Mein Bruder Tom Maier wünschte sich einen neuen Warbird, der seine uralte (noch mit Bürsten - E-Motor und Nmh - Akkus gestartete) Spitfire Mk1 ersetzen soll. Abgesehen, dass das alte Modell unseren ohnehin beschränkten Scale - Vorstellungen nicht entsprach, sollte mit dem Nachfolger auch ein 'Problem' gelöst werden: Bekanntlich streben wir an, dass unsere vorbildähnlichen Modelle das Geschwindigkeitsspektrum des Originals maßstäblich reduziert abbilden: Bei der Spitfire Mk1 heißt das: In Meereshöhe erreichte das Original 465 km/h, das Modell, das ja auch 'unten' bewegt wird, sollte beim Maßstab 7:1 nicht schneller als 66,4 km/h unterwegs sein. Ja, das ist sehr 'lahm' und auch wenn wir (altershalber) eher ein gemächlicheres Tempo anstreben: Der Nachfolger sollte schneller sein als die Spit und dabei aber vorbildgetreu schnell unterwegs sein. Das Vorbild für den neuen Warbird musste daher klein sein und dabei eine möglichst hohe Geschwindigkeit in Meerehöhe erreicht haben. Nachdem wir uns zunächst mit japanischen Vorbildern beschäftigten, fiel die Wahl auf die Jakolev Jak 3: Spannweite (nur) 9,20m, Höchstgeschwindigkeit auf Meereshöhe 570 km/h. Das Modell sollte, anders als die Ju 52, die Globemaster oder die Boeing 777 ein 'Alltagsmodell' werden und so wurde es im Maßstab 5,5:1 nachgebaut, was bedeutet: Spannweite 1,67 m, angestrebte Höchstgeschwindigkeit in niedriger Höhe ca 104 km/h. Bei der Bauweise hielt sich Tom an seine bewährten Holzkonstuktion aus 1mm starkem Balsa der 10 gr / Brett - Qualität. Einige Balsa - Bauteile wurden über Styro -Formen nass dreidimensional verformt. Die Einziehfahrwerke und die Kabine hat Tom selbst hergestellt. Das Foto zeigt den Bauzustand bevor der Rohbau verspachtelt wurde.
Jakolev Jak 3 Maßstab 5,5:1
- Ersteller kalus
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Da es sich um eine 'Gebrauchsmodell' handelt, wurden ein paar Abweichungen zum Original toleriert: Die Querruder - Klappen sind tiefer, auf die Spreizklappen wurde verzichtet, das Hauptfahrwerk steht etwas flacher als originalgetreu und das Heckfahrwerk klappt nach vorne (statt nach hinten) ein. Heute hat Tom die Negativform für den Spinner fertig gestellt. Der Spinner entsteht dann in GfK - Bauweise. Natürlich wird auch noch ein 'Männle' in die Kabine einziehen. Ein Extra - Thema wird der Antrieb sein. Vorausgeschickt: Es ist kaum möglich (Leistungsbedarf!!) bei einem Modell - Warbird, einen Propeller einzusetzen, der von der Kontur und vom Durchmesser her dem (Scale) - Original entspricht - zumindest, wenn man die Scale - Höchstgeschwindigkeit erreichen will. (Jürgen Schönles Indoor- Corsair scheint das zu widerlegen, aber sie ist ja nur im Bereich der Landegeschwindigkeit unterwegs). Dazu mehr im nächsten Beitrag.
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Sorry, anders als angekündigt berichte ich jetzt doch nicht über den Antrieb - wir hatten heute unerwartete Probleme bei der Drehzahlmessung. Das Rohbau-Modell wie abgebildet ist mit allen Servos ausgestattet und zwar: Querruder und Höhenruder mit KST X-08 (neue Serie mit Stahlgetriebe), das Seitenruder mit KST X-06. Das Haupt- Einziehfahrwerk wird von zwei Robbe FS 180BBMG HV - Servos bedient. Sie sind derzeit wohl die leichtesten 180 Grad - Servos auf dem Markt (wahrscheinlich baugleich mit einem Servo aus dem HK - Angebot). Zusätzlich werden zwei Bluebird BMS - 101 HV eingesetzt, ihre Aufgabe ist es, einen 'Bolzen' einzuschieben, der sicher stellt, dass das ausgefahrene Fahrwerksbein sicher in Position bleibt. Eigentlich sollte so eine Zusatzfunktion beim Einsatz von 180 Grad -Servos überflüssig sein. Seine (schlechten) anfänglichen Erfahrungen beim Fahrwerk der Globemaster ließen Tom aber zu dieser Maßnahme greifen. (Der door-Sequenzer der Hott MC 26 regelt den Ablauf). Das BMS - 101 HV - Servo dürfte, neben dem FS31 / D47 das leichteste HV - Servo sein. Das BMS wie das Robbe - Servo sind für 7,4 V Betriebsspannung vorgesehen und die wollen wir auch ausschöpfen (beim Einziehfahrwerk schadet 'Power' nie! - wie oft gab es schon Probleme, wenn erst der Winddruck dazu kam ...) Da als Regler / Steller ein ehrwürdiger Kontronik Jazz 80 LV vorgesehen ist, sollte das Hauptfahrwerk über ein gesondertes BEC mit 7,4 Volt versorgt werden - die übrigen Servos vom (schonenden) 6 Volt BEC des Jazz. Als BEC -Baustein wählte ich (Tipp von Kollegen hier) einen winzig kleinen, leichten und preiswerten, bei dem man die Ausgangsspannung stufenlos einstellen kann. 'Daneben' lag ich bei der Auswahl des Einzieh-Servos für das Heckfahrwerk. Der Anspruch war: Ein 180 Grad -Servo zu finden, das noch leichter ist als das 12 gr Robbe -Servo. Neu auf dem Markt erschien das AGF -RC A06CLS V2. Mit 7 Gramm angegeben, hohem Moment und: programmierbar! Programmierbar auf 180 Grad Arbeitsweg? Das Servo kostet fast 60 €, dass wir es gekauft haben lag daran, dass die Programmiereinheit nur 20 € kostet - die von KST etwa 90 €. Fazit: Auch mit dem Programmier-Interface lässt sich das AGF - Servo nur auf 120 Grad Arbeitsweg einstellen. Somit ist das teure Servo quasi ein Flopp. Es ist übrigens ( = Rückstellgenauigkeit!) ein erstklassiges Servo! Tom hatte Glück, denn das Heckeinziehfahrwerk ließ sich auch mit 120 Grad Arbeitsweg problemlos einziehen. Die verworfene Alternative (= KST V5/V6 -Servo eingestellt mit KST - Programmierer) hätte übrigens auch nicht zum Erfolg ( = 180 Grad ) geführt, wie mir die Höllein - Kollegen mitteilten.
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Nachtrag zum Beitrag 2: Als wir die Jak 3 konzipierten, hatten wir keine noch Information zum Flächenprofil des Originals gefunden. Auf den sehr ungefähren 3-Seiten Ansichten schien es, als ob sich die prozentuale Profildicke von innen nach außen verringern würde. Wir entschieden uns dann, durchgängig das 12%ige Ritz 2-30-12 Profil zu verwenden, mit dem wir (bei Motormaschinen) nur gute Erfahrungen gemacht haben. Jetzt habe ich heraus gefunden, dass bei der originalen Jak 3 das Clark YH verwendet wurde: Mit 14% Dicke in der Wurzel und 10% Dicke in der Außenfläche. Von dieser S-Schlag Variante des üblichen Clark Y wusste ich noch nichts, ich wäre aber beim Ritz geblieben, die Möglichkeit es auf 14% innen aufzudicken und auf 10% außen zu verjüngen hätte ich wahrscheinlich gewählt, allein schon aus Gründen der Flächenstatik (ein paar Gramm am Holm hätten gespart werden können ... )
Jetzt also zum Antrieb und zunächst zum Propeller: Im 2. Beitrag wies ich auf die Probleme (Leistungsbedarf) hin, wenn ein maßstäblicher Propeller gewählt wird: Das Vorbild für unsere Jak 3 soll das Original mit der Kennnung F-AZLY sein. Es stammt aus der ab1991 bei Jakulev nachproduzierten Serie. Die F-AZLY ist mit dem Allison V-1710 Reihenmotor ausgestattet, der 3-Blatt Prop ist ein Hamilton Standart 22E50 mit einem Durchmesser von 320cm. Geteilt durch den Maßstab 1:5,5 ergibt sich eine Luftschraube mit gut 58cm Durchmesser - fast 23". Da ich z.B. die n100w -Werte der RFM 23x12 kenne, brauchte ich erst gar nicht weiter rechnen. Ganz 'bescheiden' versuchte ich einen Propeller auf der Basis der Aeronaut CAM 18,5x15 " Klapplatte zu konzipieren. Davon abgesehen, dass von ihr genügend Blätter vorhanden waren, erfährt man bei diesem Prop. noch die original Aeronaut - Leistungsangabe: Als 2-Blatt mit einem 42mm Mittelstück mit +5 Grad-Anstellung soll er bei 100W Wellenleistung 1997 U/p/M drehen. Für die angedachte 3-Blatt Variante wird diese Drehzahl mit dem Faktor 0, 874 multipliziert = 1745 U/p/M bei 100 W. Die Steigung gibt aeronaut mit 50,2 cm / 19,8" an. Damit die gewünschte Strahlgeschwindigkeit von 104 km/h entsteht, muss der berechnete 3-Blatt Prop 3453 U/p/M drehen. Der Leistungsbedarf beträgt dann stolze 775 Watt, bei optimistischem Wirkungsgrad von 80% müssten 969 Watt aus den Akkus 'fließen'. Das wäre die absolute Obergrenze für einen denkbaren Antrieb bei unserer Jak. Allerdings sollten die Propellerblätter deutlich überarbeitet werde um dem Vorbild - Prop optisch ähnlicher zu werden. Dabei sollten sie an Tiefe und etwas an Länge einbüßen. Hoffnung: Sinkt dabei auch die spezifische Leistungsaufnaheme!? Und ja: Der so bearbeitete Propeller brauchte bei der Wunsch-Drehzahl nur noch 742W Akkuleistung / ca. 594W Propellerleistung. Damit sind wir erst einmal zufrieden, weiteres wird die Flugerprobung zeigen. Da ich kein kein 'fixes' 3-Blatt - Mittelstück mit 5 Grad Anstellung kenne, verwendeten wir die Einstellnabe von Ramoser aus der Varioprop 8B - Serie mit den kürzeren Blattgelenken für Klapppropeller. Zu den Fotos: Auch wenn der bearbeitete Propeller nur noch 46cm im Durchmesser misst, sieht er am Modell ganz erträglich aus (oder?).
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![IMG_1697[1].JPG](/data/attachments/2453/2453244-1aa8b4bf6328dbe07623489d924deb93.jpg)
Antrieb Teil 2: Zuerst zum Akku. Unser Standart sind solche mit 3S 4000mAh, die Anzahl wird eher knapp gehalten. Sie werden geladen mit aufs Flugfeld gebracht, Nachladen ist nicht vorgesehen. Pflichtenheft: Die Jak sollte mit nur einem der 3S 4000er zurecht kommen. Idee: Im Display gibt es nur kurze Phasen, wo sie mit 'Vollgas' niedrig über den Platz fegt, absonsten ist sie mit 'Reisegeschwindigkeit' unterwegs - beim Original sind das 320 km/h. Sollte es nötig werden, länger (niedrig) mit Höchstgeschwindigkeit unterwegs zu sein, dann sollte ein zweiter 3S 4000 mAh - Akku (im Schwerpunkt) gelegen parallel geschaltet werden .(Das mögliche Rumpf -Mehrgewicht habe ich bei der Berechnung der Flächenstatik natürlich berücksichtigt). Diese 3S - Lösung ist zwar 'pragmatisch', aber ansonsten nur doof: Bei doppelter Spannung (6S) wäre bei halbiertem Strom der Regler leichter ebenso auch die Verkabelung, evtl. sogar der Motor. Egal: So suchte ich nach einem geeigneten 3S - Motor und wurde bei Andy Reisenauer fündig: Der etwa 175 gr schwere Leopard Außenläufer LC 500 / kv 2000 weist beeindruckende Daten auf (überhaupt: Dass Andy diese Messdaten veröffentlicht!) und ist recht preiswert. Beim Getriebe entschlossen wir uns wieder einmal zu einem Eigenbau. Ein einstufiges Stirnradgetriebe im Modul 0,7, gerade verzahnt. Ansonsten greifen wir meistens auf Planetengetreibe von Reisenauer oder Schambeck zurück, im Fall der Jak gab es hinsichtlich der Leistungsaufnahme / Anpassung aber viele Fragezeichen. Bei einem Stirnradgetriebe hat man über den Tausch des Motorritzels die Möglichkeit der Feinanpassung. Wir wählten ein Polyacetal - Hauptrad mit 90 Zähnen und kombinierten es (nach der zweiten Prüfstand - Messung) mit einem 16 - zähnigen Messingritzel, das von 3,0 auf 3,17 mm aufgebohrt werden musste. ( Danke an Klaus K. und seiner Drehbank!). Das gekapselte, groß erscheinende Getriebe (- wie passend ist hier die englische Bezeichnung 'gear box!) ist kaum schwerer als ein Reisenauer Micro-Editition 4plus Getriebe. Das rührt aber auch daher, dass Tom das große Hauptrad weitgehend ausgefräst hat, es wurde quasi zum Speichenrad. Dass bei der 'gear- box' (erstmalig) Holz verwendet wurde, geht auf eine Anregung von Ludwig Retzbach (E-Flug Pionier) zurück, der mal, im Zusammenhang mit Getrieben schrieb: 'Keine Angst vor Naturmaterialien.' Wir erhoffen uns vom Holz eine Geräuschdämpfung und zumindest auf dem Prüfstand hört sich das Getriebe sehr angenehm an.
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Kann es sein, dass ausgerechnet im rc- network Warbird - Unterforum nur die friedfertigsten Kollegen mitlesen? Ich hatte zumindest mit einer kritischen Nachfrage gerechnet: Da schreibe ich, dass die Jak 3 vorbildgetreu mit ca. 104 km/h auf der Horizontalen unterwegs sein soll, andereseits rechne ich euch einen Antrieb vor, der einen Strahl von ebenso nur 104 km/h erzeugt. Braucht es nicht ein 'Mehr' an V-Strahl gegenüber der angestrebten Fluggeschwindigkeit? (Diese Differenz wird bei uns Laien gern als 'Schlupf' bezeichnet). Ja, den braucht's sicher, nur: An den üblichen Propellern werden Profile mit gewölbter Profil- Mittelsehne verwendet, das heißt: Sie produzieren Auftrieb schon bei 0 Grad Anstellung, somit also mehr als die reine Pitch - Rechnung ergibt. Ob der somit erzeugte 'Schlupf' auch bei der Jak zum Erfolg führt, wird die Messung der Fluggeschwindigkeit zeigen. (Nachkorrigieren können wir entweder über das Ramoser Verstell - Mittelstück oder durch Änderung des Getriebes). Meine 'Aha' - Erkenntnis zu diesem Phänomen (V-pitch = V-Flug) verdanke ich einer (damals sehr aufwendigen) Messreihe, die Dieter Meier an einer semiscale Extra 300 vorgenommen hat. Veröffentlich in elektroModell - Heft 1/98 !! Ansonsten: Tom hat begonnen, das Modell mit Oralight Silber - Folie zu bespannen.
modellbaufalcon
User
Im Flug dreht der Propeller schneller, daher hast du eine höhere Strahlgeschwindigkeit.
Die 104 km/h werden sicher erreicht.
Gruss Martin
Die 104 km/h werden sicher erreicht.
Gruss Martin
Danke, Martin für Deine Zuversicht - die ich teile! Heute hat Tom die Pilotenpuppe angefertigt. Für den Kopf mit Helm gabs schon eine maßstäblich akzeptabel Gipsform, darüber wird 'positiv' mit 25 gr / qm Glasfasergewebe das Positiv erstellt - klar, muss geglättet und lackiert werden. Der Oberkörper darunter wird zunächst aus Styropor geformt, dann mit Seide - Streifen beklebt. Diese werden mit Lack besprüht und das Styropor wird mechanisch entfernt. Der 'Oberkörper' besteht also nur aus Lack - versteifter Seide. Wieviel das Ergebnis wiegt, teile ich mit, wenn es fertig ist. Gewicht: Wir streben ein Abfluggewicht (mit einem Akku 3S-4000) von 1300 gr an - sollte ein zweiter dazu kommen, sind es 1600gr. Alle vorläufigen Wiegungen deuten darauf hin, dass das Wunschgewicht erreicht werden wird.
So, das Modell ist flugfertig und wiegt mit einem 3S - 4000 Akku sogar nur 1250 gr, mit einem zweiten also 1550gr. Die Pilotenpuppe trägt dabei nur ca 10gr bei. Leider verhinderte das stürmische Wetter den Erstflug, ich traute mir nicht einmal, im Freien Fotos aufzunehmen - also bitte Geduld.
Heute kam die Jak 3 zum ersten Mal in die Luft und zwar mit nur einem Antriebsakku 3S / 4000mAh. Beim Start erwies sich sich als hecklastig, die Auschläge auf Höhe und Quer waren zu groß und konnten gleich per Dual-Rate verringert werden. Der Schwerpunkt ließ sich vor dem 2. Flug einfach durch Verschieben des Akkus anpassen. Beim dritten Flug wurden die Fahrwerke eingezogen und es ergab sich keine Notwendigkeit für einen gesonderte Flugphasen - Trimm. Kuvrt man bei langsamer oder mittlerer Geschwindigkeit, sollte man mit dem Seitenruder abstützen. Als Tom die Jak auf 97 km/h bescheunigte - noch nicht 'Vollgas' (!) fuhren die Hauptfahrwerke mehr oder weniger aus. Der Geschwindigkeits-Test wurde daher abgebrochen, mit ein paar Tricks (langsam in Schräglagen) konnte das Hauptfahrwerk in der ganz ausgefahrenen Position wieder verriegelt werden und die Landung glückte. Anscheindend ergibt sich an der Flächenunterseite im Bereich des eingezognenen Fahrwerks ein Sog, dem die Anlenkungen bei höherer Fluggeschwindigkeit nicht gewachsen sind. Sog an der Flächenunterseite? Vielleicht befand sich die Fläche in einem gering negativen Anstellwinkel ... Wie auch immer: Zusätzlich zur Verriegelung im eingefahrenenen braucht das Fahrwerk eine weitere Verriegelung für den eingefahrenen Zustand. Gut, dass wir, anders als oben benannt, einen Empfänger für 12 Servos eingabaut haben.
Die Querruderwirkung ist sehr gut, auf die (unmaßstäblich) tieferen Querruderklappen hätten wir verzichten können. Das Abriss -Verhalten ist unproblematisch, was bei der geringen Flächenbelastung auch zu erwarten war.
Die Querruderwirkung ist sehr gut, auf die (unmaßstäblich) tieferen Querruderklappen hätten wir verzichten können. Das Abriss -Verhalten ist unproblematisch, was bei der geringen Flächenbelastung auch zu erwarten war.
Wochenlang heftiger Wind, der sogar abends nicht 'einschläft'! Auch heute wurden wir enttäuscht, aber die Neugierde, was die Verbesserungen an der Jak so bringen würden, überwog. Beim Rollen am Boden: Am ersten Test-Tag sah man, dass sie trotz des vorne liegendem Fahrwerks mit seinen recht großen (90mm) Räder beim Rangieren (Graspiste) tendentiell 'auf die Nase' gehen wollte. Wir programmierten daher einen extra großen Höhenruderausschlag, der während des Rollens über einen Taster am linken Senderknüppel betätigt wird. Das half. Dann gings um die Verriegelung des Fahrwerks im eingefahrenen Zustand (einfache Lösung siehe Foto - Hebel wird noch silber gestrichen ...) Ja, jetzt bleibt das Fahrwerk auch bei hoher Geschwindigkeit drin. Geschwindigkeit: GPS - Messung bei Seitenwind 'Vollgas' 107 km/h. Das beinhaltet noch keine endgültige Aussage, aber die Tendenz stimmt. Schwerpunkt / EWD: Bei dem Schwerpunkt, der sich beim ersten Flugtest ergeben hat, beträgt die EWD 0 Grad - gemessen Flächennase / HLW-Endkante. Es zeigte sich ein sehr weiter Abfangbogen, aber keine Tendenz zum Unterschneiden. Was uns nicht so gefiel, war (wie gesagt bei starkwindigem Wetter) eine leichte Unruhe um die Längsachse. Wir überlegen, einen Hott -Empfänger mit Kreisel einzubauen. Ansonsten scheint das Flugverhalten sehr problemlos zu sein. Beim nächsten Flugtag wird das Flugverhalten mit einem zusätzlichen zweiten Akku getestet werden.
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Endlich, ein windarmer Tag zum weiteren Testen der Jak und der Regen sollte erst gegen 19 Uhr einsetzen. Von wegen: Es reichte um 14 Uhr gerade zu einem Flug, dann mussten wir hektisch die Modelle in die (Fahrrad -) Anhänger packen. Zwischenergebnis: Die Jak flog erstmalig mit einem Hott- Kreisel Empfänger (nur auf die Querruder aktiviert ) und lag völlig ruhig. Aber die 'Wind' - Störungen, die es auszugleichen galt, fehlten halt. Weiter reduzierte Querruder - Ausschläge passten. Rollen kommen sehr gut, beim Looping kommt die Überlegung auf, auch auf Seitenruder den Kreisel zu aktivieren. Vor dem grauen Himmel bewährten sich die hellen LEDs an den Flächenenden gut, da die silbergraue Bespannung das Modell bei so einer Wetterlage 'tarnt'. Vor der leisen Kulisse konnte man das Antriebsgeräusch würdigen: Sehr angenehm, mit das geräuschmäßig beste Stirnradgetriebe bei unseren Modellen. Dass der Prop nur um die 3500 U /min dreht, kommt hinzu . Die hölzerne 'gear - box' scheint sich zu bewähren. Start und Landung: WW II - Warbirds (z.B. meine FMS - Mustang) haben die Tendenz, beim Start (nach links) auszubrechen. Nicht so die Jak trotz des relativ großen Props. Bei der Landung war es Tom wichtig zu wissen, ob sich das Modell 'heranschleppen' ließe - also am 'Gas' hängend, mit relativ großem Anstellwinkel. Ja, das ist möglich. Bei meiner 1:3,5 Jodel Bébé, die mit dem gleichen Ritz - Profil ausgestattet ist, geht das nicht: Sie muss 'herein fallen'. Das verhältnismäßig kleine Höhenleitwerk und der kürzere Leitwerks - Hebelarm bei der Jodel dürften die Ursache sein. Ich mag meine Bébé dennoch sehr ...
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So, bis auf weiteres mein letzter Monolog zur Jak 3. Der heutige Test - Tag zeigte: Sie erreicht auf der Geraden ohne 'Schwungholen' etwa 110 km/h (Mittel aus mehrere GPS - Messungen unter Berücksichtigung der Windverhältnisse.) Am Ende eines Landeanflugs ist sie mit ca 30 km/h unterwegs. Die Spreizklappen vermisst man nicht, höchstens von der Scale - Optik her. Mit einem 3s 4000mAh - Akku hat sie eine Flugzeit von ca 7 Minuten - klar, hängt stark vom 'Vollgas' -Anteil ab. Und: Das Mehrgewicht (plus 300gr) eines zweiten Akkus verändert das Flugverhalten nicht! Mit der Kreisel - Einstellung müssen wir weiter experimentieren, bislang zeigt sich eine (positive) Reaktion mit Kreisel höchstens bei Loopings. Ich werde mich hier wieder melden, wenn Messdaten vom SM-Unilog vorliegen. Ich bin schon gespannt auf das Verhältnis zwischen Fluggeschwindigkeit(en) und Drehzahl(en) ...
