WazzUp (take 2)

[Eric R]

Deel 1, het begin:

Eigenlijk zou ik dit draadje moeten beginnen met “Er was eens….”, omdat het toch wel een beetje apart topic is.
Ergens in 2015 had ik een sterk verlangen naar een snelle helling zwever, een echte rag-bak.
Ik ben destijds gaan ontwerpen en ben er zelfs een bouwdraadje over gestart.
https://www.modelbouwforum.nl/threads/bouwverslag-wazz-up.230569/

Zeer overtuigd van het ontwerp en daarna het rompje gemaakt en hele mooie schuimkernen laten snijden met een Dirk Pflug (DP) profiel.

Maar vanwege tijd gebrek en de onkunde om een composiet kist te maken is het uiteindelijk dood gebloed en hebben de delen een hele laag stof gevangen in de loop der jaren.

Na een paar jaar heb ontdekte ik de Magnus van TJIRC ontworpen door Jonathan Wells, een 60 inch helling kist. Hierdoor kon ik in de Vogezen ook vliegen bij windsneheden boven de 4-5bft en was de drang naar een snelle kist een stuk minder.
Tijdens de aanschaf van deze kist had ik goede contacten met TJIRC en Jonathan, omdat dit kistje redelijk nieuw was op de markt en niet te krijgen in Europa en ik toch graag er eentje wilde hebben.

Dit contact kreeg eind vorig jaar een interessante wending, Ik werd benaderd door TJIRC.
TJIRC zocht een goede ontwerper voor RC-zwevers, omdat ze graag een product-range willen uitbreiden.
Nu ben ik geen echte ontwerper, maar ik heb wel een hechte vrienden-groep die veel kennis heeft en veel verschillende modellen hebben geknutseld, dus eigenlijk alle ervaring die nodig is binnen handbereik.
De WazzUp kwam ter sprake en TJIRC was eigenlijk gelijk enthousiast, na veel overleg en het overleggen van specificatie was TJIRC bereid om het avontuur met het WazzUp ontwerp aan te gaan.


Geloof me… dat was echt een raar moment een eigen ontwerp wat misschien op de markt komt, mijn kop zat gelijk vol met allerlei scenario’s.
Er moest nog heel veel gebeuren, het is een ontwerp gebaseerd op mijn behoefte van een flink aantal jaren terug en is dus niet goed genoeg voor iedereen. Je wilt een goed (eigenlijk perfect) product op de markt zetten.
Dus terug naar de tekentafel:
De basis van het ontwerp is redelijk, de WazzUp had (en heeft nog steeds) net niet de standaard looks.
De Basis:

Maar het ontwerp moet flink aantal punten gewijzigd worden:
- Tekening moet in CAD
- Wens is een Allround kist van 2,5mtr en een zeer breed inzet bereik
- Het huidige profiel mag niet worden gebruikt voor productie
- Goed thermiek oppakken
- Hoge snelheid aankunnen en goed energie (snelheid) vasthouden
- Ballast mogelijkheid
- Zowel zweef als E-zweef (na ombouw) versie met dezelfde romp
- Doelgroep ervaren tot expert

Dit alles kan/kon ik niet alleen en is samen met de vriendengroep inmiddels uitgemond in een zeer mooi ontwerp, maar later meer…….

 

[Eric R]

Deel 2, Het ontwerp:

Het ontwerp van de WazzUp moet dus opnieuw en de nieuwe eisen zijn niet eenvoudig,
Het wordt een kist die in de winkel komt te liggen, dus het moet er goed uitzien maar het liefst net iets anders wat al reeds beschikbaar is.
Het moet vliegeigenschappen hebben die uitmuntend zijn, maar het oog wil ook wat.Hiervoor heb ik 3 man uit de vriendengroep gevraag om te helpen, de overige 4 man komen later in beeld om kritisch naar het ontwerp te kijken.

Begin dit jaar ben ik samen met Dirk, Berrie en Lyckele begonnen aan het ontwerp van de WazzUp.
De Romp was eerst aan de beurt, we hadden al een “live” voorbeeld uit 2015

Na de bewerking door Dirk in Solidworks, ziet het er zo uit.

Net als het origineel heeft de romp een driehoekige vorm
Zoals ik al eerder zei, net even iets anders.
Dit heeft als voordeel dat er onderin de romp meer ruimte is voor de servo’s, batterij, ect..

Hierna is het stabilo aan de beurt.
Het hoogteroer is een pendel hoogteroer, deze moest zo dun mogelijk, maar ook voldoende stevig om de hoge vliegsnelheid aan te kunnen.

Het kielvlak moest weer net iets anders als de huidige prestatie kisten, waarbij he kielvlak loodrecht op de vliegrichting staat (dit is om meest optimale rudder input te hebben)
Ik vind zo'n staartvlak wat rechtop staat minder agressief ogen, dus een klein beetje achterwaartse hoek (pijstelling) ziet er mooier uit in mijn ogen.
Hier hebben we wel even over gediscussieerd en uiteindelijk een minimale hoek toegepast waardoor het Up-moment, bij rudder input, te verwaarlozen is.

En toen....., het vleugel ontwerp…..
Het platform is iets gewijzigd tov het origineel, iets meer voorwaartse pijlstelling, een cosmetische ingreep, dit ook weer om meer uiterlijk aan het model te geven

.

In het eerste ontwerp was ik heel blij met het gekozen Dirk Pflug (DP) profiel, echter we hebben geen toestemming om dit te gebruiken in een productie model.
Er moest dus wat anders komen, door de kennis van Berrie en Dirk en veel vergelijkingen (zie onder) hebben we een hele goede keus kunnen maken, sterker nog het is beter als het origineel.

Het profiel is de JX-GT Strak geworden
https://github.com/jxjo/Airfoils/tree/main/JX-GT

Dit stukje schrijven gaat trouwens een heel stuk sneller als het werkelijke ontwerp.
En heel erg leuk en leerzaam om zo dicht op het proces te zitten

En als je alles bij elkaar zet, is er een mooie basis.

Dit is zo aangeleverd bij de fabrikant, maar voor de werkelijk productie kon beginnen, was er veel discussie over de details zoals; servo plaatsing, sterkte verbinder, vleugel aanvorming op de romp, ect..

De basis is af en iedereen kan zich vinden in het ontwerp, maar dan ben je nog niet helemaal.....

 

[Rick NL]

Wat een mooi project!
Model ziet er fraai en goed uit.
Als ik er wat aan zou mogen veranderen is misschien iets meer koorde in het buitenste deel van de vleugel, dit om tipstall in bochten met ballast te voorkomen. Zie hiervoor bv de Quantum van Pierre Rondel in 1 en versie 2.
Verder vind ik de koorde van de flap en rolroeren tamelijk klein. Met wat meer koorde kunnen de hoekuitslagen minder groot worden, en heb je meer volume in de roeren wat de torsiestabiliteit vergroot evenals de hoogte van de aansturing.

 

[Eric R]

Misschien vertekend de tekening iets in de vorige post.
hier kan je iets beter de grote van de ailerons en flaps zien

 

[lecraM]

heel gaaf! verder niks op aan te merken behalve idd tipkoorde, maar, als de bochten iets groter mogen, heel snel. mss tot DS aan toe? vroeg me af, of mss het profielstrak wat goedmaakt (bij deze, is dat zo?). met de mixers is het ook een beetje op te vangen. ook een van nature sterke vleugel vorm, 1/4 koorde lijn.
mooi, optisch ook!

 

[Rick NL]

Wanneer ik jouw flaps nameet op dit plaatje kom ik op ongeveer 21% van de koorde, waarbij de meeste modellen voor dit gebruik tussen de 25 en 27% zitten.
Het model doet me ook een beetje denken aan de Cosmos van Jean-Luc Foucher
http://www.rc-tech.ch/forum/index.php?showtopic=6101

Wat betreft de tipkoorde heb ik zowel Pierre als Frits Donker Duyvis er en een Quantum 1 mee zien verspelen. Toch niet de minste piloten.

 

[Eric R]

@Rick,
Waar baseer je je uitspraak mbt tot de tipkoorde op?

om dit goed te kunnen bepalen zou je een overzicht moeten hebben van de liftverdeling tov de koorde bij een bepaalde snelheid

Fixed speed (57 m/s) zelfde massa en CG
AoA=9.8°◙ (Cl=1.048)

hier onder de Local lift coëfficiënt

En nu bij 200kmh

ik en de meerdere met mij staan volledig achter dit ontwerp.
Maar de prototypes zijn in de maak en tijdens het vliegen zal de praktijk uitsluitsel geven.

ik ben benieuwd naar jouw bevindingen na het zien van deze relevante data

 

[DirkSchipper]

Aanvulling:
Eerst met Solidworks een perfecte kwart-ellips getekend,
daarvan de koordes gemeten op de betreffende (XFLR5) spanlocatie,
dat overgebracht op de licht voorwaarts gepeilde achterlijst.
Tot slot heb ik de koordes van de buitenste 5 spanlocaties met 1/2/3/4/5 mm vergroot (kan ook 2/4/6/8/10 mm zijn geweest, kan ik niet meer achterhalen), net zo lang tot ik een licht over-elliptische verdeling had.

 

[Eric R]

Erg leuk de interesse in dit avontuur.

Deel 3: De afwerking

Zoals gezegd zijn er na het aanleveren van het ontwerp verschillende discussies geweest met de fabrikant over de mogelijkheden binnen het productie proces en natuurlijk de details en de mate van afwerking.
Die afwerking is niet geheel onbelangrijk, want het geeft het uiteindelijke totaalbeeld, omdat je hebt de kist regelmatig in je handen en je staat er naar te kijken als je vliegt.
Dus het uiterlijk moet knallen.

Het kleurenschema blijkt dus ook een van de belangrijke dingen te zijn, iets waar ik eigenlijk te weinig aandacht aan had gegeven en dacht “dat doe ik wel even”.
Nu is de vlieg-vriendengroep vrij kritisch in dit onderwerp, dus de meeste (lees: eigenlijk allemaal) van mijn creaties kwamen niet door deze commissie heen.
En langzamerhand begon te tijd te dringen, het oer-model lag al voor de helft gereed in de freesmachine en de vleugel-mallen (van het prototype) waren al in de maak.

Maar het voordeel van een groep vliegers, is dat er altijd wel iemand over deze kennis en kunde beschikt.
Tijdens een van mijn pogingen om tot een mooi schema te komen, heeft Vincent (aka Proper) er uiteindelijk voor gezorgd dat er een schitterend kleuren schema op de WazzUp komt.


Bovenzijde strak en past mooi bij de vleugelvorm en de onderzijde met een wat agressiever uiterlijk.
Een 3 kleuren schema wat perfect past bij dit model.

En de onderzijde:

2 voorbeeden van andere kleuren (let wel het logo en de naam zijn niet goed bij onderstaande schema's)
Voor de rood/wit liefhebbers (ik ken er iig 1)

Dit zijn een paar voorbeelden, maar de fabrikant zal uiteindelijk een paar basis kleuren kiezen.

Reeds bekende Specificaties:
Spanwijdte: ~ 2,5mtr
Lengte: ~ 1,3 mtr
Profiel: JX-GT (by Jochem Guenzel)

Zoals reeds eerder genoemd is de productie van de prototypen al reeds begonnen, dit zal ik in het volgende deel kort beschrijven
Dit zal het laatste hoofdstuk zijn, maar wel een heel lang hoofdstuk", want alles wat volgt is zo'n beetje "real time".

Wordt vervolgd..............

 

[Rick NL]

Ik zie dat de lift netjes parabolisch én de Cl verdelingen netjes vlak lopen over de spanwijdte.
Het mogelijke probleem is tweevoudig:
- De maximale Cl is aan de tippen bij een lager Reynoldsgetal altijd lager dan bij de wortel. Dit is ook te zien in de polaires. Vooral een potentieel probleem tussen 75% en 95% van de spanwijdte. Aan het uiterste deel zijn onze evaluatie middelen zo wie zo niet toereikend ivm de 3D stromingen.
- Bij turbulentie of kleine stuurfouten zal loslating en overtrek in het midden slechts een vermindering van de lift veroorzaken, maar aan de tip een direct wegvallen over één vleugel tot gevolg hebben. Dat kan catastrofaal zijn, vooral bij vliegen dicht bij de grond/helling.

In mijn ontwerp van de Funk heb ik bewust wat meer koorde aan de tip tov elliptisch gemaakt met een klein beetje washout, terwijn de welving niet minder is dan aan de wortel. Dit levert een zeer goed gedrag op bij scherpe bochten, en volgens de berekeningen vrijwel geen nadeel bij heel hoge snelheden.

 

[Eric R]

De Basis van deze kist is denk ik niet te vergelijken met een F3f kist.
Tevens heeft deze kist opstaande tippen, vergelijkbaar met de Nan Orion, zelfde smalle tip vorm maar absoluut geen nare overtrek.
Een Furio (F3f) smalle tip koorde en wanneer juist afgesteld geen tipstall!

het is dus per model verschillend, in jou relaas lijkt het of er per definitie tipstall optreed wanneer de tip koorde (in jou ogen) te klein is.
Wat is te klein en wat is voldoende?
Dit (zo als eerder gezegd) is alleen tijdens testen vast te stellen.
Ook vindt ik jouw onderbouwing te algemeen en niet sterk (een stall of foutieve input laag bij de grond is meestal niet zonder gevolgen, ongeacht welk vliegtuig)

Je kan op voorhand, met deze onderbouwing, niet zeggen dat er mogelijk problemen zijn, ook daar zijn prototypes voor.

 

[Rick NL]

Inderdaad zal een F3F kist per definitie op de limiet worden gevlogen. Sommige toestellen zijn daar giftig, andere niet. Daarin zit zeker een geometrisch aspect, maar ook profilering en wrong spelen daar mee. Dit nog los van zwaartepuntligging c.q. statische marge.
Wanneer je voldoende ver van de limiet blijft zal het meevallen.
De Orion2 lijkt me ook een grotere tipkoorde te hebben dan de oorspronkelijke, en de Furio heb ik nooit op een wedstrijd gezien.

Ik zeg niet dat je ontwerp niet goed is voor het doel waarvoor het is gemaakt, maar geef slechts een aanbeveling op basis van mijn ervaringen en observaties.
Ik ben ook zeer benieuwd naar de prototypes en geloof zeker dat het goed is/komt.

In ieder geval een enorm, maar ook enorm leuk karwei om dit te doen, kan ik uit eigen ervaring stellen, en het bewijs is niet met een paar vluchten te leveren, dat weet ik ook.

 

[Eric R]

Kijk.., nu klopt het het beter (meer volledig)
Ik waardeer ten zeerste jou input op basis van je kennis.
Ook ik begrijp dat er altijd de mogelijkheid aanwezig is op nare bijwerkingen bij een nieuw ontwerp.

Maar ik probeer wel duidelijk te hebben voor een ieder die meeleest

Mocht bij het bochten gedrag tipstall optreden weten we nu wat we moeten aanpassen

 

[lecraM]

het is wel te zien, ik zelf had mss eerder gepost dan @Rick NL , maar hij was eerder. het planform ziet er uit als "niet te langzaam en/of krap mee draaien".
maar het is op "het randje" als de strak goed is, en als het vooral een soort "speed, "big sky" " kist bedoeld is. als men de krappe, hoge lift situaties vermijdt.
voor iemand die "gespitst" erop is, is dit goed te zien (maar zoals ik zei, onvolledig). deze afweging welke Rick aankaartte, komt vaak voor.
ik heb niet meteen iets gezegd omdat ik nog nadacht, bekeek of daar mss nog extra naar was gekeken.

aanv.: bovendien, is het met de flap mixers goed te krijgen (gedrag).
ik heb een poos "allround gezweefd" met een ariane V11, daarmee probeerde ik het volgende;
in een middelmatige bocht, de kist overtrekken. indien in de bocht vallen, iets minder welving van de ailerons. ik deed zo "weinig" camber aan de tippen, dat de kist prima te thermieken was en goedmoedig overtrekken. zou ik met die kist doorlopende welving hebben gedaan (zoals DLG heeft door configuratie), dan zou die lastig te thermieken zijn. zodoende hoeft er niks aan de hand te zijn als het zonder extra welving, "op het randje is". en dan is deze vleugelvorm juist "snel". en inderdaad benieuwend om te zien hoe het wordt! als het goed is, is dat een winst.

enkele overeenkomsten zijn: smalle ailerons aan de tippen, best veel "toespitsing", vrij rechte 1/4 koorde lijn. deze kist zou het ook formidabel doen aan de helling, heb alleen niet meer. alleen lokaal mee gevlogen.

aanv: ik probeer te omschrijven: omstroomd oppervlak bij de tippen (wat betreft lift gevend oppervlak), is relatief "dood" als het aankomt op snel vliegen. remt een beetje.
een kist met rechthoek vleugel bijvoorbeeld, zal nooit zo vlot zweven wat betreft "steekvlucht".
diezelfde rechthoek kist, kan mss wel heel goed thermiek vliegen dan, gevoel geven ieder pufje lift mee te pakken.
mijn huidige "helling kist" (moet nog aan de helling proberen zelfs), heeft een over-elliptische vleugel, volle tippen. goedmoedig vlieggedrag. ander profiel ook en kan zonder welfkleppen goedmoedig genoeg thermieken. wel echt beduidend "geremder" steken dan de ariane.
dat komt door het andere totaal concept, layout en controle functies.
jouw kist is echt een "renner" hoor zo ziet het er voor mij iig uit! als je de eigenschappen kent, hoeven het geen nadelen te zijn. ieder vliegtuig is een compromis. ik zou zeggen de beste toepassing is "grote" lift (niet zozeer kleine pufjes, belletjes, maar kan ook wel), en wijds, vlot zweven. "cover sky". en kan met de juiste welving, ook nog prima thermieken. geval "stel de wind valt weg maar er is thermiek. terug zien te komen". dan heel goede kist aan! Ariane net zo dat ik gezien heb hier lokaal. wel intensief om de camber goed te bedienen! een kist voor flightmodes. mijn huidige kist, mini ellipse, hoeft juist geen flight modes, alleen beetje reflex voor hoge snelheid. ik heb bewust voor die simpliciteit gekozen toen.

ik zou best wel een Wazzup take 2 willen kopen tzt! zoals die nu is. zocht nog zoiets als wat ik toen aan de ariane had.

 

[DirkSchipper]

Ik denk nog steeds dat het serieus meevalt.
Zie hierboven de gebruikte profielen-strak. JX-GT aan de wortel, JX-GT-10 op 0,67 à 0,75 span, JX-GT-05 aan de tip.
De welving is voor alledrie de profielen gelijk: 1,70%, De dikte neemt naar de tip toe heel licht af: 7,65% - 7,30% - 6,90%
Je ziet het dikste punt richting tip mooi iets naar voren schuiven.
Dat is allemaal gunstig voor de lagere Re-getallen aan de tip.
Maar ... we gaan het zien te zijner tijd.

 

[DirkSchipper]

Hierbij nog even een analyse van de tip/het tipprofiel. Bij 200 km/u (55,55 m/s) bereikt bij de tip bijna Re=200.000 (echt 175.000). Dwz. bij een tipkoorde van 45 mm. Het CAD getekende model heeft weliswaar een tipkoorde van nul, maar op 23 mm van de tip is de koorde 45 mm. Dat is voor mij voldoende.

Je ziet hier in rood het JX-GT-05-profiel, en in blauw JX-GT-05 met het roer 2° omhoog.
Van elk 2 polaires, nl. Nkrit=7 en Nkrit=9

Je ziet ook dat Cl=1.0 hier makkelijk bereikt wordt.
Verder valt op dat het roer omhoog zetten (blauwe curves) voor vliegen met hoge snelheid maar een klein effect heeft op de weerstand (Cd), maar wel kleine verbetering voor vliegen met negatieve lift (op z'n kop) brent.

Ik ben nog steeds overtuigd van m'n eigen gelijk.

 

[Hein.z]

Mooi project!

Voor mij persoonlijk is het kleurenschema (veel) te druk. Mocht er ruimte voor zijn bij de fabrikant, overweeg dan
een extra kleuren-optie om bijvoorbeeld in plaatje 1 alleen de zwarte neuslijst, oranje vleugel en zwart op de vleugelrug te doen.
Dus wit en zwarte "kringels" helemaal weg laten.

Verder een super ontwerp, ben heel benieuwd hoe hij wordt in het echt.

 

[Eric R]

Zoiets Hein? (Maar dan zonder de witte lijnen)

Er is veel mogelijk hoor, ook zijn eigen schema's mogelijk.
Wanneer de productie na het testen op gang komt en je hebt interesse, laat me dan exact weten wat je wilt.
Maar eerst maar eens door de vliegtesten met de prototypes heen komen

 

[lecraM]

dat het profiel "in strak" al heel weerstandsarm is, bij lage liftcoefficient, 0, is ook heel goed in het "totaalplaatje".

een sleutelbegrip voor de vliegstijl welke ik erin zie persoonlijk, is "brachistochrone vliegen"
https://nl.wikipedia.org/wiki/Brachistochrone_kromme

met de ariane, kon ik ook prima, op een lokale heuvelrug (van pakijs een van ijstijd) vliegen, in stevige wind. die heuvel is maar een paar %, maar wel best wijds. de ariane kon moeiteloos hoogte winnen, "vloeiend" vliegend.

 

[ISOLA2]

Ik zie hier allemaal berekeningen bij hoge snelheid, maar wat gebeurt er bij lage snelheid ?
Stel je baan ligt ZO/NW de wind staat Z 5 tot 9 m/sec , door het bos kan ik niet aanvliegen voor de landing langs de NO zijde van de baan .
Vlieg dus aan ZW evenwijdig aan de baan, draai met de wind mee om NW in het verlengde van de baan te komen , snelheid is dan moeilijk te schatten .
Bocht word dan soms nauwer, ( niet op het zich) tegen het einde om niet in het bos te belanden , daar loert dan het gevaar om een tipstal te krijgen.
Dat is dus een veel voorkomende situatie op onze plein.
Met mijn trainer van 3 m span geen probleem kan remmen met ail/up en flaps down.
Met mijn Razor van 220 cm span en alleen aileron en vleugel die erg lijkt op het ontwerp is dit een hele uitdaging,