Baubericht über Hughes 500E mit Eigenbau-Riemenmechanik

[Rolf Ho]

Liebe Hubschraubergemeinde,

hier möchte ich über mein letztes Winterprojekt berichten, das aber immer noch nicht abgeschlossen ist und jetzt im 2. Winter vollendet werden soll.

Es geht um die Hughes 500 E, basierend auf einem Vario Rumpf und mit meiner Eigenbau Riemenmechanik, mit der ich in meiner alten Huey schon seit vielen Jahren sehr gute Erfahrungen gemacht habe.

Der heutige Stand ist, dass die Hughes grundiert ist und schon einige Flüge hinter sich hat.

Aber jetzt möchte ich meine Baubeschreibung und meine ßberlegungen zu diesem Bauprojekt von Anfang an schildern.



Bei einem Hubschraubertreffen in Kleinenbroich (Niederrhein Helidays) 2013 habe ich mich mit meinen Hubschrauberfreunden- wir treffen uns regelmäßig auf Scalertreffen- über unsere neuen Winterprojekte unterhalten.
Ich hatte mir überlegt, einen größeren Hubschrauber als meine Huey (Bell 205 UH-1D, die weiße mit der Deutschlandfahne) zu bauen, natürlich elektrisch und mit 10S, so dass ich meine alten Akkus weiter verwenden kann. Rotordurchmesser sollte maximal 2300 mm sein und die Mechanik wollte ich auch wieder selber bauen als Riemenmechanik.

Thomas sagte dann "komm mal mit" und dann zeigte er mir einen Hubschrauber, der mir auf Anhieb gefiel. Es war eine Hughes 500E, einfach riesig. Ich holte dann meine Huey und habe beide Hubschrauber nebeneinander gestellt. Die Hughes sah schon richtig mächtig aus und der Rotor liegt in ca. 750 mm Höhe. Dabei ist der Hubschrauber gar nicht mal länger als meine Huey. So bin ich sicher, dass mein Auto groß genug ist.

Meine Frau hat mich dann mit den Hubschraubern fotografiert.

[Rolf Ho]

AW: Baubericht über Hughes 500E mit Eigenbau-Riemenmechanik

Auf dem Nachhauseweg habe ich mir dauernd die Fotos angesehen, die meine Frau gemacht hat und ich war in Gedanken schon am Bauen.

Bei der Hughes auf dem Foto gefiel mir der 2-Blatt Rotor überhaupt nicht. Dazu kommt, dass jeder in meinem Alter die Fernsehserie "Magnum" mit der Hughes 500 mit dem markanten 5-Blatt- Rotor kennt. Daher gab es für mich keine Alternative zu einem 5-Blatt-Rotor.

Zu Hause habe ich dann natürlich sofort gegoogelt und grob die Preise addiert. Das war die große Ernüchterung:

- Rumpf von Vario 800,- €
- Rotorkopf und 5-Blatt Rotorblätter 800mm ca. 700,- €
- Mechanikteile wie Riemenräder, Riemen, CFK Seitenteile ca. 500,- €
- sowie Servos, Stabi, Motor und Regler ca. 700,- €
- Kleinteile ca. 300,- €
in Summe, alles komplett ca 3000,- €.

Jetzt mußte ich erst einmal überprüfen, wie meine Riemenmechanik in den Rumpf passt. Hierzu habe ich mir die Zeichnung des Rumpfes von Vario runtergeladen und wollte mithilfe eines CAD-Programmes diese als Hintergrund auf den entsprechenden Maßstab vergrößern.

Doch wie so oft, die Zeichnung ist nicht maßstäblich und passt vorne und hinten nicht. Aus dem Vergleich mit Fotos der Original Hughes 500 E erkennt man, dass der Heckausleger viel zu lang ist und der Ausleger immer nach unten hängt wie auf dem nachfolgenden Foto. Außerdem passten die Referenzmaße nicht, aber welches Maß war richtig?

[Genesis]

AW: Baubericht über Hughes 500E mit Eigenbau-Riemenmechanik

Hallo Rolf,
Ich freu mich schon sehr auf diesen Baubericht und vor allem auf die Eigenbaumechanik.

Dann mal gutes Gelingen.

[Rolf Ho]

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Mit dem Foto der Original Hughes habe ich dann versucht, die Zeichnung entsprechend abzuändern, aber man weiß ja nicht, wie der Rumpf wirklich aussieht. Und bestellen wollte ich den Rumpf auch nicht, bevor ich nicht zeichnerisch geprüft habe, ob alles passt.

So habe ich über das Internet recherchiert und ein paar Hauptmaße des Rumpfes übermittelt bekommen.

Mit diesen Hauptmaßen und unter Zuhilfenahme der Vario Zeichnung habe ich dann ungefähr 10 verschiedene Entwürfe gemacht, bis ich den Stand auf der angehängten Zeichnung erreicht hatte.

In dieser Zeichnung sind folgende generelle Gesichtspunkte berücksichtigt:

- Spanten im unteren Bereich fluchtend mit den Kufenstreben. In den Spanten werden dann Rohre eingelassen, in die die Kufenstreben eingeschoben und verschraubt werden. Dies ist auch eine Sollbruchstelle, wobei im Unglücksfall hoffentlich die Streben unterhalb des Rumpfes abknicken und innen keine Schäden auftreten. Entscheidend für die Richtung des linken Spantes war der Austrittspunkt der vorderen Kufenstreben und dass der Spant oben so weit wie möglich nach vorne kam. Dies ist auch der Spantenverlauf in der Original Hughes und ergibt sich auch aus den Türpositionen.
Die hintere Strebe ist dann parallel zur vorderen.

- Akkus aus Schwerpunktgründen so weit wie möglich nach vorne. Die Akkus passen sogar komplett unter den vorderen Kabinenboden. Da das Cockpit voll ausgebaut wird, werden die Akkus durch die hintere Tür und dann durch den vorderen Spant geschoben.

- Heckausleger leicht hängend (scale). Hierdurch wandert aber das Riemenrad für den Heckantrieb weiter nach unten.

- 3-Punkt Taumelscheibenanlenkung mit geraden Gestängeführungen nach oben. 4- Punkt Anlenkungen wie bei den größeren Scalehubschraubern üblich, halte ich nicht für erforderlich. Die Henseleit und Goblin Hubschrauber haben bei noch höheren Antriebsleistungen auch immer noch eine 3-Punkt Anlenkung.

- Der Motor wird ein Actro 32-5 Heli. Dieser Motor ist eine Nummer größer als meine Motoren in dem Jet Ranger oder der Huey. Diese Hubschrauber haben einen 2-Blatt Rotor mit 1000 umdr./min und ziehen im Rundflug nur 10 A. Maximal je gemessene Stromspitzen waren 30 A, dies entspricht bei 40 V einer Leistung von 1,2 KW maximal. Die Motoren sind die Actro 24 Typen, mit einer Leistung von 2,4 KW. Die Hughes bekommt einen 5-Blatt Rotor und wird auch mit 1000 umdr./min ausgelegt. Der 5-Blatt Rotor benötigt eine höhere Leistung als ein 2-Blatt Rotor. Im Internet findet man keine eindeutigen Angaben über diesen zusätzlichen Leistungsbedarf, aber wenn ich mit 50%-100% Mehrleistung rechne, liege ich wohl auf der sicheren Seite. Dies bedeutet maximal 60 A Stromaufnahme oder 2,4 KW. Diese Leistung würden auch die Actro 24 problemlos leisten. Sicherheitshalber habe ich mich aber doch für die Baureihe Actro 32 entschieden. Die Version "Heli" wird an einem Frontspant befestigt und das Riemenrad wird auf der Motorwelle befestigt. Weil das Riemenrad fliegend gelagert ist (ohne drittes Gegenlager), habe ich den Motor mit einer verstärkten 8mm Welle ausgewählt.
- ob ich den gezeichneten hinteren Spant (läuft schräg nach rechts oben) einbaue, wird später entschieden. Die Hughes neigt allgemein zu Vibrationen auf Grund des T-Leitwerkes.

- vorderer Spant geht im Mechanikbereich durch (geschlossener Ring). Der Spant geht genau mittig durch die Mechanik-Seitenteile und hier steht einfach die Entscheidung an: Spant trennen oder Seitenteile trennen? Ich halte es für wichtiger, dass die komplette Rumpfzelle durch einen kompletten Ringspant ausreichend versteift wird. Es gibt nur 2 Spanten, und die müssen alle Belastungen aufnehmen. Die vordere Motorlagerung gegen den Ringspant zu schrauben ist ausreichend stabil und die Riemenzugkräfte gehen schließlich als Druckkräfte in den Spant (Druckkräfte von links und rechts).

- Riemenauslegung: In meiner Huey verwende ich für den Hauptrotorantrieb einen 12mm breiten T5 Riemen. Hiermit habe ich keinerlei Probleme gehabt und in ca. 9 Jahren Betrieb keinerlei Abnutzungserscheinungen. Trotzdem wollte ich den Riemen rechnerisch überprüfen, um das Optimum für die Hughes einzubauen, zumal der Motor ja größer ist und ein 5-Blatt-Rotor mehr Leistung benötigt. Ein T5 Riemen mit den gegebenen Abmessungen wie 12er Ritzel und 120er Ritzel (1:10 ßbersetzung) bei einem Achsabstand von 170mm und einer Breite von 12mm ergibt rechnerisch nur eine Leistungsübertragung von 0,7KW. Hierbei ist mir die berücksichtigte Sicherheit im Kalkulationsprogramm nicht bekannt und nach Rücksprache mit dem Hersteller wurde mir eine Sicherheit von 3 angegeben. Der Knackpunkt bei einer 5mm Teilung ist, dass beim Motorritzel nur 4 Zähne im Eingriff sind, und rechnerisch die Zähne bei höherer Leistung abscheren. Hier hilft nur, auf eine kleinere Teilung von 3mm zu wechseln, damit 7 Zähne an der Kraftübertragung beteiligt sind. Außerdem habe ich auf einen breiteren Riemen von 16mm gewechselt.
In der "Rotor" (Ausgabe November 2013) wurde über den neuen Goblin 770 berichtet und dass dort auf einen HTD 3 Riemen mit 18mm Breite gewechselt wurde, um Leistungen bis 10KW zu übertragen. Nach meinem Berechnungsprogramm sind 10KW auch nur ohne jegliche Sicherheit rechnerisch möglich, aber in der Praxis hält so ein Riemen diese Belastungen aus. Ein HTD Riemen wollte ich nicht einsetzen, da nicht alle Ritzelgrößen und Riemenabstufungen von Zahn zu Zahn lieferbar sind. Aus diesem Grunde habe ich mich für einen AT 3 Riemen entschieden, der ähnliche Leistungsdaten wie ein HTD Riemen besitzt. Im Vergleich zu einem T5 Riemen mit 16 mm Breite kann somit die Leistung von 0,9KW bei einem AT3 Riemen auf 1,64 KW gesteigert werden (bei immer noch vorhandener Sicherheit). Wenn ein 18 mm Riemen im Goblin für 10KW reicht, sollte ein 16mm breiter Riemen auch in meiner Hughes reichen.
Für den Heckrotor-Antrieb möchte ich weiter einen T5 Riemen verwenden, dieser hat sich auch in meiner Huey bestens bewährt und der Heckantrieb braucht ja nur ungefähr 10% Leistung der Gesamtleistung.

[heliroland 66]

AW: Baubericht über Hughes 500E mit Eigenbau-Riemenmechanik

Mehr, mehr!
Ich war damals auch auf den Heli-Days, beide Helis (Deine Huey und die Hughes)
sahen klasse aus. Auf die Eigenbau-Mechanik bin ich auch sehr gespannt.

Roland

[martin176]

AW: Baubericht über Hughes 500E mit Eigenbau-Riemenmechanik

nicht schlecht ;-)

[goemichel]

AW: Baubericht über Hughes 500E mit Eigenbau-Riemenmechanik

Oh - das wird spannend. Richtiger Modellbau!

Ist abonniert.

[der_dreamdancer]

AW: Baubericht über Hughes 500E mit Eigenbau-Riemenmechanik

Oh - das wird spannend. Richtiger Modellbau!

Jep..stimmt...

[Rolf Ho]

AW: Baubericht Hughes 500E mit Eigenbau-Riemenmechanik

Ich hatte viel Glück und konnte einen gebrauchten Rumpf und einen OF-5-Blatt-Kopf bekommen. Der Rumpf war zwar stark beschädigt aber zu reparieren.
Hierdurch konnte die Gesamtinvestition doch erheblich reduziert werden und das Projekt konnte jetzt endlich realisiert werden. Die Zeit der Planungen und Grundsatzüberlegungen war vorbei.

Die Hughes ist einfach nur riesig, und das war, was ich wollte. Im Hintergrund sieht man meine kleine Huey und die ist ja auch nicht sooo klein. Jetzt bekomme ich richtig Respekt vor einem 5-Blatt Rotor, wenn man bedenkt, daß in 750 mm Höhe über 1500gr. mit 1000 umdr./min. rotieren.

Bestandsaufnahme des Hughes Rumpfes:
- die Spanten waren nur unten und mussten raus, weil die Turbine unten befestigt wurde und meine Riemenmechanik oben angeschraubt wird
- Fahrwerksbeine sind gebrochen und müssen ausgetauscht werden
- im Heckausleger ist ein Alurohr für einen Starrantrieb verbaut. Dieser muss entfernt werden, da ich einen frei laufenden Riemen verwende
- Heckausleger ist ca. 70 mm zu lang (im Vergleich zu Originalbildern). Ich habe festgestellt, dass auch die Originalheckausleger verschieden lang sind und dann habe ich aus ungefähr 20 Fotos das arithmetische Mittelmaß gebildet.
- 2 Löcher im unteren Rumpfbereich müssen verschlossen werden
- Rotorblätter waren in den Heckausleger eingeschlagen, das GFK war aber nicht komplett durch
- die Löcher für die Turbinenabgasrohre müssen verschlossen werden (GFK schon ein bischen angeschmort)
- Farbe ist ein Metalleffektlack und ist teilweise beschädigt. Die Hughes wird komplett neu lackiert.
- Seitenleitwerk mittig gebrochen
- Höhenleitwerk abgebrochen

Hätte alles viel schlimmer sein können und mit dem Bewusstsein, dass ich viel Geld gespart habe, lohnt sich der Wiederaufbau.

[Rolf Ho]

AW: Baubericht über Hughes 500E mit Eigenbau-Riemenmechanik

Aus obigem Foto sieht man, dass die Kufen vorne mit defekten Rotorblättern beschwert sind, da die Hughes hecklastig ist und einfach nach hinten umkippen würde (und dies schon ohne Höhenleitwerk und ohne Heckrotor). So musste ich mir erst einmal Gedanken um den Schwerpunkt machen.

Der gesamte Rumpf wiegt 2800 gr. mit dem Schwerpunkt 80 mm hinter der Rotorwelle, Seitenleitwerk und Höhenleitwerk zusammen 280 gr. mit einem Hebelarm von 1200 mm. Da helfen nur Motor weit nach vorne und Akkus nach vorne, alles andere ist ungefähr in der Nähe der Rotorwelle. Trotzdem muss nach dieser Rechnung ungefähr 1 kg Ballast in die Nase, für mich ein no go.

Wie bekommt man Höhenleitwerk und Seitenleitwerk leichter bei trotzdem guter Druckfestigkeit. Seitenleitwerk und Höhenleitwerk wiegen 280 gr. und das muss doch leichter zu bauen sein. Ich möchte hier mindestens 100 gr. einsparen. 100 gr. am Heckausleger weniger bedeuten 600 gr. weniger Ballast vorne.

Ich hatte folgende ßberlegungen:
- 100 gr. an den Leitwerken sparen
- den Heckausleger 70 mm kürzen (scale)
- die Rotorwelle 10 mm nach hinten verlegen (sieht man nicht und ist immer noch scale)
- Cockpitausbau

Durch diese Maßnahmen komme ich vielleicht ohne Ballast aus. Außerdem kommt noch eine separate Doppelstromversorgung in die Nasenspitze, auf BEC möchte ich bei meinen Scalehubschraubern verzichten.

[heliroland 66]

AW: Baubericht über Hughes 500E mit Eigenbau-Riemenmechanik

Ich hatte bei meinem Jet Ranger sehr gute Erfahrung mit Leitwerk aus Balsa mit GFK - ßberzug!

Gruß Roland

[Rolf Ho]

AW: Baubericht über Hughes 500E mit Eigenbau-Riemenmechanik

Danke für den Vorschlag. Hatte ich dann auch so gemacht.
Bericht wird gleich fortgesetzt.z

[Rolf Ho]

AW: Baubericht über Hughes 500E mit Eigenbau-Riemenmechanik

Ob ich mit meiner sportlichen Vorgabe, so viel Gewicht am Heck einzusparen, zu optimistisch bin, wollte ich unbedingt wissen und habe mir das Höhenleitwerk vorgenommen.
Das abgebrochene Leitwerk wiegt 85 gr.

Ich habe aus 8mm starkem Balsaholz die äußere Kontur ausgeschnitten und dann das Profil des Höhenleitwerkes mit 80er Schleifpapier erstellt.

Das profilierte Brett wog nur 21 gr., ein überraschender guter Wert. Aber wie das Brett druckfest bekommen? Ein Schiffsmodellbauer empfahl, das Brett einfach mit Epoxy zu tränken. Versuch macht klug und das Brett wog 28 gr. und hatte eine gute Festigkeit. Nur den Fingernageltest hat das Brett nicht bestanden und so musste ich noch weiter aufrüsten, indem ich beide Seiten mit 80er Gewebematte laminiert habe.
Eine gute Hilfe war hier folgende Adresse:
Basics: Laminieren von Modellen mit Glasgewebe.

Ich hatte ja so etwas noch nie gemacht. Klappt aber hervorragend und ich bin mit dem Ergebnis hoch zufrieden. Das Gewicht beläuft sich jetzt auf 41 gr. und ich hoffe, mit dem Anstrich unter 50 gr. zu bleiben.

[Rolf Ho]

AW: Baubericht über Hughes 500E mit Eigenbau-Riemenmechanik

Als nächstes habe ich mich mit dem Rumpf in die Garage begeben und mit einem Dremel alles aus dem Rumpf herausgeschnitten, Sauarbeit.
Vorher:

siehe Foto

Nachher: leider nicht fotographiert (ich wußte zu diesem Zeitpunkt ja noch nicht, dass ich einen Baubericht verfassen wollte)


Nachdem die grobe Zeichnung fertig war und das Konzept stand, konnte ich endlich mit dem Neuaufbau der Hughes beginnen.

Zuerst mußten die beiden Hauptspanten erstellt werden. Weil alle Belastungen in diese 2 Spanten abgeleitet werden, bin ich auch hier auf stärkeres Material gewechselt und habe 5-fach verleimtes 4 mm starkes Birkensperrholz genommen. Ich wollte erst 7-fach verleimtes 4mm Buchensperrholz nehmen, fand aber keinen Lieferanten mit einem noch akzeptablen Preis. Als ich dann das 5-fach verleimte Birkensperrholz in der Hand hatte, konnte ich mich von der Stabilität überzeugen.
Ich habe im Rumpf die Position der Spanten eingezeichnet und mit einer Konturenlehre jeweils eine Breite von 200 mm abgenommen. Diese Kontur wurde auf einen Balsastreifen übertragen und ausgesägt. So erhielt ich einzelne Streifen, die ich im Rumpf aneinanderreihen konnte und schließlich einen kompletten Ringspant ergaben.

Diesen Ringspant aus Balsastreifen habe ich dann auf mein Birkensperrholz gelegt und die Außenkontur übertragen.
Der Rest war reine Anpassungsarbeit des Spantes an den Rumpf und Erstellen von Aussparungen zur Gewichtsreduzierung. Der Rumpf wurde dann innen gründlich gereinigt, angeschliffen, wieder gereinigt und dann wurden die Spanten provisorisch im Rumpf angeheftet.

[Rolf Ho]

AW: Baubericht über Hughes 500E mit Eigenbau-Riemenmechanik

noch ein Foto

Wie kann man mehr als 2 Fotos anhängen?