Mechanik – Testphase

Nachdem die Mechanik drin war starten die Tests im November 2014. Dank dem Einbau des Elektromotors anstelle der Turbine konnten alle Drehzahlen nach und nach angefahren werden. Mit der Turbine hätte sich mein Jet-Ranger beim ersten hochdrehen gleich selber zerlegt, denn viele Modifikationen waren notwendig, bis ich die geforderte Abflugdrehzahl von 600 – 700 U/min am Kopf ohne Vibrationen erreichen konnte.

Als erstes wurden alle Scale-Teile, die nicht verleimt waren, wieder entfernt. Sitze, Himmel, Tank etc. wurden demontiert. Bald stellten sich merkwürdige Geräusche bei der Beschleunigung der Drehzahl ein. Es stellte sich heraus, dass der Zahnriemen bei Beschleunigung übersprang. Ein Gegenlager mit Spannvorrichtung zeigte Abhilfe. Erste Tests endeten bei 300-400 U/min. Dann folgten starke Vibrationen. Der Abstand der Rotorwellenlager am Getriebe wurde um 55mm vergrössert. So war die lange Jet-Ranger – Rotorwelle wenigstens unten so weit es geht gelagert. Dabei war die Taumelscheibenposition bzw. der -weg das Kriterium, wie viel ich bei der Abstandvergrösserung einbauen konnte.

So folgte die Beseitigung eines Problems nach dem andern, bis der Jet-Ranger im Frühjahr 2015 ohne „Schütteln“ auf 600-800 U/min hochdreht. Leider war das Schütteln auch nach all den Modifikationen noch ein anhaltendes Thema. Dann nämlich, wenn es Wind hat. Der Rotorkopf mit dem Konuswinkel (V-Form der Blätter) und dem Drehpunkt über der Blatthalterachse (wie beim Original Jet-Ranger) verträgt keine Dämpfung.

So wurde die Dämpfung mehr oder weniger ausgebaut, sodass diese erst bei starker Auslenkung anspricht. Und siehe da –  …der Kopf funktioniert jetzt und das mit oder ohne Windeinfluss. Nun bin ich da, wovor mich so viele gewarnt haben. „Das Ding wird kaum steuerbar sein, es sei denn man sei Hellseher und wisse, wohin er denn in einigen Sekunden abdrifte, damit man schon mal Gegensteuer geben kann.“ Aber mein Begleitperson, Matthias Decking, der mich in dieser Phase unterstützt und selber nebst diversen grossen Helis auch den Original Jet-Ranger fliegt meint: „Etwas „schwammig“ ist auch das Original zu fliegen. Das könnte beim Modell jedoch durchaus auch funktionieren.“ Ohne entmutigt zu werden testen wir weiter.

Wie viel Auftrieb erzeugt nun der Rotor? Dazu wurde eine Waage organisiert und der Heli reichlich mit Eisenstangen gesichert. Hochdrehen und Pitch rein. Bei 600 U/min und 1/2 Pitch (ca. 5 Grad) erzeugt der Rotor 44 kg Auftrieb. Leider wurde dabei der Heli so leicht, dass er ab der Waage zu rutschen drohte und der Versuch abgebrochen werden musste. Aber 44 kg Auftrieb reichen ohnehin und mehr liegt mit der geplanten Drehzahl von 700-750 U/min auch drin.

10 Tage später der nächste Test. Wie fühlt sich der Heli an bei Pitch und ohne Sicherung am Boden? Noch sehr wacklig und unbeholfen. Aber das Potential zum Fliegen hat er. Ist das ganze auch mit dem ungedämpften Rotorkopf (wie Original) zu steuern?

Wieder 14 Tage später der nächste Test. Diesmal mit vergrössertem Landegestell. So kann der Stress extrem reduziert werden. Über Roll ist der Jet-Ranger stabil; beim Nicken braucht es noch einiges an Einstellarbeit. Aber trotzdem ein grosser Schritt. Das Ding hebt ab! Wir bezeichnen dies zur Zeit noch als „Hüpfer“.

Leider mussten wir die Tests wegen einer gebrochenen Heckrotorkupplung beenden. Ein weiterer Unterbruch infolge Regen bei den folgenden Testtage und unseren USA-Ferien führten zu einer Zwangspause.

Es ist nun Mitte August! Neuer Anlauf. Trotz Regenvorhersage wagen wir uns auf’s Testgelände. Der neue Heckrotorantriebsstrang ist nun durchgehend mit Stahl-Kreuzgelenken ausgeführt; wiegt jedoch auch entsprechend mehr.

Mein Experte für’s Einstellen der Steuerungsparameter und des Stabi-Systems, schraubt nach jedem Hüpfer an den Werten. Der Jet-Ranger hüpft von Versuch zu Versuch stabiler. Unsere Wortwahl verändert sich; wir sprechen nun von „fliegen“!

 

Die Ruhe, mit der Matthias Decking die Flüge durchführt ist bewundernswert. Meine Beine zittern schon beim zuschauen. 😉

Gewusst wo schrauben. Das ist zwischen jedem Versuch die Frage. Antwort kommt von Matthias.

Und so sieht das Ganze im Video aus:

Die Türmagnete sind doch etwas zu schwach; aber das ist zur Zeit nicht zu oberst auf der Pendenzenliste. Bei den nächsten Tests werden wir die Drehzahl von ca. 680 auf ca. 730  erhöhen und mit der Dämpfung am Rotorkopf weiter experimentieren.

Wieder eine Woche später: Die Drehzahl haben wir nun erhöht und stimmt vorläufig. Die Dämpfung wurde fast komplett entfernt. Der Kopf kann sich nun wie beim Original völlig frei bewegen. Nur der Anschlag wird ganz leicht gedämpft. Entgegen den Prognosen kann der Kopf – vielleicht dank der Elektronik – durchaus gesteuert werden. Allerdings bin ich froh, dass Matthias und nicht ich die Steuerknüppel führt.

Während der heutigen Tests bekommen wir Besuch einer Bell 407 mit angehängter Cessna, die nicht selber nach Hause gefunden hat.

 

Auch ist ein Stromunterbruch durch Regler-Überhitzung auf dem Video zu sehen.

Zum Glück ist das bei den Tests in Bodennähe passiert. Weiter oben wär’s heikel gewesen.

Der nächster Schritt wird uns tiefer in die Dämpfungsproblematik führen. Es gilt, die Eigenheiten des Systems besser kennen zu lernen und die Steuerung darauf abzustimmen.

Nun ist August 2015 und das Ziel der ersten Etappe ist erreicht. Der Jet-Ranger konnte diesen Monat kontrolliert abgehoben und auch wieder ebenso kontrolliert wieder abgesetzt werden.  Dank der grossen Erfahrung von Matthias haben wir nun die wichtigsten Parameter für den Erstflug im Griff. Während der nächsten Wochen gilt es nun, den Rotorkopf näher kennen zu lernen und Dämpfung, und das Stabilisierungssystem weiter abzustimmen.

 

7.9.2015: Funkstille!? Der Antriebsstrang, im Besonderen der Zahnriementeil ist des öfftern an der Belastungsgrenze. Daher steht der Jet-Ranger zur Zeit zerlegt in der Werkstatt.

Wir versuchen, diesen Teil des Antriebs zu optimieren, bzw. neu zu konstruieren. So sollten wir bei längeren und höheren Testflügen nicht von einem Ausfall im Betrieb überrascht werden. Gegen Ende September sind dann wieder neue Flüge geplant.

Es wird noch eine Weile dauern. Und weiter geht’s mit den Tests unter „Flugtest“. Aber zuerst die Arbeit über den Winter:

 

 

Getriebegehäuse-3

Mit dem neuen Getriebe trennen wir uns vom Zahnriemen und setzen auf Zahnräder. Dazu soll das Gehäuse in 3 Teilen aus Alu gefräst werden. Die Drehzahlen können durch Austausch von Zahnräder auf verschiedene Kopfdrehzahlen  angepasst werden. Auch ist die Turbinenaufhängung neu vorgesehen.

Mitte Oktober. Die Teile gehen in Produktion; d.h. sie werden aus Alu gefräst. Schindler baut in den nächsten Wochen nicht Lifte und Rolltreppen, sondern Heli-Teile! 😉

Selbstverständlich muss das obere Zahnrad noch um 50% erleichtert werden. Das geschieht dann aber erst vor, bzw. beim Zusammenbau.

Die Teile sind zurück. Das Getriebegehäuse ist kaum schwerer als vorher, jedoch steifer und so ausgelegt, dass die richtigen Drehzahl für den Elektromotor ohne weitere Übersetzungen gleich oben eingeleitet wird.

18. November 2015: Das neue Getriebe wird zusammengebaut. Alles passt wie geplant. So gut, dass wir für’s spätere wiederöffnen 4 Druckschrauben einbauen mussten.

 

Der Motor ist oben angeflanscht. Die Motorwelle ist gleichzeitig die Lagerwelle des oberen Zahnrades. Das obere Zahnrad ist mit einer Keilbahn mit der Motorachse verbunden. Hinten wird der Motor lediglich angeschraubt, um das Wegdrehen zu verhindern, bzw. das Drehmoment abzunehmen.

Viele Problemteile sind gar nicht mehr vorhanden; ich hoffe, dass sich somit die Ausfallsicherheit entsprechend erhöhen wird.

Das zweite Winterprojekt: Ein zweiter Rotorkopf, der auf bewährten Prinzipien aufbaut und den Test aller anderen Teile ermöglicht. So wurde beim neuen Kopf der Konuswinkel auf Null reduziert und die Achse auf die Blattachse runterverschoben.

Der Scale Rotorkopf (oben) ist jedoch nicht begraben! Wenn alles andere (Getriebe, Rotorblätter, Heck, etc) die Tests bestanden hat, werde ich mich wieder dem Originalkopf widmen.

Nächste Videos unter „Flugtest“!

Das dritte Winterprojekt: CNC selber fräsen. Ich nutzte die Gelegenheit, eine Occasion CNC-Fräse eines bei mir im Quartier wohnenden Bekannten zu erwerben. Gedacht für Positivformen für Rotorblätter oder meine Segler; jedoch kommt die Fräse auch ganz gut mit ALU zurecht. Einige Teile des neuen Kopfs konnte ich auch schon selber Fräsen.