Fuel Bag - Beuteltanks für Jetmodelle

 

Die Entwicklung des FuelBag erfolgte gemeinsam mit dem Elster-Jet-Team, 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 3D-Jets ausschließlich Beuteltanks ein. Die bei der 3D-fliegerei auftretenden extremen Anforderungen an eine sichere Kraftstoffversorgung der Turbine werden durch Beuteltanks perfekt erfüllt, der Gewichtsvorteil gegenüber einem herkömmlichen Tanksystem ist erheblich.

Nach auftretenden Problemen mit den im Handel erhältlichen Trinkbeuteln, diese lösten sich regelrecht auf, wurde beschlossen diese durch eine Eigenentwicklung zu ersetzen. In zahlreichen Versuchen und Tests wurde schließlich ein Beuteltank entwickelt der in allen Punkten den Anforderungen entspricht. Jedes Detail am FuelBag wurde genau überlegt und im Flugeinsatz getestet und wird von uns genau so verwendet. Diese Technik steht nun jedermann zur Verfügung.

 

Tests und Erprobung

Die Ausführungen beziehen sich auf den kissenförmigen FuelBag, die Weiterentwicklung zum FuelBag nG erfolgte später und wird weiter unten beschrieben.

Die Praxistests wurden hauptsächlich durch das ElsterJet-Team mit den Modellen Suchoi SU-30, Chengdu J10 und Chengdu FC 1 Xialong sowie mit dem Turbinensegler Cobra 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, an einem Trainingswochendende ist ein Verbrauch von 200-300 Liter Kerosin normal. 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=hhwv-Hos8xA

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. Deshalb wurden die Betankungsanschlüsse mit schlaufenförmig verlegten perforierten Schläuchen versehen um vorhandene Luftblasen großflächiger absaugen zu 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.

Getestet wurde auch eine "Bag in Bag" Lösung mit einer einlagigen Verbundfolie bei der der Innenbeutel nicht mit dem Außenbeutel verschweißt ist. Diese Lösung hätte den Vorteil das bei einer durch zu hohen Druck auftretenden Undichtigkeit des Innenbeutels nicht sofort Kraftstoff in das Modell gelangt, da Innen- und Außenbeutel jedoch nur an den Anschlußverschraubungen miteinander verbunden sind kommt es insbesondere bei größeren Tankinhalten und beim Kunstflug zu hohen Belastungen und auf Dauer Beschädigungen an dieser Stelle und wurde deshalb wegen Praxisuntauglichkeit verworfen.

Die Robustheit des mehrlagigen Folienaufbaus wurde wärend der Erprobung ebenfalls (unfreiwillig) getestet, durch eine Unachtsamkeit beim Einbau lag der FuelBag 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.

Zur Ermittlung des Inhalts stehen Formeln zur Verfügung.

Als Anhaltspunkt (Kissenform) 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 3,5 Liter, 420 x 200 mm

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

FuelBag 5,0 Liter, 420 x 240 mm

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 des leeren Tanks ohne Schweißnähte und 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. Ist man noch nicht sicher wie die Befestigung im Modell erfolgen soll können die Laschen auch umlaufend angebracht werden.

Der empfohlene Durchmesser der CfK-Rohre ist: unter 1 Liter Inhalt - 4mm, bis 3 Liter - 6mm, bis 5 Liter - 8mm, ab 5 Liter - 10mm. Bei sehr langen Tanks und somit auch langen Rohren nimmt man um die Durchbiegung zu minimieren schon bei kleineren Tanks den nächst größeren Durchmesser oder verstärkt die Rohre indem man durch ineinanderstecken die Wandstärke erhöht.

Die Breite der Laschen wird auf den empfohlenen Durchmesser der Cfk-Rohre angepasst.

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

Folie

Jeder FuelBag ist grundsätzlich mehrlagig aufgebaut und besteht auf jeder Seite aus 5 einzelnen Folienlagen, insgesamt also 10 Folienlagen. Es werden 3 unterschiedliche Folienarten mit verschiedenen angepassten Eigenschaften verwendet. Die inneren Folienlagen sind Kerosinfest, diffusionsdicht, extrem reißfest und extra dünn um eine Knickbildung zu vermeiden. Die äußere Folie ist dicker und dient als mechanischer und UV-Schutz.

Es handelt sich um Industriefolien die speziell hergestellt werden, daraus resultiert auch ein höherer Preis der sich durch einen erheblichen Mindermengenaufschlag begründet da hier Mindestabnahmemengen von 25000 kg (eine LKW-Ladung) üblich sind. Die Verwendung von billigen Lebensmittelfolien kommt für mich nicht in Frage und überlasse ich gern anderen.

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 entlütften. 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. 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 next Generation

Ein Nachteil der kissenförmigen Bags ist der relativ große Platzbedarf im Modell, in vielen Rümpfen ist es deshalb nicht möglich den gewünschten Tankinhalt unterzubringen. Es bestand daher der Wunsch dem FuelBag eine andere Form zu geben, jedoch schien das aufgrund des hohen Fertigungsaufwands zunächst unrealistisch. Nach vielen Tests und Versuchen und Anschaffung spezieller Industrieschweißtechnik konnte eine funktionierende Lösung entwickelt 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 die Stirnseite oder jede andere Position eingebaut werden.

Der Betankungsanschluß wird standardmäßig um die Absaugung von Luftblasen zu gewährleisten immer an der höchsten Position des Bags verbaut. Ebenfalls ist es möglich den Betankungsanschluß in die Stirnseite (Aufpreis) einzubauen, die Entlüftung erfolgt dann über ein speziell verlegtes Schlauchsystem, diese Variante kommt bei engen Rümpfen zur Anwendung wenn der Platz für einen oben liegenden Anschluß nicht ausreicht.

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 (Schweißnaht mitgerechnet) eine Breite von ca. 2,5 cm.

Der FuelBag nG kann liegend oder stehend eingebaut werden, bitte dies bei der Bestellung mitteilen da dann die Anschlüsse entsprechend platziert werden müssen.

Im FuelBag nG wird standardmäßig ein Turbinen-Anschluss mit gerader Durchführung an der Stirnseite verbaut, dieser ist 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 verfügt über ein Filzpendel.

Die Einbaurichtung des FuelBag nG ist frei wählbar, Pendel in Flugrichtung nach hinten, nach vorn oder quer, die sichere Funktion ist immer gegeben.

Zur Beachtung:

Die Form des gefüllten FuelBag nG entspricht nur annähernd einem Zylinder, da die Böden eckig und nach innen eingezogen sind ist der Querschnitt hier nicht exakt kreisförmig. Auch ist der Bag an den Böden etwas eingeschnürt, der maximale Durchmesser ergibt sich nur im mittleren Bereich des Zylinders. Alle Maße sind ca.-Angaben, Abweichungen stellen keinen Mangel dar. 

Die Ermittlung des Inhaltes und der Außenmaße erfolgt immer rechnerisch und ist nicht 100% exakt.

Formel zur annähernden Berechnung des Inhalts:  V = π · r² · h - 10 %


Auf der Startseite findet man 2 Videos vom FuelBag nG.

FuelBag nG


 

 

 

 


FuelBag e

Kissenförmiger Beuteltank bestehend aus Verbundfolie entsprechend den bekannten industriell gefertigten Trinkbeuteln. Mangels Nachfrage nicht mehr im Programm, geringer Restbestand der Verbundfolie ist noch vorhanden und kann auf Wunsch als Smokebag angefertigt werden.



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. Auf Wunsch können natürlich auch 2 Anschlüsse verbaut werden. Im Inneren befindet sich nur eine kurze Schlauchleitung ohne Filzpendel. In kissenform oder zylinderform verfügbar.


Speziell

Herstellbar sind auch Doppeltanks (Kerosin- und Smokeöltank miteinander verbunden) die dann z.B. 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.


Montage und Betrieb, Sicherheitshinweise

Auf der Startseite befindet sich ein Video mit Hinweisen zur Installation und Betankung.

Da beim Befüllen eines FuelBag sich dessen projizierte Grundfläche verkleinert, das heißt er wird im gefüllten Zustand erheblich 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.

Eine Reihenschaltung von Beuteltanks funktioniert mangels Unterdruck im System nicht.

Der Betankungsvorgang ist ständig zu überwachen um eine Beschädigung des FuelBag durch zu hohen Druck zu vermeiden. Handelsübliche Betankungspumpen erreichen einen Druck von bis zu 8 bar und bringen jeden Beuteltank zum bersten. Ein vollständig gefüllter FuelBag muß sich noch deutlich "weich" anfassen. Überdruck im Tanksystem ist zu vermeiden da es hierdurch auch zu Problemen mit der Turbinenelektronik kommen kann. Zur Orientierung: Die automatische Tankstation Autofill schaltet im Auslieferungszustand bei 40 Millibar (0,04 Bar) ab und nimmt zum Ende des Tankvorgangs auch diesen geringen Druck aus dem System so das nach abziehen des Betankungsschlauches kein Kraftstoff mehr ausläuft.

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 muß.

Den Tankvorgang startet man am besten indem man die Pumpe kurz rückwärts laufen lässt, dadurch werden durch den im Beutel vorhandenen Restkraftstoff die Luftblasen aus dem Betankungsschlauch entfernt, die Tankstation Autofill erledigt auch das automatisch.

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.





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 vielen anderen Modellfliegern seit dem Jahr 2017 im Einsatz ist kann ein überaus positives Fazit gezogen werden. Es funktioniert 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