Vom Rocket zum TDR(ocket)

[raddlflieger]

Im Henseleit Bilder-Thread habe ich vor kurzem meinen E-Rocket Eigenbau vorgestellt. Aufgrund des Interesses, hier kurz einige Infos zu diesem Projekt.
2002 habe ich mir einen Henseleit Rocket gekauft und flugfertig gemacht. Fliegerisch war ich begeistert nur habe ich kein Rezept gegen die ßberhitzung des Motors gefunden. Weder der Umbau auf Webra-Vergaser, noch die Lüftungsschlitze in der Haube konnten den Hitzetod der Laufgarnitur nach wenigen Flügen verhindern. Später habe ich mir einen zweiten Rocket zugelegt - bei dem ist ßberhitzung überhaupt kein Thema. Offensichtlich hat doch die Qualität der Motoren stark gestreut. In der November 2002 Ausgabe des Magazins Rotor las ich dann einen Artikel über den erfolgreichen Umbau eines Rockets auf Elektroantrieb. Mit einem Actro 32-4, actronic 70-Regler und 32 NiCd - Zellen 2,4Ah sollten bei ansprechender Leistung 8 Minuten Flugzeit möglich sein. Sanyo-Akkupacks 2,4Ah waren in genügender Zahl vorhanden. Motor und Regler wurde beim Fachhändler bestellt. Der Motor-Freilauf und ein Motor-Befestigungsspant waren noch aus Aluminium herzustellen. Diese Teile habe ich CAD-konstruiert und bei einem befreundeten pensionierten Werkzeugmacher herstellen lassen. Die Akkuhalterung bestand zunächst aus Alu-Rohren und einem Sperrholzbrett. Der erste Funktionstest, noch ohne montierte Rotorblätter, war positiv. Also Blätter montiert und Gas gegeben und�- nichts ist passiert. Der Regler hat den Motor kurz bestromt und dann sofort abgeregelt. - riesen Enttäuschung. Offensichtlich war der Anlaufstrom so hoch, dass der Regler, um Schaden zu verhindern, wieder abregelte. Ich kam dann auf die Idee anstatt der original Rocket-Hauptrotorblätter mit 71cm die um 3cm kürzeren und leichteren Blätter von meinem Genesis zu nehmen. Riesen Euphorie - der Motor dreht hoch, ich checke noch mal alle Funktionen, trimme noch etwas und hebe vorsichtig ab - er fliegt -Wahnsinn! Ein Knall - Motor aus- hartes aufsetzen - umkippen - Rotorblätter schlagen ins Heckrohr und in den Boden. Schaden rund 200Euro am Heli, 120 Euro Kulanzpreis für Austausch des Reglers - die beiden Kondensatoren des Reglers waren aufgrund ßberhitzung nach ca. 1Minute Betriebszeit explodiert. Nachdem alles wieder aufgebaut war und der Rat von Fa. Köhler, für mehr Kühlung des Reglers zu sorgen, umgesetzt war, startete ich den nächsten Versuch. Durch die Verlagerung der RC-Box an die Position hinter die Hauptrotorwelle, wo sich bei der Verbrenner-Version der Tank befand, konnte ich den Regler direkt vor der Hauptrotorwelle im Rotorstrom platzieren. Geflogen werden sollte sowieso erst mal ohne Haube. Mehr Kühlung für den Regler geht nicht. Also Akku laden, Motor ein, abheben, schweben - Knall -Motor aus - dieses Mal sanft aufgesetzt. Wieder waren die Kondensatoren am Regler explodiert - durch ßberhitzung - wie mir Fa. Köhler dann mitteilte; Mein Antriebssystem wäre nicht optimal mit dem Hubschrauber abgestimmt. - Ich hatte ja bisher noch keine Chance dazu.

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Inzwischen war von Fa. Kontronik der Power Jazz auf dem Markt - mein Regler auf den ich gewartet habe! Also Regler beschafft und eingebaut. Er sah schon sehr vertrauenserweckend aus. Um die ganze Sache auch besser analysieren und bewerten zu können war bei allen nachfolgenden Flügen ein UniLog eingebaut mit dem Strom /Spannung/ Motordrehzahl/ Temperatur und Flughöhe aufgezeichnet werden konnte. Um es vorweg zu nehmen der Power Jazz hat perfekt funktioniert - jetzt haben sich die Akkus als Schwachpunkt herausgestellt. Es folgten einige Flüge von jeweils 2-3 Minute Dauer - mehr war mit den NiCd-Akkupacks nicht drin. Die Akkupacks waren nach den Flügen so heiß, dass man sie nicht anfassen konnte, obwohl sie direkt vom Hauptrotor gekühlt wurden. Anhand der geloggten Daten konnte man sehen, dass die Spannung der Akkus sehr schnell und kontinuierlich einbrach und die Stromwerte in Spitzen über 80A anstiegen. So hatte die Sache keine Zukunft. Ich stellte meinen E-Rocket mehrere Jahre zur Seite. Jetzt kam mir die rasante Entwicklung der Energie-Speichermedien zur Hilfe. Die Lösung meines Problems hieß Lithium- Polymer-Akku! Im Jahre 2007 investierte ich dann in 2x 5S 5340mAh Lipo-Packs von FlightPower - das ist fast schon wie Strom aus der Steckdose. Das Gewicht war in etwa mit den 32 NiCd-Zellen 2,4Ah vergleichbar - ca.4-6 Minuten Flugzeit sollten im Rahmen des Möglichen liegen. Wieder stand mein Rocket flugbereit vor mir. Also Drehzahlvorgabe hochgeschoben, der Motor beschleunigt, die Drehzahl steigt langsam an, steigt und steigt und steigt - Wahnsinn - also Vorgabe zurück auf ca.50% - die Drehzahl ist immer noch verdammt hoch - deutlich höher als mit NiCd bei Vollgas!. Vorgabe noch etwas zurück und abheben. Er schwebt - leichte Trimmkorrekturen - er schwebt perfekt ! Immer darauf gefasst, dass es gleich knallt oder der Motor plötzlich abstellt, wage ich kleine langsame Rundflüge. Immer noch alles perfekt. Timer-Anzeige 4min.30s ich lande. Beim Nachladen der Akkus stelle ich fest, dass erst 2,9Ah Kapazität verbraucht waren. Ich bin auf dem richtigen Weg. Die Akkupacks waren wieder randvoll. Diesmal wollte ich wissen welche Leistung wirklich in dem Antrieb steckt. Also abheben, Rundflug, Schalter umlegen auf Acro-Modus. Stramme vorwärtsfahrt, - hochziehen - nur leichter Drehzahlrückgang - steigen ohne Ende - weiter ziehen, Pitch zurück, sachte abfangen - der erste Looping gelingt. Fahrt holen, hochziehen - Turn - Fahrt holen, Rolle, hochziehen - Turn mit zwei Spins am Zenit - ein Teil löst sich - fliegt weg - der Heli rotiert weiter - das Teil das sich gelöst hat schlägt auf dem Boden auf, der Heli schlägt ca. 20 Meter daneben auf - Stille -Klick - Sender aus. Es war einer der beiden 5S-Akkupacks der sich im Flug vom Hubschrauber gelöst hatte. Er war beim Spin aus dem Klettband gerutscht. Mein Rocket lag zusammengeknäult ein Stück weg - Totalschaden. Den Absturz haben nur wenige Teile unbeschadet überstanden. Selbst die äußerst stabilen Carbon - Seitenteile waren an mehreren Stellen gebrochen.
Spätestens zu dieser Zeit wäre es vernünftig gewesen das Projekt ad acta zu legen und bei Jan einen MP-E (an Rigid hat man zu dieser Zeit noch nicht gedacht) zu bestellen. Aber kann man ein Projekt mit so einem Misserfolg abschließen?

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Die Frage des Antriebes war ja eigentlich gelöst - und durch den Neuaufbau des Helis ließe sich bestimmt auch noch einiges an Gewicht einsparen was sicherlich der erreichbaren Flugzeit zu Gute käme. Das Alu-Heckrohr wurde deshalb durch ein abgestütztes Carbon-Heckrohr ersetzt. Dadurch mussten aber die Antriebsakkus näher an den Schwerpunkt, was wieder bedeutete, dass der Akkuschacht unterhalb des Antriebsstranges platziert wird - bisher lagen die Akkus über dem Motor. Die Kufen und Kufenhalterungen wurden vom MP-E übernommen. Die Position der Empfangsanlage hinter der Hauptrotorwelle hatte sich im alten E-Rocket bewährt und wurde beibehalten. Immer wieder habe ich am CAD-System die Chassisteile konstruiert, verändert, verworfen - bis ich mit meiner Konstruktion zu Frieden war. Die Carbon-Teile konnte ich inzwischen auf meiner (auch selbstgebauten) Fräsmaschine selbst herstellen. Bei den Dreh- und Frästeilen griff ich auf meinen bestens bewährten Pensionär zurück. Da Jan keine Hauptrotorwellen mehr liefern konnte habe ich einige um 10mm verlängerte Hauptrotorwellen anfertigen lassen. Pitchwerte von +/- 12° sind jetzt ohne mechanische Begrenzung bei zusätzlichem Vollausschlag Nick oder Roll möglich. Die Taumelscheibenservos werden jetzt direkt an den Chassis-Seitenteilen befestigt und das Heckservo ist so platziert, dass eine geradlienige Anlenkung zum Heckrotor möglich ist. Die aufgestzten TS-Servos und die abgeknickte Heckrotoranlenkung haben mich beim original-Rocket immer gestört. Den Power Jazz habe ich durch einen Jive 80HV ersetzt - das spart sogar den Empfängerakku. Nach unzähligen Konstruktions- und Arbeitsstunden stand er dann im Frühjahr 2010 vor mir - genau wie ich ihn mir ausgedacht hatte!

[raddlflieger]

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Nur eine passende Haube fehlte mir noch. Durch den Akkuschacht unterhalb des Motors ist die Gesamthöhe des Chassis größer geworden, so dass die Originalhaube nicht mehr darüber ging. Vielleicht kann man ja irgendwie die Rigid-Haube anpassen. Also bestellte ich eine und bin fasst ausgeflippt, weil die Haube wie angegossen passte !!! Lediglich die Taumelscheibe streifte leicht die Haube so, dass dort die Aussparung etwas vergrößert werden musste. Jetzt gab es kein Halten mehr. Trotz Temperaturen unter 10°C und böigem Wind fuhr ich zum Flugplatz um die ersten Flugversuche zu unternehmen. Schwerpunkt, Pitchwerte, Servowege etc. hatte ich mehrmals schon in der Werkstatt kontrolliert. Mein E-Rocket hob ab und flog, als hätte er nie etwas anderes getan - Sensationell. Die Schwebedrehzahl konnte ich von anfangs 1800U/min (ca.50% Regler-Vorgabe) auf ca.1400 U/min (ca. 30% Regler-Vorgabe) reduzieren. Der Schwebeflug ist absolut ruhig, die Leistung mit 10S besser als bei der Verbrenner - Version. Rasante Steigflüge fast ohne Drehzahleinbruch sind möglich. Ich lande nach ca. 8min. Meine Begeisterung ist grenzenlos! Den Erstflug habe ich ohne Haube durchgeführt weil ich kein Risiko bezüglich ßberhitzung der Antriebskomponenten eingehen wollte. Motor und Akkus hatten sich doch deutlich erwärmt. Weil ich nicht auf das Nachladen der beiden 5S-Lipos warten wollte habe ich einen noch geladenen 6S Lipo in den Akkuschacht geschoben, Schwerpunkt kontrolliert - passt - und angeschlossen. Ein kurzer Schwebeflug sollte möglich sein. Also Gas rein, diesmal gut 80% Regler-Vorgabe um ca. 1400U/min zu erreichen und abgehoben. Phantastisch - er fliegt auch mit 6S! Nicht rasant - nicht spektakulär aber Rundflüge vorwärts und rückwärts sowie flache Turns sind drin. Auch dieser Flug dauert um 8min. Im weiteren Verlauf der Flugerprobung habe ich 8S und 9S Lipos erprobt. Mit dem Actro 32-4 sind im Moment 8S der beste Kompromiss aus Leistung und Flugzeit bei nur moderater Erwärmung der Komponenten. Mit 10S dreht der Actro 32-4 viel zu hoch und muss zu stark herunter geregelt werden. Im Kunstflug steigen die Stromspitzenwerte auf über 80A und alle Komponenten erwärmen sich zu sehr. Ich werde demnächst einen Actro 32-5 einbauen - dessen spezifische Drehzahl liegt knapp 30% niedriger als beim 32-4. Damit sollten 10S wieder dir beste Wahl sein. Ich werde dann wieder berichten.

[Janis]

AW: Vom Rocket zum TDR(ocket)

Super Bericht,

Dein Umbau ist wirklich super gelungen. Meinen Rocket wollte ich auch erst auf E-Antrieb unbauen fand aber das Gewicht zu hoch und verkauften ihn als E-Teile.

Lg Janis

[raddlflieger]

AW: Vom Rocket zum TDR(ocket)

So - der Actro 32-5 ist montiert und heute das erste mal geflogen. Nach 10 min Flug waren Motor Regler und Akku nur moderat erwärmt. Mit der Motorleistung bin ich zufrieden - Kunstflug geht alles was ich als Pilot auch kann. Demnächst werden aber auch noch 11 und 12S Lipo-Packs getestet. Langsam etwickelt sich das Projekt zum echten Erfolg!

Hier noch ein Paar Gewichtsdaten:

Fluggewicht
- Rocket - Verbrenner Version: 5,7kg
- Rocket - E-Version 1 mit 32 NiCd-Zellen: 5,7 kg
- TDR(ocket) mit 10S Flight-Power 5350mAh: 4,7 kg (Lipos wiegen ca 1300g)

Die Gewichtsreduzierung wurde erreicht durch:
- Carbon-Heckrohr anstatt Alu-Heckrohr
- Gewichtsoptimiertes Eigenbau Carbonchassis
- Lipos anstatt NiCd
- leichte TDR-Haube anstatt Rocket-Haube
macht summa sumarum ca. 1000g.

Gruß Uwe