Extremer Leichtbau! Eigenbau 700er Low RPM Heli mit 3s Antrieb

[chris-t]

Moin,

ist ein Fixpitch-Heckmotor überhaupt in der Lage, dynamisch angemessen dem sich "spontan" und heftig ändernden Drehmoment des Hauptrotors paroli zu bieten beim 3D-hampeln?

Käsemanns Rundflüge gerne, aber Hardcore-3D?

Hallo Dirk,


das ist eine sehr gute Frage, welche sich in der nächsten Zeit hoffentlich rausstellen wird. Vor kurzem wurde ein Video von einem Goblin Umbau geteilt, welcher auch an einem Motorheck für den 3D-Flug experimentiert.

https://www.youtube.com/embed/qLQqNVE0tmA?wmode=opaque&start=0

Ich hoffe, dass durch die Verwendung von schnellen BlHeli Reglern aus dem Multicopter Bereich der Heckmotor so schnell angesteuert werden kann, dass das Heck stabil ist. Ein sehr leichter Kohlefaser Propeller ist dann zusätzlich von Vorteil, da dieser schneller beschleunigt werden kann.
Evtl. werden wir sogar Bidirektionale Regler verwenden, die den Motor Umpolen und in die andere Richtung laufen lassen. Wird sich aber alles noch zeigen.

Falls alle Stricke reißen, könnte man immernoch auf die Funktion vom OMP Heli M2 zurückgreifen: Die Funktion nennt sich "TALY" (Torque assisted Left Yaw). Hierbei wird das Drehmometn vom Heli kurzzeitig erhöht um einen Impuls zu erzeugen, indem die Drehzahl vom Hauptmotor angehoben wird. Auch ein sehr cooler Ansatz meiner Meinung.

https://www.youtube.com/embed/f5IlMeguhLw?wmode=opaque&start=352

LG Chris

 

[chris-t]

Bei der Konstruktion vom Chassis gab es mehrere Entwicklungsstufen. Die wichtigsten Kriterien im Hinterkopf waren dabei folgende:

• Sehr kompaktes Design um unnötiges Material zu vermeiden und somit das Gewicht zu reduzieren.
• Steckbare Konstruktion aus 1mm und 1,5mm Cfk Platten, welche später mit CA-Klebstoff zusammengeklebt werden.
• Geschlossene Konturen / Profile erzeugen hohe Steifigkeit vom Chassis.
• Geometrie wird vorgegeben durch den Antrieb, Lagerabstand und die Servopositionen.

Um das Chassis mit den dünnen Kohlefaserplatten realisiern zu können, habe ich mir zunächst Gedanken zum Kraftfluss innerhalt des Frames gemacht. Letztendlich muss lediglich die Hauptrotorwellen Lagerung bis zum Motor und zur Heckrohraufname ausgesteift werden.

Hier sieht man die Platten gut, welche das Chassis zusammen halten. Imbereich der Hauptrotorwellen Lagerung entsteht ein geschlossener Kasten.

Fertig durchkonstruiert sieht die erste Version vom Chassis dann so aus:

Und hier noch ein Bild der Baugruppe vom gesamten Heli:

 

[Apfelsaft]

Klasse Projekt, gefällt mir. Nicht mal halb so "schwer" wie mein TDSF - der wird sich bestimmt super in zeitlupe bewegen lassen.
Beim Heckrotor würde ich mir keine sorgen machen, es gibt genug Helis - auch größere - bei denen das super funkioniert. Bei den Rotorblätter wäre leichtes Biax gelege angebracht. Biegefestigkeit ist untergeordnet, gerade bei der harten Kopfdämpfung. Aber Torsion sollten sie schon einigermaßen abkönnen.
Gruß Jonathan

 

[chris-t]

Beim Rotorkopf haben wir uns am Design vom Warp360 orientiert. Vorteil hierbei ist die große Auflagefläche der Rotorblattnabe. Gerade für unsere filigranen Rotorblätter, welche nur eine kleine Aluminium Hülse haben, ist das super.

Desweiteren werden die Druckteile etwas kleiner und somit später auch günstiger, wenn man diese im Laserdrucker (SLS) herstellen lässt.

Hier gut zu sehen: Die T-rex 500 Blattlagerung im Rotorkopf.

Um die Passgenauigkeit zu testen, habe ich den Rotorkopf testweise aus FDM 3D-gedruckt.

 

[chris-t]

Klasse Projekt, gefällt mir. Nicht mal halb so "schwer" wie mein TDSF - der wird sich bestimmt super in zeitlupe bewegen lassen.
Beim Heckrotor würde ich mir keine sorgen machen, es gibt genug Helis - auch größere - bei denen das super funkioniert. Bei den Rotorblätter wäre leichtes Biax gelege angebracht. Biegefestigkeit ist untergeordnet, gerade bei der harten Kopfdämpfung. Aber Torsion sollten sie schon einigermaßen abkönnen.
Gruß Jonathan

Hallo Jonathan,

vielen Dank für die Rückmeldung. Da liegst du völlig richtig. Den zweiten Satz Rotorblätter habe ich aus biaxialem CarboWeave Gewebe laminiert.
Diese waren dann auch sehr torsionssteif und sogar nochmal ein wenig leichter.

LG Chris

 

[chris-t]

Das Hauptriemenrad bekam spezielle Aufmerksamkeit. Am Anfang wollte ich anstatt der Speichen die Nabe und den Außenring separat Drucken und beides mit einer gefräsen Cfk Platte verbinden. Es zeigte sich aber, dass das Riemenrad am Stück 3D-gedruckt genau so steiff und leicht ist. Also warum unnötig komplitziert, anstatt am Stück und direkt einbaufertig.

Zusätzlich hat mir dann mein Freund Fabian das Riemenrad topologieroptimiert.

Diese Geometrie habe ich dann für die Konstruktion übernommen.

 

[chris-t]

Aus Schwerpunktgründen sollte dann doch die komplette Elektronik vorne im Heli verbaut werden.
Zwei 3mm Cfk Streben, welche am Chassis angebracht sind sorgen für den festen Halt der Elektronik und dem Akku, welcher später ganz vorne angebracht wird.

 

[chris-t]

Testweise hatte ich versucht noch ein paar Gramm aus dem Hauptmotor zu kitzeln. Brachte aber lediglich nur 2g ersparnis, welches den Aufwand nicht rechtfertigt.

78g wiegt der Motor momentan.

Nachdem das Design für den ersten Prototypen fest stand, konnten gleich die Teile ausgefräst werden.
Die Rillenkugellager sind einfach bis zum Bund eingepresst. die 3D-gedruckte Langlochhülse wurde mit Sekundenkleber in Chassis fixiert.

Beim Heckrohr handelt es sich übrigens um eine dünnwandiges Cfk Rohr mit 0,3mm Wandstärke.
Wir hatten kurz überlegt die Rohreselbst herzustellen mittels Ballontechnik, dann aber die Idee wieder verworfen.

Das gekaufte Rohr wiegt ca. 80g

Damit das Nick-Servo mittig im Chassis sitzt, wurde es mit einem kleinen Druckteil unterlegt.

Kurz darauf sind auch schon die ersten Teile von Shapeways angekommen. Die Kunststoffteile bestehen aus Polyamide (PA12) und wurden im Laserdrucker nahezu spannungsfrei hergestellt. (SLS)

 

[chris-t]

Der Aufbau der neuen Rotorblätter war dann wie folgt:

2mm Titanstäbe sorgen für den richtigen Vorlauf der Blätter.

Um die Aluhülse werden die Rovings gelegt, damit kein Steifigkeitssprung entsteht.

 

[Gast_98188]

Hättest mal den Bericht gleich so angefangen,...
sieht wirklich nach TDF aus,
Bei welchem Gewicht bist denn bis dato ?
Maßangaben hast keine gemacht, wie lang ist er denn nun?
Hast geschrieben das wären nur 2 Gramm , bei so einer Sache kommt es auf jedes Gramm an, bei allen Einzelteilen.
Schrauben ggf noch durch Kunststoff ersetzen oder drucken ?
Rein Optisch bist aber weit von 700er entfernt, eher 500er so wie ich schon zu Anfang geschrieben habe besser 2 Klassen kleiner bleiben.
Fraglich wird dennoch nun ob Mechanik auch Standhalten wird, auch bei dieser geringen Drehzahl.Auch ob die Leistung tatsächlich ausreichend sein wird.
Kommt nun aufs tatsächliche Endgewicht an, und eigentlich würde man jetzt erst zum Antrieb kommen.
Drehzahl geeignete Blades usw....
Elektronik könntest eigentlich auch komplett vom M1 oder M2 übernehmen. Wäre die einfachste Lösung.
Ob du allerdings mit einer Angestrebten Drehzahl auskommen wirst ?

 

[raimcomputi]

aber Leute Wege rennen zu lassen die so eigentlich nicht umsetzbar sind
-- zumindest aus meiner Sicht --
wäre schon fast gemein.

Du bist ein richtiger Nörgler. Immer wenn es nicht nach deinem Kopf geht, bist du am rummeckern. Lass den Chris doch einfach mal machen. Ohne ihn zu kennen, behaupte ich jetzt einfach mal, das er sehr genau weiß, was er tut.

 

[Apfelsaft]

Der TDSF sieht ohne Haube und akku auch mickrig aus, hier is es halt noch extremer

 

[Gast_98188]

Der TDSF sieht ohne Haube und akku auch mickrig aus, hier is es halt noch extremer

Wohl wahr,
aber da stecken Jahrzehnte Erfahrungen drin, Modelle die immer besser / schneller / stärker / leichter wurden.
Dies soll ja ein Hallenflieger werden, extrem leicht, Drehzahl 400-700.

 

[Gast_98188]

Du bist ein richtiger Nörgler. Immer wenn es nicht nach deinem Kopf geht, bist du am rummeckern. Lass den Chris doch einfach mal machen. Ohne ihn zu kennen, behaupte ich jetzt einfach mal, das er sehr genau weiß, was er tut.

Schau erst mal zu welchen Zeitpunkt und welchem Zusammenhang ich dies geschrieben habe!!
Ein Zitat schön aus dem Zusammenhang gerissen und dies nun als Nörgeln betiteln ?
Wenn dem denn so wäre, hätte ich gewiss keine Likes für Beiträge vom Themenersteller erhalten.
Überflüssiger Beitrag deinerseits,

 

[Thoemse]

Moin,

ist ein Fixpitch-Heckmotor überhaupt in der Lage, dynamisch angemessen dem sich "spontan" und heftig ändernden Drehmoment des Hauptrotors paroli zu bieten beim 3D-hampeln?

Käsemanns Rundflüge gerne, aber Hardcore-3D?

In der Größe wohl kaum aber 3D hampeln wird dieses Projekt wohl kaum, ist aber glaube ich auch nicht der Anspruch.

Ich wünsche gutes Gelingen.

LG Thomas

 

[Gast_98188]

Themenstart...
700er Größe
400-700 Umdrehungen
Gewicht Hallenflieger... soll 3d fähig sein...
Keine Maßangaben, auch keine konkreten Gewichtsangaben bisher...
Fragwürdige Vorgehensweise in den ersten Beiträgen....
Wenn da ein Hinterfragen als Nörgeln betitelt wird
in diesem Fall kann ich mich lediglich der Aussage von dem Moderator anschließen, und gutes gelingen wünschen.
------------------
Macht mal. Der Weg zum Ziel ist egal, wenn der Erfolg am Ende wartet.
Man lernt mit jedem Projekt und entwickelt sich weiter.
Modellbau ist mehr als Vorgefertigtes zusammen zu schrauben. Scheitern gehört zwar auch dazu, aber das ist nur eine Etappe auf dem Weg.
--------------------
Werde mich nicht mehr äußern, .... so als Nörgler....
Bin aber auf Endprodukt gespannt ob es eine 700er Klasse wird, Gewicht / 3d Fähig wie zu Anfang beschrieben.

 

[chris-t]

sieht wirklich nach TDF aus

Ja, man erkennt gut, an welchem Heli wir uns inspiriert haben.

Bei welchem Gewicht bist denn bis dato ?

Momentan sind wir mit dem ersten Prototypen bei ca. 800g flugfertig mit 3s 850mah.

Maßangaben hast keine gemacht, wie lang ist er denn nun?

Hast geschrieben das wären nur 2 Gramm , bei so einer Sache kommt es auf jedes Gramm an, bei allen Einzelteilen.
Schrauben ggf noch durch Kunststoff ersetzen oder drucken ?

Ja, das stimmt wohl. Dennoch wollten wir nun einfach endlich den ersten Prototypen fertig bauen um zu sehen, ob unser Vorhaben funktioniert. Später kann man dann noch das letzte Gramm rauskitzeln.

Rein Optisch bist aber weit von 700er entfernt, eher 500er so wie ich schon zu Anfang geschrieben habe besser 2 Klassen kleiner bleiben.
Fraglich wird dennoch nun ob Mechanik auch Standhalten wird, auch bei dieser geringen Drehzahl.Auch ob die Leistung tatsächlich ausreichend sein wird.
Kommt nun aufs tatsächliche Endgewicht an, und eigentlich würde man jetzt erst zum Antrieb kommen.
Drehzahl geeignete Blades usw....
Elektronik könntest eigentlich auch komplett vom M1 oder M2 übernehmen. Wäre die einfachste Lösung.
Ob du allerdings mit einer Angestrebten Drehzahl auskommen wirst ?

Rein Optisch ähnelt die Chassis Größe eher einem 450er Heli. Sobald aber die Haube montiert ist, sieht man davon ja nichts mehr.
Die Elektronik vom M2 wäre auf jeden Fall ein Versuch wert, wegen der bereits oben beschriebenen "TALY" Funktion.

LG Chris

 

[chris-t]

Der TDSF sieht ohne Haube und akku auch mickrig aus, hier is es halt noch extremer

Genau so sieht es aus. Ist bei unserem Heli das Selbe. Die Haube lässt ihn dann erst erwachsen wirken.

LG Chris

 

[chris-t]

Zwischenzeitlich bin ich auch meiner Lieblingsbeschäftigung nachgegangen: Laminierformen fräsen.

Das Design der Haube ist eine Mischung aus TDR-Style und Eigenkreation.

Bevor die Form gefräst wird habe ich ein Positiv 3D-gedruckt und die Haube aus Depron tiefgezogen.

Tadaa, es passt wunderbar.
Jetzt können Späne fliegen:

 

[Jürgen S.]

Themenstart...
700er Größe
400-700 Umdrehungen
Gewicht Hallenflieger... soll 3d fähig sein...
Keine Maßangaben, auch keine konkreten Gewichtsangaben bisher...
Fragwürdige Vorgehensweise in den ersten Beiträgen....
Wenn da ein Hinterfragen als Nörgeln betitelt wird
in diesem Fall kann ich mich lediglich der Aussage von dem Moderator anschließen, und gutes gelingen wünschen.
------------------
Macht mal. Der Weg zum Ziel ist egal, wenn der Erfolg am Ende wartet.
Man lernt mit jedem Projekt und entwickelt sich weiter.
Modellbau ist mehr als Vorgefertigtes zusammen zu schrauben. Scheitern gehört zwar auch dazu, aber das ist nur eine Etappe auf dem Weg.
--------------------
Werde mich nicht mehr äußern, .... so als Nörgler....
Bin aber auf Endprodukt gespannt ob es eine 700er Klasse wird, Gewicht / 3d Fähig wie zu Anfang beschrieben.

So Leute wie dich brauchen wir .
Nur zur Info, der Heli fliegt schon soft 3D und es ist noch lange kein Ende erreicht bei der Entwicklung. Die Freunde auf Facebook freuen sich schon über Videos die ich heute gepostet habe während hier die Zeit mit meckern verschwendet wird. Super, nur weiter so!