AW609 / BA609 Tiltrotormaschine - der (Langzeit-) Baubericht

[klarisatec]

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

@Wolfgang
Danke für die Blumen, es geht nicht immer so schnell - im Moment ist eben ein wenig mehr Zeit für das Projekt übrig.

Ich denke ich weiß was Du meinst, doch hier gibt es zwischen der V-22 und der AW609 einen wichtigen Unterschied. Die Gondeln stehen bei der AW609 im "Helimode" senkrecht und nicht leicht nach außen geneigt, wie bei der Osprey. Das war unter anderem auch die Schwierigkeit bei der Positionierung der Schwenkachse in der Tragfläche. Wäre diese parallel im Flügel verlaufen, hätte sich der Winkel im "Helimode" nämlich verändert - die Gondeln hätten sich leicht nach außen geneigt.

Ich hoffe die Bilder klären Deine offenen Fragen ...


@Logo3030
Als Beplankung ist im ersten Schritt das ürsprünglichste, leichteste und einfachste Vorgesehen - Balsa.


Gruß Markus

[hydro]

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

Danke,

alle Unklarheiten sind beseitigt.

Gruß
Wolfgang

[klarisatec]

Schwenkgetriebe

Bei der generellen Konstruktion der Antriebseinheiten spielt die Schwenkmechanik natürlich bedeutend mit ins Konstruktionskonzept hinein. Prinzipiell gibt es die Möglichkeit beide Gondeln einzeln anzutreiben / anzusteuern oder beide gemeinsam über eine starre Verbindung.

Wichtig ist, dass sich die Gondeln absolut gleichmäßig und parallel bewegen. Die Schwebesteuerung wird später komplett über die Taumelscheiben übernommen. Die Rotormast Steuerung hat eine geteilte Schwenkachse und steuert jede Gondel einzeln über eine Servo / Zahnstangenkonstruktion an. Nachteile sind eine erhöhter Steuerungsaufwand zur Synchronisation und eine unkontrollierte Fluglage beim Ausfall eines Servos.

Die starre Schwenkachse beider Gondeln stellt ein absolut synchrones Schwenken sicher und hat auch beim Ausfall des Servos den Vorteil, dass das Modell mit der Stellung der Rotoren gelandet werden könnte - Voraussetzung ist eine selbsthemmende Spindel im Getriebe und natürlich keine vollständige horizontale Stellung der Gondeln...

Die ursprüngliche Annahme, das Schwenken über ein einfaches Servo gestalten zu können, hat auf den zweiten Blick folgende Nachteile:
- zu geringe Verstell- und Haltekräfte (auch mit HV "superstark" Servos)
- keine Selbsthemmung bei einem möglichen Getriebeschaden
- hohe Stromwerte beim Halten der Gondelposition (?)
- viel zu hohe Drehgeschwindigkeit, die nur bedingt über die Steuerung angepasst werden kann

Nach längerem Suchen habe ich einige industrielle Spindelantriebe gefunden, die eine Konstruktion in diesem Bereich erübrigen und sicherlich kostengünstiger sind, als eine Eigenkonstruktion mit Fremdfertigung.
Ganz abgesehen davon, das industrielle Elektrozylinder sicherlich eine viel höhere Funktionssicherheit aufweist.

Im Bild habe ich geeignete 12V Aktuatoren gegenübergestellt, die sich mit einer entsprechenden Leistungselektronik wie ein herkömmliches Servo betreiben lassen.

Die ADE Lösung hat den Charm von zwei kurzen Anlenkpunkten. Der Vorteil sind kurze, also auch leichte Anschlussteile. Ein kleiner Nachteil der Konstruktion sind relativ große Bewegungen des gesamten Hubgetriebes. Es sind zwar keine Nachteile hinsichtlich des Schwerpunktsveränderung zu erwarten, allerdings muss ein größerer Bewegungsfreiraum im Rumpf eingeplant werden. Vom Gewicht her ist der Antrieb allerdings unerreicht. Um die 12-15 sec Verfahrweg / 90° einzuhalten muss der Schwenkhebel in einem Längenbereich von 60 - 75 mm liegen.

Um weiter am CAD arbeiten zu können, muss wohl oder übel als nächstes so ein Getriebe her...

Na dann schau´mer mal

Gruß Markus

[S M I L E]

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

So, habe nun endlich auch die 14 Seiten durch ...

Klasse Projekt, habe ich direkt mal zum Abo hinzugefügt



Edit:

Frage mich nur, ob nicht eine Lagerung beider Chassishälften
an der Welle sinn macht.

[klarisatec]

Das Mini-Hubspindelgetriebe

@Thomas,
schön, dass Du Dich durch die vielen Seiten durchgearbeitet hast. Bestimmt werde ich Deine fertigungstechnischen Fähigkeiten wieder in Anspruch nehmen...

ßber eine beidseitige Befestigung der Schwenkachse habe ich bereits einen Entwurf gezeichnet, doch
- er ist um einige Gramm schwerer als diese Variante
- eine reine Befestigung mit dem Chassis CfK-Seitenteil wäre nur die halbe Miete. Wenn, dann müssten auch auf dieser Seite die tragenden Teile verbunden
werden.
- natürlich gelingt die Durchführung der Steuerungskabel mit der einseitigen Befestigung deutlich eleganter
- im Schnitt fehlt auch noch der Antriebsmotor, unter dem es bei einer durchgängigen Welle sehr eng zugehen würde.

Also starte ich zunächst mit der einfacheren und leichteren Variante und bin im Moment sehr zuversichtlich, dass das ausreicht (eine Alternative wenn´s nicht klappt hätte ich dann ja immer noch).

So ihr Lieben, ab heute fängt das Projekt an nicht nur in meinem Kopf zu wüten, sondern auch in meiner Geldbörse...
Ab jetzt gibt´s auch praktisch kein zurück mehr...

Wie angedroht habe ich vergangene Woche ein Mini-Spindelhubgetriebe bestellt. Die Lieferung war trotz einiger Extrawünsche super schnell und so konnte ich am Wochenende das Getriebe ins CAD übernehmen.

Die wichtigsten Daten:
- Hub 100mm
- Hubgeschwindigkeit je nach Spannung 3,5mm / 5mm pro Sekunde
- Spannungsversorgung 12V / 24V
- Stromaufnahme ca. 2A
- Haltekraft 1.200 N
- Geometrie: um die Gondeln 90° innerhalb einer Zeit von 12-15 Sek zu schwenken, wird ein Hebelarm von ca. 65 - 70mm Länge benötigt
- Gewicht (gewogen): 554g

Nachdem der Antrieb da ist, werde ich nun versuchen die Schwenkmechanik auf die Beine zu stellen. Vermutlich eine der kniffligeren Aufgaben in diesem Projekt.

Bis dahin

Gruß Markus

[klarisatec]

Schwenkgetriebe

Der Einbau des Schwenkgetriebes stellt sich tatsächlich als eine der kniffligeren Aufgabe heraus. Das größte Problem sind die schräg zueinander angeordneten, tragenden Achsen der beiden Tragflächen - wer hätt´s gedacht...

Mit der Kupplung Uni-Lat habe ich eine 30g leichte und zugleich drehsteife Kupplung gefunden, die beide Achsen sicher verbindet. Doch mit dem Chassis und der Verbindung beider Schwenkarme bin ich noch überhaupt nicht zufrieden. Ich höre hier mal auf mein Bauchgefühl und werde nochmals einen Schritt zurück gehen und versuchen doch gerade Achsen zu verwenden. Leider muss ich dann am Winkel zwischen den Tragflächen etwas "schummeln", doch einen Versuch ist es wert. Somit sieht die Lösung dann hoffentlich stabiler und kompakter aus...

Doch natürlich will ich Euch diesen "groben" Stand nicht vorenthalten.

Gruß Markus

[hydro]

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

Hallo Markus,

und wenn Du ein Kardangelenk verwendest und die Anlenkung nur mit einem Arm machst?
Das Kardangelenk müsste natürlich die anfallenden Kräfte der schwenkenden Gondel aufnehmen können.
Damit könntest Du deine CFK-Rohre so belassen.

Gruß
Wolfgang

[klarisatec]

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

Hallo Wolfgang,

daran hatte ich auch schon gedacht - das Kardangelenk übernähme ja auch die Uni-Lat Kupplung, da ist ja eines drinne. Das Problem sind die schrägstehenden Schwenkarme. Sie gleichen in der 90° Schwenkbewegung nicht alle beide Winkel der Tragrohre aus und verändern ihren Abstand zueinander, so dass sie nicht (einfach) starr miteinander verschraubt werden können.

Somit bleibt ein kleiner Freiheitsgrad zwischen den beiden Achsen übrig. Eine Lösung ist nur mit extremem Aufwand (verschiebbare Führungen usw.) zu lösen und wird nach Beurteilung des ersten Entwurfes einfach zu schwer.

Auch eine geplante Trennstelle der Tragflächen für den Transport wäre immer mit hohem Montageaufwand am Platz verbunden und auch das würde ich gerne vermeiden. Außerdem ist das Chassis getrennt - linke und rechte Seite - eine einfache, starre, verbindende Konstruktion ist so nur mit zusätzlichen Teilen möglich.

Also werde ich einen Schritt zurück gehen, eine einfachere und gewichtsmäßig leichtere Lösung suchen und (hoffentlich) zwei Schritte nach vorne machen...

Wenn die A609 fliegt, ich dann noch Langeweile haben sollte und mich viele auf dem Flugplatz - wegen des nicht originalgetreuen Tragflächenwinkel - ansprechen, gehe ich das Thema vielleicht nochmals an...

Ich bin Realist genug um zu sehen, dass ich mich zum jetzigen Zeitpunkt hier in eine falsche Richtung entwickeln würde. Das mehr an Zeit, die freie Energie und das gesparte Geld werde ich an anderer Stelle für das Projekt sicher noch gut gebrauchen können. Und das ist doch das schöne am CAD - man sieht, wenn´s in die falsche Richtung läuft. Also ßrmel hochkrempeln und los geht´s...

Ich werde sehen, dass ich die neuen Tragflächen bald fertig habe, damit ihr seht was ich mir überlegt habe.

Gruß Markus

[seijoscha]

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

Wow da hast du dir aber echt was vorgenommen .
Ein tolles aber bestimmt auch sehr aufwändiges und teures Projekt .
Das schaut alles sehr profesionell aus tolle Arbeit .
Bin gespannt wie es fertig ausschaut und fliegt.

[Jörg Nickel]

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

Als stiller Mitleser werfe ich mal die Hardyscheibe ins Rennen, das dürfte gegenüber einem Kardangelenk sehr leicht, Platzsparend und völlig Spielfrei sein.

[klarisatec]

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

Hallo Jörg,

Danke für den Tipp. Die Hardyscheibe also Kupplungsmöglichkeit kenne ich und hatte sie bei der ersten Auswahl berücksichtigt.

Das Problem ist die Größe des Winkels der beiden Tragrohre zueinander. Die Hardyscheibe gleicht nur kleinere Winkel (2-3°) aus. Bei der aktuellen Konstruktion sind es ca. 6° und hier muss die Hardyscheibe laut Herstellerangaben leider passen.

Klar könnte man das irgendwie hinbasteln, doch dann wäre die Konstruktion mit Spiel behaftet oder so schwergängig, dass der Antrieb beim Schwenken sreikt oder gar kaputt geht...

Gruß Markus

[Piloto]

AW: Schwenkgetriebe

Hallo Markus,
was hältst du davon den Abstand zwischen Getriebe und Hebel etwas zu vergrößern und mit solchen Metallgelenken zu arbeiten? Sie sind spielfrei und sehr fest.

Gruß
Bruno

[klarisatec]

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

Hallo Bruno,

ich habe nochmals zwei Bilder angehängt, die das Kernproblem verdeutlichen sollen. Die Anbindung zwischen Spindelgetriebe und Schwenkarmen ist bereits mit zwei Gelenklager gelöst. Das größere Thema ist der sich verändernde Abstand zwischen beiden Schwenkarmen. In den Bildern habe ich beide max. Winkelstellungen dargestellt - hoffentlich wird es jetzt etwas deutlicher...

Ach ja, für alle technisch interessierten Modellbauer - die ausgesuchten Gelenklager haben die im ersten Entwurf vorgesehenen schweren Kugellager ersetzt. Sie sind mit 0,5g extrem leicht, für Modellbauverhältnisse hoch belastbar und dazu noch preiswert. Weitere Info´s zu den Gelenklagern IGUS ß8 ECLM findet ihr hier.

So, jetzt geht´s an eine neue Variante der Tragflächen...

Gruß Markus

[klarisatec]

Neue Tragflächen

Sodele, mir der neuen Tragflächenvariante habe ich nun ein deutlich besseres Gefühl. Die Tragflächen sind zwar um ca. 120g schwerer, allerdings wird sich das Mehrgewicht durch die gesparten Verbindungs- und Kupplungsteile wieder einsparen lassen. Auch sin die Trägheitsmomente um die beiden wichtigen Achsen sind bei der neuen Lösung um ca. 15% höher.

Desweiteren habe ich nun zwei Achen im Rumpf, die Halte- und Torsionskräfte aufnehmen können. Auch bezüglich einer Verdrehung der Tragflächen sind keine zusätzlichen Maßnahmen notwendig.

Anbei seht ihr die Konstruktion mit den neuen Tragflächen und einem nun deutlich stabileren und steiferen Chassis. Die Befestigung ist mit Klemmstücken vorgesehen, die eine schnelle und positionsgenaue Montage und Demontage der Tragflächen zum Transport sicherstellen.

So, jetzt geht´s nochmal mit großen Schritten an die Schwenkmechanik...

Gruß Markus

[klarisatec]

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

...und so sieht nun die Schwenkmechanik in verschiedenen Winkelstellungen aus. Durch die neue Tragflächenkonstruktion ist die Anzahl der Teile überschaubar geblieben und auch die Steifigkeit der Chassiskonstruktion hat deutlich zugenommen.

Die Funktion des Servos ist im Grunde gar keine, das Servo wird abgespeckt, d.h. Getriebe und Motor werden ausgebaut. Es bleibt nur das Potentiometer übrig, welches die beiden Endstellungen des Spindelantriebes bestimmt bzw. vorgibt...

Im Grunde ist nun der wichtigste Teil der CAD-Konstruktion fertig. Denn mit dieser Mechanik und einem vereinfachten Rumpf lässt sich ein Trainer bauen, der alle Fähigkeiten zum Schweben hat und der einen ersten Beweis seiner Leistung- und Funktionsfähigkeit antreten muss.

Als nächstes werde ich Versuchsweise den Spindelantrieb aufbauen und in Betrieb nehmen, dann klären sich sicherlich einige Fragen um das Servo und wie so ein Leistungsservo generell funktioniert. In der Zwischenzeit werde ich mich um die ersten Teile für den Baustart kümmern.

Gruß und schöne Woche
Markus