störungen. Ich denke das spricht bei einem 20 kg Modell mit entsprechender Technik (lange Kabel 60 cm Schubrohr usw) für sich.
Beim Turbinenmodell gelten generell dieselben technischen u. sicherheitstechnischen Anforderungen wie beim Propellergroßmodell.

Ansonsten sind keine ruinösen Fibrationen vorhanden, die Technik beim Turbinenmodell lebt also wesentlich länger. Dies kommt der Lebensdauer der Modelle erheblich zu Gute.

Du hast im letzten Beitrag von nem Militärischen Abntistatic-Lack erzählt, erzähl uns mal was das fürn Zeugs ist, Klarlack, 2 K-Lack, Farbe(n), Bezugsquelle usw.

Gruß
Eberhard

[ 16. Februar 2003, 20:20: Beitrag editiert von: Eberhard Mauk ]
 

Arno H

User
@Eberhard

Da hast Du ja schon ganz schön Erfahrung sammeln können (800 Liter).

Mit dem Antistatiklack wissen wir, daß es so etwas gegeben hat.
Derzeitig sind wir auf der Suche nach einer Bezugsquelle.
Wenn es da was neues gibt melde ich mich (Schreibe ich einen neuen Beitrag).

@Ralf
Den Link kenn ich schon, aber das ist nicht das was wir uns so vorstellen.
Totzdem Danke.

Fliegergrüße

Arno
 

Spunki

User
>>Zwischen Gehäuse und Turbinenrad kann es aufgrund der Relativbewegung der Teile zueinander zur statischen Aufladung kommen {da kein leitender Kontakt vorhanden ist}.<<

Auch wenn event. keine elektr. Verbindung zwischen Gehäuse und Läufer besteht {zb. durch Keramikkugellager} sind die Spaltmaße derart klein sodaß sich sicher keine sehr hohe Spannung aufbauen kann ...

>>Projektphase "Planung eines Turbinenflugzeugs {Eigenkonstruktion / Funktionsmodell}.<<

Wie wärs mit nem Modell ganz aus Holz? ;) ...

Grüße Spunki
 

Spunki

User
Hallo Arno ;)

Ja, ist ne feine Sache - nur ich hab leider keinen Kamin ;) ...

Ganz im Ernst: die Tendenz geht sowieso wieder Richtung Holzflieger, auch bei Turbinen ... und die sind halt nun mal nicht so anfällig für "elektrostatische Aufladung" als eine reine GFK-Orchidee ...

Grüße Spunki
 

Arno H

User
Hallo Spunki :)

Dass Holz jetzt auch bei Turbinenflieger am kommen ist hätte ich nicht gedacht.

Vom Kunstflug und insbesondere FunFly kenne ich das schon, aber die hohen Geschwindigkeiten und die "häufig" schwierigen Geometrien (Rumpf Flügel Übergang, wenns nicht gerade ein Delta ist, gestalten das schon schwierig.
Die Bauzeit ist wahrscheinlich nicht mal so der Wahnsinnsunterschied, wenn man nur einen Flieger baut (Urmodell und Form benötigen ja auch seine Zeit).

Fliegergrüße

Arno
 

Spunki

User
Hallo Arno :)

>>Dass Holz jetzt auch bei Turbinenflieger am kommen ist hätte ich nicht gedacht.<<

Auf Anhieb fallen mir dazu gleich mal 5 davon ein:

- Jurassic
- TurboTwin
- SuperReaper
- Jet2
- Ziroli-Panther

Wennst nicht unbedingt bei der WM mitfliegen willst dann ist doch Holz das Ideale - reparier mal einen GFK-Rumpf so daß man nachher wirklich nix mehr sieht ;) ...

Grüße Spunki
 

Arno H

User
Hallo Spunki

Schade gerade bei der WM wollte ich mitfliegen (HAHA)

Ganz im Ernst das mit dem Holz ist ein guter Tipp. Müssen wir mal überlegen, ob das nicht besser wäre.
Zur Zeit ist ein CFK Sandwich Rumpf in Planung.

Fliegergrüße

Arno
 

Spunki

User
Hallo Arno ;)

Die Form könnt Ihr dann immer noch bauen wenn Euer "Urmodell" aus Holz zufriedenstellend fliegt und es nichts mehr zu verbessern gibt ;) ...

Und zur Festigkeit: Der Rumpf meines Super-Reapers besteht aus dreischichtigem Sperrholz (3mm) - und zwar aus ausgesuchtem, äußerst! hartem! und festem! Balsa! - wußte gar nicht das es so ein hartes Balsa überhaupt gibt! ...

An den kritschen Stellen ist das Holz sogar gedoppelt - also 6mm!

Vom Gewicht/Festigkeit kann da höchstens ein guter GFK-Sandwich mithalten - von der Reparatur- bzw. Änderungsfreundlichkeit bzw. Bearbeitbarkeit her aber dann auch schon nicht mehr ...

Grüße Spunki
 

Arno H

User
Hallo Spunki,

Danke für Deine Tips.

Und natürlich bedanken wir uns auch bei allen anderen.

Soll ich dieses Thema noch offen lassen? oder schliessen?

:)
Arno
 

Arno H

User
Ich habe am Wochenende was interessantes gehört.

Anscheinend sollte man im Turbinenmodell nicht den DS 20 PCM Empfänger einbauen, sondern MC-24 mit neuesten Empfänger SMC-.... (Erhöhte STEPS).

Der normale Dopelsuperhet soll im Turbinenbereich nicht so geeignet sein.
Beim normalen Glühzünder (23 ccm3) war das nie ein Problem.

Aber vielleicht ist die Sache mit dem Empfänger auch nur ein Gerücht.

Fliegergrüße

Arno
 
Hallo Arno,
genau den DS 20 PCM Empfänger (altes PCM) halte ich im Jet für besonders gut geeignet.

Ich fliege diesen Empfänger ( 2 Stück) seit
3 Jahren in meiner F 89 die mit 60 cm Schubteiler u. 3 Meter langen Servokabeln ausgerüstet ist.
Dazu kommt, der Empfänger sitzt nur 10 cm von der ECU und 20 cm von der Pumpe entfernt. Die Antenne ist längs im Runmpf 10 cm von einem Kabelstrang entfernt verlegt.
Störungen und Fail-Saife damit bisher NULL
Vorher habe ich diesen Empfänger 3 Jahre in einer technisch ähnlich aufwendigen 20 kg Mustang mit 3 W 120 er Motor geflogen auch da ohne jede Störung.

Die Bodenreichweite in beiden Modellen war nie unter 150 Meter.
Beim Test Modell am Boden, mit laufendem Antrieb, Antenne im silber lackierten Rumpf längs verlegt, Antenne im Sender föllig eingeschoben, Abstrahlrichtung aufs Modell zu, das Modell mit dem Heck zum Sender um an den Klappen sofort Fail-Saife Reaktionen erkennen zu können.

Nach bisherigen Beobachtungen ist der SPCM DS
( neues PCM ) ebenfalls gut für Jet-Modelle geeignet.

Schlecht sind im Jet dagegen die normalen SPCM- Empfänger. Damit habe ich im letzten Jahr 6 Jet-Modelle zu Bruch gehen sehen. In 6 weiteren Jets traten Fail-Saife Reaktionen zum Teil über mehrere Sekunden auf. Anscheinend reicht da die Empfangsqualität bei den im Jet doch etwas erschwerteren Bedingungen nicht mehr aus.

Gruß
Eberhard
 

Arno H

User
Was uns in diesem Zusammenhang aufgefallen ist, daß der neue PCM Empfänger laut Katalog weniger kostet, als der neue Empfänger.

Arno
 
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