Der Quirlin – 24 Zellen Heli in CFK – Alu Bauweise

Ausgangspunkt Nachdem mir die Leistungen meines Logo 10 nicht mehr ausreichten, war ich auf der Suche nach einem größerem Heli. 24 Zellen sollte der Antrieb haben, und in Alu-CFK-Bauweise aufgebaut sein. Ein Joker kam dem sehr nahe ist aber vom Antrieb ein Stück zu groß. Der Logo 24 besteht aus CFK und Kunststoff. Nachdem ich auch schon den Logo 10 mit einem Alu-CFK Chassis versehen habe, lag die Idee nahe, den Heli selber zu bauen. Die Antriebsteile sollten von der Logo-Baureihe übernommen werden, ebenso (vorerst) der Rotorkopf und der Heckrotor. Der Antrieb und der Rotorkopf wurden im Internet ersteigert und schon konnte die Konstruktion los gehen.

Einzelteile Dez. 2003

3D Konstruktion

Konstruktiongrundsätze

Da ein E-Heli möglichst leicht sein sollte, war mein Konstruktionsprinzip: alles weglassen. Dies geht allerdings meistens nur in dem man einen Kompromiß eingeht.

Der Antrieb erfolgt über ein einstufiges Getriebe auf die Hauptrotorwelle, eine Zwischenwelle für den Heckrotorantrieb wollte ich weglassen. Der Heckrotor wird von einem Zahnriemenrad (42 Zähne, Teilung XL) direkt von der Rotorwelle angetrieben. Zugegeben: der Aufwand für den Heckrotorantrieb ist nicht viel kleiner als bei einer Zwischenwelle, vom Zahnriemenrad mußte sehr viel Material entfernt werden um das Gewicht zu senken, außerdem sind noch zwei Rollen notwendig um den Zahnriemen in das Heckrohr zu führen.

Die drei Servos betätigen die Taumelscheibe direkt, ohne Umlenkhebel (weggelassen!), in 120° Anordnung. Ein push-pull-Abtrieb von den Servos kann so zwar nicht realisiert werden (wobei ich auch darüber schon nachgedacht habe), aber der Teileaufwand ist so minimal. Die Position der Servos wurde am 3D CAD-System ermittelt, so das die Gestänge möglichst gerade laufen.

Erste Bauraumuntersuchungen ergaben, daß Motor, Zahnriemenrad und Servos übereinander angeordnet werden müssen. Da die Bauhöhe für wendige Flugeigenschaften aber möglichst gering sein sollte, wurde das Hauptzahnrad unter das Chassis verlegt. Außerdem wurde nur der vorhandene Tango-Motor berücksichtigt, ein Actro 24-xx würde auch noch passen aber alle längeren Motoren kollidieren mit dem Zahnriemenrad.

Quirlin Stand Jan.2004

Gestängeherstellung

Weitere Konstruktionsdetails:

Die CFK-Seitenteile haben einen Abstand von 48mm (das ist historisch bedingt, war bei meinem Logo 10 auch so) und sind möglichst weit ausgespart. Große Flächen bringen hier nur Gewicht, keine Stabilität. Die Seitenteile sind nicht gestaffelt da sonst wieder Schrauben und Hülsen zur Verbindung notwendig werden (weggelassen!).

Das Heckrotorgehäuse ist aus einem Stück, Verbindungsschrauben habe ich somit weggelassen.

Die Rotorwelle besteht aus hochfestem Aluminium (7075 T6) und ist im Durchmesser gestaffelt (10, 12, 14mm). Klemmringe zur Fixierung der Rotorwelle konnte ich so, ... , weglassen Die Wellenlager haben 12mm Innendurchmesser. Eine hohle Stahlwelle wäre noch leichter, ist aber in gehärteter Ausführung, auf meinen Maschinen nicht herstellbar. Der Freilauf sitzt auf einer gehärteten Hülse die mit der Rotorwelle verschraubt ist. Die Hülse besteht aus Silberstahl, der läßt sich gut bearbeiten und härten.

Um ein Kippen des Chassis zu vermeiden (Parallelogramm) ist eine X-förmige Strebe aus CFK-Material quer im Chassis, zwischen Rotorwelle und Heckrohr, verschraubt.

Die Akkuhalter sind in einer Form aus GFK laminiert und seitlich an das Chassis geschraubt. Sie halten rechts und links jeweils 12 Zellen.

Ansicht X-Strebe

komplett ohne Akku

Ergebnis:

Der Erstflug verlief absolut unspektakulär, keine Bodenresonanzen, keine Probleme mit dem Heckrotor, keine Probleme mit dem Motor. Der Quirlin hat meine Erwartungen bis jetzt voll erfüllt. Deutlich mehr Leistung als der Logo 10, und schön wendig. Die Festigkeit der Konstruktion wurde auch schon bei einem Crash bestätigt, das Chassis blieb unversehrt, Messungen an der Rotorwelle ergaben einen Schlag von ca. 5/100 mm, ich habe aus Sicherheitsgründen eine neue gebaut. Nur Rotorblätter, Stabistange, Fahrwerk, das exponierte Hauptzahnrad und das Heckrohr waren zerstört.

Heckrotor

Fertig mit Akku

Flugbereit

Ausrüstung und Meßwerte:

Motor: Kontronik Tango 45-08

Regler: Kontronik Beat 50-8-30

Akku: 24 Zellen RC2400 pushed + matched

Kreisel: GY401

Heckrotorservo: Futaba S9253

TS-Servos: Graupner DS8041

Empfänger: Graupner smc 19 DS

Rotorblätter: BBT 600mm

Heckrotorblätter: Logo 24

Haube : Quick

Gewicht ohne Akku: 2300g

Akkugewicht: 1500 g

Flugzeit: Schweben ca 8min.

„Heizen“ ca 6min