Hallo Stefan,

Du schreibst, Du willst auf der Grundlage des Vorgängermodells einen Nachfolger im Maßstab 1:10 bauen. Den Vorgänger hast Du nach Plan gebaut, also gehe ich davon aus auch der Nachfolger soll diesem Plan folgen.

Damit ist das Gewicht des Nachfolger (1:10) nicht frei wählbar, es ergibt sich aus dem Bauplan. Veränderst Du das Gewicht dann veränderst Du die Schwerpunkte und damit die Hydrodynamik. Wird das Modell gegenüber dem Bauplan zu schwer, stimmt die Antriebsleistung nicht mehr und das Fahrverhalten geht in Richtung Verdränger. Machst Du hingegen das Modell zu leicht, kommt es weiter aus dem Wasser, beginnt bereits bei moderater Geschwindigkeit zu galoppieren, die Schraube zieht Luft und die Ruderwirkung läßt stark nach. In der Kurve legt sich ein solches Modellauf auf die Seite, sinkt ab und bremst die Geschwindigkeit.

Du baust nach Vorbild, damit errechnet sich das Gewicht des geplanten Modells auf der Grundlage der Originaldaten wie folgt:

I. Verdrängung (kg) = Originalverdrängung (t) x 1000 / Dritte Potenz des Maßstabes ( M³).

II. Antriebsleistung (W) = Originalantriebsleistung (kW) x 1000 / Dritte Potenz des Maßstabes ( M³).

Bei Eigenentwicklungen von Hochgeschwindigkeitsmodelle rechnet man überschlagmäßig etwa 250 Watt je Kilogramm Modellgewicht. Oft wird hier übermotorisiert, die Grenze ist erreicht wenn das Modell anfängt zu galoppieren und sich in der Kurve aufstellt und verlangsamt.

Anmerkung

Nachfolgender Rechenweg jeweils schrittweise, er soll auch jüngsten Modellbauern verständlich sein.

III. Geschwindigkeit (m/s)

Gemäß Deiner Angaben läuft das Vorbild (Original) 60 mph.

Vm/s = Originalgeschwindigkeit (kn) / Wurzel aus Maßstab x 1,852 x 1000 / 3600

Umrechnung Meilen pro Stunde in Knoten

60 mph x 0,86898 = 52,1388 kn (1 mph = 0,86898 kn)

Knoten geteilt durch Maßstab

52,138 kn / 3,1622776 = 16,487736 kn

Umrechnung Knoten in Kilometer pro Stunde

16,487736 kn x 1,852 = 30,535287 km/h (1 kn = 1,852 km/h)

Umrechnung km/h in Meter pro Stunde

30,535287 km/h x 1000 = 30.535,287 m/h

Umrechnung m/h in Meter pro Sekunde

30.535,287 m/h / 3600 s = 8,48 m/s

Die von Dir angegebenen ca. 8 m/s sind damit innerhalb akzeptabler Toleranz.

Es gibt Probleme mit Spritzwasser ins Cockpit.

Informier Dich bitte über „Spray rails“. Eventuell läßt sich damit Dein Problem lösen.

Bei Wellen kann man kaum noch fahren, da der Propeller arg schnell Luft zieht.

Hier gibt es viele Möglichkeiten für das Luftziehen. Zeig uns bitte ein Bild, aufgenommen auf dem deutlich die Schwimmwasserlinie, das Sevenrohr mit Propeller und das Ruder sichtbar sind.

IV. Antriebsberechnung

Zur Berechnung des Antriebes werden die Daten des Motors, der Leistungsquelle (Akku), des Propellers und Stevenrohr mit Welle benötigt.

• Die Motorleistung ergibt sich aus Ziffer II.
• Die Motordrehzahl (brushless) = 1400 KV, Wirkungsgrad 90 %,
• Der Akku = LiPo, 3S (11,1 V)
• Der Propeller: Durchmesser (D) = 29 mm, Hub (H) = 1,4, Schlupf (S) = 30 %
• Stevenrohr und Welle, Reibungsverluste 3%

IV.1 Motordrehzahl (n)

11,1 V x 1400 KV = 15.540 U/min

IV.2 Propellervorschub (s)

29 mm x 1,4 x 0,7 = 28.42 mm

IV.3 Maximale Geschwindigkeit (Vm/s)

28,42 mm x 15.540 U/Min x 0,90 x 0,97 = 385.557,65 mm/Min

385.557,65 mm/Min / 1000 = 385,55765 m/Min

385,55765 m/Min / 60 = 6,426 m/s

V = 6,43 m/s, damit etwa ein Drittel langsamer als gewünscht.

Sind meine Überlegungen richtig oder habe ich hier einen Planungsfehler

Deine Überlegungen sind m.E. völlig richtig, Du wirst allerdings einen Motor mit ca. 30% höherer

Drehzahl benötigen um die gewünschte Geschwindigkeit zu erreichen.

Quote from StefanK

dass Du Dir die Mühe gemacht hast

Hallo Stefen,

nicht der Rede wert, ich gebe gern Hilfe zur Selbsthilfe.

Interessant Deine Faustregel mit 250W/Kg, statt hier mal aufgeschnappten 300W/Kg die das ganze etwas entspannter macht.

Absolut, Deine Feststellung, daß 250 W/kg etwas unterbelichtet sind, ich hätte besser geschrieben „AB 250 W/kg“. Tatsächlich werden, zu mindestens in den Foren, 300 W/kg genannt.

Du kalkulierst mit 30% Schlupf, vielleicht sind meine 20% zu positiv.

Ich bin Optimist. Mit Werbeangaben gehe ich jedoch pessimistisch um, wie z. B. bei Metallpropellern. Denn, bei Metallpropellern hat die Steigung (H) sehr oft keinen konstanten Wert über den gesamten Radius. Das Blatt ist verdreht, diese Drehung nennt man skew (S).

Propellerhub (H)

Bei den meisten Rechnungen zur Ermittlung des Propellerhubes, oft nur Hub (H) genannt, wird der Blattspitzenradius (R) als Bezugslänge verwendet. Treffender ist es eine definierte Stelle auf dem Blattradius als Meßpunkt (r) zu definieren. Der „r“ ist dimensionslos, es gibt das Verhältnis zum Blattspitzenradius an. Das Verhältnis wird mit „x“ bezeichnet.

x = r/R,

x = 0 liegt in der Propellerachse,

x = 1 ist die Spitze des Propellerblattes,

x = 0,7 ist ein gebräuchlicher Wert.

Anmerkung

Der Propellerhub (aufgrund "x") ist nicht mit dem Schlupf des Propellers zu verwechsel, obwohl beide gemeinsam Einfluß haben, auf den zurückgelegten Weg des rotierenden Propellers.

Propellerschlupf (S)

Der Propellerschlupf wird allgemein nur Schlupf genannt, es ist die Differenz zwischen zugeführtem Propellerstrahl und abgeführtem Propellerstrahl. Der Schlupf wird grundsätzlich in Prozent (%) angegeben, kann aber auch als Dezimalbruch erscheinen.

sind die üblichen Angaben zu kV im Leerlauf

Die sogenannten KV-Angeben für bürstenlose Gleichstrommotoren beziehen sich auf die jeweilige Leerlaufdrehzahl des Motors.

Inzwischen habe ich einen Motor gefunden, der ganz gut passen würde

Die maßstabsgerechte Antriebsleistung errechnet sich gemäß Vorgang: II. Antriebsleistung (W) = Originalantriebsleistung (kW) x 1000 / Dritte Potenz des Maßstabes ( M³).

Wenn das Modell mir mit 3S zu lahm sein sollte,

Auch hier die maßstabsgerechte Geschwindigkeit auf der Basis der Originalgeschwindigkeit errechnen.

ist aktive Kühlung zwingend notwendig?

Das wird Dir leider die erst Probefahrt (in der Badewanne) zeigen. Du könntest aber vorsorglich ein eingehaustes Propellerrad (Lüfterrad) kurz hinter dem Motor auf die Antriebswelle setzen.

Ich denke Du bist gut vorbereitet, - viel Freude und viel Erfolg. Ich schau zu und Du darfst gern fragen.

Hallo Stefan,

ich habe mich noch einmal mit der ROCKET beschäftigt. Weil kein Original bekannt ist, von dem ich hätte Daten abnehmen können, dienten mir die Konstruktionsunterlagen als Referenz. Ich habe den Bericht von William D. Jackson für den Bau der ROCKET aufgerufen und in mein CAD-Programm übernommen und ausgewertet.

Grundlage meiner Berechnungen ist zunächst das Volumen des verdrängten Wassers des Originals. Für diese Rechnung gilt, ein Kubikmeter Wasser wiegt eine metrische Tonne (t) oder 1000 Kilogramm (kg). Den Völligkeitsgrad der Verdrängung (C_B) habe ich mit 0,5 angenommen, da das Längen-Breitenverhältnis des Bootes geringer als 1:3 ist.

I. Verdrängung

I.1 Originalverdrängung (m³) = LWL x BWL x T x C_B

• LWL = 4,225 m
• BWL = 1,546 m
• TWL = 0,180 m

Originalverdrängung (t) = 4,225 m x 1,546 m x 0,18 m x 0,5

Originalverdrängung = 0,588 m³ oder 0,588 t

I.2 Modellverdrängung (kg) = Originalverdrängung (t) x 1000 / Dritte Potenz des Maßstabes ( M³).

Modellverdrängung = 0,588 t x 1000 / 10³

Modellverdrängung = 0,588 kg

II. Antriebsleistung (W)

Da die „ROCKET“ als Hydroplane (Gleitboot = Hochgeschwindigkeit) klassifiziert ist können als benötigte Antriebsenergie die Werte 300 W/kg Bootsgewicht angenommen werden.

P = 0,588 x 300 W P = 176,4 W aufgerundet, P = 180 Watt

III. Motor

Als Motor hast Du dir den Racestar BR2212 1400kV, 3 bis 4S angesehen.

III.1 Der Hersteller empfiehlt:

• Spannung = 11,1 Volt,
• Laststrom = 19,0 Amperé,
• Leistung = 210 =Watt

III.2 William D. Jackson schreibt in seinem Artikel u. a.:

• “Auto motors that develop more than 35 horsepower, if of light weight, high speed design, will do nicely.”
• “Speed with the "Rocket" will of course depend on the motor that goes into her. Twenty-five to 60 miles per hour can be obtained by proper powering.”

Das heißt im Klartext, es liegt am Modellbauer wie stark er motorisiert, Ziel ist es jedenfalls, daß das Modell „hydroplaning” (Aquaplaning) ausführt. Bei Bedarf darf es gern etwas mehr sein!

IV. Geschwindigkeit und Propeller

Über die Modellgeschwindigkeit, über Propeller und Propellersteigung/-drehzahl haben wir uns vorstehend ausgetauscht, können aber gern weiterdiskutieren.

Dein Bild, Mittwoch, 20:54

Zunächst danke ich Dir dafür, d. h., daß Du dir die Mühe gemacht hast, es kurzfristig nach meiner Anfrage zu zeigen.

Daß Du zu den informiertesten Modellbauern zählst war mir nach Deinen Antworten schnell klar. Dein Bild zeigt aber auch, Du gehörst zu routiniertesten Modellbauern. Das Bild zeigt zwar nur einen Ausschnitt vom Modell, es ist aber eine Freud zu sehen, daß hier „gehandwerkt“ wurde.

Moin liebe Kollegen,

also mit einem selbst gebauten 4,5 m Holzboot motorisiert mit einem 35 PS Benzinmotor rund 22 kn zu fahren finde ich sehr mutig.

Aber mit einem großen Ford V8 ( 480 PS ? ) und 52 kn über das Wasser zu fahren / fliegen, ist meiner Meinung nach schon sehr waghalsig.

Dazu in 1 : 20 Rocket #1,

Sportboot Rocket 1.png

und hier in 1 : 10 mit Rocket #2, meine Antriebsbeispiele:

Sportboot Rocket 2.png

Ob letztere Version als Modell so machbar ist, wird wohl nur ein Fahrversuch zeigen können.

M.f.G. Jörg

Guten Morgen Stefan.

JA ich habe zwischenzeitlich Deinen Baubericht zu „Hydroplane ROCKET als Kleinmodell“ gelesen. Bei der Auswertung aller darin enthaltenen Referenzen habe ich festgestellt, es gibt sehr wohl Vorgänger (Originale) der ROCKET und es ist Dir auch bekannt gewesen. Es wäre mir hilfreich gewesen dieses vorher zu erfahren.

Danach habe ich erneut den gegenwärtigen Bericht gelesen. Nun weiß ich nicht mehr worüber wir eigentlich diskutieren. Sprechen wir über:

• Rocket # 1, M = 1 : 20
• Rocket # 2, M = 1 : 10
• Rocket # 1 und #2

I. Zu Rocket # 1, M = 1 : 20

Mit dem Bau der Rocket # 1 ist Dir ein, in jeder Hinsicht, perfektes Modell gelungen. Sie fliegt über das Wasser.

Zunächst liegt sie im Wasser. Sobald beschleunigt wird steigt sie an, ohne einen Wellenberg aufzuschieben, bis die Abrißkante (Spant # 4) erreicht ist. An der Abrißkante entstehen dann Verwirbelungen, die Wasser und Luft zu einem schaumartigen Gemisch verwandeln, auf dem das Boot „fliegt. Das Fliegen wird durch das verbreiterte, schräg gegen die „Flugrichtung“ stehende Heck unterstützt, das nun wie ein Surfbrett wirkt. Der Wellenwinkel und der Schwerpunkt sind maßgeblich.Der Spiegel schließt diesen Bereich nach hinten ab, da er unmittelbar auf der Wasseroberfläche steht, auf gleicher Höhe wie die Abrißkante (Spant # 4).

I.1 Zitatbeginn, Ausschnitt:

„ … aber es gibt Probleme mit Spritzwasser ins Cockpit und bei Wellen kann man kaum noch fahren, da der Propeller arg schnell Luft zieht.“

Zitatende.

An der Abrißkante (Spant # 4) entsteht seitlich Gischt (Spritzwasser), das senkrecht nach oben abgelenkt wird und teilweise auf das Boot zurückfällt.

I.2 Anmerkung, Spray rails

Ich habe bereits auf „Spray rails“ hingewiesen. Man bringt sie am Bootskörper an, kurz vor und über dem Spritzwasserbereich. Sie weisen Gischt vom Boot weg.

I.3 Anmerkung, Luftziehen

Es ist normal, taucht der Bug in ein Wellental ein, dann hebt sich das Heck und der Propeller neigt dazu Schaum zu schlagen. Eine gleiche Situation tritt auf, wenn das Modell augenblicklich auf zwei Wellenbergen steht und der Propeller in ein Wellental reicht. Das sogenannte „Luftziehen“ läßt sich nur durch angepaßtes Fahrverhalten (Geschwindigkeit) verhindern. Es tritt bei Glattwasser und hoher Geschwindigkeit nicht auf, wenn das Modell richtig abgestimmt ist, - das beweisen Deine Bilder.

I.4 Fazit

Um die Wasserübernahme zu verhindern könntest Du Spray Rails anbringen.

Bei Bedarf könntest Du die Leistung (Geschwindigkeit) noch erhöhen, auf keinen Fall aber die Hydrodynamik verändern (Wellenwinkel, Propellerposition, Schwerpunkte, Gewicht usw.) !!!

II. Zu Rocket # 2, M = 1 : 10

Ich bitte, um Mißverständnisse zu vermeide, daß wir immer herausstellen über welches Modell wir gerade sprechen.

II.1 Bau Rocket #2

Ich meine, wenn Du dich dazu entschließt ein größeres Modell zu baue, daß Du dich penibel an seinem Vorgänger „Rocket # 1“ halten solltest.

Den Grund erkennst Du, wenn Du dein Video mit dem von Dan Lee (YT, Rocket Hydroplane Build | Full Build Photograph Slideshow | 2014 – 2020) vergleichst. Dein Modell „fliegt“, bei D. L. kann ich diesen Zustand nicht erkennen. Seine Abstimmung stimmt nicht um zu fliegen. Die schraube ist hinter dem Heck und der Wellenwinkel ist fraglich. Ich sehe sein Heck (Spiegel) liegt immer im Wasser, aber nie darüber.

II.2 Motorkühlung

Zur Wärmeabführung eines leistungsstarken Motors habe ich zunächst folgenden Vorschlag, benutze IC-Kühlkörper. Es gibt sie in allen Größen und Formen, mit jeweiligen Berechnungen der Verlustleistung, sie sind vom Gewicht her leicht und lassen sich sehr gut bearbeiten.

Kühlkörper.jpg

- Sind fast alle Fragen beantwortet ?

- Gibt es neue ?

- Ich warte !

Quote from StefanK

ich habe den Eindruck, dass die Erbauer dieser Sportboote nach den Zeitschriftenartikeln in "svensons.com" schon etwas verrückt waren.

Ahoi Stefan,

merkwürdig, - aber genau dieser Gedanke kam mir beim Lesen der ersten Zeilen aus dem Baubericht auch ....

Quote from StefanK

Mit 5S, wie in Deiner 2. Version beschrieben werde ich auf keinen Fall hantieren. Die 60mph bzw. 8,6m/s müssen es nicht unbedingt werden.

I.O. das ist sehr beruhigend.

Dann stellt sich zunächst die Frage; Welche Geschwindigkeit soll dein Modell Rocket #2 max. erreichen ?

Denn danach bestimmt sich die zu installierende max. Motorleistung.

M.f.G. Jörg

Hallo Stefan,

ich danke für deine schnellen Antworten.

Quote from woldig

An der Abrißkante (Spant # 4) entsteht seitlich Gischt (Spritzwasser),

Die spray rails würde ich wie von mir auf dem Bild eingezeichnet montieren. Denn betrachtet man Dein kleines Video, dann ist zu erkennen wie die Gischt entsteht. Aus optischen Gründen könntest Du gegebenenfalls die rails bis zu Bug fortführen, sie wirkten dann eher wie eine Scheuerleiste.

Sprai Rails 220220928_22334433.jpg

Ein Nachtrag zu den Kühlkörpern, es gibt sie auch speziell für Modellmotoren, mit und ohne Ventilatoren. Die Ideallösung wären hingegen Peltier Elemente. Ich denke welches Kühlelement Du auch immer wählst, die Wärme muß immer nach außen abgeführt werden.

Quote from StefanK

Hallo Wolf,

ich dachte es war klar, dass ich das bereits existierende und in dem eingangs verlinkten Baubericht meiner Rocket in doppelt so großem Maßstab nochmal bauen möchte. Aber das scheint leider nicht sofort angekommen zu sein. Ich wollte nicht alle Details aus dem ersten Baubericht hier nochmals reinkopieren. Sorry, falls ich da jetzt Verwirrung gestiftet habe.

also nochmals:

Ich suche ein passendes Antriebskonzept für einen projektierten Bau #2 (in M 1:10). Erfahrungen mit und Quervergleiche auf das realisierte Antriebskonzept des gebauten Modells #1 (in M 1:20) sollen mit einfließen.

Mit der Diskussion hier sind mir schon noch einige Dinge klarer, bzw. bestätigen im Prinzip meine Überlegungen. Auch wenn der Diskussionspfad vielleicht nicht immer geradlinig ist. Aber gerade das hilft manchmal mehr!

Hier nochmals ein Foto von dem Modell #1 - Länge Rumpf 23cm

IMG22019a.JPG

Testhalber habe ich mit Klebeband ein PVC-Profil als Sprayrail angeklebt. Das Cockpit ist immer noch verklebt, weil es doch mal hineinspritzt, aber das kommt nicht vom Heck, sondern bei Kurvenfahrt von der Seite. Die provisorische Sprayrail hat aber das Problem schon deutlich reduziert.

Nochmals zur Kühlung:

Ja ein Kühlkörper leitet die Wärme ab vom Motor in den Innenraum. Sie muss aber dann auch irgendwie raus aus dem Rumpf, wenn man nicht nur Kurzzeitbetrieb hat. Ohne Sondermaßnahmen geht das nur sehr schlecht durch einen Holzrumpf; daher die Idee mit dem Metallboden.

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moin,

wasserkühlung????????????

gruß

thomas

Moin,

Klar gibt's auch für kleine motoren richtige wasserkühlmäntel. Man muss eben, wenn man lange Spass am Boot und Technik haben möchte, etwas mehr bezahlen.

Gruß

Thomas

Quote from StefanK

Jetzt frage ich mich, ob ich trotz Wasserkühlung die Öffnungen auf der Befestigungsseite freihalten muss, um einen Luftaustauch und damit eine Kühlung der Wicklungen zu gewährleisten. Vorschläge dazu?

Moin Stefan,

ja, die Kühllufteinlässe sollten in jedem Fall frei bleiben.

Idealerweise sollte an der motorseitigen Kupplung ein Gebläserad montiert werden. Dieses könnte dann zusätzliche Kühlluft ansaugen und Luft durch die Öffnungen der Rotorglocke drücken.

Ähnlich wie hier:

Und damit die Luft am kreuzförmigen Aluhalter wieder austreten kann, bieten sich Abstandshülsen an.

Anderenfalls würde sich die Luft in der rotierenden Glocke stauen und die Verlustwärme nicht abführen können.

M.f.G. Jörg