Duplicate entry '54.198.134.104-2018-04-26' for key 'ip' Nemesis F1 AIR-C-RACE

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Formula 1

 

Formula One Air Racing ist eine Luftsport-Rennklasse aus den USA. 1936 wurde sie als midget-racing ins Leben gerufen. Das Reglement ändere sich in der Zeit einige Male und sieht aktuell unter anderem ein Leergewicht von 250kg, eine Mindestfläche von 6,1qm, ein festes Fahrwerk, einen Prop mit fester Steigung und seit 1968 einen 200 cubic inch 100hp Continental-Motor vor. Die Flieger werden mehr oder weniger um diesen Motor herum aufgebaut, sind relativ klein und der 4-Zylinder Boxer ist vom Sound her kaum zu übertreffen. Sie fliegen in Gruppen um einen ovalen Kurs von 5,13km Länge - in der Regel kaum höher als 100m.

 

Einer der bekanntesten Vertreter ist die NEMESIS F1, ich würde sie mal als die Mutter aller Racer beschreiben.


Als Modell steht sie hier im Maßstab 1:2,5 aus einem Bausatz von AIR-C-RACE.

 

Das Modell hat gut 2,7m Spannweite und 2,35m Rumpflänge.

 

Hier das Original im National Air and Space Museum

 

 

Das Modell ist noch im Aufbau, Bilder folgen demnächst.

 


Einige weitere Daten zum Modell:


Aktuell komme ich bei meinen Berechnungen und dem Bauzustand auf ein Startgewicht von 16kg. Das ist für ein Modell dieser Größe normal, bei einen Racer wünscht man sich heute eine leichtere Zelle. Von dem Gewicht entfallen bei bei der Kalkulation rund 6kg auf den Antrieb. Ist für ein Sportmdell auch ok, beim Racer darf es aber etwas ambitionierter sein. Im Grunde benötigt die Nemesis bei Verwendung eines E-Antriebs einen etwas anderen Aufbau, der dann das Gewicht deutlich drückten könnte. Aktuell besteht das Model aus GFK und Apachi. Mit Balsa und CFK, evtl. auch Sandwichteilen könne man das Gewicht senken, der Aufwand ist aber erheblich.


Fläche links: 1440g

Fläche rechts: 1530g

Rumpf: 3870g (mit Motorspant, Steckung & Reso-Tunnel und einer Nachlackierung des Vorbesitzers )

Motorhaube: 320g

Kabinenhaube: 132g

Seiteruder: 108g (Voll-Gfk)

Höhenleitwerk: 436g (fertig, incl. Steckung und Folie)

Steckungsrohr: 646g

Fahrwerk: 1136g (mit Rädern, Puschen)

Spinner: 170g


Da ist es jetzt nicht irgendein Teil, was aus der Reihe springt. Das Gewicht ist gleichmässig verteilt. Ist wahrscheinlich auch notwendig, um das Gerappel eines überlicherweise eingesetzten 150ccm & Reso zu bändigen.

Im Grunde muss nur noch die Fläche beschichtet und lackiert werden - dann steht der Hobel. Das ist aber die einzige Variable beim Gewicht.


Evtl. baue ich das eine oder andere Teil nach. Da möchte ich aber zunächst mal schauen, wie sich der Flieger in der Luft benimmt und ob mir das Ganze gefällt. Rein überschlagsmässig kann man so ziemlich jedes Teil mit dem entsprechenden Aufwand auch 30-50% leichter herstellen - wenn das Modell mit E-Antrieb ausgerüstet wird. Bleibt man beim angestrebten Top-Speed um oder unter 300km/h, kanns auch noch leichter werden.  



Setup


Motor

Von den Daten her sollte ein 6530 MonsterCroco eigentlich ausreichen. Er wirkt mit seinen 900g etwas verloren. Mal schauen, was die ersten Daten sagen. Bisher konnte ich ihn noch nicht aus den Tritt bringen.

 

Props

Fiala hat sein Sortiment im quadratischen Bereich um einige E-Props nach oben erweitert. Ich werde sie mal am 6530 vermessen. Beim kv bin ich mir leider nicht mehr sicher. Er hat entweder 200 oder 180. Das werde ich noch ausmessen und exakt bestimmen. Ich gehe jetzt mal von kv200 aus. Beim Standstrom/Schub werde ich beginnen. 


Folgende Abmessungen liegen zur Erprobung im Fiala-E3 (Holz-weiss) Format vor:



18x18 (54A) 3,8kg

19x18 (62A) 5,4kg

20x16 (61A) 6,2kg

20x20 (84A) 6,0kg

20x24 (100A) 4,7kg

21x21 (100A geschätzt) 6,5kg


Die Werte in den Klammern ergaben die Amphere im Stand bei 10s/8.000rpm an. Gemessen wurde mit einem einfachen Zangen-Amphere-Meter. Es sollte schnell gehen, eine Orientierung geben und für die Feinheiten kann dann der Unilog und später der UniSens-e genutzt werden.


Für die 8.000rpm habe ich 4V/Zelle angenommen, bei 3,5V/Zelle rutscht die Drehzahl auf 7.000rpm. Das entspricht in etwa dem Spannungsverlauf im Flug bei einer Kapazitätsentnahme von 75% und guten Zellen mit 40C oder besser. 


Erstes Fazit: Mit dieser Prop-Serie ist Fiala ein guter Wurf gelungen. Ich hätte bei den Abmessungen mit mehr Strom gerechnet und im Flug geht der erfahrungsgemäss bei den hohen Steigungen noch mal um ca. 30% zurück.


Wenn ich jetzt noch bei 14-16kg Standschub rauskomme, erhält das Setup mit dem 6530 sein go


Was sich jetzt schon abzeichnet: Es fehlt die 21x18 - gleich mal nachbestellen. 


Heute habe ich mal die Schubwerte bei 10s ermittelt - das ist aber nicht sehr viel. Ich habe die Werte mal in der Tabelle eingetragen. Die Lipos waren etwa halb voll und auf 30° vorgewärmt - nach dem Test waren es 37° - und eine Menge Staub in der Luft! Ich werde mal alles bis zum Anschlag aufladen und dann noch ein paar Läufe wiederholen aber so wird das nichts. Selbst bei 14s und vollen Lipos werden wahrscheinlich gerade mal die 10-12kg gerissen - und da ist noch 10% Hoffung mit eingerechnet. Der Strom dürfte dann jenseits von 150A liegen.


Die 21x18 wird wohl tatsächlich die einzige sein, die an den angestrebten Schub heran kommt. Eine lange Startbahn wäre aber schon Voraussetzung - und der Dame wird wohl eine strenge Diät verordnet.  


Auf der anderen Seite: Der Hayabusa verwendete die 7x10. Dieser Prop erzeugte im Stand kaum Schub, dennoch war es von der Grundgeschwindigkeit aus möglich, senkrecht aufwärts noch zu beschleunigen. Evtl. sollte ich deshalb dem Standschub bei quadratischen Props nicht so viel Bedeutung beimessen. 



So - und nun mit vollen Lipos und 14s:


18x18 (100A) 6,3kg

19x18 (110A) 8,5kg

20x16 (100A) 9,6kg


Die größeren Props kommen später dran, der dicke YGE320 ist gerade gut verbaut und der aktuelle YGE packt "nur" 120A. Da schon die 18x18 bei 4s mehr von 54A auf 100A "sprang" sollte die größeren Props sicher auch ca. 50% mehr Strom ziehen.



Anmerkung: Die Erprobung der großen Fiala-Props ist ein Beispiel für das vorsichtige Herantasten an die angestrebte Belastung, wie es hier in der Rubrik Technik beschrieben wurde. Gerade bei den überquadratischen Props sind die Werte in Datenbanken entweder nicht aufgeführt, noch nicht bekannt oder zeigen deutliche Abweichungen von den beobachtbaren Ergebnissen. Auf der anderen Seite kostet die Ausrüstung (Steller/Motor/Zellen) schon etwas mehr und man will da keine teuren Erfahrungen machen.



Wenn es ganz eng wird, kann ich auch auf 16s gehen. Einen UHV-Steller hätte ich sogar. Damit sollten auch bei der 19x18 bereits 10kg Schub erreichbar sein. Dafür gibt es dann nur eben keine Telemetrie. Notfalls werden eben einige etwas Teile leichter nachgebaut. 


Aber ich denke, da kommt nun etwas Licht am Ende des Tunnels und 12-14kg Schub sollten in jeden Fall möglich sein: Go



Anmerkung: Bei einem 150ccm und Reso wird in der Nemesis F1 gerne ein 19x22 Fuchs CFK-Prop eingesetzt. Es wäre interessant zu wissen, mit welchen Drehzahlen dabei operiert wird.



Und wie es der Zufall so will, finde ich hier auch noch eine 18x21 von Fiala. Allerdings in der V-Version, also für Verbrenner. Als E-Prop gibt es dieses Format nicht. Überhaupt sind einige sehr interessante Abmessungen nur als V-Prop erhältlich - na gut. Mit diesem Prop wäre jedenfalls ein fast direkter Vergleich zum Fuchs-Prop möglich.



Langsam nähert sich der "Prüfstand" seinen endgültigen Formen: 



Der Rahmen aus Birkensperrholz kann bis zu 14s16000mAH aufnehmen. So ein Akku-Pack wiegt 5kg. Interessanter wären aber 14s2p10.000mAh (also 20Ah) mit 6kg. Damit wären bei 10kw gute 5 Minuten Vollgas möglich. Das hört sich jetzt nicht viel an aber mit einigen Teillastpassagen sind das immer 8-10 Minuten Flugzeit. 



Erste Sitzprobe mit dem 6530


 

Der Holzrahmen erhält im Weiteren noch eine Beschichtung aus 2x160g cfk um die Kanten zu stabilisieren. 

 

Die ckf-Platine wird noch gegen 6mm Alu ausgewecchselt. Damit kann der Stratorträger noch etwas besser die Wärme abführen. Bei der Glocke übernimmt die Alu-Grundplatte des Spinners diese Funktion.


Und das alles mal mit einer montierten 18x21 Fiala




Der Prüfstand ist jetzt fertig für die ersten Probeläufe. Die 21er Props sind auch alle eingetroffen und der erste Lauf mit Drehzahlsensor ergab an ziemlich leeren 5000er Zellen 7500rpm. Damit sollten die 8000 bei vollen Zellen reeichbar sein und das ganze Drehzahlband zeichnet sich auch ab.


Gemessen wurde mit einem Unisens-E. Das ist ein leistungsfähiges Sensormodul, das sehr viel Flugdaten aufnimmt. Ausgelesen werden die Daten wie üblich am Jeti-Sender in Echtzeit per Telemetrie. Für die Flugeschwindgikeit ist der Sensor von Stein-Elektronik vorgesehen.


Heute gab es den ersten scharfen Lauf an 14s4500 45C mit der 21x16 Fiala:


130A bei 8.000rpm: 13,5kg Schub im Stand


Was nicht so gut gefiel: Der 6530 kommt schon hier an seine Grenzen bzw. bei der nächst größeren 21x18. Da gibt es leichte Kommutierungsprobleme beim Hochlaufen und die bereits weit vor Volllast.


Natürlich kann man nun auch mit Teillast anrollen und erst bei etwas Speed den Hahn ganz aufdrehen - das ist dann aber wieder so eine Sache. Wenn es mal hektisch wird, sind da Probleme vorprogrammiert.


Für den Bereich um 150-200A kann man sich also schon mal nach einen anderen Triebwerk umsehen.


Was auch etwas nachdenklich machte: Die 21er Props kommen der Startbahn doch schon etwas näher. Das ist beim Start jetzt nicht so relevant aber bei der Landung sind die Props gefährdet. Evtl. teste ich die 20-Props noch etwas differenzierter und es findet sich auch dabei ein Prop mit genug Schub.





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