Projekt CAP-232 för elflyg

Det började med att jag bestämde mig för att försöka konvertera ett metanoldrivet plan till eldrift. Vilket i sig inte är direkt svårt, men jag ville konvertera en Extra CAP eller ett liknande plan, men inte kompromissa med prestandan. Och hur jag gick tillväga i mina försök till en lyckad konvertering hade jag tänkt försöka berätta om i den här artikeln. När man pratar om elflyg så blir det lätt en massa siffror om verkningsgrad effekt volt m.m. Jag har försökt att hålla det till ett minimum så att även mindre erfarna elflygare ska kunna läsa texten utan att känna sig som ett frågetecken.

Motorval

Det första jag behövde var en kompetent motor för att sedan kunna bestämma mig för ett lämpligt plan. Efter mycket funderande och en hel del telefonsamtal och surfande på internet så kom jag fram till att en borstlös Plettenberg HP/300/30/A3 nog skulle funka utmärkt. Denna sortens motor har ett högt vridmoment och är tänkt att köras med direkt drift verkningsgraden ligger på cirka 90 % och med ett 18-cells ackpaket så drar den en 12- 13 tums propeller utan problem och väger cirka 280 g

Val av flygplan

Nu hade jag motorn så nu återstod endast planet. Med hjälp av en av min hobbyhandlare så bestämde jag mig för att införskaffa en Extra 300L i ARF-utförande från Seagull. I början flög jag denna modell med 16 sanyo 2000 celler och en 12x6 propeller. Den flög men inte så som jag hade tänkt mig. Planet led av en för hög vingbelastning så jag bytte till en 12x10 propeller och fick därmed mer fart på modellen. Jag märkte inte av den höga vingbelastningen lika mycket då förutom i landningarna som fick genomföras med en hög hastighet. Man skulle väl kunna säga att planet hade en normal prestanda men ingenting utöver det vanliga. Jag kunde göra alla grundläggande konstflygsmanövrar, momentrollar och kunde flyga knivegg men inte några längre sträckor. Stigprestandan var bra men några rejäla vertikaler var det inte frågan om. Jag var aldrig riktigt nöjd med prestandan på detta plan som nog passar bättre för det den är tänkt till nämligen att flygas med en vass motor i 40 storlek eller ett lättare elmotorpaket. Draget på min elmotor var det absolut inget fel på, problemet var att jag ville ha med mig flera celler för att inte drabbas av så kort flygtid. Hade jag valt en annan typ av lindning till min motor till exempel A2 istället för A3 så skulle jag kunna få ut samma effekt med färre celler och därmed lägre vikt och i sin tur lägre vingbelastning. Jag skulle då få en allt för kort flygtid enligt min mening och behövde helt enkelt ett flygplan som var bättre lämpat för min motor. Det vill säga ett plan som var lätt och hade en tillräckligt stor vingarea. Som tur var så fick jag en Kyosho CAP-232 40 av en kille  som flyger i samma klubb som jag. Den hade varit med om en olycka där nospartiet hade tagit en hel del skada.

Ombyggnad av CAP-232

Det första som jag hade bestämt mig för att göra var att riva bort klädseln på hela planet som hade blivit slitet av allt metanol och annat kladd för att sedan lätta hela konstruktionen med lättviktshål. Jag började med att reparera nosen och sedan gå över till att borra och skära en massa hål och samtidigt ta bort allt onödigt som pilot cockpit m.m. för att spara så mycket vikt som möjligt. I detta moment så fick jag stor hjälp av att titta på internet och studerade hur andra gjorde för att få ett så lätt plan som möjligt men att inte försvaga konstruktionen. Jag borrade och skar upp cirka 110 hål i kroppen, stabben och fenan med en diameter på 6-60 mm. När man sitter och gör detta jobb så blir tankarna lätt att det kan väll inte göra så stor skillnad om jag borrar lite hål här och där men tro mig när jag säger att det gör det! Högen av balsa som jag tog bort blev förvånandsvärt stor och i och med att jag hade sett hur mycket vikt det gick att spara på kroppen så bestämde jag mig för att även lätta vingen. På vingen så skar jag ut ett hål mellan varje sprygel i själva plankningen med en diameter på 35 mm och 2-3 hål närmare mitten på vingen där den är mycket bredare på en CAP. Sammanlagt på vingen blev det nästan 50 hål jag skar ut och en del onödig plankning ute på vingspetsarna och i spryglarna. Själva lättningen av vingen gjorde jag inte på en gång efter arbetet med kroppen på grund av brist på tålamod och tid så flög jag med en olättad vinge under en tid och jag kan därmed säga att lättningen av vingen gjorde en stor skillnad på flygegenskaperna. Tack vare att vingen blivit lättare framförallt i vingspetsarna så rollade den mycket bättre och rollen upphörde så fort jag släppte spaken utan att överrotera. Den flög även bättre i kniveggs manövrar som jag tror beror på att planet blivit så mycket lättare. Slutligen så gjorde jag extra hål i brandväggen så att luft kunde passera från noskåpans luftintag och in i själva kroppen för att kunna kyla ackpaketet. På vänster sida av kroppen så skar jag upp en luftutblås med en egentillverkad kåpa av tunn aluminium. Jag gjorde även en ställning där acket kunde ligga och jag fäste det med kardborreband för att snabbt kunna byta ack ute på fältet. Sedan så klädde jag och min flickvän flygplanet i ett eget mönster.

Radioutrustning

Det finns gott om utrymme i kroppen på CAP-en att man utan problem kan få plats med fartreglage, servon, mottagare, mottagarack och ett 18-cells 2000 mAh ack. Jag använde mig av två stycken standardservon till sid- och höjdrodret och en 9-kanals Graupner mottagare med ett 500 mAh mottagarack. Fartreglaget som för övrigt är ett Schultse slim-99 bos 45 placerade jag bakom motorn i samma höjd som ett av noskåpans luftintag för att få en effektiv kylning. Till skevrodrena använde jag HS-81 servon med tanke på att spara vikt. De flesta hade nog använt sig av större servon här men det tyckte jag var onödig vikt eftersom ett HS-81 har tillräckligt med dragkraft för att klara de belastningarna som kommer att uppstå under avancerad flygning i dessa farter. Jag ska tillägga att jag fick byta ut tre stycken trasiga HS-81 servon efter att de börjat skaka så mitt råd är att använda sig av HS-85 eller dem lite större HS-225 om man verkligen vill gardera sig för tuffa tag. Just nu har jag HS-422 servon som jag tycker är lite för långsamma och stora men min ambition är att använda HS-85 till skevrodrena och HS-225 till sid och höjdrodret.

Flygegenskaper

Innan jag börjar att berätta om hur bra CAP-en flyger, så ska jag utfärda en liten varning, flyg inte CAP-en baktung. Det råkade jag ut för under första provflygningen som kunde ha slutat mycket illa. CAP-en blir i ett alltför baktungt tillstånd mycket klippbenägen och otroligt känslig på framförallt höjdrodret, det var med mycket tur och med millemetersmå spakrörelser som jag lyckades landa planet, för att sedan flytta fram acket ca 1cm, och flyttade då även fram tyngdpunkten. Efter att ha flyttat fram acket så fick CAP-en mycket lugnare egenskaper och var inte alls så klipp och spinn benägen, men man ska passa sig för att ta upp nosen allt för hastigt i hög fart, som i en ingång på en loping eller vertikal stigning, man utsätts då för en vad jag tror är en high speed stall. Vad detta beror på vet jag inte, men vad jag vet är att konst flygplan med dom här karaktärerna oftast har en väldigt bra höjdroder respons i lägre farter, och kan då utföra extrema manövrar som våldsamma kullerbyttor och annat tokigt snurrande. Det fick jag se prov på när jag såg nya freestyle och konstflyg världsmästaren på tullinge sommaren 2001,   han flög en ombyggd Extra 330 där han hade byggt om fenan och stabelisatorn som jag tyckte liknade en CAP mer än en Extra. Med sin ombyggda Extra gjorde han makalösa volter, kullerbyttor, torquerollar, kniveggsflygningar och en massa annat som jag inte trodde var möjligt med ett flygplan, jag ska tillägga att detta inte var något modellflygplan utan, the real thing. Tack vare hanns imponerande uppvisning så tänkte jag att om han kan göra det med ett fulskalaplan sittandes i, så kan väl jag  göra det med min CAP ståendes utanför. Jag hade till en början inga planer på att flyga 3D manövrar med min elCAP, men nu hade saker och ting förändrats och jag började försöka att tänja mer och mer på gränserna, med en måtligt bakåtflyttad tyngdpungt, större roderutslag, större propeller, mer celler osv. Nu kunde jag med min CAP utföra ännu snabbare rollar, längre vertikaler, häftigare kniveggflygningar, snabbare spinnar, kvickrollar och proppellerhänga (en stund) men framförallt utföra framåt volter. Första gången jag lyckades utföra en såkallad framåt vålt, var av misstag. Jag stod och flög tillsammans med Mats Mörth ute på flygfältet som ligger utanför Trosa, och tränade på att göra en vad jag kallar vertikal spinn, jag flög som vanligt parallellt med fältet, drog på full gas och la mig i en vertikal stigning för att sedan dra ner gasen lite och korslägga rodren som vid en spinnmanöver, när jag av någon andledning fumlade till med den högra spaken, fick jag en dejavu upplevelse. CAP-en började hejdlöst att volta framåt i en rasande fart, på samma sätt som jag hade sätt den galna Österikaren göra med sin trimmade Extra 330 i somras. Jag lyckades hejda vålterna innan det var försent, jag flög sedan lugnt runt ett par varv för att lugna mig lite och vänta på att adrenalinet skulle lägga sig. Jag gjorde sedan ett antal mer eller mindre lyckade försök att få CAP-en volta på samma sätt igen, jag har sedan den dagen tränat en hel del på att utveckla denna manöver och kan numera utföra manövern direkt från planflykt. Jag kan nog inte påstå att det är en direkt vacker manöver, men orginel, och häftig är den  ivarjefall. Yterligare en grej som jag laggt ner mycket möda på är att torquerolla, jag har lyckats ett par varv några gånger med mitt 20cells SCRL ack med en 12x7 snurra, som tillskilnad från mina vanliga 18 cells RC-2000 cells ack är 3hg lättare, trotts att det inehåller 2st extra celler, så kraft har jag så det räcker, men jag lyckas inte få ut kraften till propellern under hovring. Jag har provat med ett antal olika propellrar framförallt från Aeronaut med en diameter på 13x6,5 13x5, 13x4, 12,5x10, 12x8, 12x7, 12x6 mm, och jag har kommigt fram till att man får bäst resultat om man har en stor diameter och en liten stigning. Idealiskt för min motor med 20 celler är nog en 14x4 propeller vid hovrings tillstånd, jag har provat med en APC 14x4 propeller, och resultatet av det var att jag fick kraftiga vibrationer som tilockmed slet sönder min motorbock, trotts att propellern var noggrant balancerad och centrerad. När jag sedan gjick tillbaka till en Aeronaur så uppstod inga som helst vibrationer, men fartreglaget blev skadat pågrund av vibrationerna vilket resulterade i att transistorerna började att brinna under en taxning ute på flygfältet.

Nytt reglage nya erfarenheter

CAP-en har nu fått stått obrukbar under vintern i brist på fartreglage, jag lyckades inte att reparera reglaget, och fick då inse att ett nytt reglage behövde införskaffas. Den typ av reglage som jag var ute efter var tyvär ganska dyrt, ett reglage som skulle kunna ta upp till 25 celler är markant dyrare än ett reglage som klarar ca 6-17celler. Detta faktum fick mig att fundera en del under vintern, om jag skulle kunna klara mig med färre celler men att ändå inte behöva förlora prestanda, jag funderade även på att bygga en mindre och lättare flygplan eller om jag skulle fortsätta med den gamla. Detta resulterade i att jag köpte ett nytt Shultse reglage som klarar 6-17celler och 45A kontenuerligt, jag frågade som så många gånger förut Bo på Airel om råd om hur många celler som jag skulle klara mig med, och vilken typ av propeller som skulle passa.
Jag byggde om mitt 20cells SCRL-ack till ett 14 cells, jag hade ju även 2st 2000 18cells paket som jag kunde bygga om, men jag gjorde inte det till att börja med eftersom dom är mycket tyngre än mina SCRL-celler, det finns nu till och med ännu lättare cellerna, och ett alternativ till 2000 cellerna finns nu CP 1700 celler som har nästan samma kapacitet men som är betydligt lättare. Med mitt 15cells paket fullt utrustad med inte allt för lätta servon så väger min CAP lite över 2 kg, jag skall tillägga att den vägde över 3kg när jag flög med CAP-en olättad med 18- 20 celler.
Dragkraften ligger på ca 2 kg på marken med en 13,5x 7 snurra, men jag räknar med att kunna utöka detta till ca 2,5 kg. Nu flyger CAP-en igen, och bättre än inan vill jag påstå, antagligen för att den blivigt lättare, men det saknades den där siste lilla knorren för att jag skulle bli riktigt nöjd. Och det fanns helt klart utrymme på att förbättra draget, eftersom den bara drar 37 A med 14celler och en 13,5x 7 snurra, så utnytjar jag bara ca 60% av motorns kapacitet, jag la därför till en extra cell men behöll samma snurra. Nu fick jag 2,5 kg dragkraft på ett 2 kg lätt flygplan, min Cap i metanolutförande väger enligt Kyosho 2,2 kg. Tack vare det extra cellen fick jag motorn att snurra ca 8-900 varv snabbare

Bättre flygegenskaper

För att få ytterligare bättre flygegenskaper så skaffade jag mig en likadan motor fast med en A2 lindning. Med den motorn kan jag få ut hög effekt med ett litet antal celler. Jag nöjde mig med 13 CP 1700-celler och en 13,5x 7 propeller. Det finns celler med högre kapacitet men då får man betala mycket i vikt eftersom cellerna är mycket tyngre än CP-cellerna. Vikten på min CAP med den nya motorn och det lättare acket blir lite under 2 kg och en flygtid på 5-6 minuter.
Jag har även prövat detta motorpaket i min Aurum Minix vilket resulterade i att den stiger som en raket direkt efter start och hovrar med endast 1/3 gas. Draget var på tok för brutalt till min Minix och den blev svårkontrollerad vid full gas på grund av den förhållandevis stora propellern och det höga vridmomentet. Jag insåg senare att det lugnt räckte med en 12x7 snurra och då gick det att tygla krafterna bättre. Jag inser i efterhand att Extran som jag startade med skulle nog ha fått bättre prestanda med det här motorpaketet, tack vare den låga vikten och höga dragkraft. CAP-en flyger underbart och är väldigt skalaenlig. Den klarar allt jag vill, lite till och den är väldigt harmonisk och välbalanserad. Den är inte alls lika ettrig som Aurum Minix med den här motorn. När jag började flyga med CAP-en så var den ganska kritisk i landningarna men nu så vill den inte sluta att flyga. Det känns nästan som en gigantisk slowflyer i landningarna och jag måste till och med stänga av motorn för att den ska komma ner på fältet. När det gäller konstflyg så klarar den liksom tidigare det mesta. Mina favoritmanövrar med CAP-en är att flyga knivegg trots att den bryter väldigt mycket mot magen i kniveggen men man vänjer sig snabbt vid att hålla emot med höjdrodret. När man behärskar att flyga knivegg med den så är det inte långt ifrån momentrollar som blir väldigt snygga när man får till det och håller emot tillräckligt med höjd. Den roligaste manövern jag vet är att brutalt få CAP-en att volta framåt runt sin egen axel direkt från planflygning. Det är en väldigt orginell och rolig manöver. CAP-en klarar även av att hovra och den trivs då bäst med att stå med en liten rygg (huv) attityd och i det läget blir den stabilast. Jag har tyvärr inte hittat rätt propeller för detta ännu vilket gör att bladen stallar efter ett tag såjag får vänta med torquerollarna så länge. Det tar ett tag innan man vänjer sig med CAP-ens flygegenskaper för den kan var ganska elak om man gör fel och använder för stort höjdroderutslag i höga farter till exempel vilket resulterar i att den inte stiger utan bryter ut och klipper. Men detta i sin tur tror jag är en fördel på CAP-en eftersom det går att volta och göra spinnmanövrar utöver det vanliga.

Sammanfattning

HP 300/30/A2 är helt klart det bästa som jag investerat i denna hobby. Den är helt klart värd pengarna och har ett väldigt brett användningsområde. Jag kan använda den till att dra upp allt från min seglare på 3500 mm till min Aurum minix 1146 mm i spännvidd. Nästa steg blir att utrusta motorn med växel då jag kan använda en 2-3 tum större propeller och få en högre dragkraft och verkningsgrad. Jag har funderat på flygplan som Kyoshos G-Trick 90, Flip 3D eller liknande plan med en spännvidd på cirka 1600 mm. Jag skulle helst av allt hitta en liknande byggsats så jag kan bygga den för eldrift direkt från början. I och med CAP-ens och Aurumens goda prestanda så visar jag att elflyg inte behöver vara tungt, slött eller dyrt i förhållande till prestandan. Dessutom så är det rent, tyst, kladdfritt och enkelt att hantera. Men jag kan hålla med om att en fyrtaktare passar bättre i till exempel en tigermoth eller annat liknande skalaplan där ljudet överenstämmer med flygplanet.

Text: Joacim Göransson & Sara Dahlin
Bild: Joacim Göransson & Sara Dahlin
Mail: joacim_rc@hotmail.com