50/60cc twin benzinemotor in helicopter

Hallo helivliegers,
Nadat m’n Align Trex 700 HWC gas conversion al een tijd geleden is neergestort (staartrotor verloor een rotorblad) ben ik al die tijd op zoek naar een geschikte vervanger.
De neergestorte heli vloog met een Zenoah G260PUH, en tot grote tevredenheid.
Op dit moment zijn er redelijk weinig ombouw kitjes met Zenoah motor te verkrijgen op de markt dus wilde ik dit zelf gaan maken. Met de resten die ik had en wat er op internet te vinden is moest dit best mogelijk zijn. Ik had zo’n beetje alles in Autocad getekend toen ik op het idee kwam om er een twin gas engine zoals de RCGF 50cc twin of DLE 60cc twin in te bouwen zoals die veel in RC fixed wing modellen gebruikt worden.
Ik vind het idee er heel gaaf uitzien, cilinders die aan beide zijden van de heli uitsteken, aan allebei de kanten een uitlaat. Niet echt aerodynamisch maar dat hoeft voor mij ook niet.
Nu mijn vraag: kan zo’n motor überhaupt werken in een heli?
Op papier (lees: in autocad) heb ik de koppeling, koppeling bel, tandwieloverbrenging en top-start mogelijkheid al uitgedacht. Maar is er misschien iets wat ik mis waarom deze motoren niet in een heli werken maar wel in een vliegtuig waar de propeller direct op de krukas wordt geschroefd.
Ben benieuwd naar jullie meningen!
Groeten Flyingfloris

 

Een paar zaken die me zo te binnen schieten:
Bedenk je goed hoe je de motor wilt starten, kan je er goed en vooral veilig bij!
Wat is het maximum toerental van de motor en wat mag de rotor maximaal draaien. Je zal de overbrenging (tandwielen of tandriem of combinatie) daar op moeten aanpassen.
Zorg voor voldoende koeling, dat is echt heel belangrijk in een heli want daarin is de koeling vaak niet optimaal.
Let op het zwaartepunt, zo'n grote motor is meestal redelijk aan het gewicht. De juiste plaatsing van de motor is dus belangrijk.
Is er voldoende ruimte voor de overige apparatuur en is die ruimte goed bereikbaar?
De uitlaten zullen ook een niet te vergeten rol spelen in het gewicht en het zwaartepunt. Je hebt er twee in plaats van één.
Het (extra) gewicht van de motor en wat erbij hoort moet ook mee de lucht in. Kan je rotor dat extra vermogen wel veilig verwerken? Heb je misschien andere rotorbladen nodig of moet het toerental van de rotor omhoog om de extra draagkracht te kunnen leveren?
Er zullen ongetwijfeld meer punten zijn waar je aan moet denken maar dat maakt het nu net een leuk project om uit te vogelen. Des te mooier is het als er dan een goed vliegende heli op het veld komt te staan.

 

Hallo Ernst,

Allereerst bedankt voor het meedenken.
Het geheel zal gebaseerd zijn op de Align Trex 700/800, gewoon een pod & boom heli. Daar heb ik al jaren ervaring mee en daar heb ik nog behoorlijk wat onderdelen voor. Ook het starten zal via een start-as en one-way bearing op de koppeling gaan, net als bij de nitro Trexxen.
Het max RPM van deze motoren ligt zo tussen de 7000 á 8000.
Aangezien ik geen volgas 3D machine wil bouwen wil ik het rotortoerental op zo’n max 1600 laten uitkomen. Voor een rotordiameter van 1,70 meter ruim voldoende zou ik zeggen. De benodigde main gears en pinions heb ik ook al uitgedacht en getekend. Met verschillende pinions kan ik dan een bereik van 1100-1800 rpm op de hoofdrotor aan.
Qua koeling steken de cilinders aan weerszijden uit, dus volop vlieg- en rotorlucht stroming dacht ik.
Qua gewicht is de beoogde motor niet veel zwaarder dan de welbekende Zenoah G260RC motoren, met 2 potuitlaten zo rond de 1,5 kg.
Als ik zie wat de diehard 3D piloten uithalen met een (electro) heli van 5kg, moet mijn heli van geschatte 6kg met dezelfde rotorbladen best redelijk uit de voeten kunnen met rustig sportvliegen en af en toe een loopinkje.
Inderdaad het zwaartepunt is waar ik nu het meest mee moet gaan experimenteren, dat zou goed moeten komen met het plaatsen van de benzine tank(s), accu, ontsteking enzovoort.

Flyingfloris

 

Er is een fabrikant die helis op de markt brengt met oa een twin:

http://bergenrc.com/Twin.php

 

Hi Jonkje,

Deze had ik nog niet gezien, nu wel
Voor $8000 kan ik heel wat zelf proberen
En in mijn ontwerp wil ik de cilinders aan beide zijden willen uitsteken, ook voor de koeling maar vooral voor de (mijn persoonlijke) cool-factor
Flyingfloris

 

Die prijzen zijn inderdaad nogal eh... Pittig.

Had Vario ooit niet een van z'n helis met een boxer bedenk ik me nu?

 

Heb even gegoogled, inderdaad de Sky fox boxer, gebaseerd op de OS FT160. Helaas was dit een nitro motor, daarin ben ik niet geïnteresseerd.
En dan nog, ik wil geen bestaande heli kopen, op dit moment ben ik nog confident genoeg om het zelf te maken.

 

Je hoort mij ook niet over kopen. Het wiel is immers al eens uitgevonden. Ideeën opdoen van andermans ontwerpen kan nooit kwaad.

En er zal ongetwijfeld een reden zijn waarom het nooit een succes is geworden.. Anders hadden we er wel meer van gezien..?

 

Inderdaad, ik heb al behoorlijk wat "afgekeken" bij andere Gasser heli producenten. Van zoveel mogelijk bestaande systemen en onderdelen (vooral Align Trex) probeer ik nu m'n eigen twin Gasser te bouwen.
Omdat ik thuis helaas geen uitgebreide werkplaats heb moet ik wel zoveel mogelijk bestaande onderdelen gebruiken.
Voor m'n koppelingshouder, motortandwiel en koppelingsklok zal ik een keer een draaibank moeten opzoeken, danwel een draaier een goeie tekening en een vergoeding in de hand drukken.
En dan natuurlijk nog hopen dat het succes dit keer niet uitblijft....

 

Dat hoop ik voor je maar ik ben bang dat het tegen zal vallen. Benzinemotoren worden duidelijk heter dan Methanol motoren (het zijn geen nitro motoren!). De koeling door de vliegwind en/of rotorwind is veel geringer dan je denkt. Vooral tijdens hooveren zal de motor flink warm worden.

 

Mijn redenatie was dat deze motoren bij de vliegtuigen meestal in de warme cowl verpakt zitten en alleen koeling krijgen door 2 gaten achter de propeller.
Bij mij steken ze allebei vrij uit buiten de canopy, ik hoop toch dat dit genoeg gaat zijn. Hooveren wordt er niet of nauwelijks mee gedaan. Anders moet ik aan een geforceerde luchtkoeling gaan denken.

 

Dat kun je gevoeglijk vergeten.
Of je nu weinig of veel hoovert, maakt niet uit: Je wilt nu eenmaal per defintitie NIET een heli met beperkte hoover-tijd.
De luchtstroom rondom de romp tijdens de hoover is vrijwel nihil, en de luchtstroom tijdens vliegen is ruimschoots teveel.
Je motor (geen enkele motor) vind het leuk om van te koud naar te heet, en weer terug te gaan. Dus je hebt weinig keus, anders dan een cowl om de motor, en een geforceerde koeling te regelen. En daar houdt het ongeveer mee op.
Voor de rest maakt het geen drol uit of je aandrijfmotor een turbine, electromotor, eencylinder of tweecylinder is. Al is het een behoorlijk stuk lastiger om een dragende constructie rondom een boxer te bouwen, dan rondom een ééncylinder, puur vanwege de vormgeving van de motor.

 

Misschien denk ik helemaal verkeerd hoor, misschien ook wel te simpel. Maar vroeger op de gewone brommers zat ook gewoon de cilinder in de rijwind. Bij langzaam rijden had je weinig gas nodig dus werd de cilinder minder opgewarmd wat goed uitkwam want er was dan ook weinig rijwind.
Bij volgas rijden, meer opwarming maar ook meer koelende rijwind.
Bij de heli ook (ongeveer) zo, bij hooveren ook relatief weinig gas (heli van 6kg met motor van bijna 6pk zou dit moeten trekken met weinig gas) en bij volgas vliegen, meer opwarming maar bij veelal gewoon vooruit vliegen, veel vliegwind. Plus in beide gevallen nog de downwash van de rotor.
Toegegeven: de brommer cilinders die ik voor ogen heb (Puch Maxi, Honda MT en dat soort spul) hadden wel grotere koelribben.
Maar zoals gezegd, misschien is dit allemaal te simpel gedacht en ben ik blij dat dit aangesproken wordt voordat ik iets ga bouwen wat eigenlijk bij voorbaat niet zal werken.
Ik zal er eens een mail naar de desbetreffende motor fabrikant aan wagen, misschien kunnen die een verhelderend beeld schetsen.

 

Hoveren + laag motor rpm + benzine= beste uitdaging..

 

De downwash, die is er niet.... tenminste, NIET op de plek waar die cylinders uitsteken. Je hoeft me niet te geloven, maar het is wel zo. De downwash bevind zich op ruwweg 2/3 van de bladlengte, in het midden van de rotor is er geen luchtstroom van betekenis.
Ik weet dat met 100% zekerheid, want ik heb precies hetzelfde geprobeerd als jij alleen dan met een door de downwash gekoelde radiator in plaats van een cylinder. En mijn radiator had al "voor de zekerheid" ongeveer tien keer zoveel koelend oppervlak als de cylinder die er mee gekoeld moest worden, maar bij hooveren ging de boel aan de kook.

En helaas vergt hooveren MEER vermogen dan rondvliegen.

 

1 puntje van uitdaging in de redenatie:
Hoover is een vrij zwaarbelast figuur voor de motor.
daar vergissen veel mensen zich in..
Rondvliegen is, vermogenstechnisch gezien, lichter voor de motor.
aerodynamica en zo. daarnaast heb je in de lucht veel meer momenten dat de boel ontlast word

Koeling door wind is zodoende ook lastig.
in het midden van de rotor heb je weinig neerwaartse lucht. relatief dan.
kijk maar naar de rookpluim bij een nitro.. blijft er gewoon rustig omheen cirkelen op een windstille dag.
tijdens vliegen verstoort de neerwaartse lucht de voorbijkomende lucht, dus het is niet zo dat als je harder vliegt, er per definitie meer koeling is.
vandaar ook dat bij de hedendaagse heli's het motorblok volledig in de romp zit, met geforceerde koeling.
Als de wind rond de romp afdoende geweest zou zijn, hadden ze de kop van de motor wel buiten het frame gehangen.

nu is de oplossing nog niet zo moeilijk: stevige fan erop, en een luchttunnel maken.
als je dit met bijvoorbeeld een pet fles of zoiets doet, blijft de kop zichtbaar.
in principe vraagt de heli niet meer vermogen, alleen maar omdat er een andere motor in zit.
de warmteontwilkkeling zou dan ergens in dezelfde orde van grootte uit moeten komen dan bij een 1 cilinder benzine zou moeten zijn.
als de fan bij de 1 cilinder afdoende was, zal het bij de grotere motor ook aardig in de buurt moeten komen.
maar, groter blok, meer gewicht, dus toch meer vermogen nodig, wat meer koeling dan bij de 26 cc is welkom.

1 dingetje over een vliegtuig trouwens: ook daar zijn er voldoende koelproblemen binnen de kap.
veel mensen moeten al met planken en "baffles" werken om de lucht over de kop te dwingen.
of de motor steekt uit de kap..
alleen heeft een vliegtuig het voordeel van voorwaartse snelheid, dus altijd een bepaalde luchtstroom om die voorkant heen.
daarnaast: een vliegtuig vliegt niet continu volgas. vliegt veel meer met wisselende gasstanden.
motor kan veel meer "bijkomen" na een tijdje volgas.
dat heb je in een heli dus allemaal niet, koeling zal je zelf moeten regelen op de 1 of andere manier.

 

Brommerje mag halve kilowatt zijn dacht ik, dus als je naar 6 pk wil, bedank dan hoe groor het koeloppervlak moet wezen

Groeten

Arie

 

Propwind is wel de hoofdkoeler en vaak nog niet voldoende.

 

Mijn ervaring is dat propwind in de helft van de gevallen weinig tot niets doet, pas de vliegsnelheid doet de koeling op gang komen.
Mijn Saphir warmt beangstigend snel op bij het testen van het mengsel, terwijl in de lucht de temperatuur vrij aardig binnen de perken blijft.
En toch zit er een knijter van een luchthapper op nog geen 1,5 cm achter de prop, en is het een prop met 11" spoed....

 

Heren mede modelbouwers,

Allemaal dank voor jullie inzichten.
Ik wil nog niet meteen opgeven maar ik begin toch wel te twijfelen aan de haalbaarheid van mijn o zo mooie idee, aangezien jullie argumenten niet uit de lucht gegrepen zijn.
Ik ben blij dat ik nog niks gebouwd heb of überhaupt gemaakt heb, enkel digitaal in autocad al heel wat uren getekend.
Over de geforceerde koeling ga ik zeker nog nadenken want ik blijf het een leuk project vinden. Alleen als in mijn ogen blijkt dat de geforceerde luchtkoeling teveel af gaat doen aan de “cool-factor” van 2 uitstekende cilinders zal het project misschien wel alleen digitaal blijven bestaan.
Dan toch maar iets bouwen rondom de welbekende Zenoah RC varianten.