Corona Langeweile - oder die Performancesteigerung einer Micro Maritimo

[Shark]

So, das große Umstyling begann mit dem Deckel. Der gefiel mir einfach nicht aufgrund der kantigen Fensterfläche. Also schnell ein paar Maße abgenommen und in Delftship was neues konstruiert. Der Rest lief eigentlich so ab wie ich hier schon mal beschrieben habe. Ein Bekannter hat wieder für mich gedruckt. Was ich seit 1-2 Urmodellen machen ist nach dem Spritzspachtel eine weitere andere leicht zu schleifende Farbe aufzutragen bevor es ans eigentliche schleifen geht. So hat man eine sehr gute Schleifkontrolle und man sieht gut wo noch Beulen und Dellen sind.
Da der Deckel eine relativ simple Geometrie hat gingen die Arbeiten schnell voran und das abformen des Urmodell stand nichts mehr im Wege ...

[Shark]

Aufgrund der nicht allzu langen Trockenzeit für die letzte Farbschicht hat sich diese durch den Formenbau wieder etwas verfärbt beim Abformen. Das Urmodell, mal abgesehen von der weichen gelben Grundplatte aus 3mm Bastelplatte, ist auch heile geblieben. Nach einem weiteren Tag Trocken- / Härtezeit für die Form nach der Entnahme des Urmodells wurde schon der erste Deckelabzug daraus gemacht. Weil es der erste Abzug war erstmal ohne Farbe und nur aus mehreren Lagen Glas (50g +163g +163g +105g) mit Kohlerovings in den Kanten zur Verstärkung. Aufgrund der ausreichenden Festigkeit und der guten Oberfläche ist es aber auch bei nur einem Abzug bisher geblieben.

Der durchsichtige Deckel bietet dann doch den Vorteil das man sofort sieht ab nach einem Abflug Wasser im Cat ist und ob auch das GPS bzw. der Logger auch laufen.

to be continued …

[Larger]

Hi Christian,

ah, jetzt verstehe ich genau was du mit dem Ski meist. Klar wenn man die Lauffläche von zwei (eigentlich vier wegen der hochgesetzten Stufe) auf eine reduziert sollte man weniger Widerstand haben. Ist die Frage ob man das hinsichtlich Propellerdrehmoment und Stabilität um die Querachse hinbekommt bei einem Modellboot wenn die äußeren Schwimmer / Kufen das Wasser nicht mehr berühren.
Interessant wäre auch die Frage unter welchen Bootstyp es dann fallen würde ...

Das sollte schon funktionieren. Ist eigentlich in erster Linie abhängig vom aufgebauten Staudruck
Ich habe mir mal ein kleines Canard gebaut. Das ist so eingestellt, das es nur auf der Nase und dem Prop läuft. Geradeaus und bei glattem Wasser haben die hinteren Schwimmer so gut wie keinen Kontakt zur Wasseroberfläche, so wie Christian das mit seinem Ski erreichen will. Man merkt dann sofort wenn die Flügel unterschiedlichen Auftrieb produzieren. Ich hab da länger gespachtelt und geschliffen bis das gepasst hat. Nimmt man dann einen deutlich anderen Prop, funktioniert das bei dem kleinen Ding nicht mehr. Dann muss man neu anpassen. Leider hab ich bisher nicht die Zeit gefunden mal was mit veränderbaren Klappen unter den Flügeln, bzw komplett verstellbaren Flügeln zu bauen

Gruß Heiko und noch viel Spaß beim experimentieren

[Shark]

Moin Heiko,

die Geschickte mit deinem Canard habe ich glaube ich schon irgendwo hier mal gelesen. Schon interessant wie filigran so ein Bootskonzept auf äußere Kräfte reagiert. Ein Querudersystem würde da sicherlich beim Austrimmen / Abstimmen sehr hilfreich sein.
Bezüglich des aerodynamischen Konzepts ist da aber zwischen dem Canard und dem was Christian vorgeschlagen hat schon ein deutlicher Unterschied aus meiner Sicht. Der Carnard ist da das stabilere System aufgrund des ehr im hinteren Teil sitzenden Flügels (Tunnels) und dem großen Abstand zwischen Prop und vorderem Schimmer. Wenn ich Christian richtig verstanden habe würde er den Ski ehr hinten montieren um das Heck anzuheben und so den gesamten Anstellwinkel des Cats zu reduzieren ... (bitte um Korrektur wenn ich mich irre).

Gruß,
Patrick

[Ch.Lucas]

Hi,
da ich grad nicht auf meine Bilder zugreifen kann hab ich so einen Ski in die Zeichnung von Chris Flins Dragon F1 Cat mit Rot eingezeichnet. Ob man den Ski so lang machen muss , hab kürzere nicht getestet , der Lange läuft auch gut in Kurven. Ob der Ski bis so weit nach Hinten reichen muss ? Wenn er so weit nach hinten reicht wie in der Zeichnung bleibt das Boot ehr ein Tunnelboot mit seinen Kurveneigenschaften. Bei einem kleinen F1 Cat habe ich aber mal nur einen Kurzen Ski vorne unter das Cockpit plaziert , dann läuft das Boot ehr wie ein Canard und verträgt gut Gewicht weit vorne. Es gibt noch soviel zu Testen . Macht weiter , irgendwann haben wir die Eierlegende Wollmilchsau.

Happy Amps Christian

[Shark]

Genau so hatte ich das auch verstanden. Gibt natürlich viele Variationsmöglichkeiten bei dem Laufski und somit einiges was man probieren und testen könnte ...
Mal schauen was sich in Zukunft so ergibt.

[Shark]

Der neue Deckel war bezüglich des Umstylings ehr der einfache Part. Da ich mir in den Kopf gesetzt habe mit dem Cat eventuell in der SAW Mini Klasse zu starten musste dieser leider etwas kürzer werden. Laut Regelwerk dürfen Minis maximal 45cm inkl. Überhand lang sein, Anbauteile wie Ruder und Strut gehören nicht dazu dürfen überstehen. Somit ist die originale Micro Maritimo mit ihren gemessenen 49cm um 4cm zu lang.

Es stellte sich somit die Frage, wo man am besten was abschneidet. Wenn man diese 4cm hinten vom Überhang wegnimmt macht es den Umbau relativ simple da man nur einen neuen Heckspannt einsetzen müsste. Allerdings schieb man so den aerodynamischen Druckpunkt des Tunnels nach vorne und um das zu kompensieren müsste man auch den Schwerpunkt nach vorne schieben um das zu kompensieren was nur mit einem kompletten umbau des Innenraus möglich gewesen wäre. Ferner würde auch der Strut (Ruder natürlich auch) weiter Richtung Kufenabrisskante rücken und somit die Stützwirkung reduzieren, welche mithilft den Bug unten zu halten. Könnte man durch zwar durch einen längere Ausleger kompensieren, was aber wieder zusätzlicher Aufwand wäre ...

Einfacher ist es da die beiden Bugspitzen wegzunehmen da die sowieso ehr irrelevant sind. Schwierig ist es halt nur wieder eine einigermaßen ansehnliche Bugform zu kreieren und das noch einigermaßen symmetrisch auf beiden Seiten. Dazu wurde erst einmal auf einer Seite grob angezeichnet wie die spätere Kontur in etwa aussehen könnte und dann stumpf die Spitzen um die benötigten 4cm gekürzt. Anschließend wurden die vier Kanten der Kufe eingeschnitten um so die einzelnen GFK Streifen in die neue Form drücken zu können. Das überschüssige material wurde solange weg gedrehmelt bis alles wie gewünscht zusammenpasste. Dann wurde alles erst einmal mit Sekunde fixiert. Das Prozedere galt es dann auf der anderen Seite zu wiederholen, was aber nicht so einfach war, da die originale Geometrie schon nicht ganz symmetrisch war und dich die Schlitze nicht ganz im selben Winkel angesetzt hatte. Nach ein paar Mühen war aber ein zufriedenstellendes Ergebnis erreicht.

Zu gleich habe ich auch noch den Tunnel vorne um etwa 2-2,5cm gekürzt und das Deck durch einschlitzen nach unten gezogen um so weniger Luft in den Tunnel zu bekommen. Da ich keine spitze Tunneleintrittskante haben wollte wurde ein 6mm Carbonrohr dort eingesetzt und Ober- und Unterseite bündig verschliffen. Die offenen Seiten in den Kufen wurden mit dünner Carbonplatte wieder verschlossen. Den Tunnel habe ich gekürzt um zum einen den Auftrieb für die angepeilten höheren Geschwindigkeiten zu reduzieren, aber auch um den aerodynamischen Druckpunkt weiter nach hinten zu bekommen. Die Flipneigung wenn der Bug mal etwas zu hoch kam beim beschleunigen war bei den letzten Fahrten dann doch schon sehr groß.

to be continued …

[Shark]

Nachdem der Tunneleinlass als auch die Kufenspitzen soweit geändert waren wurde von innen alles wieder gut verklebt mit 24h Harz. Zuerst in alle Kanten gut Mumpe (Harz + Baumwollflocken + Microbubbles) und dann mindestens eine Lage Glasgewebe (100g) drüber, meistens aber zwei. Die Spitzen habe ich besonders mit Mumpe gefüllt um später etwas Schleifgrundlage zu haben fürs abrunden.

Da mir auch so ein tief eingelassener Deckelrand (5-6mm) überhaupt nicht zusagt und ich auch noch etwas Raumhöhe innen gebrauchen konnte würde kurzerhand auch noch der Deckelrand herausgetrennt. Anschließend den Auflagenrand bündig geschliffen und im Cat den Rand auf 2mm gekürzt. Eingesetzt wurde der Auflagerand dann erstmal wieder mit Sekunde und anschließend mit zwei schmalen Lagen 100g Glasgewebe. Die Hinterscheidung am Deckelrand innen habe ich vorher mit Kohleroving gefüllt. Das bring noch mal zusätzlich Stabilität. Bei dieser Aktion wurde der vordere Decksbereich bis zum Tunnelanfang auch gleich mit Kohle und Glas.

Durch all diese Maßnahmen ist der Rumpf ziemlich stabil geworden und sollte die zukünftigen sicherlich kommenden Abflüge gut überstehen. Das Gesamtgewicht des Rumpfes ist durch die Kürzung und der anschließenden Verstärkung etwa auf gleichem Niveau geblieben.

Bei diesen ganzen Umbauaktionen habe ich auch gleich die Laufflächenaufdopplung auf 1mm GFK und 0,5mm Carbon Platte fest installiert.
Das letzte Bild zeigt noch einmal die hintere Halterung für das Ruderservo in die es einfach nur eingeschoben wird.

to be continued …

[Keule]

Hallo Patrick,

ein sehr schöner Bericht.....ich lese sehr gern weiter.

[Shark]

Hallo Andi,

freut mich zu hören. Denke das noch ein paar mehr hier mitlesen und das Projekt verfolgen ...

Gruß,
Patrick

[Shark]

Nachdem der Kleber durchgehärtet und die Spitzen einigermaßen verschliffen waren, konnte die Elektronik wieder eingebaut werden. Das schönmachen (spachteln) der gemachten Schlitze für den Umbau und der Übergange habe ich mir erstmal gespart. Das kommt wenn der Cat später irgendwann mal Farbe bekommt.

Wieder am bzw. auf dem Wasser war keine messbare Änderung der Performance bzgl. Speed und dafür benötigte Leistung festzustellen. Somit war der Umbau erstmal kein Rückschritt aber der kleine Cat ist jetzt konform für die Mini Klasse .

Um weiter die Geschwindigkeitsgrenze auszuloten wurde als nächstens ein auf 28mm modifizierter 32er TS Prop montiert. Damit waren dann 114km/h zu verbuchen @ 490W Eingangsleistung. Spaßeshalber habe ich für die Fahrt mit dem zweite Akku direkt danach noch mal das lange Aluruder (Nr.2 aus Beitrag #9) montiert. Das Ergebnis war dann doch sehr aufschlussreich nach der Auswertung abends. Es fehlten 5km/h (109km/h gemessen) und die benötigte Leistung ist um 100W auf 590W gestiegen. Was mal glatt 20% mehr sind für 96% des vorherigen Speed. Schon erstaunlich was so ein bisschen mehr Fläche ausmacht. Natürlich spielt da auch noch das größere Nickmoment mit rein was den Bug etwas mehr aufs Wasser drück ...

Danach habe ich noch ein wenig mit der Scherpunkt und dem Strutwinkel rumgespielt. Dabei hat sich gezeigt, das der SP möglichst weit vorne liegen sollte und auch ein leicht angestellter Strut hilft die Nase unten zu halten vor allem beim Beschleunigen. Auch einen grade Platte unter den runden Strut geklebt mit der breite des Struts hilft da und unterstützt da die Wirkung des Struts als Wheeliebar.

to be continued …

[Ch.Lucas]

Hi Patrick,

ja die Ruderbremse , sollte man Ausschalten. Vielleicht magst du ja mal mein Scheibenruder testen . Wenn ich zu Hause bin mach ich dir so eine Scheibe mit einem Kugellager die leicht läuft.
Ja der Wheeliebar is gut , hab ich beim niedrigen Aussenborder per Vierkanntstefenrohr auch gemacht.

Happy Amps Christian

[Shark]

Hi Christian,

weißt du ob das jemals einer mal ausprobiert hat ? Die Idee hattest du ja auch schon vor etlicher Zeit mal vorgestellt.

Wenn ich die gleiche Eintauchtiefe von ca. 2cm erreichen möchte wie das jetzige Ruder und noch 5mm Abstand bis zur Rotationsachse hinzufüge, brauche ich einen Scheibe mit 5cm Durchmesser. Das ergibt dann eine benetzte Fläche von rund 50% mehr wie das jetzige Ruder ... Ok, die Reibung sollte durch die geringere Relativgeschwindigkeit deutlich reduziert werden

Bin mir aber nicht ganz sicher ob so ein Kreisabschnitt geeignet ist um effektiv Strömung umzulenken und eine Querkraft zu produzieren. Wenn man nachher mehr Ruderwinkel braucht könnte der Vorteil wieder verloren gehen ...

Gruß,
Patrick

[Shark]

Da wir grade bei dem Thema Ruder sind geht's mit diesem auch weiter.

Alles Abends so über den gesammelten Daten saß, kam die Frage auf was man noch so testen / optimieren könnte. Da kam ich auf die Idee warum nicht mal das Ruder wie bei den Wettbewerbs-Monos und -Hydros einfach auf die rechte Seite neben den Prop zu setzen, da funktioniert es doch auch. Und man hat so mal den direkten Vergleich der beiden Varianten.

Der Umbau sollte aber so vonstatten gehen, dass falls es in die falsche Richtung gehen sollte, einfach wieder auf die Variante mit Ruder hinterm Prop wieder zurück zu rüsten. Damit stand fest, dass die Anlenkung von ihrer Position im Rumpf nicht ändern darf. Da das Ruder auf beiden Seiten einen Anlenkhebel hat, war das auch kein Problem, man muss nur nachher die Servodrehrichtung umkehren.
Mit diesem Plan wurde dann am nächsten Abend zur Tat geschritten und ein neuer Ruderhalter gebaut, bei dem man das Rudergelenk wieder wie vorher zwischenstecken und anschrauben kann. Der neue Halter wurden dann soweit es die Anlenkung und der Ruderhebel zuließen so dicht wie möglich an den Strut heran gesetzt und auf auch auf die selbe Höhe wie vorher. An der entsprechenden Stelle wurde eine Öffnung herein gefräst / gefeilt, der Halter durchgesteckt und von innen ordentlich mit 24h Harz verklebt.

Schon am nächsten Abend konnte es wieder zum Testen an den See gehen. Versprochen von dem seitlichen Ruder hatte ich mir eine geringere Leistungsaufnahme da das Ruder nicht mehr im Propellerstrahl in der beschleunigten Strömung sitzt. Aus der Sicht war das Ergebnis nach Auswertung der Loggerdaten aber enttäuschend, denn es hatte sich nichts messbar geändert. Geschwindigkeit und Leistungsaufnahme waren auf gleichem Niveau geblieben.
Als Grund vermute ich in der Tatsache, dass das seitliche Ruder zwar weniger Winderstand durch die geringere Anströmgeschwindigkeit hat, aber die Propulsion nicht mehr so effizient arbeitet. Denn das Ruder hinter dem Propeller nimmt zu einem gewissen Teil wieder dem vom Prop erzeugten Drall aus dem beschleunigten Wasserstrahl und erzeugt damit zusätzlichem Schub, wie bei einem Wasserjet oder Impellerantrieb. Was dann wieder den höheren Widerstand kompensiert.

Vorteilhaft beim seitlichen Ruder ist mir aber das Lenkverhalten aufgefallen grade bei langsamen Geschwindigkeiten. Es war viel angenehmer und kontrollierter, da nicht mehr der Propellerstrahl beim lenken mit umgeleitet wird und somit die Lenkkräfte geringer ausfallen, zumindest wenn der Motor läuft. Also war der Umbau doch zum Teil erfolgreich. Ein weiterer Vorteil ist, dass man die Rudertiefe doch ein wenig mehr reduzieren kann, weil ein größerer Teil des Ruders in ungestörtere Strömung arbeitet und zur Richtungsstabilität beiträgt. Somit ist der Widerstand dann doch geringer als mit dem mittigen Ruder.

Einen kleinen Nachteil das das Seitliche Ruder dann doch. Mit dem mittigen war es bei einer Kopflandung nach einem Flip immer möglich via Airboat (Luftschraubenantrieb) wieder zurück zum Ufer zu kommen, da man mit der Ruder gut den Luftstrom steuern konnte. Jetzt mit seitlichem Ruder muss immer das Bergeboot seinen Dienst verrichten.

to be continued …

[Kay]

Moin Patrick,

schick schick was du da so treibst. Freue mich schon auf das gemeinsame fahren. Bin seit heute Abend wieder zuhause.
Damit das Boot auch auf dem Kopf lenkbar bleibt, montiere einfach eine kleine gfk-Finne über dem Ruder. Die gleiche Befestigungsschraube wie für das Ruderblatt nutzenend
Habe ich bei meiner Micro Iceberg auch gemacht - 0,5mm GFK. CFK bricht unter umständen in gleicher Stärke.

lg Kay

[Shark]

Zu den gesteckten 120+ für dieses Projekt war es nicht mehr allzu weit. Es fehlten noch 6km/h. Also wurde das Ruder um 2-3mm angehoben, was ja durch das seitliche Ruder jetzt ging und ein auf 31mm reduzierter und modifizierter 37er TFL Prop der 19er Serie montiert. Der hat etwa 8-10% mehr effektiven Pitch.

Damit ging es an den See und das Ergebnis konnte sich sehen lassen. Das GPS zeigte 120-123km/h Max an an und das bei einem Leistungseinsatz von 550-560W. Das Speed Ziel war damit erreicht. Einem noch größeren / steileren Prop wollte ich dem Setup bzw. dem 45A YEP Steller nicht mehr zumuten. Der Strom lag jetzt im ausbeschleunigten Zustand bei knapp 40A und die gemessen Peakströme rund 50-60% darüber. Kurzfristig ist das OK, aber man muss es ja nicht herausfordern, dass der Steller mit Rauchzeichen kommuniziert das er nicht mehr weiter kann .

Also musste ein neues Setup her .

to be continued …

[Ch.Lucas]

Hi Patrick,
die Scheibe habe ich auf einem Teststand mit dem kleinen Messerkeilruder verglichen. Ich habe die Ruderseitendruckkraft gemessen und dabei von 0 Grad Lenkwinkel bis 30 Grad auch noch den Widerstand des Ruders in der Strömung gemessen. Die Größen haben beide den gleichen Ruderdruck die Scheibe aber immer viel weniger Widerstand.
Du musst das Ruderblatt wenn es nicht im Propellerstrom liegt gar nicht durch das Wasser ziehen . Du kannst es auch soweit vergrößern dass es als reiner Aerodynamisches Ruder nur im Luftstrom arbeitet. Hat aber dann keinen Vorteil mehr gegenüber dem Wasserruder.
Einen Vorteil wird nur die Scheibe bringen und was auch noch möglich wäre ein Hubschrauberheckrotor oder das gleiche nur mit Schubdüsen alla NOTAR System , das aber zusätzlich den Conda Effekt nutzt. Also Ruder sollte es ohne den Condaeffekt ausreichen.
Gekoppelt mit einem Heading Hold Kreiselsystem lassen sich Sturrer Geradeauslauf und jeder Kurvenradius fahren.

Happy Amps Christian

[Shark]

@ Christian
Schöne weitere interessante Gedankenansätze. Mal schauen ob sich jemand mal da ran traut ...



In den SAW Mini Klassen sind nur Lipos mit maximal 3s und 230g erlaubt. Die 230g stammen noch aus den Lipo Anfängen und den damals erhältlichen Kokam Zellen. Heutzutage steht damit im Verhältnis zu anderen Klassen für die Größe der Minis super viel Leistung zur Verfügung. Damit dann schnell zu werden ist keine große Kunst. Deshalb versuche ich persönlich schon seit einigen Jahren mit deutlich leichteren Lipos meine persönlichen und auch die aktuellen SAW Speed-Rekorde nach oben zu setzen.

Um den SAW Regeln zu entsprechen musste jetzt natürlich das 4s Test-Setup durch ein ernstes 3s Setup ersetzt werden. In meinem Fundus befand sich noch ein Neu 1110 1,5D Motor mit ca. 5700kV, also mit noch etwas mehr zu erwartender Lastdrehzahl als beim jetzigen 4s Setup. Ferner lag da noch ein nur 5-6 Zyklen alter drei zelliger Turnigy Nano Tech Akku aus dem Winter 2015/16 rum. Der hat eine Kapazität von 1300mAh und ist mit 45-90c spezifiziert und bringt das 10g weniger Gewicht auf die Waage wie ein 4s Pack. Trotz der mehrjährigen Lagerung im leeren Zustand (3,4-3,6 V/Z) hat dieser kein Bisschen was an Leistungsfähigkeit verloren was eine Kontrollmessung ergab.
Fehlte nur noch der Steller. Da er mehr oder weniger noch auf dem Basteltisch lag kam der auf 1s Betrieb umgebaute 100A YEP Steller wieder zum Einsatz. Aufgrund des Wegfalls von einem Antriebsakku, es waren ja immer zwei 4s Packs bisher an Bord, kam das zusätzliche Gewicht des Stützakkus für den Betrieb des Stellers grade passend. Auch der Motor war etwas leichter, so das ich gleich mal 30g Blei in die Kufenspitzen gepackt habe um den Schwerpunkt halten zu können. Trotzdem war der Cat mit dem 3s Setup mit jetzt 855g um 80g leichter wie zuvor, also nicht ganz 10%. Das kann der Performance nur zu gute kommen solange er nicht flippt.

Da von vorneherein feststand, dass der Akku nur die benötigte Leistung abgeben kann wenn er vorgewärmt ist, musste eine andere Lösung wie die bisherige dauerhafte Fixierung mit doppelseitigem Spiegeltape gefunden werden, um den Akku einfach ein und ausbauen zu können. Zufälligerweise hatte mir ein Bekannter 2-3 Wochen vorher einfach so eine kleine Packung von einem Noppenband geschenkt, von dem ich dachte, dass wirst du nie brauchen. Aber sag niemals nie . Dieses Noppenband ist wie Klettband, aber mit nur einem Typ von harten Noppen die sich ineinander verhaken. Einen Streifen davon in den Kufenboden und einen anderen auf den Akku geklebt und schon war die neue Akkuhalterung fertig. Damit sich der Akku nicht losreisen kann bei einem Abflug kommt wieder ein Schaumstoffstück zwischen Akku und Deckelrand.

to be continued …

[J Mack]

to be continued …

Hast du seit deinem letzten Post noch weitere Verbesserungen vorgenommen?
Vielen Dank

[Shark]

Hello J Mack,

wirklich optimiert habe ich nichts mehr an dem Cat. Er hat vorne noch eine Vorstufe auf den Kufen bekommen um das anfahren zu erleichtern wenn der Schwerpunkt relativ weit vorne liegt. Habe fürs SAW letztes Jahr noch wie geschrieben das regelkonforme 3s Setup probiert als auch ein vergleichbares mit 2s (Hacker B40 mit 8700kV + SLS Quantum 2s 2200mAh 65c Lipo). Topspeed war mit beiden Setups dann so gut wie gleich mit 138-136 km/h.

Mit den Setups bin ich dann zum SAW. Leider hat das Wetter es nicht zugelassen auch nur einen einzigen Pass damit zu fahren. Seitdem hat der Cat auch kein Wasser mehr gesehen ... Hoffentlich klappt es diese Jahr im September.


Gruß,
Patrick