Robbe Ropulsion RP-70

Der Lagerwechsel ist schon eine kleine Herausforderung.
Da ein Lagerwechsel in zyklischen Abständen von 25 Stunden Betriebszeit erfolgen sollte hier eine kleine Zusammenfassung.

            Zusammenbau     Controller     EGT-Sensor     wuchten     Fehler    

Parameter der Turbine:

    - Auf dem Markt gekommen 2011 und ebenfalls vertrieben von Hobbyking als KM-JETs NT-70
    - Klein und Kompakt und ein Leichtgewicht seiner Zeit unter den Modellstrahl-Turbinen mit 800[g].
    - Mit der innen verbauten Kero-Start Einrichtung kann die Turbine vollautomatisch Angelassen werden
        und benötigt kein Hilfsgas.
    - 70[N] Schub bei 172000[rpm] 
    - 230 [ml/min] Verbrauch bei Vollgas
    - Abgastemp 490 bis 690[°C]
    - vorgespannte Keramiklager
    - Brushless Motor-Starter mit innenliegender Controllerelektronik
    - EGT Temperatur-Sensor ebenfalls innen verlegt
    - Startergehäuse mit festverbauten Schutzgitter gegen Fremdkörpereintritt
    - Festo 3 und 4 [mm] Anschlüsse für die Kraftstoffversorgung F(Fuel) B(Burner)
    - MPX Stecker für Starter/KeroStart und Würfelstecker RJ12 für RPM/EGT Übertragung
    - Ein stabiles Gehäuse zu Montage im Modell.
    - Erste Tests habe ich mit Lampenpetroleum und 5% Synthetiköl vom Typ Aeroshell 500 durchgeführt.
        Wesentlich Preiswerter gehts mit Aral Ultimate Diesel. In diesem Punkt ist eine Turbine wohl ein Allesfresser.  
    - Einen vergleichbaren Radialverdichter habe bei Aliexpress gefunden, mit der Bezeichnung GT2052V welcher in Abgasturboladern vom Audi verbaut wird.

    NGV = Nozzle Gate Vane oder Turbinengehäuse
    EGT = Exhaust Gas Temperature,  Sensorerfassung mit Thermocoupe Typ-K
    Diffusor = wandelt die Strömungsgeschwindigkeit vom Verdichter in Druck um 
    Intake =  Der stömungsgünstige Lufteinlauf vor dem Verdichterrad.

Thema Lager und Vorspannung:

    Beide Lager sind Hybrid keramische käfiglose Schrägkugellager dxdxh 8x16x6. Die 14 Kugeln haben einem Durchmesser von 2.5[mm].
    Das auch an diesem Triebwerk angewendete Prinzip des vorgespannten Rotors, ermöglicht
    erst solch hohe Drehzahlen über längere Laufzeit. Es wird verhindert das Kugeln ins gleiten geraten und das Lager sehr schnell verschleißt.
    Die verbaute Wellfeder aus Federstahl übt einen konstanten seitlichen Druck auf beide Lager aus.
    Selbst Temperaturausdehnung in Längstrichtung der Welle oder des Tunnels spielen somit keine Rolle mehr.
    Das hintere Lager übernimmt die gesamte Stützkraft. Das vordere Lager führt nur den Rotor.

    Die Lager können nur einseitig belastet werden. Auf dem Außenring ist deshalb ein Pfeil eingeätzt,
    welche die Kraftrichtung zeigt die aufgebracht werden kann gegenüber dem Innenring.
    Das in Flugrichtung hintere Lager zeigt der Pfeil nach hinten.
    Für das vordere Lager zeigt der Pfeil in Flugrichtung.
    Der Druckwellring liegt hinter dem vorderen Lager in Flugrichtung gesehen.
    Vermutlich verbessert der O-Ring die Laufkultur wenn der Aluminium-Tunnel sich weitet mit der Temperatur.
    Da bin ich noch nicht so ganz dahinter gestiegen.

    Beim einem leichtem Druck auf einem Lager in Gegenrichtung fiel mir auch schon mal die Kugeln raus.
    Der Innenring ist auf einer Seite offener, also im Durchmesser kleiner.
    Mit Hilfe eines Ringes und Fett kann man das Puzzle aber wieder zusammensetzen. 

    Über die 13 Leitung im Fuelring wird Kraftstoff der vorderen Lagerkammer zugeführt. Die Druckverhältnisse in der Turbine
    sorgen dafür das auch über den Wellentunnel das hintere Lager benetzt wird und somit gekühlt und geschmiert wird.

    - Ich kann nur empfehlen die Rotortiefe über den Intake nach Lagerwechsel und einen ersten Lauf
        nochmal genau zu messen um eine Verschleißgrenze der Lager auch zwischendurch bestimmen zu können.
        Über die Zeit wandert der Rotor abhängig vom Verschleiß. Das Verdichterrad steht immer weiter
        über die Diffusorebene raus. Etwa bei mehr wie 0.5[mm] streift das Verdichterrad am Deckel innen an.

    - Eine Möglichkeit an ein Pärchen Ersatz-Lager 8x16x6 für diese Turbine kostengünstig zu kommen ist folgende.
        Schon vorhandene Käfig-Hybridlager mit 9 Kugeln (ein 5er Set) zu tunen auf Käfiglos mit 19 Kugeln. Kugelgröße ist hier 2[mm] vom Material Si3N4.
        Dazu den Innenring mit einer scharfen Wendeschneidplatte einseitig abdrehen und wieder zusammensetzen.
        Schon ist es ein Schrägkugellager. Wie lange so ein Teil durchhält wird muss ich noch zu ergründen.

Was sind die Knackpunkte beim zerlegen der RP-70:

Da die Turbine meist schon einige Betriebszeit runter hat sind Teile verdreckt oder schwergänig.
    - Verbindungen beim zerlegen leicht mit Petroleum benetzen hilft immer.
    - Ist  das Verdichterrad demontiert dann erst auf dem Diffusordeckel die 3x Senkkopfschauben der Brennkammer lösen.
        Das erleichtert den Wellentunnel aus die NGV zu ziehen.
    - Den Rotor vorsichtig ausdrücken. ! Achtung, meist fallen die Kugeln aus dem hinteren Schräglager.
             
    - Der Startermechanismus ist eine verschleißarme Messig Stahl Konstruktion und sollte
        sauber und Fett frei sein.
        Ein Ringmagnet ist in dem Mechanismus verbaut der Konus in Ruhe am Motor hält. Ist dieser locker
        funktioniert der Starter nicht richtig.
        Sollte der Starter immer noch nicht korrekt arbeiten das Teil einfach mit Bremsenreiniger auswaschen.
        Eine Madenschraube sichert den Motor vor dem rausrutschen.
           

Mechanik:

    - Die Turbine ist aus meiner Sicht sehr präzise gefertigt.

Ich kann nur empfehlen alle der folgenden Schraubverbindungen mit Loctite sichern.
    - den Startermotor 1x Imbusschraube
    - Startergehäuse mit Schutzgitter 8x Schrauben a M2.5x5
    - Die Düse 4x Schrauben a M2.5x6
    - Die NGV mit dem Gehäuse 4x Schrauben a M2.5x5
    - Die zwei Platinen 4x Schrauben M2 Imbus und auf 4x Sechskantschrauben M2x7.5 S4.
        Der Sechskant hat dabei eine Länge von 6[mm]. 
    - Die Gehäuseabdichtung ist ein grüner O-Ring 1x80

Den Motor in Betrieb nehmen:

    - Wird die TCU Spannung kleiner 7.4[V] oder unterschreitet die Empfängerspannung 4.8[V] kommt die Meldung "Low Battery".
        Ist der 2S Akku nicht sehr Hochstromfest bricht die Spannung beim Glühen so weit ein das diese Meldung schon mal auftaucht.
        Eine Messung ergaben ca 7 bis 10[A]
    - Von hinten durch die NGV in die Brennkammer schauen ob die Kerze glüht
    - Die Kraftstoff-Ringleitung spühlen mit einer Einwegspritze wegen möglicher Partikel die da so noch rumliegen
    - den Kraftstoff blasenfrei zapfen

    - Startsequenz ist Trimmer vor und Throttle Max-Min-Max. Vorher am Controller Kalibriersequenz Thottle durchführen.
        Es sollten in der Spool Up Fase keine Flammen aus der Turbine schlagen und sich ein gleichmäßiges Flammenbild entwickeln.
        In Idle ist die EGT am geringsten. Am Tage sieht man die leicht dunkelrote glühende Turbinenscheibe. 

Ringleitung testen

    - Im ausgebauten Zustand über ein Regelventil Gas an die Ringleitung anlegen und das Flammenbild bewerten.
        Bei einem geringem Flow sollte das Flammenbild gleichmäßig sein auf allen Sticks. 
        Bei großen Flow spielt die Druckverteilung im Ring schon eine Rolle, wie im Bild.
    - Einzelne Sticks lassen sich ersetzten mit einer Einwegkanüle 0.8 mm (Farbe Grün) und verschweißen mit Silberlot.