AW609 / BA609 Tiltrotormaschine - der (Langzeit-) Baubericht

[klarisatec]

Hallo zusammen,

nach langer ßberlegung tue ich es nun doch... also einen Bericht schreiben, doch der wird ganz sicher seeeeeeeeeeeeehr lange dauern...

Zuerst wollte ich keinen Baubericht einstellen. Auf der anderen Seite habe ich bisher sehr viele Informationen über das Forum (oder über indirekte Kontakte) bekommen, so dass ich meine Erfahrungen gerne teilen möchte. Außerdem stehen noch einige kniffelige Themen an, bei denen ich auf die Unterstützung der zahlreichen Spezialisten hier im Forum hoffe...

Mein nächstes Projekt soll etwas besonderes werden. Viel Spaß beim Konstruieren beim Planen und Konstruieren, rießigen Spaß beim Bauen und mega Spaß beim Fliegen... doch bis dahin gibt es viel zutun.
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Das Original:[/SIZE]
Es soll eine AW 609 werden, auch bekannt unter der BA 609, bevor das Projekt von AgustaWestland übernommen wurde und die Anteile von Bell gekauft wurden. Es handelt sich um eine Tiltrotormaschine und stellt einen Zwitter zwischen Heli- und Flächenmodell dar. Die militärische Version nennt sich V-22 Osprey und ist bereits seit einigen Jahren auf dem Markt.
Die zivile Version, also die AW 609, kommt erst in einigen Jahren auf den Markt. Daher ist es auch ungemein schwierig an Modelle, Bauläne o.ä. für die originalgetreue Rumpfkonstruktion zu kommen.
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Das Modell:[/SIZE]
Es soll eine elektrisch angetriebe AW 609 werden - und zwar im Maßstab 1:6. Die AW 609 soll voll funktionsfähig sein - also mit um 90° schwenkbaren Gondeln, pitch-gesteuerten Rotoren und einem originalgetreuen Einziehfahrwerk.

Dies bedeutet folgende grobe Abmessungen bzw. sportliche Ziele:
Rotor-ß: ca. 1.345mm
Flügelspannweite inkl. Rotoren: ca. 3.100mm
Gesamtlänge: ca. 2.385mm
Abfluggewicht ca: 19kg
Flugzeit: ca. 10min
Entwicklungsdauer: geschätzt 2 Jahre

Es gibt schon einige vielversprechende Ansätze im Bereich der V-22 Osprey, einige davon fliegen bereits, auch in einem vergleichbaren Maßstab. In diesen Modellen stecken jahrelange Arbeit, unzählige Arbeitsstunden und jede Menge Wissen. Eingentliche alle, dieser Modellbauer, haben mich in meinem Vorhaben bestärkt und im Vorfeld bei der Informationsbeschaffung unterstützt. Von den "anderen" Modellen möchte ich hier nichts verraten - einige möchten ihre Konstruktion einfach nicht veröffentlichen und ich respektiere das.

Für den ein oder anderen Teilbereich werde ich wohl eigene kleine Treads eröffnen (müssen) um den Baubericht hier nicht ganz und gar zu sprengen...

Die kommenden Tage und Wochen werde ich mich für ein Grobkonzept entscheiden müssen, um bei der anstehenden Konstruktion nicht völlig ohne roten Faden dazustehen...

Euch wünsche ich viel Spaß beim Lesen und Anregungen eigene Projekte anzugehen. Bei den kniffligen Punkten hoffe ich auf Eure fachkundige Unterstützung...

Doch nun geht´s ans Zeichnen und Skizzieren.

Gruß Markus

[beetlejuice]

AW: AW609 / BA609 Tiltrotormaschine - der (Langzeit-) Baubericht

Hi Markus!

Super cooles Projekt, das du die ausgesucht hast. Ich werde es interessiert mitverfolgen. Ich bin gerade an einer 1:18 Osprey, ganz schön kompliziert das Ding... und eigentlich zu klein, um es wirklich schön fliegen zu können. Da gefällt mir die von dir geplante Größe ( noch dazu elektrisch!!) schon viel besser.

Ich wünsche dir jedenfalls viel Erfolg und einen langen Atem, mMn gibt es kaum ein komplizierteres bzw. technisch anspruchsvolleres Fluggerät als einen Tiltrotor! Besonders, wenn du es auch im Flugzeugmodus betreiben willst...

Viel Erfolg!
Günter

[debian]

AW: AW609 / BA609 Tiltrotormaschine - der (Langzeit-) Baubericht

Hallo Markus,

soll es doch 2 Jahre dauern, bin jetzt schon sehr neugierig da ich auch schon öfter darüber nachgedacht habe, mir der Aufwand dann aber doch zu hoch und vorallem zu kostspielig war.

Freue mich jetzt schon wie ein kleines Kind....

Gruss
Uwe

[rotation]

AW: AW609 / BA609 Tiltrotormaschine - der (Langzeit-) Baubericht

coole Sache, ich bin gespannt! Viel Erfolg und Durchhaltevermögen, das ist ein ambitioniertes Projekt

Grüße
Jan

[klarisatec]

AW: AW609 / BA609 Tiltrotormaschine - der (Langzeit-) Baubericht

Als Antrieb kommen (wie eigentlichen immer) alle gängigen Antriebskomponenten in Frage, d.h. Methanoler, Beziner, Elektro und natürlich der Turbinenantrieb.

Ein Turbinenantrieb ist sicherlich eine technisch tolle Sache, doch bin ich mir sicher dass dies auch eine der gewichtsmäßig schwersten Lösungen sein würde. Auch - nicht ganz unwichtig - möchte ich persönlich auch ein so großes Modellbauprojekt in einem finanziell überschaubaren Rahmen halten. Alleine deswegen fällt die Turbine als Lösung raus..

Als eingefleischter Elektroflieger bin ich der ßberzeugung, dass dies eine der leichtesten und vor allem energetisch effektivsten Lösungen sein wird. Da die Ladetechnik auch zur Verfügung steht, steht fest - es wird definitiv ein Elektroantrieb werden.

Somit steht als nächste ßberlegung an - wie soll das Antriebskonzept prinzipiell aussehen?

Es gibt folgende Anforderungen:
- hohe Leistung (insbesondere für den später geplanten bzw. möglichen Flugzeugmodus)
- synchronisierte Drehzahl beider Antriebe
- gegenläufige Laufrichtung beider Rotoren
- stabile Drehzahlen ohne spürbare Einbrüche bei Pitch-gesteuerten Manövern
- gewichtsoptimierte Lösung
- optimale Positionierung der Komponenten bzgl. des Gesamtschwerpunktes

Prinzipiell gibt es somit folgende (theoretische) Lösungen:
- ein zentraler Elektroantrieb im Rumpf des Modells (Akkus ebenfalls im Rumpf)
- zwei Elektroantriebe in den Gondeln (Akkus im Rumpf)
- zwei Elektroantriebe in den Gondeln (Akkus in den beiden Gondeln)
- zwei mechanisch gekoppelte Elektroantriebe in den Gondeln (Akkus im Rumpf)
- zwei mechanisch gekoppelte Elektroantriebe in den Gondeln (Akkus in den Gondeln)

Mal sehen, was nach den ersten Handskizzen und ßberlegungen zum Tragen kommt...

[Stefan Reusch]

AW: AW609 / BA609 Tiltrotormaschine - der (Langzeit-) Baubericht

Hallo Markus,
Das ist ja G**l, wenn ich meinen Tandem sauber zum Fliegen bekomme soll das auch mein nächstes Projekt werden, steht schon lange fest.
Freue mich riesig das ich nicht alleine bin mit so einem doch sehr anspruchsvollen Projekt.

Mein Ziel ist auch Elektrisch zu bauen in etwa der gleichen Größe. Meine ßberlegungen gehen auf jeden Fall auf einen zentralen Motor im Rumpf und die Akkus im Rumpf!

Bin mal gespannt auf was du so alles kommst in der mechanischen Umsetzung.
Viele Grüße
Stefan

[Taumel S.]

AW: AW609 / BA609 Tiltrotormaschine - der (Langzeit-) Baubericht

Tolle Sache! Wirst du dir eines der bereits existierenden Fertig-Modelle kaufen, um damit rasch Erfahrungen sammeln zu können, damit deine eigene Konstruktion umso besser und womöglich früher fertig wird als sonst?

[klarisatec]

AW: AW609 / BA609 Tiltrotormaschine - der (Langzeit-) Baubericht

Wow, ich hätte nie gedacht, dass es so viele begeisterte Tiltrotorfans im Forum gibt. Dann schreibe ich den Baubericht doch umso lieber...

@Stefan:
ich verfolgende Deinen Bericht mit großem Interesse und bin sehr gespannt wie es weitergeht, wegen der Steuerung hatten wir ja schon einmal kurzen Kontakt.

@Taumel S.:
Es gibt meines Wissens nur ein technisch adequates Modell - das von Rotormast. Ich habe mich im Vorfeld lange mit den Bauplänen und den bestehenden Videos beschäftigt. Zweifelsfrei eine insgesamt gelungenes Modell, doch die mechanische Konstruktion gefällt mit gar nicht - zu filigran, zu aufwändig, zu viele Teile - einfach gesagt: zu fehleranfällig.
Die Piloten mit denen ich Kontakt habe und die das Modell schon gebaut haben, konnten das bestätigen. Und nur um Erfahrungen mit einer Mechanik zu sammeln, von der ich nicht überzeugt bin, sind die Kosten für das Modell zu hoch.
Auch glaube ich, dass der Bau eines vorhandenes Modells evtl. von neuen Lösungen ablenkt und zu schnell in eine Richtung lenkt.

Allerdings habe ich die Steuerung als mögliche Option auch für mein Modell auf der Liste, je nachdem wie die Antriebslösung aussehen wird.

Ein Gefühl wie so etwas fliegen könnte vermittelt Ansatzweise auch ein Simulator - und das ist auf jeden Fall spannend...

[steidlmick]

AW: AW609 / BA609 Tiltrotormaschine - der (Langzeit-) Baubericht

Prinzipiell gibt es somit folgende (theoretische) Lösungen:
- ein zentraler Elektroantrieb im Rumpf des Modells (Akkus ebenfalls im Rumpf)

Diese Idee finde ich ziemlich gut, weil der ganze schwere Kram irgendwo in der Nähe des Schwerpunkts liegt. Das sollte sich positiv auf die Flugeigenschaften auswirken.
Außerdem hättest du damit in den Gondeln ausreichend Platz für groß dimensionierte und damit belastbare Getriebe.

[Taumel S.]

AW: AW609 / BA609 Tiltrotormaschine - der (Langzeit-) Baubericht

Wieviele Gyros braucht/hat denn so ein Ding normalerweise?

[beetlejuice]

AW: AW609 / BA609 Tiltrotormaschine - der (Langzeit-) Baubericht

Also ich würde den zentralen Motor im Rumpf oder 2 Motoren in den Gondeln favorisieren. Akkus jedenfalls im Rumpf. Das Argument mit den großen Getrieben in den Gondeln ist gut, müsste man sich durchdenken/ausrechnen.

Vom Schwerpunkt her ist es die Frage, ob nicht weiter außen liegende Massen dämpfend wirken und das Ding flugstabiler machen...3D soll es ja nicht können...

Eine mechanische Kopplung von 2 Motoren in den Gondeln ist mMn nur im Fall einer Fail-Safe-Auslegung sinnvoll, was dann aber wieder sehr große Motore und eine Zentralwelle bedingen würde.

Rotormast stimmt die Motordrehzahlen über eine Kopplung im Elektronikboard ( über jeweils eine Motorphase) ab.

Die kleine Osprey fliegt mit 3 Gyros und die echte sicher auch, da würde ich nicht einsparen ... bei so viel Technik und elektronischer Mischung kommt es darauf mMn auch nicht mehr an.

Günter

P.S.: wie ist den die Kraftübertragung bei der großen Turbinenosprey gelöst? Da findet man leider nix auf der Website...

[klarisatec]

AW: AW609 / BA609 Tiltrotormaschine - der (Langzeit-) Baubericht

@Taumel S.
wie Günter schon beschrieben hat, es wird für jede Fluglage ein Gyro benötigt, also insgesamt drei.

@steildmick
Ein zentraler Motor im Rumpf ist technisch gesehen sicherlich kein schlechter Ansatz. Allerdings gibt´s hier aus meiner Sicht auch einige kritische Punkte:
- eine zentrale "Gewichtanhäufung" im Rumpf (Antrieb, Getriebe, Akkus) möchte ich auf jeden Fall vermeiden, da ich dadurch eine "giftigere" Fluglage erwarte. Die Verteilung der Massen in den Gondeln macht den Flieger von Haus aus träger und gutmütiger (Günter hat das ja schon geschrieben).
- bei zwei stabilien Getrieben in den Gondeln und einem relativ großen zentralen Antrieb, sehe ich eher einen Gewichtsnachteil gegenüber einer Lösung mit zwei kleineren Antrieben in den Gondeln, da das Gewicht der Antriebswellen, Lagerung usw. hinzukommt.
- bei einer Flügelspannweite von ca. 1.700mm würde ich gerne jeglicher Art von Schwingung aus dem Wege gehen und dies sind im Moment die langen Antriebswellen (Torsionsschwingung) und die beiden Kegelradgetriebe (Drehschwingung) in den Gondeln
- als Fan von Riementrieben (geräuscharm, wartungsfrei) würde ich gerne auf die lauten Winkelgetriebe verzichten wollen
- zum Thema Kühlung sehe ich bei zwei Antrieben in den Gondeln ebenfalls deutliche Vorteile. Beim schweben trifft die "Abluft" der Rotoren auf dei Gondeln. Im leistungsintensiven Flugzeugmodus werden die Gondeln horizontal optimal durchströmt und gekühlt
- wenn man die Gewichte und Preise in Frage kommenden Motor / Regler Kombinationen vergleicht, schenken sich die Lösungen mit einem / zwei Antrieb(en) bei einer Gesamtleistung von 5-6 kW fast nichts
- über eine Redundante Antriebsvariante (2 Motoren mit mechanischer Verbindungswelle) habe ich auch nachgedacht, doch mit dieser Lösung wird das Modell mit Sicherheit am anvisierten Gewichtsziel vorbeirauschen - Nachteil: es gibt keine Autorotationsmöglichkeit (oder etwas vergleichbares)

--> mein erster Konstruktionsansatz wird somit mit zwei separaten Motoren / Reglern in den Gondeln starten. Ein zentraler Schwenkmechanismus (wie immer der auch aussehen mag) im Rumpf für beide Gondeln gemeinsam.

Aber auf jeden Fall mit dem Ziel die Akkus ebenfalls in den Gondeln unterzubringen. Zentrales Problem wird vermutlich der Platz in den Gondeln werden, aber lange Motorkabel mit zentraler Akkuversorgung im Rumpf möchte ich nicht (Spannungstoleranz in der Zuleitung, lange Kabel bedeuten zudem hohes Gewicht). Leistungstechnisch ganz vereinfacht also zwei 600/700-ter Antriebe in den Gondeln

[Stefan Reusch]

AW: AW609 / BA609 Tiltrotormaschine - der (Langzeit-) Baubericht

Hi,
Die ßberlegungen von dir machen auf jeden Fall Sinn!
Bin gespannt!

[Taumel S.]

AW: AW609 / BA609 Tiltrotormaschine - der (Langzeit-) Baubericht

Vom Schwerpunkt her ist es die Frage, ob nicht weiter außen liegende Massen dämpfend wirken und das Ding flugstabiler machen...

Also nachdem das Ding gyrogeregelt wird, sollte der Regelkreis eher nicht gedämpft sein. Bei gewöhnlichen Helis führt dies zu Pendeln und Aufschaukeln (siehe die tausenden "Hilfe, mein Heck"-Threads).
Eine flugstabile Dämpfung ist meiner Meinung nach nur bei menschlich-manueller Steuerung von Vorteil. Kann mich aber auch irren.

Die anderen Argumente, warum er die Masse lieber in die Gondeln bringen will (Akkus und so), verstehe ich aber.

[steidlmick]

AW: AW609 / BA609 Tiltrotormaschine - der (Langzeit-) Baubericht

OK, ich kann deine Argumente durchaus nachvollziehen. Insbesondere die Kühlungs-Frage ist mir auch durch den Kopf gegangen...

@steildmick
- über eine Redundante Antriebsvariante (2 Motoren mit mechanischer Verbindungswelle) habe ich auch nachgedacht, doch mit dieser Lösung wird das Modell mit Sicherheit am anvisierten Gewichtsziel vorbeirauschen - Nachteil: es gibt keine Autorotationsmöglichkeit (oder etwas vergleichbares)

Bei einem mit so viel Aufwand konstruierten und gebauten Modell wäre mir aber die fehlende Redundanz zu unsicher.
Sobald es mit einer der Motor-Regler-Kombis Probleme gibt, ist der Flugzustand des Modells vermutlich kaum noch kontrollierbar. Daher hat ja auch die Osprey eine Verbindungwelle zwischen den Gondeln.
Das ließe sich mit zwei Rumpf-Motoren und einem zentralen "Mischer"-Getriebe vermutlich einfacher realisieren.

Ich verfolge weiter gespannt den Bericht und bin sehr gespannt, wie sich das letztlich technisch tatsächlich sauber umsetzen lässt und welche der zahlreichen Varianten sich realisieren lässt.