Moin,
in dieser Rubrik wurde ja seit langem nichts geschrieben. Dann zeige ich mal her, was ich die letzten Wochen (eher Monate) gebaut habe.
Das Ziel war ein Kopter zum Cruisen, HD-FPV und Flugzeit sollte er haben. Und vor allem sollte er gut aussehen, weg vom üblichen Bestücken eines Frames „von der Stange“. Mir schwebte ein Kopter vor, der in seiner Reisefluglage möglichst stromlinienförmig ist, das hieße, den eigentlichen Frame im entsprechenden Winkel zu verkleiden (s. Bild). Die Größe sollte für 8“-Propeller ausgelegt sein.


Um einen konkreten Entwurf zu entwickeln, mußte ich erstmal die Komponenten festlegen. Die Entscheidung fiel auf folgende:

• FC: iFlight SucceX-D F7 V2.1 TwinG
  
• ESC: iFlight SucceX 60A Plus V2
  
• DJI Air Unit
  
• GPS/Kompass: Matek M8Q-5883
  
• Motoren: XING X2806.5 1300kV
  
• Propeller: Master Airscrew MR 8x4.5
  
• 4x Matek 8xRGB LED 2812
  

Diese Komponenten habe ich in Autodesk Fusion360 nachgebaut und auf dieser Grundlage den Frame und die Außenhülle konstruiert. Der Frame sollte aus Carbon, die Hülle aus 3D-Druckteilen (Material ASA, ABS-ähnlich) entstehen. Die Konstruktion in Fusion360 hat sehr viel Zeit in Anspruch genommen, bis alles paßte und gefiel. Heraus kam das:


Frame:

Die Carbon-Teile habe ich fräsen lassen. Die Arme in 5mm, den Rest in 2mm. Die im oberen Bild grünen Teile sind 3D gedruckt.


Die 3D-Druckerei hat sehr viel Zeit gekostet, da ich erstmal unzählige Tests machen mußte, um die optimalen Einstellungen zu finden. Die Wandstärke der Hülle sollte nur 0,8 mm betragen und das ASA ist recht empfindlich, was die Druckumgebung wie Raumtemperatur und Zugluft betrifft. Es benötigt einen geschlossenen Druckraum um den Drucker. Irgendwann hatte ich’s dann raus:

Druck der vorderen Schale. Viel Support.


Fertig gedruckte Frontschale.

Geht gleich weiter im nächsten Post.
BZ

Druck der Armverkleidungen, welche später auch die LEDs aufnehmen:


Nachdem alle Teile gedruckt waren, ging es an die Nachbearbeitung, Schleifen und Spachteln, um eine glatte Oberfläche zu erhalten. Danach sah es dann so aus:


Nun noch die LEDs in die Arme. Die transparenten LED-Abdeckungen sind die einzigen Teile, die ich durch einen Internet-Anbieter hab drucken lassen, da das der Filament-Drucker so präzise und klar nicht hinbekommt.


Lackieren, 1. Plastik-Primer, 2. Acryl Autolack, 3. Versiegelung mit Acryl-Klarlack in Seidenmatt-Finish.

Gut geworden, finde ich.

Jetzt konnte alles montiert werden. Als erstes die Arme mit den Motoren:


Auch das 4in1 ESC-Modul und den XT90-Stecker habe ich vor der Frame-Montage auf des entsprechende Teil montiert, um den XT90 gut mit dem ESC direkt zu verlöten. Der fertige Frame mit den Motor-Verkabelungen:


... und weiteren Komponenten:


... und DJI Air Unit:


Weiter im nächsten Post.
BZ

Nun noch der Anbau der weiteren Verkleidungsteile. Die Antennen der Air Unit sind mit Heißkleber von innen fixiert:


Fertig!




Das ist der Stand soweit heute. Jetzt muß das gute Stück noch an den Computer.

Als Lipo kommt übrigens ein Pichler Red Power 5S 5500mAh 25/50C zum Einsatz.
Abflugmasse: 1290g

Mal sehen, wann das Wetter mal angenehm für einen Erstflug ist.

BZ

Hi,
Ja, bin mit dem Mini soweit zufrieden. Hatte am Anfang ein paar Probleme mit nem clogged Hotend. Hab dann auf ein Hotend von BondTech umgerüstet und seitdem ist Ruhe. Schöner kleiner Drucker.

Zum „stromlinienförmig“:
Im Horizontalflug bei 15° Pitch wird der Rumpf schon hauptsächlich symmetrisch von vorn umströmt, abgesehen von Verwirbelungen dort, wo die Propeller recht nah sind. Natürlich lenken die Propeller den Luftstrom nach unten um, aber anders als bei einem Helicopter, bei dem der Rumpf im Rotorstrom liegt, verlaufen die Rotorströme beim Kopter seitlich am Rumpf vorbei.
Ich habe in der Tat mal versucht, die Geschwindigkeit zu berechnen, die der Kopter bei 15° Pitch im Horizontalfug erreichen wird. Die Vorwärtskomponente des Schubs ist leicht zu errechnen, der Widerstandsbeiwert der Zelle ist auch relativ gut mit Vergleichswerten abzuschätzen. Hauptanteil des GesamtWiderstandes ist allerdings der induzierte Widerstand der Rotoren, und der ist leider nicht so einfach zu berechnen. Hab mich dazu mal kurz versucht, in die Aerodynamik von Helicoptern einzulesen. Kurz reicht da leider nicht.
Nach ganz groben Abschätzungen denke ich, der Kopter wird bei 15° Pitch auf 50 bis 70 km/h kommen.

BZ

Moin,
der Lack ist wirklich so glatt wie es im Foto aussieht! Das ASA läßt sich sehr gut nachbearbeiten. Der letze Schleifgang nach dem Fillern war mit 1000er Naßschleifpapier. ASA ist außerdem sehr leicht und von der Festigkeit wie ABS.
Und klar folgen Flugbilder.

BZ

@cyberbob

Moin, klar bin ich noch hier.
Warum hängen die vorderen Motoren? Im Eingangspost habe ich eine Skizze des Kopters in Fluglage, bei welcher der Frame den entsprechenden Pitch hat, die Verkleidung aber waagerecht im Luftstrom liegt. Dadurch befindet sich konstruktionsbedingt der vordere untere Teil des Frames schon an der Außenwand. Wären die Arme unten montiert, würden sie also unter dem Rumpf herauskommen, anstatt mittig. So liegen die Arme in Fluglage hintereinander und durch die hängenden Motoren befinden sich alle Propeller in einer Ebene. Auch gut in der 3-Seiten-Ansicht zu sehen.

Zum Fortschritt: Beim Setup von Betaflight ist mir aufgefallen, dass der Motor hinten links Geräusche macht. Ich tippe auf ein Lager. Habe EZO-Lager bestellt, hab aber leider irgendwo die falsche Größe 4x9x4 für diesen Motor aufgeschnappt (hatte den Motor noch nicht auseinander) und merkte das dann erst, als ich tauschen wollte.
Also nochmal die richtigen Lager 5x11x5 bestellt, kommen die nächsten Tage.
Hoffe, dass es dann weg ist, ansonsten habe ich auch schon einen Ersatzmotor bestellt.



Hier schon mal ein CGI aus Fusion360, wie der Kopter im Flug aussehen sollte:




BZ

@cyberbob

Optik. Ja. Hatte einige Entwürfe durchgespielt, so sah es für meinen Geschmack am besten aus.

BZ

Moin,
Neue Lager sind gestern gekommen. Gleich eingesetzt und folgendes festgestellt: Der Schaft hat minimal Spiel in den Lagern, war auch bei den alten so. Dadurch kippelt die ganze Glocke, minimal zwar, aber spürbar und macht dabei genau das Klack-Geräusch, das auch beim Lauf zu hören war und bei höheren Drehzahlen das Dröhnen verursachte.
Neuer Motor kam auch schon, den ich nun montiert habe. Der läuft sauber, wie die anderen drei.

Hab dann heute mit dem Betaflight-Setup weitergemacht, etwas mit den LED-Möglichkeiten gespielt.
Mit dem Einrichten von GPS Rescue für Failsafe muß ich mich auch noch beschäftigen.

Am PC fiel mir heute wieder auf, wie irre heiß die DJI Air Unit wird.
Ich kann da gar nicht entspannt arbeiten und mache nach 5 Minuten erst mal eine Cool Down Pause.
Oder kann die das ab, wenn ich mal 15-20 Minuten in Ruhe was am PC einrichten will?

BZ

@gsezz

Moin,
Ich kann Dir gar nicht genug danken für die Idee mit dem Lüfter! Da war doch noch irgendwo ein Lüfter einer Grafikkarte, den ich schon ewig rumliegen habe. Gut, dass man in der Werkstatt-Kellerhöhle alles aufheben kann, was irgendeinen späteren Nutzen verspricht.
Lüfter + schnell konstruiertes 3D-Druckteil + Mini-Fotostativ = Standlüfter für den Basteltisch!







isser nicht süß?

BZ