AC 75 // Vielleicht ein community Projekt?

[Walter Ludwig]

Nach meiner Erfahrung wird es keine besseren Zeichnungen als die von Francois Chevalier im Netz geben. Natürlich sind das keine Konstruktionspläne mit all den Details. Aber Francois hat ein gutes Auge und seine Zeichnungen haben sich bisher immer als extrem genau erwiesen.
Vielleicht lohnt es sich, einmal nachzufragen, ob man die 'Pläne' in einer größerer Auflösung bekommen kann.

Die Syndikate haben mindestens siebenstellige Summen in die Entwicklung der Boote gesteckt. Das Ergebnis stellen die Konstrukteure bestimmt nicht öffentlich zur Verfügung. Originalpläne wird man meiner Meinung nach von keinem der Boote bekommen. Jedenfalls nicht legal.

Selbst bei den Originalplänen von klassischen Yachten ist es üblich, diese nur gegen die Zusicherung der Nichtveröffentlichung bzw. Weitergabe zu herauszugeben. Bei aktuellen Yachten ist das sogar extrem schwierig, überhaupt Pläne zu bekommen. Und da sprechen wir noch nicht von Rennyachten.

Viele Grüße
Walter

 

[micha b]

Weiß jemand, wie die AC überhaupt "steht"? Geht das über den Winkel in dem der Ausleger im Wasser liegt oder werden die beiden Flapsige daran gegenläufig gesteuert wenn eine Böe in die Segel fällt? Gut, der Luv-Ausleger fungiert als Gegengewicht, aber die eigentliche Steuerung zum Balance halten ist mir noch nicht so ganz klar.

 

[seppi 61]

In den Flügel sind Flaps verbaut ,die werden wie Querruder bedient.
Das wird eine der größten Herausforderung an dem Projekt werden!
Ich glaube darüber sollte man sich zuerst Gedanken machen.

Beim Ruderflügel am Heck wird wie mit einen Bendelleitwerk gearbeitet.
Das läßt sich noch relativ einfach umsetzten.

 

[SailingMaxi]

Anbei ein Foto dazu

 

[micha b]

Das Ruder könnte man am einfachsten noch umsetzen indem man es als Gesamtes nach vorne oder hinten neigt.

Wenn ich das richtig sehe, reden wir von folgenden, zu steuernden Achsen (von oben gesehen)

Ausleger 2x:
- Steuerung um X-Achse (Anstellwinkel des Auslegers)
- Steuerung um Y-Achse (Heben/Senken/Endwinkel)
- Flaps, je 2x um die X-Achse (Balance+Flughöhe)

Ruder:
- Steurung umY-Achse (Anstellwinkel)
- Steuerung um Z-Achse (Ruderfunktion)

Das macht in Summe schon mal 10 (!) Kanäle, die alle miteinander hierarchisch vermixt werden müssen. Wow!

Und wenn ich das richtig sehe, wird die ganze Kiste erst richtig steuerbar wenn sie gleitet?
Das stelle ich mir auf dem Meer als machbar vor, aber auf einem kleinen See?

Hmmm, ich glaube ich beginne zu verstehen warum das noch keiner gebaut hat.

 

[Shark_PS]

Hallo zusammen,

sehr interessantes Projekt was ich mit Interesse verfolge und wenn da zum Schluss ein funktionsfähiges AC75 Modell mit 2m Länge stehen sollte wäre das ein absoluter Hit !

Nachfolgend möchte ich hier einige Posts aufgreifen und ein paar Worte dazu verlieren und abschließen meine Gedanken zum Projekt bzw. meine Herangenweise darlegen. Vielleicht hilft es ja weiter ...

Es werden jetzt ( im Laufe des Tages ) mehrere Posts folgen um da eine gewisse Struktur bzw. Nachverfolgbarkeit zu erreichen ...

Ich fange mal mit was einfachen an ...

 

[Shark_PS]

Auf Facebook, hat mal ein Amerikaner so ein Projekt gestartet. Der wollte sogar die Foils Hydraulisch Steuern.

Es gibt eine eine AC 75 RC Facebook-Gruppe wo sowas mal erwähnt bzw. ein Teststand gezeigt wurde
AC 75 RC

Dieses ist der besagte Herr aus Deutschland
RC Multihull

Er ist auch hier unterwegs mit seinen Projekten so wie dieses hier, wo es zum Schluss auch um die AC 75 geht ...
https://www.rc-network.de/threads/entwurf-rc-ac62-2015.559103/page-12#post-11891974

 

[Shark_PS]

Ich habe mir ein wenig die gängigen Youtube Videos angeschaut: Auf allen Booten wird die Mechanik der Foils (wichtigstes Kriterium ist hier die: Flughöhe) komplett von Hand gesteuert.
Wenn selbst die Teams der America Cuppers das nicht Prozessoren hin bekommen gehe ich davon aus, dass die Steuerung auch nicht durch einen Arduino (o.ä.) übernommen werden kann.
Die Sensorik und die Anpassung der Regelschleifen auf diese dürfte bei so einem Boot die größte Herausforderung sein. Da wird man tagelange "Fahrversuche" mit dem Laptop in der Hand machen müssen um das einigermaßen hin zu bekommen. Und das bei jedem der Boote.

Es gibt zwar bereits foilende RC-Boote, aber die "stehen" immer auf drei Beinen - was recht simpel zu realisieren ist.
Eine AC75 steht aber auf zwei Beinen und wird zudem von Wind und Wellen ständig seitlich "angeschubbst", der Aufwand dürfte ähnlich wie bei einem Roboter der frei laufen kann sein.
Ähnlich so einem, un der hat nen größeren Prozessor als nen Arduino:

Beeindruckend: Roboter lässt sich nicht ärgern

Er läuft auf zwei Beinen, ist etwa ein 1,80 Meter groß und kann bis zu 81 Kilogramm stemmen: Die Rede ist von Atlas, dem neuesten Roboter der

winfuture.de

Das ist alles andere als trivial und kann mit einem Arduino nicht so ohne Weiteres umgesetzt werden. Wer soll das programmieren?

Das nur als Anstoss vielleicht auf einen anderen Bootstyp umzuschwenken. Eine VOR65 ist eigentlich schon komplex genug...

Aus meiner Sicht ist mit der heutigen Technik problemlos möglich soll ein Vehicle (Full Scale oder Modell) autonom fliegen zu lassen. Es braucht nur das richtige Verständnis der Mechanik / Physik dahinter, den richtigen Dateninput über die entsprechenden Sensoren und eine ausgeklügelte Regelung dahinter. Das ist natürlich nicht trivial und ohne die entsprechenden Erfahrungen und Fähigkeiten auch nicht mal eben gemacht.

Die AC 40 haben soweit ich weiß eine Halbautomatik zum Foilen um den Einstig einfacher zu machen und damit einer größeren Breite einen Zugang dazu zu verschaffen. Das voll automatisch zu machen ist sicherlich das kleinste Problem aber der Sport soll ja auch noch eine menschliche Komponente behalten, gerade das macht es ja auch interessant / spannend.
Und sicherlich ist in den Regeln mit großer Wahrscheinlichkeit festgelegt was von der Besatzung gesteuert werden soll und was die Technik übernehmen darf.

Wellen haben, gerade beim Foilen mit T-Foils, nur einen sehr geringen Einfluss auf die auf die Fahr- / Segeldynamik, solange der Rumpf diese nicht berührt bzw. das Foil zu nahe an die Wasseroberfläche kommt und dann ggf. austaucht und ventiliert. Das liegt daran, dass das Ruder und der / die Ausleger Hydrostatisch vernachlässigbar sind aufgrund der sehr geringen Wasserlinenfläche im Vergleich zu normalen Schiffen / Booten.

 

[Shark_PS]

Weiß jemand, wie die AC überhaupt "steht"? Geht das über den Winkel in dem der Ausleger im Wasser liegt oder werden die beiden Flapsige daran gegenläufig gesteuert wenn eine Böe in die Segel fällt? Gut, der Luv-Ausleger fungiert als Gegengewicht, aber die eigentliche Steuerung zum Balance halten ist mir noch nicht so ganz klar.

Eigentlich ist das ganz einfach. Segeln ist immer das gleiche Prinzip, ob jetzt mit Foils oder ohne. Mit Foils wird man halt nur deutlich effizienter und damit schneller, weil weniger Widerstand da ist.
Das Vehicle muss in allen Raumrichtungen und Raumachsen in einem Gleichgewicht sein (Kräfte und Momente). Nachfolgend mal nur die wichtigsten betrachtet:
In Längsrichtung sind dieses Widerstand und Antriebskraft. Ist eines davon größer beschleunigt das Gefährt oder wird abgebremst. Die Antriebskraft erfolgt beim dynamischen Segeln im Gegensatz zum Widerstandssegeln durch zwei gleich große Querkräfte aus denen dann etwas Vortrieb generiert wird. Die eine durch die Segeln im Medium Luft, die andere im Medium Wasser durch ein Schwert, eine Kielflosse oder in diesem Fall durch die Foils. Da die Querkräfte aber nicht den gleichen Angriffspunkt haben entsteht um die Längsrichtung ein Moment (Krängungsmoment), was logischerweise dann auch mit einem entsprechendem Moment ausgeglichen werden muss, dem Aufrichtmoment. Dieses wird üblicherweise bei einem Segelfahrzeugt durch das Eigengewicht mit einem entsprechendem Hebelarm erzeugt. Bei hydrostatisch schwimmenden Booten ist der Hebel die Distanz zwischen Massenschwerpunkt und hydrostatischem Auftriebsschwerpunkt. Ein normales Kielsegelboot muss daher erstmal krängen um ein entsprechendes aufrichtendes Moment zu erzeugen.
Bei den AC75 / AC40 oder ähnlich foilenden Booten entsteht der Aufrichthebel wieder zwischen dem Massenschwerpunkt und dem nun durch das Foil produziertem Auftriebsdruckpunkt. Logischerweise sind Auftriebskraft und Gewichtskraft gleich groß, sonst würde sich ja nicht eine gleichbleibende Flughöhe einstellen. Mit den Flaps an den Foils wird im wesentlichen die Auftriebskraft in Bezug auf die Bootsgeschwindigkeit gesteuert bzw. konstant gehalten. Je nach Kanting Angle kann man auch mit den Foils die Querkraft beeinflussen und damit natürlich auch über die Flaps. Das T-Foil-Ruder ist hauptsachlich dafür da um die Neigung / Fluglage in Querrichtung (Pitchachse) zu bestimmen / einzustellen und trägt wahrscheinlich nicht zum aus dem Wasser heben des Bootes bei.
Die schwenkbaren Foilausleger haben aufgrund ihrer festen Geometrie und Schwenkberiches nur eine Position wo die Distanz zwischen Massenschwerpunkt und Auftriebsschwerpunkt maximal wird. Da sich das Bootsgewicht nicht ändert, ist somit in diesem Zustand auch das aufrichtende Moment maximal. Mit den Flaps an den Foils lässt sich daran nicht wirklich was ändern. Das heißt dann im Endeffekt um das Boot in der aufrichten Lage zu halten muss man das Krängungsmoment, sprich Segel auf wenn eine Boe kommt bzw. dichter wenn ein Windloch da ist, Wie bei jeden andren Segelboot auch.
Durch die modernen Twin-Skin Mainsails auf den Booten gibt es aber noch deutlich mehr Trimmmöglichkeiten um Druck in die Segel zu bringen oder heraus zu nehmen. Stichworte sind da Twist und Bauch ... Wenn man sich Videos dieser Boote mal etwas genauer anschaut sieht man sehr deutlich wie mit dem Großsegel gearbeitet wird ...

p.s.
bei den AC 50 Catamaran wird das Luv T-Ruder zusätzlich dazu benutzt um das Aufrichtmoment durch Abriebserzeugung zu erhöhen ...

 

[Shark_PS]

Das Ruder könnte man am einfachsten noch umsetzen indem man es als Gesamtes nach vorne oder hinten neigt.

Wenn ich das richtig sehe, reden wir von folgenden, zu steuernden Achsen (von oben gesehen)

Ausleger 2x:
- Steuerung um X-Achse (Anstellwinkel des Auslegers)
- Steuerung um Y-Achse (Heben/Senken/Endwinkel)
- Flaps, je 2x um die X-Achse (Balance+Flughöhe)

Ruder:
- Steurung umY-Achse (Anstellwinkel)
- Steuerung um Z-Achse (Ruderfunktion)

Das macht in Summe schon mal 10 (!) Kanäle, die alle miteinander hierarchisch vermixt werden müssen. Wow!

Und wenn ich das richtig sehe, wird die ganze Kiste erst richtig steuerbar wenn sie gleitet?
Das stelle ich mir auf dem Meer als machbar vor, aber auf einem kleinen See?

Hmmm, ich glaube ich beginne zu verstehen warum das noch keiner gebaut hat.

Um die Sachen noch ein wenig zu vervollständigen bzw. zu komplexisieren ...

Die AC 75 / 40 habe ja noch diverse Verstell bzw. Trimmmöglichkeiten bei den Segeln neben dem normalen Dichtholen und Fieren, die zu dem enormen potential dieser Boote führen. Aufgrund des Two-Skin Mailsails gibt es da noch:

• Rotation des Mastes
• Drehwinkel / Anstellwinkel des Mastes
• Twist im Segel
• Wölbung im Segel

Nur um da so ein paar zu nennen ... Das bekommt man alles als normaler Mensch an einer Fernsteuerung nicht bedient ...

 

[micha b]

Was spricht dagegen, das Ding nachher zu zweit zu steuern?
Einer steuert das Boot mit den Auslegern und einer die Segel.
Ich fände es mega wenn man diese Sport nicht immer alleine machen müsste

 

[Shark_PS]

Hier wurde auch schon mal ein weing über solch ein Modell diskutiert ...
https://www.rc-network.de/threads/ac-75-als-modell.11842434/

Wie schon gesagt finde ich das Projektvorhaben sehr interessant. Aus meiner Sicht muss man sich im Vorfelde aber klar machen, was man später wirklich haben möchte und wo man Kompromisse bzw. Abstriche machen möchte / muss.
Das heißt im Endeffekt wie Skale soll nachher das Modell sein (Proportionen und Details) und welche Funktionen sollen nachher wirklich steuerbar / funktional sein. Wie hinlänglich bekannt bei Scale Modellsegelbooten leiden diese stark unter dem Fakt, dass das Volumen kubisch aber die Flächen (Segelfläche) nur quadratisch mit dem Maßstab sinkt. Sprich alle Modellsegelboote sind quasi übertakelt bzw. haben zu wenig Stabilität und je größer der Maßstabsfaktor wird, desto schlimmer wirds. Darum sehen potente RC-Regattasegelboote auch deutlich anders aus die die Großen ...
Vielleicht reicht aber auch ein Modell aus, was nach dem dem gleichen technischen Prinzip auf den Foils fliegt und eine entsprechende Performance bringt, anstatt, dass es genauso aussieht. Ich persönlich gehöre da ehr zu den letzteren wo die technische Funktion und Performance vor dem originalgetreuen aussehen kommt. Wenn man erst einmal ein Funktionierendes Modell hat, kann man immer noch probieren es möglichst nahe einem Original anzunähern.

Wenn ich so ein Projekt angehen würde, würde ich dieses in mehreren Teilschritten tun und ein Thema nach dem anderen abarbeiten. Alles in einmal und dann gleich in 2m große ohne wirkliche Erfahrung halte ich nicht für wirklich erfolgsversprechend. Mal abgesehen vom Zeit und Kostenaufwand der dabei entsteht in solch einer Größe und das dann bei ungewissem Ausgang ...
Ich würde mich mit einem kleinen Modell herantasten, wenn es da funktioniert, dann geht das auch bei einem größeren Modell. Hochskalieren ist einfacher als runter aus meiner Sicht und der Zeit / Kostenrahmen bleibt überschaubar. Ich denke 1-1,2m als Startgröße ist ausreichend. Ich
persönlich würde da sogar auf RG Größe gehen da entsprechendes Material bei mir vorhanden ist auf dem ich aufsetzen könnte.
Das wäre auch eine Empfehlung für dieses Projekt. Schauen was an verwendbaren Material vorhanden ist und dieses dann entsprechend zu modifizieren bzw. umzubauen. Vielleicht nutzt man auch erstmal ein Multihull (Mini 40) um die Foils und dessen Ansteuerung und Mechanik zu erproben / testen. Vorteil eines Cats oder Trimarans ist die größere Anfangsstabilität die benötigt wird um erst einmal Geschwindigkeit aufzubauen um erst einmal in den foilenden Zustand zu kommen, wo dann der dynamische Auftrieb zu mehr Stabilität führt. Eine weitere Idee wäre auch erst einmal ein Monohull mit normalen Kiel wie z.B. die Flying Nikka zu bauen, um Erfahrung zu sammeln auf einer sicheren Stabilitätsbasis im schwimmenden Zustand. Hat man erst einmal ein stabil segelndes Modell kam man die Komplexität immer weiter steigern bis man dann beim gewünschten Ziel ist. Zu Beginn wäre es sicherlich auch nicht verkehrt erst einmal mit einem eigenstabilen und selbst regulierenden Foils zu arbeiten, sprich keine keine Hauptfoils als T-Foils, sondern welche die die Wasseroberfläche schräg durchstoßen. Sollte die Sachen zu beginn einfacher machen.

Neben dem prinzipiellen Weg (Bootstyp, Größe etc.) wie dieses Projekt Fahrt aufnehmen soll, sollte man sich zu aller erst über die hydrodynamische und hydrostatische Auslegung (Stabilität) Gedanken machen aus meiner Sicht. Denn mit dieser steht oder fällt fundamental ob es mit dem Foilen klappt oder nicht. Dazu muss man wissen welchen Auftrieb die Foils liefern müssen und bei welcher Geschwindigkeit. Und ist es realistisch, dass das Boot auch diese Geschwindigkeit auch erreicht unter den Windbedingungen bei denen man später segeln möchte. Dabei wird man schnell feststellen, dass die Foils deutlich größer ausfallen müssen. Das haben mein Foilprojekt mit meiner Orka MKII (RG 65) aber auch das Projekt eines Bekannten mit seiner DF95 gezeigt. Die Breite des Foils liegt bei den Booten bei ca. 90% der Rumpflänge. Hat man diese Information erst einmal kann man sich auch über alles weitere Gedanken machen und auch entsprechend Auslegen, designen und konstruieren.

Das soll es erst einmal von meiner Seite aus gewesen sein ...

Besten Gruß,
Patrick

 

[SailingMaxi]

Um die Sachen noch ein wenig zu vervollständigen bzw. zu komplexisieren ...

Die AC 75 / 40 habe ja noch diverse Verstell bzw. Trimmmöglichkeiten bei den Segeln neben dem normalen Dichtholen und Fieren, die zu dem enormen potential dieser Boote führen. Aufgrund des Two-Skin Mailsails gibt es da noch:

• Rotation des Mastes
• Drehwinkel / Anstellwinkel des Mastes
• Twist im Segel
• Wölbung im Segel

Nur um da so ein paar zu nennen ... Das bekommt man alles als normaler Mensch an einer Fernsteuerung nicht bedient ...

HInzu kommt noch das die AC75 viel mit dem Traveller arbeiten.

 

[jonk]

Super spannend zu sehen das es noch weitere gibt die sich dem Thema annehmen. Nochmal interessanter das es anscheinend möglich ist die foils tatsächlich anzusteuern.
Hierzu hab ich am Wochenende einen kleinen Test unternehmen können.
Da ich aus Vereinfachungsgründen bis jetzt davon ausging das es sinnvoll wär die foils nur aus dem Wasser heben zu können und sie maximal im anstellwinkel zu ändern hab ich das einmal im Zug Test probiert. (Also Strippe ran und nasse Füße geholt)
Am Ruder habe ich ein trimmbares tfoil eingesetzt womit sich wunderbar die „Flughöhe“ trimmen ließ. Im ganzen erstmal überhaupt überrascht mit wie wenig Geschwindigkeit / zug das dann doch geklappt hat. Ansonsten warscheinlich eher nur bedingt hilfreich der Test, gab mir aber ein gutes Verständnis.

Zu der Detailgenauigkeit der Modelle:
Ich glaub Realistisch wird man erst offizielle Pläne bekommen wenn die Cup Boot Generation abgelöst wird. Da das Regelwerk jedoch relativ offen einsichtig ist und gleichzeitig die fotodokumentation wirklich reichhaltig ist denke ich wird das nicht die größte Schwierigkeit darstellen das nah am Orginal zu gestalten.

Aber davon einmal abgesehen mir ist die Funktion erst einmal wichtiger, wenn’s dann funktioniert kann’s auch gern aussehen wie ein „echtes“

Bilder folgen in kürze.

 

[swiftsoarer]

Hallo zusammen,
ich möchte das Thema Mal auf die Reynolds Zahl (Re Zahl) bringen. Was das ist bitte selber googlen. Überhaupt würde ich empfehlen viel, viel, viel zu lesen. Z.b. das hier:

https://www.google.de/url?sa=t&sour...4QFnoECBMQAQ&usg=AOvVaw3S9qVj_uQQDgcF38AQakZ0

Ist eigentlich ganz unterhaltsam zu lesen.
Das ist auch ganz gut:

Berechnungsverfahren Aerodynamik/Hydrodynamik

@Rene: ja die theorie eines Segels und eines Profils ist prinzipiell auch die gleiche, allerdings gibt es da entscheidende Unterschiede! Die Form des Segels wird durch den Winddruck definiert, das heißt ich habe eine variable Wölbung, was nicht immer gut sein muss. Gleichzeitig habe ich auch...

www.rc-network.de

Zwar sehr flugzeuglastig, aber vielleicht ein Einstieg:

Aerodynamik/Profilauslegung Anfängerfragen

Hallo zusammen, In letzter Zeit habe ich etwas mit FLZ-Vortex sowie XFLR herumgespielt und möchte mich nun etwas mehr in das aerodynamische Verständnis von Tragflächenprofilen einarbeiten. Ich habe ein paar Fragen gesammelt, die sich mir in letzter Zeit auftaten. Es werden sicher noch einige...

www.rc-network.de

Zurück zur Re-Zahl, hier kann man sich diese ausrechnen lassen:

Reynolds number calculator

Reynolds number calculator for airfoils. Input the speed (velocity), chord width and viscousity to calculate the Reynolds number for a wing, blade, or keel. Example viscousity values for air and water supplied

airfoiltools.com

Also das Ding ist abhängig von Profiltiefe, Geschwindigkeit und dem Fluid.
Das schöne daran ist, wir dürfen die Erkenntnisse aus der Modellflugaerodynamik auf das Hydrofoil anwenden. Lange Rede kurzer Sinn: Alles unter Re=30000 ist ganz großer Mist, ab 50000 geht das Leben los und ab 100000 sind wir Safe. Dafür gibt's bei Drela Lösungen (AG25) oder Selig (SA7026, SD7032, S7003),oder Giersberger RG15, Alles typische Low Reynolds Profile.
Ich würde mir jetzt so ein Foil mal grob auf skizzieren, die Re-Zahl am Randbogen des Foils bestimmen und schauen wie gross das Boot sein muss, dass da bei Rumpfgeschwindigkeit was vernünftiges rauskommt. Bzw. welche Abstriche man in der scale Geometrie machen muss, will, kann.
Ich denke da bekommt man Recht schnell ein Gefühl für eine sinnvolle Größe.

Schönen Abend
Johannes

 

[micha b]

Hallo Johannes, danke für deinen Input. Auf dich wäre ich auch noch zugegangen ;-)
Und Patrick, vielen Dank für deinen Input das vervollständigt das Gesamtbild immens.

Eure Herangehensweise erst die Theorie durch zu gehen und das Ganze bis ins Detail zu planen ist wahrscheinlich richtig - für mich ist das nichts. Es gibt so viele Stellschrauben an diesem Projekt, die aufeinander einzahlen und die man erst "erfahren" muss, dass ich bezweifle, dass man das Ganze (ausser vielleicht an den Foils) unbedingt durchrechnen muss oder kann bevor man anfängt. Auch den Ansatz erst an einer RG zu testen finde ich nicht sinnvoll, weil die physikalischen Unterschiede zw. einem 65cm und einem 200cm Boot so groß sind, dass man es nicht einfach 1:1 übertragen kann.
Ich sehe das sowieso immer pragmatischer:
Z.B. gibt es für jedes Gewicht die passende Flügelgröße, und die Flügel sind relativ schnell geändert. Wenn ich sehe, wie z.B. ein Ian Holm seit Jahren an der Position, Profilierung und Größe seiner MINI40-Foils optimiert, fange ich lieber einfach mal an und löse schon mal die Dinge die man lösen kann (Rumpfdesign und -bau, Planung der Hydraulik / Mechanik), Mastdesign, gebogene Linearschienen für die beiden Traveller usw.

Daher ist meine oberste Prio aktuell den Rumpf zu zeichnen und dann die Mechanik grob zu entwerfen. Eventuell modular, so dass man die Mechanikeinheit auswechseln kann wenn nötig usw.

In der Zeit bis der Rumpf gebaut und die erste Mechanikversion am funktionieren sind werde ich mich weiter in die Theorie einarbeiten und vielleicht sogar bis zum Berechnen von Reynoldschen Zahlen. Aber das kommt für mich bei so einem Mammut-Projekt erst in der Mitte und nicht am Anfang. Sonst plane ich ein paar Jahre und habe einen grauen Star wenn ich anfangen möchte zu bauen.

Für mich gilt im Hobbie "learning by doing" , der Weg ist das Ziel, vor allem bei etwas das von uns allen noch nie zuvor gemacht wurde. Daher werde ich jetzt einfach mal mit der groben Planung beginnen.
Wenn mir jemand einen hochaufgelösten Plan oder CAD-Datei von der Luna Rossa oder der Te Rehuntai zukommen lassen würde, würde mir das sehr helfen.

 

[micha b]

Ich weiß jetzt nicht, wie es hier weiter geht, aber ich habe mir in den letzten Tagen viele Gedanken um die AC75 und eine mögliche Umsetzung als RC-Modell gemacht und das Projekt - für mich - schon mal gestartet (bin Pragmatiker, siehe oben).
Ich möchte aber diesen Thread nicht hacken, da das bei mir ja gerade ein Alleingang wird und es in diesem Thread um ein Forumsprojekt geht.
Ist es für euch OK, wenn ich über den Planungs- und Baufortschritt in einem neuen Thread berichte? Vielleicht können sich auch beide Threads gegenseitig befruchten?

 

[jonk]

Natürlich!!! das wird ja dann aufjedenfall auch gegenseitig befruchtend.
ich bin leider noch nicht so viel weiter gekommen hoffe aber demnächst ein wenig mehr zeit zu finden

 

[Shark_PS]

Moin zusammen,

Super spannend zu sehen das es noch weitere gibt die sich dem Thema annehmen. Nochmal interessanter das es anscheinend möglich ist die foils tatsächlich anzusteuern.
Hierzu hab ich am Wochenende einen kleinen Test unternehmen können.
Da ich aus Vereinfachungsgründen bis jetzt davon ausging das es sinnvoll wär die foils nur aus dem Wasser heben zu können und sie maximal im anstellwinkel zu ändern hab ich das einmal im Zug Test probiert. (Also Strippe ran und nasse Füße geholt)
Am Ruder habe ich ein trimmbares tfoil eingesetzt womit sich wunderbar die „Flughöhe“ trimmen ließ. Im ganzen erstmal überhaupt überrascht mit wie wenig Geschwindigkeit / zug das dann doch geklappt hat. Ansonsten warscheinlich eher nur bedingt hilfreich der Test, gab mir aber ein gutes Verständnis.

Zu der Detailgenauigkeit der Modelle:
Ich glaub Realistisch wird man erst offizielle Pläne bekommen wenn die Cup Boot Generation abgelöst wird. Da das Regelwerk jedoch relativ offen einsichtig ist und gleichzeitig die fotodokumentation wirklich reichhaltig ist denke ich wird das nicht die größte Schwierigkeit darstellen das nah am Orginal zu gestalten.

Aber davon einmal abgesehen mir ist die Funktion erst einmal wichtiger, wenn’s dann funktioniert kann’s auch gern aussehen wie ein „echtes“

Bilder folgen in kürze.

naja, wie schon oben mal geschrieben ist dynamisches Segeln halt aus zwei großen Querkräften etwas Vorschub zu gewinnen. Da kann / darf dann der Widerstand nicht allzu hoch sein und durch das Foilen wird wird dieser noch mal deutlich reduziert, nicht nur durch die geringere mit Wasser benetzte Oberfläche, sondern auch durch die deutlich geringere Wellenbild. Der Wellenwiderstand macht bei höheren Geschwindigkeiten den größten Anteil aus ! Und wenn man mit hohem AoA und / oder High Lift Profilen arbeitet muss die Geschwindigkeit auch nicht sehr hoch sein ...
Jeder der sich beim Segeln mal "Dreck" mit den Anhängen eingefangen hat (Blatt, Algen, Müll etc. ) weiß, wie deutlich die Performance darunter leidet, weil der Widerstand erhöht wird, gerade bei kleinen Booten.

Die angekündigten Bilder würden mich schon noch mal interessieren ...

Hallo zusammen,
ich möchte das Thema Mal auf die Reynolds Zahl (Re Zahl) bringen. Was das ist bitte selber googlen. Überhaupt würde ich empfehlen viel, viel, viel zu lesen. Z.b. das hier:

https://www.google.de/url?sa=t&sour...4QFnoECBMQAQ&usg=AOvVaw3S9qVj_uQQDgcF38AQakZ0

Ist eigentlich ganz unterhaltsam zu lesen.
Das ist auch ganz gut:

Berechnungsverfahren Aerodynamik/Hydrodynamik

@Rene: ja die theorie eines Segels und eines Profils ist prinzipiell auch die gleiche, allerdings gibt es da entscheidende Unterschiede! Die Form des Segels wird durch den Winddruck definiert, das heißt ich habe eine variable Wölbung, was nicht immer gut sein muss. Gleichzeitig habe ich auch...

www.rc-network.de

Zwar sehr flugzeuglastig, aber vielleicht ein Einstieg:

Aerodynamik/Profilauslegung Anfängerfragen

Hallo zusammen, In letzter Zeit habe ich etwas mit FLZ-Vortex sowie XFLR herumgespielt und möchte mich nun etwas mehr in das aerodynamische Verständnis von Tragflächenprofilen einarbeiten. Ich habe ein paar Fragen gesammelt, die sich mir in letzter Zeit auftaten. Es werden sicher noch einige...

www.rc-network.de

Zurück zur Re-Zahl, hier kann man sich diese ausrechnen lassen:

Reynolds number calculator

Reynolds number calculator for airfoils. Input the speed (velocity), chord width and viscousity to calculate the Reynolds number for a wing, blade, or keel. Example viscousity values for air and water supplied

airfoiltools.com

Also das Ding ist abhängig von Profiltiefe, Geschwindigkeit und dem Fluid.
Das schöne daran ist, wir dürfen die Erkenntnisse aus der Modellflugaerodynamik auf das Hydrofoil anwenden. Lange Rede kurzer Sinn: Alles unter Re=30000 ist ganz großer Mist, ab 50000 geht das Leben los und ab 100000 sind wir Safe. Dafür gibt's bei Drela Lösungen (AG25) oder Selig (SA7026, SD7032, S7003),oder Giersberger RG15, Alles typische Low Reynolds Profile.
Ich würde mir jetzt so ein Foil mal grob auf skizzieren, die Re-Zahl am Randbogen des Foils bestimmen und schauen wie gross das Boot sein muss, dass da bei Rumpfgeschwindigkeit was vernünftiges rauskommt. Bzw. welche Abstriche man in der scale Geometrie machen muss, will, kann.
Ich denke da bekommt man Recht schnell ein Gefühl für eine sinnvolle Größe.

Schönen Abend
Johannes

Ja, auf die Re-Zahl Problematik sollte man achten, aber jetzt auch nicht überbewerten. Als Laie reicht es aus zu wissen, dass man ein Low Re Profil nutzen sollte, damit hat man dann schon mal viel richtig gemacht. Es geht hier ja noch nicht ums optimieren auf die letzten Prozentpunkte.
Da die kinematische Viskosität in Wasser im Verhältnis zur Luft ca. 15 mal größer ist, werden im Wasser die entsprechenden Re-Zahlen schon bei deutlich kleineren Profillängen und Geschwindigkeiten erreicht. Bei einer Profillänge von 5cm und einer Geschwindigkeit von 1m/s ist man schon bei den 50k. Bei 2m/s dann bei 100k. Eine RG hat eine Rumpfgeschwindigkeit von 1m/s eine IOM von 1,25 m/s, die die Boote bei normal guten Wind schnell erreicht. Bei frischem Wind geht's auch gut darüber hinaus, nur mal so als Anhaltspunkt. Auf den Foils wird's dann noch 2-3 fache Rumpfgeschwindigkeit sind aus meiner Erfahrung (Messung) da machbar. Da ist man dann mit den Low Re Profilen im grünen Bereich ...

Hallo Johannes, danke für deinen Input. Auf dich wäre ich auch noch zugegangen ;-)
Und Patrick, vielen Dank für deinen Input das vervollständigt das Gesamtbild immens.

Eure Herangehensweise erst die Theorie durch zu gehen und das Ganze bis ins Detail zu planen ist wahrscheinlich richtig - für mich ist das nichts. Es gibt so viele Stellschrauben an diesem Projekt, die aufeinander einzahlen und die man erst "erfahren" muss, dass ich bezweifle, dass man das Ganze (ausser vielleicht an den Foils) unbedingt durchrechnen muss oder kann bevor man anfängt. Auch den Ansatz erst an einer RG zu testen finde ich nicht sinnvoll, weil die physikalischen Unterschiede zw. einem 65cm und einem 200cm Boot so groß sind, dass man es nicht einfach 1:1 übertragen kann.
Ich sehe das sowieso immer pragmatischer:
Z.B. gibt es für jedes Gewicht die passende Flügelgröße, und die Flügel sind relativ schnell geändert. Wenn ich sehe, wie z.B. ein Ian Holm seit Jahren an der Position, Profilierung und Größe seiner MINI40-Foils optimiert, fange ich lieber einfach mal an und löse schon mal die Dinge die man lösen kann (Rumpfdesign und -bau, Planung der Hydraulik / Mechanik), Mastdesign, gebogene Linearschienen für die beiden Traveller usw.

Daher ist meine oberste Prio aktuell den Rumpf zu zeichnen und dann die Mechanik grob zu entwerfen. Eventuell modular, so dass man die Mechanikeinheit auswechseln kann wenn nötig usw.

In der Zeit bis der Rumpf gebaut und die erste Mechanikversion am funktionieren sind werde ich mich weiter in die Theorie einarbeiten und vielleicht sogar bis zum Berechnen von Reynoldschen Zahlen. Aber das kommt für mich bei so einem Mammut-Projekt erst in der Mitte und nicht am Anfang. Sonst plane ich ein paar Jahre und habe einen grauen Star wenn ich anfangen möchte zu bauen.

Für mich gilt im Hobbie "learning by doing" , der Weg ist das Ziel, vor allem bei etwas das von uns allen noch nie zuvor gemacht wurde. Daher werde ich jetzt einfach mal mit der groben Planung beginnen.
Wenn mir jemand einen hochaufgelösten Plan oder CAD-Datei von der Luna Rossa oder der Te Rehuntai zukommen lassen würde, würde mir das sehr helfen.

Man muss aus meiner Sicht auch nicht alles bis ins kleinste Detail durchplanen und durchrechnen. Nur die Grundrahmenbedingungen sollten halt passen bzw. kontrolliert werden. Das dauert nicht länger wie 30-60 min. Zugespitzt gesagt, ein Schiff zu bauen um dann später festzustellen, dass es nicht schwimmfähig ist nicht wirklich sinnig in meinen Augen. Dann lieber vor dem Bau in der Planungsphase mal ein wenig die Gewichte (Gewichtsrechnung) und die Verdrängung / Stabilität abschätzen, ggf. dann nachbessern und guten Gewissens mit dem Bau beginnen. Gilt halt auch für die Foilauslegung. Am Anfang sind das dann halt ein paar Iterationsschleifen. Alles was man später korrigieren und nachbessern muss wenn schon Teile fertig auf der Werkbank liegen kostet nur mehr in allen Bereichen. Wie dann später Detaillösung bezüglich Ausbau und Mechanik etc. genau aussehen würde bei mir es dann kommen wenn ein erfolgversprechendes Gesamtkonzept steht. Das ganze ist natürlich ein iterativer Prozess wo man ein einem Punkt mal anfangen muss und CAD macht es da einem doch deutlich einfacher sich verschiedene Varianten mal auszuprobieren und zu verifizieren. Glaube im Endeffekt sind wir da gar nicht so weit auseinander ... und die Praxis wird's später zeigen wo man nachbessern muss.

Was mich ein wenig wundert ist die Aussage über die Skalierbarkeit. Ja, es gibt die Maßstabseffekte ohne Frage. Aber es hört sich für mich so an, als wäre das Hochskalieren um das 2-3 fache (IOM bzw. RG Größe auf 2m) problematischer als das runterskalieren um den Faktor 6-10 (AC 40 bzw. AC75 auf 2m). Es ist zwar am Anfang schwieriger alles an einem kleinen Modell zu realisieren, da alles etwas diffiziler und der Toleranzbereich kleiner ist. Man muss da vom Konzept her immer auf der konservativen Seite sein. Wenn man es aber geschafft hat wird es bei hochskalieren ehr einfacher. Aus meiner Erfahrung würde ich sagen, dass auch der Lernprozess schneller ist bei kleineren Modelle als bei Großen, da Schwachstellen schneller ersichtlich werden.
Wie gesagt wäre meine persönliche Spielwiese / Größe die RG, weil ich ehr kleine Modelle mag und auch entsprechend Material / Erfahrung vorhanden ist. Aber das muss jeder mit sich ausmachen für welche Größenordnung er sich da entscheidet ...

Besten Gruß,
Patrick

 

[micha b]

Hi Patrick,
Deine Ausführungen sind wie immer super lehrreich. Die angepeilte Größe meiner Version basiert aber hauptsächlich auf der Notwendigkeit viel Technik unterbringen zu müssen. Aktuell habe ich über 10 Servos für die nötigen Funktionen eingeplant. Das geht in einem kleinen Modell schlichtweg nicht.
- Ruder
- Ruder tilt
- 2x Traveller
- 2x Schot für die Segel
- 2x Foils heben und senken
- 2x Foils Flaps
- Mastrotation und Mastneigung kommen später

Und da ist der Aufwand für das Twin Skin Segel noch gar nicht mit drin.

Für mich geht es in diesem Projekt eben nicht nur um die Foilbarkeit sondern darum, das Ganze später möglichste realitätsnah betreiben zu können. Dazu gehören für mich alle oben genannten Funktionen.

Ich plane das Ganze modular, so dass ich einzelne Positionen der Reihe nach in Ruhe optimieren zu können.

Wird Zeit, dass ich mal ein paar Bilder vom aktuellen Planungsstand poste.