Rigger - Prototyp

[pumba]

Hallo an alle,

erstmal vielen Dank an alle für die vielen sehr interessanten Informationen, ich musste etwas länger darüber nachdenken und eine Nacht darüber schlafen.

Zunächst zur Ruder Geometrie, dabei haben mir die Beiträge von Michael sehr weitergeholfen mich mit der Materie etwas besser auseinanderzusetzen. Er hatte in einem anderen Bericht etwas sehr interessantes dazu geschrieben, doch auf Englisch und so habe ich es übersetzt und mit seiner Einverständnis wollte ich es auch hier festhalten:


Ein Ruder in Keilform benutzt man bei Hochgeschjwindigkeitsbooten typischerweise aus zwei Gründen:

Die scharfe Abrißkante an der Rückseite minimiert den Widerstand verglichen mit einem normalen profilierten Ruder, mindestens ist da ein großer Widerstandsunterschied bei Kurvenfahrt.

Der Widerstand, der durch die Keilform entsteht, zieht das Ruder von seiner Achse weg, wobei die Symmetrie des Keils für eine Selbstzentrierung des Ruders sorgt. Sobald das Ruder versucht, nach einer Seite auszuweichen, steigt dort der Widerstand und dreht das Ruder zurück.

Wenn nun ein Teil des Ruders vor der Achse liegt, wird das Wasser dort eine Kraft erzeugen, die das Ruder in dieselbe Richtung weiterdreht, in die es bereits unbeabsichtigt dreht. Diesen Effekt nutzt man bewußt bei niedrigen Geschwindigkeiten, um die Ruderkräfte klein zu halten (auch bei Flugzeugen, aber eher nicht bei schnellen ...). Wenn man sich bewußt macht, wie wenig Widerstand der ausgeschwenkte Keil bzw. seine projizierte Fläche erzeugt, verglichen mit dem der Fläche, die vor der Achse in die andere/falsche Richtung zeigt, wird klar, dass man mit nur wenig Vorblatt den Selbststabilisierungseffekt zu einem großen Teil (oder fast ganz) verliert: Daher sollte man das lassen.


Auf der anderen Seite ergibt es keinen Sinn, die Rudervorderkante weit hinter die Achse zu legen, da dann das Servo das ganze Ruder im beschleunigten Wasser hin- und herschwenken muß. Mit perfekter Ausrichtung der Rudervorderkante auf der Drehachse hat man maximalen Selbststabilisierungseffekt bei minimalen Steuerkräfte.

Jetzt muss ich mir erst einmal ein paar Gedanken machen, wie ich mein Ruder änder, damit ich diese Punkte in die Tat umsetze, um ein gut funktionierendes Ruder zu haben.

Zur aerodynamiscehn Stabilität muss ich sagen, dass ich keinerlei Erfahrung und auch nicht das technische Verständnis besitze (studiere was ganz anderes!), um solche ganzen Berechnungen in die Entwicklung einfließen zu lassen, doch trotzdem würde ich mich freuen, wenn jemand vllt ein paar Grundlagen erläutern könnte oder ein paar interessante Internetseiten hat.

Ich werde meinen Rigger jetzt erstmal fertig stellen und wenn es so weit ist, dann werde ich mich natürlich melden.

Viele Grüße, Max

[MiSt]

Zum Thema Ruder: Die gängigen Konstruktionen in den diversen Shops sind an sich im Kern OK. Normalerweise entstehen krasse Positionierfehler Lenkachse/Rudervorderkante auch erst, wenn man Teile verschiedener Hersteller mischt

Leider haben die Leute aber oft abenteuerliche Vorstellungen zur Lagerung. Aluminium ist ungeschmiert und mit der Rauigkeit einer Bohrung ein unfaßbar schlechter Lagerwerkstoff, wodurch sich die gängigen "Lagerungen" Inbusschraube/Alu sehr schnell aufreiben und dadurch Spiel entsteht.

Kugellager sind daher an sich eine gute Idee, sie müssen aber rostfrei und von guter Qualität sein. So eine Lagerung ist recht langzeitstabil hinsichtlich Spiel. Die Lagerstellen möglichst weit auseinander zu setzen hilft auch, ein gegebenes Spiel in seinen Auswirkungen zu minimieren (0,1mm Spiel auf 10mm Abstand ist etwa der doppelte Winkelfehler wie 0,1mm auf 20mm Abstand, oder umgekehrt muß das Spiel halt 0,05mm betragen ...)

Mindestens sollte man eine polierte (Edel-)Stahlwelle einsetzen, wenn man schon unbedingt in Alu gleitlagern will. Oder das Alu dann ausbuchsen, entweder mit den gängigen teflonbeschichteten Buchse (kann man fast immer nachträglich machen, ist i.d.R. genug "Fleisch" da), oder mit Sinterbuchsen (sind dicker, wird oft "eng").

Was die Position des Ruders angeht, gibt es im Wettbewerbsbereich fast niemanden mehr, der das Ruder nicht neben den Propeller setzt, sodass dieser abgedeckt wird. Für unsere übliche Propellerdrehrichtung also rechts in Fahrtrichtung. Der Grund ist, dass man in der Praxis eine deutliche Abmilderung der Propwalkeffekte feststellt.

Entgegen einer verbreiteten Internetlegende kann man mit Mittelruder nicht genausogut Linkskurven fahren wie Rechtskurven, man kann aber Rechtskurven schlechter fahren, u.A. weil das Ruder für gleiche Eintauchtiefe wie rechts montiert länger sein muß (sogar deutlich beim Mono!) und daher mehr flext.

EDIT:

Für meine Rigger verwende ich keine Keilruder der "üblichen Verdächtigen", die sind mir bei der am Rigger benötigten Kürze des Blattes dafür unnötig dick, sondern nur geschärfte Blätter aus Maurerkelle 0,8mm wie auch bei der Turnfin. Vorderkante allerdings bündig mit der Ruderachse ... auch das stabilisiert sich selbst

[pumba]

Hallo Michael,

das mit den Auslegern aus Alu ohne jegliche andere Lagerung habe ich jetzt schon öfters gesehen, es erschien mir auch etwas komisch, gerade weil dort doch sehr große Kräfte wirken.

Aus diesem Grund habe ich auch Kugellager verbaut, ich erhoffte mir daraus etwas weniger Spiel, das hat auch ganz gut geklappt. Ich werde sie nach Wasserkontakt immer gut ölen, damit sie lange halten.

Danke für den Tipp mit der Maurerkelle, ich muss mir noch ein paar Gedanken zu meinem Ruder machen, wie ich es ändern kann, aber das wird seine Zeit brauchen.

Danke nochmal an alle Beteiligten, es ist wirklich Wahnsinn, wie viel man bei so einem Thema, wie Ruder alles lernen kann.

Viele Grüße, Max

[Jo-nny]

Ich werde sie nach Wasserkontakt immer gut ölen, damit sie lange halten.

Abe bitte mit einem Wasserverträglichem Öl, sonst gibts bald keine Fische mehr bei dir im Teich

[pumba]

Hallo Johannes,

das auf jeden Fall und so viel Öl werden wohl die kleinen Kugellager nicht brauchen.

Ich glaube die Fische sollten sich lieber um das Kohlekraftwerk und die Binnenschiffahrt Gedanken machen, fahre auf einem Kanal

Hast aber Recht, die Umwelt muss man immer auch berücksichtigen!

Viele Grüße, Max

[Ch.Lucas]

Hi Michael,
kann Deinen Ausführungen nur zustimmen. Leider ist in dieser Welt die Geiz is Geil Mentalität der Geschäftsfaktor und dadurch kommen immer mehr solche Alulager simpel Bauteile zum zuge.
Du fährst ja noch aktiv Wettbewerb wäre mal zu Überlegen auch das Turnfin anzusteuern . Das Boot hält sich am Turnfin im Wasser fest da eindrift nach aussen quasi einen Anstellwinkel des Fin bewirkt. Stellt man es aktiv an kann der Bootskörper auf der Kurvenlinie gerade bleiben und das Fin seinen Grip erhöhen .Ergo kann ein kleineres Fin die selbe Kraft erzeugen wie ein größeres. Auch die Position zum Schwerpunkt ,Abstand ,zum Schwerpunkt birgt viel Experimentiermöglichkeiten .Je weiter vorn ,desto kleiner kann es sein .Hab da mal zb. eines ganz weit vorne unter dem Rumpf in der Mitte gefahren ,das hat sehr gut funktioniert.Ich weis ,je näher am Schwerpunkt desto Neutraler.

[pumba]

Hallo an alle,

so langsam geht es nun an die Schwimmer und an die richtige Positionierung derer am Mittel-Rumpf. Ich habe dazu mal zwei Skizzen gemacht (Entschuldigt, leider nur mit Paint )

Zunächst zu den Schwimmern:

Wie ihr auf der ersten Skizze sehen könnt, sind dies die aktuellen Abmessungen und Winkel, da ich aber nun einstellbare "Ride-Pads" montieren will, kann ich die Schwimmer-Geometrie jetzt noch verändern. Aus diesem Grund wollte ich fragen, ob es Erfahrungswerte gibt oder Ideen, wie ich die Schwimmer optimal ändern kann?!

In den ersten Beiträgen wurde auch schon die Länge der Laufflächen angesprochen, dass sie etwas zu kurz sei, deshalb wollte ich sie auch mit den "Ride-Pads" verlängern. Nun meine Frage, was wäre denn eine gute Länge für die Laufflächen, damit der Rigger gut aus dem Wasser kommt?

Nun zu der Positionierung der Schwimmer am Mittelrumpf:

In der zweiten Skizze habe ich den Abstand der Schwimmerachse und der Achse des Mittelteil mit dem Buchstaben "C" bezeichnet. Wie groß wäre ein guter Abstand zwischen Schwimmer und Mittelteil?

Auch sollen die Schwimmer etwas weiter vor dem Mittelteil stehen, hier Abstand "A", hättet ihr da auch eine Empfehlung?

Und noch eine Frage die mich schon seit langem beschäftigt, wenn die Schwimmer nun befestigt sind und man der Rigger auf eine glatte Platte legt:

Wie groß muss der Abstand zwischen Unterkante des Mittelteils und der Tischplatte sein, wenn der Mittelteil parallel zu dieser angeordnet sein soll?

Ich habe zu dieser Thematik auch etwas vom "Bodeneffekt" gehört?!

Entschuldigt wenn es viele Fragen auf einmal sind, doch möchte ich diesmal schon davor einige Fehler vermeiden. Wenn etwas unklar sein sollte in meinen Fragen, dann fragt bitte einfach.

Tausend Dank schonmal!!!!

Viele Grüße, Max

[Jo-nny]

Hallo Max,

*tief luft hol*

1. Die schwimmer sind ja schon ziemlich Aerodynamisch. Allerdings ist die anwinkelung der Schwimmer etwas zu extrem. Mach lieber 1-2°, sonst tauchen die Schwimmer während der Fahrt zu tief ins Wasser, und der Rigger fährt auch schlechter an, weil die anströmfläche für das Wasser fehlt. Angewinkelte Schwimmer sind meist nur bei Ovalriggern wirklich sinnvoll. Wenn du die Reibung der Schwimmer minimieren willst, lass die Ridepads lieber spitz zulaufen oder mach aus Ihnen eine art "Gabel".

2. Die Länge der Laufflächen ist so ne Sache. Es kommt ja darauf an, wie breit die Laufflächen sind, welchen Winkel sie in Längs und -querachse haben usw... Ich würde in deinem Fall 1/5 bis 1/4 der Mittelrumpflänge bauen.

3. Auch eher Geschmackssache. Je weiter die Schwimmer von der Mitte weg sind, deso stabiler läuft das Boot um die Querachse. Mach es einfach so, wie es gut aussieht, hat bei mir bis jetzt auch gut funktioniert. Es soll wohl irgentwie ein "perfektes Dreieck" zwischen den Laufflächen der Schwimmer und dem Prop geben, davon weiß ich aber nicht viel...

4. Dieser Abstand wird so wie du Ihn eingezeichnet hast nicht gemessen. Wichtig ist auch hier wieder die Abrisskante der Lauffläche. Bei Ovalriggern sollte sie 2 Finger breit vor dem Schwerpunkt liegen. Bei SAW-Riggern hab ich es bis jetzt so gemacht, dass alles Gewicht im Mittelteil (Akku, Regler, Motor etc. ) erst nach der "Abrisskantenachse" eingebaut wird.

5. Je tiefer der Rigger liegt, desto stabiler fährt er (Schwerpunkt!), es erhöht sich dadurch jedoch auch der Bodeneffekt. Wenn er zu tief liegt, ist die Gefahr groß, das er bei kleinsten Wellen den abgang macht. Ich würde sagen: Nicht weniger als 1cm!

6. Bodeneffekt: Das ist der Staudruck der Luft, die sich unter dem Boot sammelt. Wenn ein Boot eine Glatte fläche unten hat, wirkt das wie ein "Luftkissen", was gefährlich werden kann, weil das Boot dann sämliche Stabilität verliert, die es durch die Schwimmer bekommt. Bei Schwimmern kann man sich das durchaus zunutze machen, obwohl auch hier keine wirkliche Stabilität gegeben ist...

Wenn du an Aerodynamik noch was rausholen willst, versuche, die Fläche, die im rechten Winkel zu deiner Lauffläche steht, spitz zulaufen zu lassen. Sonst hast du (sehr kleine) Verwirbelungen hinter dem Schwimmer, die bremsen...is aber kein muss

so ich glaub das wars...

MfG
Johannes

[pumba]

Hallo Johannes,

erstmal vielen Dank für deine ausführliche Erklärung, ich hoffe deine Finger sind nich allzu wund vom schreiben?!

Ein paar Fragen habe ich aber dazu:

1) Wie meinst du das wegen der Form der Ridepads, ich kann mir nicht vorstellen, wie es "spitz-zulaufend" oder "gabelförmig" aussehen soll?

Zu der Anordnung der Schwimmer habe ich auch noch eine Frage. Gibt es denn irgendwelche Erfahrungswerte, wie weit ich die Schwimmer-Abrisskante genau hinlegen muss, oder einfach ein Tipp, denn hier bin ich wirklich ratlos?!

Danke für deine Erklärung mit dem Bodeneffekt, wieder etwas gelernt

Viele Grüße, Max

[Jo-nny]

Hallöchen Max,

einen genauen anhaltspunkt kann man nicht geben, weil sich jedes Boot anders verhält. Eigetlich ist das Testsache. Ich denke, der Abstand zwischen Prop und Abrisskante sollte nicht kleiner sein, als der Mittelrumpf lang ist. Desweiteren sollten die Abrisskanten nicht vor dem Mittelrumpf stehen. Ich denke, wenn du dich da so einpendelst, liegst du im sicheren Bereich.

Für die Ridepads hab ich mal was "gepainted"

[Shark]

Moin,


hier mal als Anregung mein SAW Mini-Rigger. Leigt jetzt schon über einem Jahr wegen einem kleinen Landausflug defekt herum. Werden den aber jetzt wieder fertig machen um weiter zu testen. Mal sehen was nächstes Jahr dann auf dem SAW so geht.


Gruß,
Patrick

[Ch.Lucas]

Hi,
zeigt mal Mut . Für die Schwimmer mal als Vorbild die Versionen von Lee Taylor Discovery II nehmen , Lee Taylor Discovery II . und wer ganz viel Neuland bertretten will auch die Canardauslegung . nur beim Anstellwinkel tuts wohl etwas weniger auch ,auch wenn 7 Grad den geringsten Wiederstand bedeuten ,da hat Lee Taylor etwas viel. Die Tatzen laufen hinten in einer Schneide aus, http://www.boatdesign.net/forums/boa...oat-15461.html .
prinzipiell ist es natürlich am erstrebenswertesten die Auflagepunkten so weit wie möglich auseinander zu legen.Aber die zwei Schwimmer so weit vor dem Schwerpunkt sind nicht ganz unproblematisch auch wenn man damit eine quasi Canardauslegung einstellt. Der Rumpf wirkt Aerodynamisch ganz anders wie die Schwimmer die im sehr nahem Bodeneffekt laufen? ich bin ja mehr für die Auslegung wie sie der Shark auch gebaut hat mit den Schwimmern so im Schwerpunkt das der Staudruck im Bodeneffekt mit dem CG zusammen fällt. Wenn dann noch ein Leitwerk weit dahinter liegt gibts die kleinsten Probleme weil das eine Stabile Auslegung ist wie bei den Ekranoplanen .Die Tragflächen braucht es bei SAW nicht ,da reicht allein der Staudruck unter den Laufflächen aus um ohne Wasserkontakt zu fliegen blos bitte das hochliegende Leitwerk nicht vergessen .
Aber letztendlich lass ich mich überraschen wie der Rigger wird.

[Jo-nny]

Hallo,

@ Patrick

wahnsinnig tolle Arbeit mit dem Rigger!!! So ein Projekt währe mir persönlich viel zu schade, um es auch nu eine Minute in der Ecke liegen zu lassen

@ Chris

so ähnliche Schwimmer hatte ich mir auch mal überlegt, aber Ich hab es nicht umgesetzt bekommen. Meinst du, sowas könnte man an einem normal gebauten Rigger mal ausprobieren? Mir persönlich fehlt da der Auftrieb, oder Irre ich?

[Ch.Lucas]

Hi,
bei den Fesselbooten fahren zb. auch solche Tatzen aus Stromlinienkörper und kleinen Tellerscheiben ,die auch noch gefedert und gedämpft aufgehängt werden .
Ich habe noch die Version mit kleinen Tragflügelprofil das den Auftrieb beim Start erhöht und dann aus dem Wasser heraus ins Gleiten und Fliegen übergeht,je nach Geschwindigkeit.
und Auftrieb wirst du irgendwann ehr zufiel den zuwenig haben . Dann wirst du den Rumpf wie ein Schwert gestalten mit der Schneide zum Wasser zeigend um möglichst keinen Bodeneffekt damit zu bekommen.
Viel brauchts nicht , http://www.tuvie.com/akoya-light-amp...isa-airplanes/ , kann man noch kleine Ski aussen anbringen dann gehts auch für Kurven.

[pumba]

Hallo an alle,

erstmal tausend Dank für den vielen Input und die ganzen Ideen und Tipps.

Ich muss mir jetzt erstmal ganz in Ruhe zu den vielen Infos Gedanken machen, was ich umsetze und sofort ändere, wenn ich jetzt schon dabei bin, möchte ich es auch vernünftig machen.

Wenn es wieder ein paar Bau-Fortschritte gibt, dann poste ich es sofort, natürlich mit Bildern!

Viele Grüße, Max

[pumba]

Nochmal eine Frage, die mir in der Straßenbahn in den Kopf gekommen ist:

Wo liegen die Vorteile und Nachteile eines Canards gegenüber einem Rigger?

Würde mich freuen, wenn jemand vllt eine kurze Erklärung hätte, ich bin nämlich wirklich fasziniert von der Discovery 2!

Viele Grüße, Max

[Larger]

Die Frage ist so leicht nicht zu beantworten. Gibt ja auch zwei "Philosphien" beim Canard. Ich bin der Meinung, ein Canard muss genau wie ein Rigger vorne auf der Nase und auf dem Prop laufen. Die hinteren Schwimmer sollten nach Möglichkeit gar keinen Kontakt haben, bzw. nur in Kurven. Andere bauen die Dinger so, das sie in der Hauptsache hinten auf den Kuven laufen. Da kann man aber auch einen Cat bauen. Für Ovalrennen ist der Rigger die bessere Konstruktion. Da braucht ein Canard zu viel Strom, weil gerade in den Kurven mehr benetzte Fläche vorhanden ist.
Für Straight ist ein Canard denke ich, aber gut geeignet. Da beim Canard die Aerodynamik allerdings eine deutlich größere Rolle spielt als beim Rigger, ist das ziemlich trickreich die richtige Balance beim aerodynamischen Auftrieb zu finden. Ist der zu hoch, hebt es das Heck immer wieder aus dem Wasser. Ist der zu niedrig, kommt das Heck nicht frei und man verbrät unnütz Energie.
Es gibt Leute die sagen, ein Canard, welcher auf der Nase läuft sei nicht stabil.
Kann ich so nicht bestätigen. Ich bin mit einem Mini schon SAW gefahren. Der ist anfangs immer auf eine Seite gekippt. Lag daran, daß im Flügel unten eine Delle war.
Nach einigem Spachteln schleifen und Testen ist das Ding gut vorwärts gegangen.
So was um die 86 standen da auf der Uhr. Mangels Zeit liegt der immer noch rum. Da wäre auch noch mehr gegangen.
Canards sind eine Konstruktion, mit der man sehr viel experimentieren muss.
Heiko

[MiSt]

... Canards sind eine Konstruktion, mit der man sehr viel experimentieren muss ...

... und mit der SuFu viel Lesenswertes findet

[MiSt]

http://www.youtube.com/watch?v=QQh56geU0X8[/URL]

endg**l.

Das sieht gleich zu Anfang ein wenig so aus wie der von mir schon gelegentlich beschriebene Kinderdreiradeffekt . Aber SAW spielt das ja keine Rolle

[Ch.Lucas]

Jörg,
wieviele corcscrews hat der JAGs Canard den vollbracht?
Die Probleme legen damals bei Euch an den Schwimmern ,Vorne wie Hinten viel zuviel Auftrieb . mit den Erkenntnissen heute vielleicht nicht mehr so dramatisch.
Bei John Coob war es kein Dreiradumfall sondern ein zu dünner vordere Ski vor dem Peter Du Cane schon vor dem Lauf gewarnt hat und Coob hat sich darüber weggesetzt. bei Lee Taylor viel zu große Anstellwinkel ,ich glaube mal so um die 12 Grad gemessen zu haben ,zudem soll der vordere Stabilisator am rechten Schwimmer den Geist aufgegeben haben und sich deshalb das Boot darüber gerollt haben . Ich weis viele Solls und Wenns . Auf Land sind etliche Dreiräder viel schneller unterwegs ohne die Probleme !vor allem Craig Breedlove hat mehrere Rekorde damit aufgestellt ,Dann die Blue Flame und wider Breedlove der nur wenig langsammer mit der Spirit of America fast auch die Schallmauer durchbrochen hätte? und die Erste Schallmauer wurde mit dem Budweiser Dreirad in einer Richtung durchbrochen.
Gibt es die Seiten von Dick Crowe noch im Netz? da waren ja ein paar Bilder und ein Video vom JAGs Canard.
Gefunden , http://www.drcwebservices.com/lasaw/results.htm ,aber leider geht die Hystory nur zurück bis 2004 . Jörg vor fast 10 Jahren .
Für wirklich schnell wird man an einer Ekranoplane Auslegung ohne Tragflächen nicht vorbei kommen ,meine ich. Canard kann gehen mit breiten Frontski bzw. an eventuell kleinen Auslegern befestigten vorderen Skiern .