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Segler-Umbau auf Elektro-Antrieb

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Sicherlich findet man kreuz und quer im Internet verstreut die eine oder andere Beschreibung vom Um- oder Ausbau eines Seglers zum Elektrosegler. Die folgende Kurzbeschreibung soll kein Ersatz für solche existierenden Anleitungen sein, hat aber als leicht auffindbare allgemeingültige Kurzbeschreibung mit weiterführenden Links auch hier im Wiki bei den Tipps und Tricks dennoch ihren Sinn.


Ein Segelflugmodell mit Elektroantrieb bietet praktische Unabhängigkeit von Hochstarteinrichtungen wie Hochstartseil, Hochstartgummi, Hochstartwinde oder F-Schlepp.

Viele Segelflugmodelle sind bereits in Elektroseglerausführung erhältlich oder aber der Ausbau zum Elektrosegler ist herstellerseitig vorbereitet, sei es durch einen bereits eingebauten Motorspant, die notwendigen Teile für den Ausbau wie z.B. Akkurutsche (Beispiel) oder sei es nur durch Hinweise in der Bauanleitung.

Aber auch viele andere reine Segelflugmodelle lassen sich mit einem Elektroantrieb aus- oder nachrüsten, wobei drei typische Formen des Antriebes vorherrschen:

Die am häufigsten genutzte Variante - insbesondere bei nicht-scale Modellen - ist wohl der Antrieb in der Rumpfspitze. Genau die soll im folgenden betrachtet werden:


Inhaltsverzeichnis

Antrieb auswählen

Zunächst einmal gilt es einen leistungsmäßig passenden Antrieb zu finden, sofern kein erprobter Vorschlag des Herstellers vorliegt. Es gibt Faustformeln, die die grobe Richtung anzeigen, in der man suchen muss. Daraus entstehen Zirka-Vorschläge, die nicht als unumstößliches Gesetz aufzufassen sind:

  • Segler gemütlich: ab 100 W/kg
  • Segler zügig: ab 200W/kg
  • Segler steil: 300W/kg
  • Hotliner oberhalb: 400 W/kg

Diese angegebenen Werte sind mit der Masse des Fliegers zu multiplizieren und ergeben die gesamt notwendige Antriebsleistung. Zur Feinabstimmung ist es ideal wenn man sich mit Programmen zur Antriebsauslegung (z.B. DriveCalc) auskennt. Wenn nicht, so kann man hoffentlich auf bewährte existierende Vorschläge für ähnliche Modelle zurückgreifen (bzgl. Gewicht und Größe bei gleichem Typ wie z.B. Thermiksegler, Allrounder o.a.), die Internetseiten von Elektroantrieb- und Modellherstellern und -anbietern helfen da oft schon ein Stück weiter.

Wer tiefer in das Thema einsteigen und die notwendige oder gewünschte Antriebsleistung selber berechnen möchte, dem sei der Wiki-Artikel zur Antriebsauslegung Elektroflieger empfohlen oder gar auch der RCN-Magazin-Artikel zum Senkrecht Steigen!.

Üblicherweise wird man heute einen Brushless-Motor auswählen, den es als Innen- oder Außenläufer gibt, außerdem ohne oder mit Getriebe. Ein Getriebe ermöglicht dabei die Verwendung großer, effizienter, langsam drehender Luftschrauben.

Brushless beispiel.jpg

Bei der Wahl eines Außenläufers ist darauf zu achten, dass wegen der seitlich austretenden Anschlusskabel (Beispiel) im Rumpf mehr Platz benötigt wird als nur der reine Aussendurchmesser des Motors.

Kombinationen mit Getriebe haben oft den Vorteil, dass der Getriebedurchmesser geringer ist als der des Motors, so dass im Bereich des Motors der innere Rumpfdurchmesser schon wieder etwas größer wird als direkt am Motorspant, wo in einem solchen Fall das Getriebe sitzt.

Bei der Wahl von Spinner, Luftschraube und Luftschraubenmittelstück sollte man darauf achten, dass sich in der gesamten Kombination dieser Teile der bei einem solchen Antrieb übliche Klapp-Propeller während der Gleit- oder Segelphase gut an die Rumpfkontur anlegen kann. Für ein perfektes Anlegen bei extrem schlanken Rümpfen gibt es sogar Mittelstücke mit leicht versetzten Blattbefestigungen.

Umbau vorbereiten

Im Normallfall wird man nun die Nase des Seglerumpfes abtrennen müssen. Bevor man sich aber an diesen wirklich einschneidenden Schritt heranwagt, sollte man evtl. kurz mit Gewichten, die den ausgewählten Komponenten entsprechen, überprüfen, ob der für das Modell vorgegebene Schwerpunkt in etwa zu erreichen ist, ohne jede Menge zusätzliches Blei einsetzen zu müssen. Bei empfohlenen oder sogar bewährten Komponenten kann diese Überprüfung natürlich entfallen.

Nase abtrennen

Nase ring.jpg

Bei Modellen, die herstellerseitig für den Elektroausbau vorgesehen sind, ist möglicherweise die Trennlinie bereits vorgezeichnet oder aber eine vorgefertigte Schablone hilft beim Anzeichnen der Schnittebene. Wenn nicht, dann gilt es, selber die Stelle zu finden, an der ein Motorspant mit einem zum Antrieb passenden Durchmesser eingesetzt werden kann. Dazu gehören auch die Überlegungen zu Spinnerdurchmesser (bzgl. eines schönen Rumpfüberganges), Motorsturz und -zug.

Den Seitenzug des Motors kann man bei einem Elektrosegler in der Regel vernachlässigen. Entweder reagiert das Modell eh nicht so empfindlich darauf oder aber man kann während der relativ kurzen Steigflugphase ein leichtes Wegziehen zur Seite manuell aussteuern. Wer dennoch einen Seitenzug vorsehen möchte, der kann Werte von ca. 2..3 Grad ansetzen. Ein angemessener Motorsturz dagegen ist nie verkehrt, hier können je nach Modell Werte von bis zu 6...8 Grad verwendet werden. Wurde der Sturz zu klein gewählt, so ist das kein Grund alles wieder herauszureissen. Das Modell muss dann beim Steigflug lediglich mit etwas Tiefenruder auf sinnvollem Kurs gehalten werden. Das lässt sich ggfs. auch durch eine Mischfunktion automatisieren.

Der Rumpfdurchmesser an der Trennstelle sollte ein wenig kleiner als der anvisierte Spinnerdurchmesser sein, damit man noch genügend Möglichkeit zur Anpassung durch vorsichtiges Zurechtschleifen hat.

Zum Abtrennen tut eine Säge mit einem feinen Sägeblatt gute Dienste. Beim Sägen sollte man den Rumpf jeweils stückweise weiterdrehen, so dass sich der Sägebereich im ständigen Blickfeld befindet. Damit wird verhindert, dass man den vorgezeichneten Weg verlässt.

Abtrennen der (GFK- CFK) Nase bei elliptischem Rumpfquerschnitt:

Hier empfiehlt es sich eine Schablone aus Holz (dicke ca. 5mm) herzustellen. Die Schablone ist eigentlich nur ein kreis rundes Loch, mit dem Druchmesser des Spinners. Diese Schablone wird auf den Rumpf gedrückt. Sollte der Rumpf nicht so leicht nachgeben, hilfts, wenn mann die Spitze mit einem Heißluftföhn vorsichtig erwärmt. Wenn der Rumpf satt in der Schablone anliegt, also eine Runde Form hat, die Trennlinie mit einem Stift anzeichnen, und abtrenne, wie oben beschrieben. Wichtig ist, dass auf der Seite der Rumpfspitze angezichnet wird. Somit hat man später noch ein paar mm für den Feinschliff!!! Die Schablone fürs Einkleben des Motorspants wieder verwenden, dann ist nach dem Kleben der Rumpf im vorderen Bereich rund, und hat einen schönen Übergang zum Spinnner.

Motorspant einkleben

Rueckspant.jpg

Tja, nun ist die Nase entfernt und es muss ein Motorspant eingebaut werden, sofern dieser nicht schon vorhanden ist wie bei einigen vorbereiteten Modellen.

Wo bekommt man ihn her, den Spant? Manchmal liegt einer dem Modell oder dem Motor bei. Wenn das nicht der Fall ist oder der beiliegende nicht passt, dann muss man ihn separat bestellen oder sogar selber aus dünnem Sperrholz oder GFK herstellen.

Wer sich Gedanken zu Spant- und Spinnerdurchmesser macht, der kann in den meisten Fällen gleiche Werte verwenden. Da der Spant oft minimal zurückversetzt in der Nase sitzt, die Rumpfnase sich konisch verjüngt und auch der Spinner mit etwas Luft zum Rumpf sitzt, kann die Rumpfwandstärke bei dieser Betrachtung vernachlässigt werden.

Vor der Verklebung des Motorspantes bitte unbedingt nicht vergessen, den Rumpf innen im Bereich der Klebefläche gut anzuschleifen!

Nase Stange.jpg

Der Motor wird nun mit dem Spant verschraubt, in den Rumpf an seine vorgesehene Position gesetzt und ausgerichtet. Man kann das Ausrichten des Spantes auch mittels eines in den Spant eingeschraubten Stabes tun. Das erleichtert das Einstellen und Ausmessen des Motorsturzes und ggfs. des Motorzuges, man weiß insbesondere bei engen Rümpfen nun aber nicht, ob der Motor rundherum genügend Platz hat, was bei einem Außenläufer absolut notwendig ist.

Ist alles schöne ausgerichtet, kann der Spant an einigen Punkten mit schnell härtendem Kleber fixiert werden. Nach dem Aushärten wird der Motor (oder der Stab) wieder entfernt und der Motorspant rundherum beidseitig mit einer satten sauberen Harzraupe verklebt.

Die Leimraupe allerdings nicht so dick anfertigen, dass der Motor nicht mehr plan auf dem Spant aufliegt!

Rumpf-Spinner-Übergang schleifen

Nase brettchen.jpg

Da der Rumpf vor dem Motorspant nun noch etwas extra belassenen Überstand besitzt, muss dieser nun vorsichtig weggeschliffen werden.

Nase spinner.jpg

Eine mögliche Methode ist es, ein kleines Brettchen mit zur Motorwelle passender Bohrung zu versehen und mit Schleifpapier zu bekleben. (Wenn zum Schleifen verschiedene Körnungen verwendet werden sollen, dann wäre eine Idee, das Brettchen mit der feinsten Körnung fest zu bekleben und die gröberen, die evtl. schneller abnutzen, nur lose aufzulegen. Ein Verrutschen ist nicht zu befürchten.)

Dieses Brettchen wird jetzt zusammen mit dem Spinner auf die Welle geschoben. Mit leichtem Druck auf den Spinner und darauf achtend, dass das Brettchen plan am Spinner anliegt, wird mit drehenden Bewegungen der vor dem Spant überstehende Rumpfrand weggeschliffen, bis der Rumpf den äußeren Spinnerdurchmesser erreicht hat (Beispiel). Wenn das Ende des Schleifvorgangs naht, sollte man das Schleifbrettchen immer mal wieder entfernen, um das aktuelle Rumpfmaß nur mit aufgesetztem Spinner zu prüfen.

sonstige Hinweise

Nase lueftung vor.JPG
Nase lueftung.JPG
  • Bei leistungsstarken Antrieben kann es sein, dass zur Motorkühlung die bloße Verwendung eines sogenannten Turbo-Spinners - das sind Spinner mit einer zentralen Öffnung - nicht ausreicht. In einem solchen Fall müssen Lüftungsöffnungen im vorderen Rumpfbereich angebracht werden, die manchmal schon markiert sind. Allerdings sollte man des Temperaturproblem auch nicht überbewerten, da bei einem Elektrosegler der Antrieb nicht permanent sondern nur einige Sekunden im Steigflug läuft.
  • Wie im Nachhinein zu sehen ist, behandelt die obenstehende Anleitung ausschließlich den Umbau von Seglern mit Kunststoffrümpfen (z.B. GFK). Ob der Umbau bei einem Holzrumpf analog vorgenommen werden kann, hängt entscheidend von dessen Rumpfkonstruktion ab.
  • Manche Rümpfe sind im Nasenbereich nicht exakt rund. Bei geringen Abweichungen und dünner Rumpfhaut ist es oftmals dennoch möglich einen runden Motorspant unter etwas Kraftaufwand in Position und damit auch den Rumpf in diesem Bereich in eine runde Form zu bringen. Selbstverständlich darf man hierbei nicht übertreiben. Den schnittigen Rumpf einer flotten Hangfräse mit dreieckigem Rumpfquerschnitt auf rund zu trimmen ist sicherlich nicht im Sinne des Erfinders.



Weblinks