Fuel Bag - Beuteltanks für Jetmodelle

 

Die Entwicklung des FuelBag erfolgte gemeinsam mit dem Elster-Jet-Team, dem besten Entwickler- und Testteam das man sich wünschen kann. Entwicklungsziele waren dabei hohe Betriebssicherheit, Geruchsfreiheit, individuelle Anpassung an das Modell in Bezug auf Abmessungen und Tankinhalt sowie einfache und sichere Befestigung.

Seit dem Jahr 2013 setzt das Elster-Jet-Team in seinen selbst konstruierten und selbst gebauten 3 D-Jets ausschließlich Beuteltanks ein. Die bei der 3 D-fliegerei auftretenden extremen Anforderungen an eine sichere Kraftstoffversorgung der Turbine werden durch Beuteltanks ideal erfüllt. Der Vorteil des geringen Gewichts kommt natürlich ebenso zur Geltung, die SU 30 z.B. wäre mit einem herkömmlichen Tanksystem nicht unter 25 kg Startgewicht zu realisieren, der hier eingesetzte FuelBag mit einem Inhalt von 7,5 Liter für zwei Triebwerke wiegt lediglich 195 Gramm.

Nach auftretenden Problemen mit den industriell gefertigten Beuteln wurde beschlossen diese durch eine Eigenentwicklung zu ersetzen. In zahllosen Versuchen und Tests wurde schließlich ein Beuteltank entwickelt der in allen Punkten den Anforderungen entspricht. Jedes Detail am FuelBag wurde genau überlegt und getestet und wird von uns genau so verwendet. Diese Technologie steht nun jedermann zur Verfügung.

 

Tests und Erprobung

Zur Erprobung der Haltbarkeit und Geruchsfreiheit der verwendeten Folien hatte ich von März bis November 2017 einen mit 4 Liter Kerosin gefüllten FuelBag im Kofferraum meines Autos. Dieser FuelBag wurde so nahezu täglich bewegt und Hitze und Kälte ausgesetzt und hat alle Belastungen vollkommen unbeschadet überstanden.

Die Praxistests wurden hauptsächlich durch das ElsterJet-Team mit den Modellen Suchoi SU-30 und Chengdu FC 1 Xialong durchgeführt. Der FuelBag ist bei diesen Maschinen an unzugänglicher Position eingebaut was die Anforderungen an die Betriebssicherheit nochmals erhöht.

Hierbei wurden viele hundert Liter Kerosin im harten 3d Einsatz verflogen. Wer das Elster-Jet-Team kennt weiß das es hier richtig zur Sache geht, die Modelle werden weltweit eingesetzt (im Jahr 2018 u.a. USA und China) und extremen Belastungen ausgesetzt, das Flugprogramm enthält neben den Vector-gesteuerten 3d-Figuren u.a. Kunstflugfiguren wie Rollenkreis, Rollenlooping oder Messerfluglooping. Der sicheren Kraftstoffversorgung der Triebwerke kommt hier entscheidende Bedeutung zu was durch den FuelBag voll erfüllt wird.

Video Ralph Losemann mit der FC 1:   https://www.youtube.com/watch?v=xmo_S56KdrA

Während der Erprobung gesammelte Erkenntnisse flossen in die Weiterentwicklung des FuelBag ein.

Unter anderem zeigte sich im Praxiseinsatz das die anfänglich verwendeten und an der vermeintlich höchsten Position verbauten einfachen Betankungsanschlüsse eine sichere Absaugung von Luftblasen nicht gewährleisteten, da die Luftblasen je nach Standposition (unregelmäßiger Untergrund) des Modells beim Betanken sich nicht an dieser Position befinden und somit nicht abgesaugt werden können.

Als ebenfalls ungünstig erwiesen sich die Anschlüsse für die Turbine. Diese waren zunächst wie übliche Schottverschraubungen beschaffen und behinderten durch ihre Höhe ein vollständiges zusammenziehen des FuelBag bei Entleerung. Auch ein abknicken der Schläuche im inneren des Beutels konnte nicht ausgeschlossen werden, so das für die Turbinenanschlüsse die jetzt verwendeten und extrem flach bauenden entwickelt wurden.

Als zwingend notwendig stellte sich die Verwendung eines Filzpendels zur sicheren Kraftstoffversorgung der Turbine heraus, Versuche ohne Filzpendel führten regelmäßig zu Abstellern.

Auch die Idee der Befestigung mittels durch seitlich angebrachte Laschen geführter Cfk-Rohre entstand in dieser Phase.

Die Robustheit des mehrlagigen Folienaufbaus wurde wärend der Erprobung ebenfalls (unfreiwillig) getestet, durch eine Unachtsamkeit beim Einbau lag der FulBag bei einer FC 1 an der scharfkantigen Radachse des eingefahrenen Fahrwerks an so das die äußere Folie durchstoßen wurde. Die inneren Folien blieben unversehrt und der Schaden wurde rechtzeitig bemerkt so das es zu keiner Undichtigkeit und eventuell gravierenden Folgen kam.

Weiterhin beteiligt an der Erprobung waren unter anderem Heiko Gärtner der mehrere FuelBags in verschiedenen Modellen (u.a. MIG 29, F 16, Carf Flash) einsetzt sowie Stephan Völker. Stephan hat 2 FuelBags in seiner ME 262 verbaut und erreichte mit diesem Modell den 2. Platz bei der Jet-WM in Finnland.


Inhalt, Maße und Gewichte

Die maximal mögliche Länge des FuelBag ist 800 mm, der maximale Inhalt 8 Liter. Es sind zwar noch größere Bags herstellbar (mindestens 20 Liter) jedoch sehe ich bei 8 Liter die Grenze für Beuteltanks erreicht. Diese maximale Größe wurde auch im Modell getestet.

Aufgrund der gemachten Erfahrungen konnte eine Formel zur Berechnung von rechteckigen FuelBags erarbeitet werden die recht genaue Ergebnisse bringt. Zur Ermittlung des Inhalts von anderen Geometrien des FuelBag steht eine Vorrichtung zur praktischen Ermittlung mittels auslitern zur Verfügung.

Als Anhaltspunkt sollen folgende Beispiele dienen:

FuelBag 1,0 Liter, 240 x 140 mm

FuelBag 1,5 Liter, 280 x 160 mm

FuelBag 2,0 Liter, 300 x 180 mm

FuelBag 2,2 Liter, 330 x 180 mm

FuelBag 2,5 Liter, 330 x 190 mm, Gewicht 81 g

FuelBag 3,0 Liter, 390 x 190 mm, Gewicht 95 g

FuelBag 4,0 Liter, 480 x 200 mm, Gewicht 115 g

FuelBag 5,4 Liter, 360 x 270 mm

FuelBag 5,8 Liter, 320 x 300 mm

FuelBag 6,8 Liter, 450 x 270 mm

FuelBag 7,5 Liter (für 2 Turbinen), 500 x 270 mm, Gewicht 195 g

FuelBag Trapezform  2,0 Liter, 240 mm (b) x 240 mm (l) x 190 mm (b)

FuelBag Trapezform  6,0 Liter, 390 mm (b) x 390 mm (l) x 210 mm (b)

Die Maße sind jeweils die Innenmaße ohne Befestigungslaschen.

Jeder FuelBag wird vor Auslieferung auf Dichtheit geprüft.


Technische Details

Ein FuelBag kann in allen möglichen Größen von ganz klein für Miniturbinen bis zur maximalen Größe von 8 Litern hergestellt werden. Für mehrmotorige Modelle ist es möglich einen FuelBag mit mehreren Turbinenanschlüssen zu versehen. Es ist möglich mehrere FuelBags zur Versorgung einer Turbine parallel zu verschlauchen. Dies ist dann sinnvoll wenn der Einbauraum im Modell zu klein ist oder mehr als 8 Liter Inhalt benötigt werden.

Die Befestigung im Modell erfolgt mittels seitlich angebrachter Laschen durch die CfK-Rohre geführt werden. Dadurch ist eine großflächige Lastverteilung gewährleistet. Im Modell müssen dann entsprechende Spanten zur Aufnahme der CfK-Rohre eingebaut werden. Die Laschen können an den Längs- oder Stirnseiten angebracht werden. Wenn sie noch nicht sicher sind wie die Befestigung im Modell erfolgen soll können die Laschen auch umlaufend angebracht werden.

Die Aufhängung im Modell kann freischwebend oder auch an der Rumpfwand anliegend in jeder Position (waagerecht, senkrecht oder diagonal) erfolgen.

Ein FuelBag ist mehrlagig aufgebaut, je nach Größe 3 oder 4 Folienlagen. Die äußere Folie ist extra dick und robust und dient als Schutz der inneren kerosinfesten Folienlagen. Auch verfügt die äußere Folie über einen UV-Schutz um eine vorzeitige Alterung und Versprödung durch UV-Strahlung zu vermeiden.


Anschlüsse

Die Anschlüsse wurden speziell für den Fuelbag entwickelt und sind selbstdichtend.

Es sind zwei Anschlüsse vorhanden, ein Anschluss zur Turbine sowie ein Anschluss zum be-/enttanken und luftabsaugen. Der FuelBag ist ein geschlossenes Tanksystem, ein Überlauf ist nicht vorhanden.

Der Anschluß der Schläuche im inneren des FuelBag erfolgt um 90 Grad abgewinkelt, die Anschlüsse bauen dadurch extrem flach um ein vollständiges zusammenziehen bei Entleerung nicht zu behindern und ein abknicken der Schläuche zu verhindern.

Die Anschlüsse sind als Schlauchnippel ausgeführt und für 6mm Festoschlauch optimiert, dieser sitzt bombenfest und ohne zusätzliche Sicherung. Auch 6mm Tygonschlauch passt perfekt. Die sichere Spritversorgung großer Turbinen wird somit gewährleistet.

Auf Wunsch (Aufpreis) ist es möglich die Anschlüsse zum direkten Anschluß von 4mm Festoverbindern zu ändern.

Soll aus Platzgründen ein 6mm Festowinkel angeschlossen werden nimmt mann ein kurzes Stück 6mm Festoschlauch und drückt es auf den Schlauchnippel.

Der Turbinenanschluss verfügt über ein Filztankpendel, welches die luftblasenfreie Kerosinversorgung der Turbine sicherstellt. Es werden im FuelBag bis 2,5 Liter 15mm Filztankpendel und ab 2,6 Liter 21mm Filztankpendel verwendet.

Am Betankungsanschluss befindet sich im Inneren des FuelBag ein in Form einer 8 verlegter perforierter Schlauch, der eine sichere, großflächige Absaugung von Luftblasen nach dem Tankvorgang gewährleistet.


FuelBag Smoke

Der FuelBag Smoke unterscheidet sich vom FuelBag durch nur einen vorhandenen Anschluß. An diesen wird die Smokepumpe angeschlossen, die Schlauchleitung wird dann an passender Stelle mit einem T-Stück zur Betankung versehen. Im Inneren befindet sich nur eine kurze Schlauchleitung ohne Filzpendel.


FuelBag Benzin

Es sind inzwischen auch FuelBags in Motormodellen mit Benzinmotoren im Einsatz, es traten hier bis jetzt keine Probleme mit der Haltbarkeit der Folien oder sonstiges auf.


Speziell

Herstellbar sind auch Doppeltanks (Kerosin- und Smokeöltank miteinander verbunden) die dann V-Förmig eingebaut werden. Doppeltanks werden z.B. in der FC 1 des Elster Jet Teams verwendet. Vorteil ist hier das nur 3 CfK-Rohre zur Aufängung nötig sind so das die Installation vereinfacht wird und sich eine weitere Gewichtsersparnis ergibt.


FuelBag next Generation

Ein Nachteil des FuelBag ist der relativ große Platzbedarf im Modell. Begründet ist das in dessen Kissenform. In vielen Rümpfen ist es deshalb schwierig den gewünschten Tankinhalt unterzubringen, so das die Verwendung in manchen Modellen nicht möglich ist. Es bestand deshalb der Wunsch dem FuelBag eine andere Form zu geben, jedoch schien das aufgrund des hohen Fertigungsaufwands zunächst unrealistisch. Nun konnte jedoch eine praktikable Lösung erarbeitet werden.

In den FuelBag nG ist an beiden Stirnseiten ein Boden eingearbeitet, in gefülltem Zustand erreicht ein solcher Bag annähernd Zylinderform. Bei gleichem Flachmaß (Bag leer) ergibt das bis zu ca. 50% mehr Inhalt. So hat z.B. ein herkömmlicher FuelBag mit dem Flachmaß 260x190 mm einen Inhalt von 2 Liter. Ein FuelBag nG mit gleichem Flachmaß hat in gefülltem Zustand einen Durchmesser von ca. 120 mm und einen Inhalt von 3 Liter. Der Anschluß für die Turbine kann wahlweise in den Boden oder jede andere Position eingebaut werden, der Betankungsanschluß muß um die Absaugung von Luftblasen zu gewährleisten an der höchsten Position am Umfang des Bags platziert werden.

Die Aufhängung mittels der seitlich angebrachten Laschen bleibt wie gewohnt, lediglich die Aufhängung an den Stirnseiten ist nicht mehr möglich. Auch konische Formen (Kegelstumpf) sind möglich. Die Laschen haben eine Breite von ca. 2,5 cm.

Im FuelBag nG werden andere Anschlüsse verbaut, diese sind für Tygonschlauch optimiert. Die Empfehlung ist hier den Bag mittels Tygonschlauch anzuschließen da dieser eine hier vorteilhafte höhere Flexibilität aufweist. Für einen eventuellen Übergang auf 4mm oder 6mm Festoschläuche gibt es geeignete Festo-Verbinder. Beim direkten Anschluß von 6mm Festoschlauch diesen mit Draht sichern, dabei darauf achten das der Draht die Folie nicht beschädigen kann. Der Turbinenanschluß wird gerade durch den Boden geführt und verfügt wie gehabt über ein Filzpendel. Sollte es die Einbausituation erfordern kann auch der bekannte abgewinkelte Anschluß an beliebiger Position am Umfang des Bags verbaut werden. Der Betankungsanschluß verfügt zur Luftblasenabsaugung über einen nach vorn und hinten geführten einfachen perforierten Schlauch. Die verwendeten Anschlüsse können gegen Aufpreis zum direkten Anschluß von 6mm Festo-Kupplungen (gerade oder abgewinkelt) geändert werden.

Zur Praxiserprobung habe ich einen FuelBag m nG in meinen Turbinensegler Cobra, ausgerüstet mit 180er Turbine, eingebaut. Die Cobra wird extrem hart mit viel Vollgasanteil und hohen G-Belastungen geflogen, der FuelBag nG hat hierbei seine Praxistauglichkeit bewiesen.

Der abgebildete FuelBag nG hat ein Flachmaß von 175 x 420 mm ohne Laschen und hätte als normaler FuelBag einen Inhalt von 2,6 Liter. Als FuelBag nG hat dieser Bag einen Durchmesser von 110 mm und einen Inhalt von 4 Litern, der Abstand der CFK-Rohre zur Aufhangung beträgt 150 mm.

Formel zur Berechnung des Inhalts:  V = π · r 2 · h

FuelBag nG



FuelBag e

Neu im Programm und aufgrund einfacherer Fertigung eine preisgünstigere Alternative zum mehrlagigen Folienaufbau.

Der FuelBag e besteht aus nur einer Folienlage, es handelt sich um eine dicke Verbundfolie wie sie auch für die bekannten Industriebeutel verwendet wird und wurde ausführlich auf Kerosinbeständigkeit, Stabilität und Haltbarkeit geprüft.

Der Aufbau mit seitlichen Laschen und die Anschlüsse sind gleich zum FuelBag m.


Montage und Betrieb, Sicherheitshinweise

Da beim Befüllen eines FuelBag sich dessen projizierte Grundfläche verkleinert, das heißt er wird im gefüllten Zustand je Seite ca. 2 - 4 cm schmaler, muß der Einbau in das Modell gefüllt erfolgen. Dazu den FuelBag vorsichtig mit Luft aufblasen. Erfolgt der Einbau in leerem Zustand und zu straff gespannt, kann die Folie während dem Betankungsvorgang reißen und/oder die Befestigungsspanten können beschädigt werden.

Es ist darauf zu achten das der Einbauraum frei von scharfen spitzen Kanten und Erhebungen ist. Hierbei auch beachten das sich der FuelBag im Flug durch die auftretenden Kräfte bewegt.

Die Montage kann in jeder möglichen Position, waagerecht, senkrecht oder diagonal erfolgen, dies ist bei der Bestellung anzugeben, da dann die Position der Anschlüsse angepasst werden kann.

Um ein eventuelles verrutschen des FuelBag auf den Cfk-Rohren zu verhindern kann dieser z.B. mit Kabelbindern fixiert werden.

Werden mehrere FuelBags zur Versorgung einer Turbine verwendet so werden diese parallel verschlaucht. Dazu sind die Turbinenanschlüsse mittelst geeigneter T- oder Y-Verbinder zu verbinden und dann zur Kraftstoffpumpe zu führen. Die FuelBags können unterschiedlich groß sein, die Schlauchlängen können unterschiedlich sein. Betankt werden sollten die Bags aus Sicherheitsgründen einzeln.

Der Betankungsvorgang ist ständig zu überwachen um eine Beschädigung des FuelBag durch zu hohen Druck zu vermeiden. Handelsübliche Betankungspumpen erreichen einen Druck von ca. 8 bar und bringen jeden Beuteltank zum bersten. Ein vollständig gefüllter FuelBag muß sich noch deutlich "weich" anfassen.

Sollte der FuelBag in gefülltem Zustand ein größeres Volumen als der Einbauraum aufweisen, z.B. beim Einbau in eine Tragfläche, kann beim befüllen die umgebende Struktur zerstört werden. Dies kann lange vor der Belastungsgrenze des FuelBag passieren weshalb bei einer solchen Einbausituation besonders vorsichtig betankt werden sollte.

Nach dem Betanken läßt man zum Absaugen von eventuell vorhandenen Luftblasen die Betankungspumpe einige Sekunden rückwärts laufen und kann dabei etwas das Modell rütteln. Danach dann noch etwas nachtanken bis der FuelBag wieder maximal gefüllt ist.

Der FuelBag ist regelmäßig auf eventuelle Beschädigungen zu prüfen.



1  



Tankstation autofill

Zum komfortablen und sicheren Betanken empfehle ich die Verwendung der automatischen Tankstation "autofill"    http://www.vspeak-modell.de/

Ein Nachteil von Beuteltanks ist die Empfindlichkeit bei zu hohem Druck. Wird der Tankvorgang nicht permanent überwacht und rechtzeitig beendet wird die Folie reißen und der Tank dadurch zerstört. Es war daher von Anfang an geplant neben der Entwicklung des FuelBag auch eine Lösung für das Tankproblem zu haben. Mit Volker Weigt, VSpeak, bekannt durch seine Telemetrieadapter, wurde ein kompetenter Entwickler gefunden der die Aufgabe gern angenommen und hervorragend gelöst hat.

Autofill wurde parallel zum FuelBag entwickelt und ermöglicht die vollautomatische Betankung sowie Absaugung von eventuell vorhandenen Luftblasen. Damit ist nun auch der sichere Betrieb von Beuteltanks an unzugänglicher Position im Modell möglich. Auch die automatische Betankung von herkömmlichen festen Tanks, auch mit Hopper, ist möglich. Ebenso kann die nach dem Flug enthaltene Restmenge ermittelt werden.

Nachdem das Gesamtsystem bestehend aus FuelBag und Tankstation autofill beim Elster-Jet-Team, bei mir und anderen Modellfliegern die gesamte Saison 2018 im Einsatz war kann ein überaus positives Fazit gezogen werden. Es funktionierte unter allen Bedingungen perfekt, man erhält zuverlässig und vollautomatisch einen optimal gefüllten und weitgehend luftblasenfreien Tank, die Turbinen liefen immer zuverlässig. So genießt man alle Vorteile von Beuteltanksystemen und die früheren Nachteile, insbesondere Übertankung und Absaugung von Luftblasen betreffend, sind volltständig beseitigt.


In den Videos wird die Funktion der Tankstation und der FuelBag vorgeführt und erklärt