Dalls Schweiswal – tierische Performance
Guido Faust
Ich habe mich in den letzten Jahren eher nur auf Forschungsuboote spezialisiert. Die Ergebnisse dieser Zeit, die „Kolbentank Delta“ und der „Deep Rover“, machen ihren Job sehr gut. Doch merkt man diesen Booten an, das sie keine Autarke U-Boote sind. Daher sind sie sehr wendig, jedoch Strecken können dies Boote nur sehr schlecht zurück legen. Dazu kommt beim Deep Rover ein unhandliches Einsatzgewicht von 10 Kg. Ich wollte daher einmal ein U-Boot für den Sommer bauen.
Es sollte auf jeden Fall für sehr viel Fahrspaß sorgen, ungefähr so wie bei einem Flugzeug. Zusätzlich sollte es klein, handlich und unverwüstlich sein. Die Wahl viel schnell auf etwas Tierisches. Doch kamen die üblichen Fischmodelle wie Delfin, Hai, Orca und co, für mich nicht wirklich in Frage, da man sie mittlerweile schon von vielen U-Boot-Treffen kennt. Es sollte halt mal etwas ganz anderes sein.
Norbert Brüggen brachte mich dann auf die Idee des Schweinswals. Denn er hatte sich schon vor langen eine 3D CAD Zeichnung besorgt, diese jedoch noch nie fräsbar gemacht. Als ich die ersten Bilder dieses 3D Modells sah war ich von diesem Tier voll überzeugt. Der Wal sollte dann 20mm kürzer werden als Norberts Delfin Bausatz. Damit hatte der Wal dann den Maßstab 1:4 denn Schweinswale werden halt nur maximal 2,30m groß, was gegen über einen Tümmlers sehr klein ist. Jedoch stellte sich dann heraus, dass der Schweinwal etwas viel Bauchspeck hat. Trotz des 20mm kürzerem Rumpf kommt das Modell später auf 2Kg Verdrängung, das sind 300 Gramm mehr gegenüber dem Delfin Bausatzes. Das fand ich nicht so schlimm, denn in den „dicken Bauch“ passt später viel rein, wie z.B. Leistung. Da mich die Antreibsvariante mit gegenläufigen Propellern, wie bei einem Torpedo, schon immer faszinierte, wollte ich so einen Antrieb im Wal realisieren.
Dalls Schweinswal (Phocoenoides dalli)
Die Dalls Schweinswale kennt man auch unter den Namen Weißflankenschweinswahl oder Dalls Hafenschweinswal. Auf Grund der Weißen Flanke bekam der Weißflankenschweinswal seinen Namen.
Diese Flanke reicht vom Bauch bis hin zur Rückenflosse. Die Oberseite ist Schwarz gehalten, nur die Spitzen der Finne und der Fluken sind Weiß. Daher ähnelt die Farbgebung der eines Schwertwals. Mit einer Länge von bis zu 2,30 m und einem Gewicht von über 200 Kilogramm ist er der schwerste der Schweinswale.
Mit einer Höchstgeschwindigkeit von bis zu 55 km/h gehören sie zu den schnellsten Schwimmern aller Wale. Oft bewegen sich in Zick-Zack-Mustern fort und leben in kleinen Gruppen von zwei bis zu zehn Tieren, in Gebieten mit hohem Nahrungsangebot können es aber auch mehrere hundert Tieren werden.
Ihre Nahrung besteht hauptsächlich aus Tintenfischen und Fischen. Da in ihren Mägen auch tiefseebewohnende Arten gefunden wurden, geht man davon aus, dass sie gute Taucher sind. Diese Walart wird bis zu 15 Jahre alt.
Weißflankenschweinswale kommen im nördlichen Pazifik und im Beringmeer vor. Süd-östlich sieht man sie bis zur Halbinsel Niederkalifornien. Im Westen trifft man sie bis ins Südliche Japan an. Zu jedem Winteranbruch wandern sie von den nördlichen Regionen in den Süden.
Leider wird vielen Tieren diese Wanderung zum Verhängnis, da sie auf Grund ihrer geringen Größe in Lachsfischernetzen stecken bleiben und ersticken. Zusätzlich sind sie im Süden vom Walfang bedroht und stehen wegen einer geringen Gesamtpopulation auf der Roten Liste der ICUN 2008.
Das Modell
Nach einiger zeit bekam ich von Norbert Brüggen ein Urmodell, das aus der Steuerbord- und Backbordseite Bestand. Es wurde aus Orinol CNC gefräst. Dieses Material hat dieselbe Konsistenz wie Holz, es ist aber strukturlos.
Das Modell enthielt wunderbare Details wie Augen und Mund, welche den Wal sympathisch machten.
Die ersten Arbeiten am Urmodell waren schleifen und ein wenig spachteln.
Denn die Spuren des Fräsers mussten geglättet werden. Dies ging aber schnell, da sich das Orinol sehr gut bearbeiten ließ.
Um der Oberfläche perfekt zu machen habe ich das Uhrmodell zum Schluss noch schwarz lackiert. So wurden die Poren geschlossen und man sieht auf dem Schwarz jede Beule in der Oberfläche.
Danach stellte ich von dem Urmodell einen GFK Negativ Abdruck her um anschließend aus dieser Form die zwei laminierten Rumpfschalen zu entnehmen.
In den Rumpfschalen wurden in der Fluke und auf den Flanken Kohlefaserstreifen mit einlaminiert um dem Rumpf an den Empfindlichen Stellen mehr Festigkeit zu verpassen.
Als die Rumpfschalen zusammengefügt wurden habe ich die Nase und die Fluke großzügig mit Harz und Glasfaserschnipsel ausgegossen.
Nach dem der Rumpf nun fertig gestellt war, konnte ich nun den Querschnitt der Rumpfkontur einscannen um den Technikeinbau zu konstruieren.
In den Grundzügen habe ich die Ideen aus dem Delfinbausatz übernommen, da sich diese Konstruktion bewährt hat.
Somit besteht das Technikgerüst aus zwei Grundplatten, die von oben und unten die drei Servos halten. Ich entschied mich bei den Servos für den Hersteller Graubner, damit ich sicher sein kann, dass ich auch noch Jahre später Servos mit den selben Gehäusemaßen bekomme.
Die obere Grundplatte trägt die komplette Elektronik wie z.B. Lageregler, BEC und Unterspannungskontrolle.
Die Untere Grundplatte hat die Aufgabe, das Auswechselbare Akkupack zu halten.
Das Akkupack rastet hierzu mittels vier Nasen und den Kontakten in die Grundplatte ein. Somit Versteift das Akkupack zusätzlich das Technikgerüst gegen Torsions- und Knickkräfte.
Dies ist Wichtig, da sich Schwingungen im Technikgerüst sonst auf die Lageregler übertragen und zu einem Aufschwingen des Bootes führen.
Befestigt wird das Technikgerüst, wie beim Delfin, an einem Halbspant, der am Heckverschlussring geschraubt wurde.
Weiter in den Tiefen des Hecks unterscheidet sich mein Wal jedoch von dem Delfinbausatz erheblich.
Hier Arbeitet nämlich der Drehstrommotor und das Gegenlaufgetriebe für die Gegenläufigen Propeller.
Die Konstruktion des Antriebs war wohl der schwierigste Teil an dem Boot, da bei mir der Antrieb viel mehr genutzt wird als bei einem Torpedo, wo die Schrauben nur wenige Sekunden drehen müssen. Zusätzlich Ist der Antrieb beim Wal exzentrisch, was den Einbau eines Schottes verhindert.
Ich musste somit das Getriebe in ein Wasserdichtes Gehäuse packen, was möglichst kurz und dünn ist, da der Antrieb in dem schlanken Heck nicht viel Platz hat.
Den Durchmesser des Getriebes legte somit der Motor fest. Es ist ein Bürstenloser Außenläufer mit 28mm Durchmesser und 3mm Welle.
Somit konnte ich die Innenwelle des Antriebs von dem 2. Propeller bis zur Motorglocke durchführen, und sparte mir so lästige Kupplungen.
Das Getriebe ist ein Nasslaufendes Kegelradgetriebe. Es ist so aufgebaut wie bei einem Differenzial, ich habe halt nur drei Zahnräder verwendet.
Abgedichtet wird der Antrieb kurz vor dem Motor mit deinem Simmerring auf der 3mm Innenwelle.
Im Getriebe sitzt die Lagerung der Innenwelle, in Form eines DU Lagers, in dem Zahnrad der Hohlwelle
Den ersten Propeller, der auf der Hohlwelle sitzt habe ich auf einen Spannring geschraubt.
Dies war die einzige Möglichkeit ihn auf der 5mm Hohlwelle mit 0,3mm Wandstärke zu befestigen.
In dem Spannring sitzt das zweite Du Lager, das auf der Propellerseite die Innenwelle in der Hohlwelle lagert.
Die Hohlwelle ist über Kugellager wasserseitig im Wellenbock und Getriebeseitig in einem Spannring gelagert. Dieser Spannring ist verschiebbar, wodurch das Zahnflankenspiel im Getriebe eingestellt werden kann.
Der 1. Propeller wird seinen Schub an das Kugellagern auf der Holwelle los, und der 2.Propeller an das Kugellagern des Motors.
Dies ist sehr wichtig, denn jede Schraube muss möglichst widerstandsfrei ihren Schub loswerden können. Ansonsten würde sich der Antrieb durch Reibung selbst zerstören.
Befestigt wird die Fertige Motor-Getriebe-Einheit an einem eingeklebten Sockel.
Hier wird der Getriebekörper über einem O-Ring abgedichtet und in einem Konus zentriert.
Nachdem der Antrieb mehrmals getestet und erfolgreich eingelaufen wurde, habe ich die Gestängeführungen eingesetzt.
Hierbei liegt die Priorität auf dem Flukengestänge.
Sie treten gerade von den Kugelköpfen aus in das boot ein und treffen genau auf die Servoarme. So ist für eine Reibungslose direkte Ansteuerung der Fluke gesorgt.
Das Seitenruder muss leider einen Bogen über die Elektronik machen, was sich aber noch in Grenzen hält.
Die Gestänge sind im Boot in Messingrohren geführt, welche an dem Rumpfprofil angepasst wurden.
Somit treten Gestänge und Antrieb mit -4° aus dem Rumpf aus, ohne das man irgendwelche Führungshülsen sieht. Dieses Macht das Boot zwar nicht schneller, doch die Optik soll ja auch nicht zu kurz kommen.
Im Bausatz des Delfins sind die Fluken in Gewindebuchsen gelagert, was schon einmal eine gute Idee ist, jedoch sind Gewinde keine Lager. Das Gewinde wird sich nämlich in den Jahren auswaschen und Spiel bekommen. Um das zu vermeiden habe ich nach einer anderen Metode gesucht um die Fluken bestmöglich zu Lagern und zu befestigen.
Meine Lösung sind 3mm Edelstahlachsen, die in das Heck eingeklebt werden.
Diese Achsen besitzen jeweils einen 1mm Schlitz auf der Unterseite. In den Fluken sind dann Messingbuchsen, die als Lager dienen.
Über eine Bohrung in der Buchse kann dann einen 1mm Edelstahlstift in den Schlitz der Achse einrasten. So kann sich jede Fluke um + – 45° neigen.
Es empfiehlt sich jedoch den Stift mit einen Tropfen Sekundenkleber zu fixieren, da der Gummi der Flosse nicht die nötige Kraft hat, um ihn dauerhaft in Position zu halten.
Danach an der Stelle der Anlenkungshebel mit einer Nadel jeweils ein Loch stechen.
Die Anlenkungshebel haben einen M2 Gewindefuß, der dann Einfach in das vorgestochene Loch gedrückt wird.
Ich gebe zu, das ich dieser Methode auch nicht wirklich getraut habe als Norbert mir das rieht.
Doch es hält wirklich! Gummi ist halt ein Werkstoff mit neuen Eigenschaften, der vieles einfacher macht.
Das Seitenruder ist auf dem Propellerschutzbügel gelagert.
Dieser ist aus 2mm Edelstahldraht hergestellt, damit er die gröberen Stöße von den Propellern fern hält. Der Schutzbügel wird in einer Bohrung im Wellenblock Gesteckt und in einer Messingbuchse, die im Heck verklebt ist, durch eine Madenschraube fixiert. Diese Madenschraube ist zugänglich wenn die Steuerbordfluke auf Vollausschlag gebracht wird.
Jetzt wurden die festen Flossen mit Sekundenkleber an den Rumpf geklebt.
Sie bestehen auch aus Gummi, damit sie bei Kollisionen nicht abbrechen können.
Danach war das Modell bereit zum Lackieren.
Ich habe mich bei der Lackierung an Bilder aus dem Internet gehalten.
Bei den Weißen Flossenspitzen gab es jedoch Probleme. Der Gummi der Flossen ist nämlich für Lösungsmittel durchlässig. Leider saugte er zufällig ein gewisses Lösungsmittel auf, dass die Farbe zum aushärten braucht. Somit musste ich, in der Hoffnung, dass die Farbe doch noch trocknet, nach zwei Tagen Wartezeit den weißen Lack mit Azeton entfernen.
Im zweiten Versuch versiegelte ich die Poren des Gummis an den Stellen, die weiß gestrichen wurden.
Die besten Ergebnisse erzielte ich indem ich die Stellen dünn mit dem schwarzen weichen Sekundenkleber Loctite 480 bestrich. Anschließend konnte ich ohne Probleme die weiße Revell Farbe auftragen.
Nun konnte ich den Wal zum ersten mal in seinem Element freien Lauf lassen.
Erste Schubtests mit Amperemeter ergaben, für mich bisher unerreichte Werte, von 4Kg Schub und 15A Gesamtstrom bei Vollast. Beide Propeller begannen bei Vollast nur leicht zu gravitieren.
Also wurde der Unterdruck auf den Propellerblättern so groß, das das Wasser anfing zu kochen. Nahe an der Wasseroberfläche sieht der Antrieb natürlich Luft an, was zu einem starken Schubverlust führt. Dadurch werden aber auch seine Verwirbelungen sichtbar. Erstaunlicher weise blieb die Schubströmung jedoch punktförmig zusammen, was bedeutet, dass die beiden Propeller perfekt aufeinander abgestimmt sind.
Dieser erste Leistungstest brachte mich dazu das Boot in seiner Leistung zuerst einmal auf 25% zu begrenzen, denn bei dem doppelt so hohen Schub als Eigengewicht, ahnte ich Schlimmes.
Das Boot reagierte schon einmal ganz gut auf die Ruder und die Lageregler waren auch schnell eingestellt.
Nachdem ich mich an das „fliegen Unterwasser“ gewöhnt habe, entschied ich mich den kleinen Schweinswal von der Kurzen Leine los zu lassen und gab ihm 100% Motorleistung.
Die Performance war einfach überwältigend, Gerade Sprünge von fast 60cm Höhe und Bogensprünge von 30cm Höhe und 1m Weite sind nach en wenig Übung möglich. Wahnsinn!!
Das ganze noch ohne Schraubendrehmoment. Der brutale Schub ist von jetzt auf gleich sofort in neutraler Form da! Zusätzlich kommt der Wal nicht über die Rumpfgeschwindigkeit und bleibt immer noch voll steuerbar, was bei den üblichen Rennzäpfchen nicht der Fall ist.
Jedoch ist das Reaktionsvermögen des Menschens zu langsam. Somit macht „langsame“ Fahrt mehr Spaß. Wobei Langsam immer noch schnell ist.
Jedoch gab es einige Probleme nach der ersten Fahrt.
Das Getriebe hat die Kräfte nicht ausgehalten. Genauer gesagt löste sich die Zwischenwelle.
Ich stützte die Zwischenwelle über einen Ring mit DU Lager an der Innenwelle ab. So hat die Zwischenwelle oben und unten eine genaue Führung.
Zusätzlich gefiel mir das Fahrbild nicht so wirklich.
Denn sobald das Boot der Wasseroberfläche im „Gleitflug“ nahe kam schwingte es sich auf und geriet es außer Kontrolle. Also waren die Standart Servos zu langsam. Ich entschied mich auf die Fluken die Graubner Servos DS8025 zu setzen. Für das Seitenruder reicht weiterhin die Standart Variante C5077.
Auf der Nächsten Testfahrt machte sich der Unterschied erheblich bemerkbar. Und das überarbeitete Getriebe verrichtete seine Arbeit hervorragend.
Letztendlich hat sich der Aufwand bei diesem Modell gelohnt. Dies Macht sich in der Wendigkeit und Kontrollierbarkeit des Bootes bemerkbar. Die herausragende Leistung rundet das Ganze dann noch ab. Jedoch nutze ich nur 40% der Motorleistung. So ist der Wal genau so schnell wie der Delfin von Norbert. Ich empfinde, das in diesem Bereich der Fahrspaß am größten ist. Natürlich kann ich weiterhin zu jeder Zeit die Leistung für ein paar schöne Sprungbilder auf 100% gestellt werden. So kann man garantiert jedem Rennboot die Show stehlen, oder blamieren indem man es Unterwasser überholt.
Die Kompaktheit des Antriebs ermöglicht es diesen in fast jedes Modell einzubauen.
Was nach dem erhöhtem Bauaufwand mit Drehmoment freien Schub belohnt wird.
Er würde sich meiner Meinung nach auch im Delfinbausatz oder im Kleinkampfdelphin gut machen. Vielleicht traut sich ja auch mal jemand an eine solche Herausforderung ran?
