Holmsteg

Tach auch,

ich habe folgenden Aufbau:

Der Kreis in der Mitte ist ein Rohrholm (18mm Durchmesser), die parallelen Linien der Ober- und Untergurt, bestehend aus 1mm Balsa und obendrauf Unidirektionalgelege Kohle abgestuft von innen nach aussen (in Spannweitenrichtung). Jetzt ist natuerlich anzunehmen, dass unter Belastung die aeusseren Kanten der Gurte nachgeben, da nur die Mitte vom Rohrholm gestuetzt wird. Wer weiss, wie ich die auftretenden Kraefte auf eine einzubauende Verkastung berechnen kann und wie ich ermitteln kann, ob diese Kraefte von einem Kohle-Balsa-Kohle-Sandwich (Dicke zu bestimmen, Maserung senkrecht) mit einer Schicht Gelege, Fasern senkrecht, ausgehalten werden, ohne auszuknicken. Ich moechte da nicht mehr Material einsetzen als noetig, da das ein Thermik-Leichtgewicht werden soll.
Um entsprechenden Fragen vorzubeugen: Die Holmgurte kann ich nicht schmaler machen, da ich oberhalb und unterhalb des Rohrholmes keinen Platz fuer dicke Gurte habe.

[ 10. März 2004, 14:01: Beitrag editiert von: waliser ]

Hallo,

kannst du vielleicht noch kurz die Daten des Seglers angeben also Spannweite, gewicht, Flächentiefe, profil etc...
Eigentlich brauchst du keinen Holmgurt für einen Thermikschleicher und da kann ich wieder mal auf das schöne Buch von Stefan Dolch verweisen, der sich ausführlichst mit dem Thema Rohrholmen befasst hat. Von der Berechnung, über den Eigenbau bis zum richtigen Einsatz, steht alles in: "Rippenflügel aus Faserverbundwerkstoffen"

Gruß,
Christian

Tach auch,

das Dolch'sche Buch habe ich, er behandelt ja auch Rohrholme mit Ober- und Untergurt, nur nicht so breite und flache Gurte wie ich sie einstzen muss. Es handelt sich um einen 2m-Nurfluegel, relativ wenig Pfeilung, HS520 und einem angestrebten Fluggewicht um 500g. Da es meine erste 100% Eigenkonstruktion ist, moechte ich eigentlich erst das Ergebnis vorstellen, wenn der Erfolg da ist, ansonsten bringt es ja nichts. Ich moechte erreichen, ziemlich ultimativ leicht zu bauen, da aber auch mit Bungee gestartet werden soll und evtl. aus staerkeren Baerten ohne Zerfetzen ein Aussteigen moeglich sein soll, moechte ich die Stabilitaet nicht zu knapp bemessen. Ausserdem soll man ja auch mal etwas zuegiger unterwegs sein koennen, die SALer machen das ja vor, dass es geht.
Der Rohrholm ist auf Torsionssteifigkeit berechnet, die noetige Festigkeit sollte da weit erreicht sein, deshalb wurde auch der Durchmesser maximal gewaehlt, sprich minimaler Spielraum zur Profildicke fuer maximales Flaechentraegheitsmoment. Der Ober- und Untergurt sind eher den Amerikanischen DLG (wie SuperGee) nachempfunden, also grosse Flaeche, aber duenn. Der Rohrholm hat 18mm Durchmesser, die Gurte an der breitesten Stelle 25mm.
Was mich interessieren wuerde ist weniger eine Pi-mal-Daumen-Empfehlung als eher eine praxisnahe Berechnung. Wenn ich das komplex mit Schubspannungen u.a. rechnen wollte, muesste ich in historische Vorlesungsdokumente von mir zurueckgreifen und einiges an vergessener Mathe aus der Kiste holen, deshalb wuerde ich eine Faustformel bevorzugen. Der schwierige Teil ist sicher die Abschaetzung, ob die berechneten Druckkraefte in der Verkastung (also dem Holmsteg) von einem Kohle-Balsa-Kohle-Sandwich einer gewissen Dicke ohne Ausknicken ertragen wird oder nicht. Die Schubkraefte sollte der Rohrholm 'nebenbei' mit erledigen koennen, das sehe ich nicht als Problem. Deshalb soll sowohl die Maserung als auch die Faserrichtung im Homsteg-Sandwich ausschliesslich vertikal sein, um sich auf die reinen Druckkraefte zu konzentrieren.

Hallo,

müßte mal im Buch von Stefan Dolch nachlesen, ob es ein Diagramm oder eine Faustformel dazu gibt.

Abgesehen davon würde ich folgende Lösungen vorschlagen (siehe Skizze):



1. Rechteck- oder runde CFK-Stäbe an den Rohrholm
kleben
2. Rovings auf den Rohrholm laminierern
3. genügend Mumpe hinterfüttern (Microballons-Harz-Gemisch ist doch eigentlich recht leicht)

Mein Favorit ist die 1. Lösung. Den Rechteckholm (1 oder 2 je Seite ) würde ich in einem kleinen Alu-U-Profil laminieren.

Hans

Moin moin,

auf den Flügel bin ich echt gespannt.

Ich hab da ähnliche Ideen wie Hans, allerdings noch zwei grundsätzliche Anmerkungen:

Gurtdicke
Wenn Du den Gurt aus 1mm Balsa machen willst, warum nimmst Du nicht einfach 0,6mm Balsa und legst die UD-Kohle auf beiden Seiten auf. Dann ist jeder Gurt für sich ein kleiner Holm und beult erst gar nicht so leicht, außerdem wird er damit nur halb so breit an der breitesten Stelle.

Holmhöhe
Ich weiß nicht wie Dein Entwurf genau aussieht (wenn Du Lust hast, mail mir doch mal, bin immer an NF's interessiert ), hoffe aber daß Du noch genug Luft zwischen Bespannung und Holm hast, sonst wirst Du da einen aerodynamisch hässlichen Absatz in der Fläche kriegen... oder kommt da Styro drum? Wäre schade...

cu
Herbert

Tach auch,

@Hans Rupp:
Danke fuer die Vorschlaege, 1. hatte ich noch nicht als Idee, 2 wird verwendet, wenn ich mal einen weiteren Typ baue, die Idee hatte ich allerings erst, als der Rohrholm schon eingebaut war war, kann dann aber gleich die gesamte Funktion von Ober-oder Untergurt uebernehmen, einfach keinen Rechteck-Gurt wie bei Dolch's Buch, sondern Laengsrovings auf dem Rohr, moeglichst weit weg von der neutralen Faser und dann in genuegender Anzahl, 3 ist mir zu schwer und zu 'pfuschig'. Ich werde jetzt versuchen, eine traditionelle senkrechte Verkastung zu machen, so dass man den Rohrholm gar nicht mehr sieht, habe heute nacht einen Sandwich aus 0.5mm Balsa und 1 Schicht 150g-Unidirektionalgelege auf beiden Seiten gemacht, wiegt alles zusammen 20g, recht trocken laminiert und legt eine erstaunliche Stabilitaet an den Tag. Ich bin erst am Zentralteil des 3-teiligen Fluegels, aussen kann ich dann schon Methode 2 anwenden (aber weiss mir da jemand ein Verfahren, das so 'trocken' wie moeglich zu laminieren?), der Gewichtsverlust ist also ca. 20g, schmerzt, muss aber wohl sein, obwohl die Flaeche (Rippen) schon jetzt auf mich einen elend steifen (aber vielleicht nicht festen, kann man ja schlecht nicht-zerstoerend feststellen) Eindruck macht. Mit Mumpe waere das wohl mehr als 20g.
By the way, das Sandwich habe ich so gemacht:
Frischhaltefolie aufs Baubrett, Balsa, gaaaanz duenn Harz drauf, fast trocken, Gelege drauf, Harz drauf, Abreissgewebe drauf, ein paar Schichten Klopapier drauf (wer braucht schon Saugvlies), umdrehen, das Gleiche fuer die Andere Seite, so dass die Schichtung ist: Zwinge, Baubrett, Frischhaltefolie, Klopapier, Abreissgewebe, Kohle, Balsa, Kohle, Abreissgewebe, Klopapier, Frischhaltefolie, Pressbrett, Zwinge. Da finde ich dann selbst bei sparsamem Harzauftrag (ca 1 Gewichtsteil Harz, ein Gewichtsteil Faser) noch einiges an Harz im Klopapier und im Abreissgewebe. hat da noch jemand Vorschlaege fuer Verbesserungen?

Hallo Herbert,

das mit dem Absatz habe ich auch gedacht. Bei so einer Holmbreite müsste man entweder den Holm in einer kleinen Form bauen, damit die Aussenkontur der Profilwölbung enstpricht.

Oder man könnte z.B. aus Styrodur gleich eine Hilfshelling schneiden und darin den Flügel auf dem Kopf bauen. Viel Aufwand, aber dazu ist es ja unser Hobby.

Hans

P.S. Mein Sohn hat für ein von ihm (mit kleiner Hilfestellung von mir ) entworfenes Brett den Rippensatz (Balsa-Blockverfahren) etwas verschliffen (haupsächlich an der Endleiste). Jetzt weiß ich wie ich das retten kann, nämlich mit der Hilfshelling. SO spare ich ihm den Frust, dass ich seine Rippe wegwerfen muss oder einen welligen Flügel erhalte.

Tach,
wenn ich das richtig interpretiere handelt es sich um ein einseitig eingespannte Platte unter Längsdruck. Im isotropen Fall kann man die kritische Spannung sigma_k folgendermaßen bestimmen:

sigma_k=k*E*(t/b)^2

mit k-Beulfaktor, E-E-Modul, t-Plattendicke, b-Plattenbreite (belastetet, also deine Holmbreite bzw die halbe Holmbreite da ich von einer Einspannung in der Mitte am Rohrholm ausgehe)

Für k müsste man nach Rammerstorfer (schlecht kopiertes Diagramm und auf die Schnelle) etwa 1,2 einsetzen.
Nur sind deine Gurte stark anisotrop nicht wirklich einseitig eingespannt und dann noch bisschen gestützt. Nun ja... musste wissen was dann noch stimmt.

Für genauere Berechnungsmethoden müssteste nen Moment Geduld haben....

Ilja

[ 11. März 2004, 15:30: Beitrag editiert von: vanKoch ]

Tach auch,

an die Kante hatte ich gedacht, aber nur sehr am Rande, bei meinem Rippenabstand (5cm, Im vorderen Bereich 2.5cm) bei 30cm bis 27cm Flaechentiefe) hatte ich allerdings gedacht, dass das 'Durchhaengen' nur minimal waere. Es sieht also so aus, als muesste ich meinen Holmsteg noch einmal abnehmen (da freue ich mich drauf ) und nach Methode 2 wieder aufbringen (das gibt ein Gefuddel ). Der Aufwand sollte sich lohnen. Oder ich bespanne ein Feld einmal probeweise und sehe nach, was es ausmacht.

Hallo nochmal,

Original erstellt von waliser:
Es sieht also so aus, als muesste ich meinen Holmsteg noch einmal abnehmen (da freue ich mich drauf )

Zum Vergrößern anklicken....

Nur nicht!

Du hast einen sehr kleinen Rippenabstand gewählt, vielleicht funktioniert das auch so ganz gut und wie Du schon sagst, probier's erst aus, wär doch schade um die Arbeit.

Außerdem ist erzwungene Turbulenz bei bespannten HLG-Flügeln manchmal gar nicht so schlecht...

cu
Herbert

Ha, Fehler.... Sach mal bitte deinen Rippenabstand... Beulfaktor ist falsch...

Ilja

Tach auch:

@Ilja:
steht schon weiter oben, am Holm 5cm im vorderen Bereich 2.5cm.
Danke.

Nach nochmaliger eiliger Überprüfung mach ich die unvernünftige Aussage, dass dieselbe von vorhin in etwa hinkommt

Ansatz: Platte unter Druck, ein Rand fest eingespannt (Gurtmitte auf Holm verklebt), zwei gegenüberliegende Seiten (Rippenauflage) gelenkig gelagert der letzte Rand frei...

zack

Ilja

Tach auch,

danke fuer die Info, habe gestern eine Verkastung gemacht, 0.5mm Balsa, auf jeder Seite eine Lage Unidirektionalgelege (150g/m^2), wirkte auf mich so steif, dass ich gedacht habe, das sollte halten. Wenn's bricht, hat's nicht gehalten !!! Wiegt alles zusammen dann ca 17-18g.