Tragflächenaufbau DG-1000 Maßstab 1:3,5

Hallo zusammen,

wie ihr sicherlich wisst, will ich eine stabile Fläche aufbauen. Da aber Stabil ein sehr dehnbarer Begriff ist, habe ich mir ein paar Gedanken zum Thema Lastfälle gemacht. Welches Lastkollektiv würde ich denn mit diesem Flieger überhaupt fliegen können und wollen? Hierzu habe ich folgendes Bild gezeichnet und ein paar Zahlen dazu geschrieben.



Meine Fläche soll dieses Lastkollektiv ohne Schaden überstehen. Dabei soll es zu keinem Zeitpunkt zu Flatter oder Verwindung der Flächen kommen. Eine leichte Durchbiegung ist dagegen akzeptabel.

Hier noch ein paar Randbedingungen für den Aufbau der Fläche.

1. Aufbau in Styro-Abachi, Abachi-Dicke 0,8mm – 1mm
2. Durchgehender Holm (Auslegung mit Hilfe Christian Barons Excelliste) mit v=80m/s und camax=0,8
3. Vierkant Kohle Steckung (Auslegung mit Hilfe Christian Barons Excelliste)
4. Profildicke, um die 12% (wird in einem anderen Thread genau definiert)
5. Wölbung, um die 2,0 – 2,5% (wird in einem anderen Thread genau definiert)

6. Rudertiefe 22-24% (wird in einem anderen Thread genau definiert)

7. Masse des Fliegers ca. 13kg
8. Flächenbelastung ca. 72g/dm²
9. Zwei Stege für WK und QR die mit Carbonschläuche überzogen sind
10. WK und QR in Hohlkehle ausgeführt
11. Die Flächen werden für das Finish mit 49g/m² GfK überzogen und anschließend lackiert
12. WK und QR werden mit einem Silikonscharnier aufgebaut
13. ..

Mir sind folgende Punkte beim Aufbau der Fläche wichtig
- optimaler Einsatz von CfK wo es nötig ist, um eine gute Verteilung der auftretenden Kräfte über die Spannweite zu bekommen
- leichte Flächenenden, um die Agilität um die Längsachse nicht zu sehr zu bedämpfen
- leichte Ruder, damit die Eigenfrequenz der Klappen nach oben wandert, um eine Flatterneigung konstruktiv zu verhindern
- gute Torsion damit beim Schnellfliegen, der Widerstand in Grenzen bleibt



Nach sehr vielen gelesenen Berichten über die verschiedensten Aufbau Möglichkeiten habe ich folgende 3 Varianten (a-c) für die Belegung mit CfK als denkbar eingestuft.



Es würde mich sehr freuen, wenn ihr mir ein paar Hinweise zu den Varianten a-c geben könnt, ob die auftretenden Lasten die Belastung über die Belastbarkeit der Struktur bringt.

Hier meine eigenen Vermutungen zu den Varianten

Variante a): Vorteil: Einfache Fertigung, da nur ein Gelege
Nachteil: keine optimale Verteilung der Steifigkeit über die Spannweite
Zuviel Maße an den Außenflächen
Variante b): Vorteil: Angepasste Steifigkeit über die Spannweite
Nachteil: Steifigkeitssprünge an den Gelegen Übergänge
Zuviel Maße an den Außenflächen
Variante c): Vorteil: Stabile D-Box,
Nachteil: Zuviel Maße an den Außenflächen

In der Variante a) habe ich noch ein GfK Flies von 10mm breite eingelegt. Grund: André hat dies in seinem Projekt auch gemacht mit dem Ziel die Endleiste unter 1mm herunterschleifen zu können. Ich weiß jetzt nicht, ob dies erforderlich ist. Ich werde ja das Gelege bis an die Endleiste bringen. Was meint ihr dazu?

Dann bin ich mir noch nicht sicher, ob für die Hohlkehle das Prinzip von André
http://www.rc-network.de/forum/attachment.php?attachmentid=15379&d=1139001581
Oder dieses hier das bessere ist.
http://www.aerodesign.de/


Für eine gute Torsion ist es ja sehr wichtig, dass die Nasenleiste verschlossen ist. Hierfür gibt es ja zwei sehr ähnliche Methoden. Welche ist denn die bessere aus sicht der Torsionund Fertigbarkeit (Zeit und Aufwand)

http://www.rc-network.de/forum/showpost.php?p=378511&postcount=36

oder

http://www.rc-network.de/forum/attachment.php?attachmentid=15377&d=1139001441

So jetzt aber genug gequatscht. Ihr könnt jetzt mit konstruktiver Kritik an meinen Vorschlägen oder auch an den Anforderungen diskutieren. Ich bin für jeden Hinweis offen und dankbar.


Gruß
Thomas

Flächenbau

Flächenbau

1.Holm mit 2 Kohleschläuchen übereinander (das über einen Abachi Holm) ,das mit deiner Box am Querruder und WK finde ich spitze .http://shop.r-g.de/Verstaerkungsfasern/Kohleschlaeuche/Kohlefaser-Flechtschlauch-35-mm.html

2. gestamt Fläche mit 93gr. Kohle Leinwand unterlegt das selbstverständlich oben unten .http://shop.r-g.de/Verstaerkungsfasern/Kohlegewebe/Kohlegewebe-93-g/m-Aero.html

3.Kohlegelege spitz auslaufend bis mitte Querruder.http://shop.r-g.de/Verstaerkungsfasern/Kohlegelege/Kohlegelege-125-g/m-unidirektional.html

Nasenleiste als geschlossene Box so das oberes mit unterem Gewebe verbunden ist.

Landeklappen würde ich die von André von Arb einbauen aus der Schweiz oder garkeine das kostet sehr viel geschwindigkeit dann mußt halt mit Butterfly runter sieht halt nicht gerade scale aus.


Gruß Matze

Flächenaufbau

Flächenaufbau

Hallo Thomas

Belegung:
Meine Empfehlung Kombination von Variante 1 und 3. Das heisst ganzer Flügel mit z.B. 100er Biaxgelege und zusätzlich D-Box bis Mitte Flügel mit einer zusätzlichen zweiten Lage.

Kommt drauf an was du alles mit dem Teil anstellen willst. Habe eine leichteres 5m-Ventus-Modell mit ausschliesslich einer 100er-Lage im D-Box-Bereich. Kein Gewebe unter den Rudern! Dafür auch die 49 gr-Beschichtung unter 45Grad. Die 400m-Abstiege hält das Modell problemlos aus. Beim einem anderen Segler sind es innen 2 und aussen 1 Lage 160er-Gelege und 100gr unter den WK- und Q-Rudern. Zusätzlich wird jedes Ruder mit 2 Servos angelenkt. Damit ist dann bei über 100gr Flächenbelastung eine härtere Gangart möglich.

Ruderverkastung:
Habe umgestellt von 2 Schläuchen (Prinzip von André) auf einen einzigen 1K-Schlauch. Anstatt Trennung zwischen den Schläuchen wird der eine Schlauch längs aufgetrennt. 2 Schläuche sind nur notwendig wenn du mit Elastic-Flaps arbeitest und zwischen den beiden Verkastungen keine Kohle gebrauchen kannst. Auch ich arbeite mit Silikonscharnieren. Die Rudersteifigkeit mit einem halben 1k-Schlauch reicht vollkommen aus und ausserdem wird das Ruder dadurch etwas leichter.

Nasenleiste.
Bei dicken, runden Nasenleisten arbeite ich ähnlich wie von C. Baron beschrieben mit einem CFK-Gewebe. Bei dünnen, eher "spitzen" Profilen entferne ich nachdem eine Seite beplankt ist, die vordersten 3 bis 4 mm Styro und lege unmittelbar vor dem Verschliessen/Vakumieren der zweiten Beplankung eine Kohleschnipsel/Baumwollflocken-Raupe ein. So lässt sich die Nasenleiste mit der langen Schleiflatte ganz präzise profilieren.

Viel Erfolg bei der Umsetzung.

Gruss Sigi

Hallo Matze und Sigi,

vielen Dank für Eure Hinweise.

Matze, das mit dem Gelege verstehe ich nicht so ganz. Kommt das Gelege vollflächig bis Mitte QR auf das 93 Gewebe? Ich habe hier auch einiges zum Thema Gelege gelesen. Es soll für die Torsion einer Fleche besser sein als ein Gewebe und nimmt dabei auch noch weniger Harz auf. Ist Dir dies auch bekannt? Kannst Du dies auch bestätigen? Die Idee mit der Box stammt von Andre. Ich habe es nur geklaut. Der Hinweis von Sigi sollte jedoch Beachtung finden, dass das QR und die WK dadurch schwerer werden. Wenn die Stabilität mit einer Box, die dann aufgetrennt wird, ausreichend ist, ist dies bestimmt der Bessere Weg. Wie Du weißt, ist das Bessere der Feind des Guten .

Sigi, die DG-1000 soll das Lastkollektiv ohne sichtliches Flattern und ohne großen Energieeintrag in die Fläche (Biegung) erfüllen. Ich will die Energie in Vorwärtsbewegung umsetzen . Deiner Beschreibung nach für eine dünne Nasenleiste verstehe ich zwar, aber, ist dann die Nasenleiste wirklich mit Gewebe verschlossen? Die Mampe hat doch ganz andere Biege- und Zugfestigkeiten, als ein Gewebe, oder? Aus meiner einfachen und bescheidenen Sichtweise könnten hier enorme Spannung und Biegungen im Lastfall auftreten, oder? Ich persönlich tendiere lieber zu der André Methode . Ab wann ist für dich das Profil Spitz? Ist ein SA-7036 bereits Spitz.

Gruß
Thomas

DG 1000 M 1:3.5

Hallo Thomas,

mit Interesse verfolge ich Deine diversen Threads bezüglich Planung Deiner "eierlegenden Wollmilchsau".

Du hast Dich für einen mittelgroßen Scale-Segler mit recht tiefen Flächen und einer ziemlich kleinen Streckung (um 20) entschieden. Die DG 1000 ist ein tolles Modell und kann Deine Wünsche zumindest zum Teil erfüllen.

Bautechnisch sind diese Flügel für einen einigermaßen versierten Modellbauer absoluter Standard und die gewünschte "vollgasfeste Ablasshöhe" kann durch Menge und Lage des eingesetzten Cfk-Materials beeinflusst werden. Die vorgesehenen 12% Profildicke sind meiner Meinung nach vernünftig und erleichtern den Flächenbau deutlich - 8 oder 9% wären schon komplizierter. Außerdem gewähren die Profilempfehlungen unserer Experten gute und harmonische Flugleistungen.

Ich glaube, Du machst Dir zu viele Sorgen um Dein Wunschprojekt. Es ist keine eta, ASH25 oder Nimbus mit wahnsinnigen Streckungen und extrem schmalen Flächen und ob die Nasenleiste nach System X oder Y gebaut wird ist auch ziemlich schnuppe - Hauptsache die Profilierung passt.

Ich wünsche Dir weiterhin viel Spaß bei der Planung. Allerdings kann ich nicht verhehlen, dass bei so viel Aufwand, Wölbklappen für eine DG 1000 ein Stilbruch sind. Außerdem solltest Du Deine Angaben für Flächenbelastung überprüfen.

Gruß Reimer

Hallo Thomas

Die Nasenleiste mit Gewebe machte ich zum Beispiel bei meiner ASW 22 BLE (7,6m) da dieses Profil nie unter 12% Dicke geht. Die letzten Modelle hingegen hatten immer Straks im Bereich von 11 bis 8% Dicke. Hier empfinde ich es einfacher mit der Mumpe in der Nasenleiste. Mach dir definitv keine Gedanken wegen der Biege und Zugfestigkeit im Bereich der Nasenleiste (auch ohne Gewebe). Hier muss ich Reimer beipflichten - mach dir nicht zu viele Gedanken.

Wenn du weniger Energie in die Biegung "verpuffen" willst, dann musst du dir keine Gedanken um die Belegung und die Nasenleiste machen sondern mehr Rovinge in den Holm peppen.

Flattern beginnt häufig in den Rudern. Hier gilt möglichst leicht und dennoch torsionsfest zu bauen. (Z.B. Beschichtung mit 49er-Glas unter 45Grad) Im weiteren bist du mit einer 100er-CFK-45grad-D-Box gut bedient, wenn du "nur" 400m-Ablasser bei ruhigen Verhältnissen und rundem grossflächigen Kunstflug zelebrieren willst. Bedingung sind die von dir genannten 12% Profildicke. Wenn du ein dünneres Profil wählst, würde ich dir vor allem auf der inneren Halbspannweite etwas mehr CFK empfehlen.

Gruss Sigi

Hallo Reimer,

die DG-1000 in 1:3,5 hat nach meiner Recherche 180dm². Bei den angezielten 13kg komme ich somit auf 72,2g/dm². Ich denke mit dieser einfachen Rechnung mache ich nichts falsch .
Ich dachte die DG-1000 gibt es auch mit WK. Dies habe ich mehrfach gelesen. Oder, existiert diese DG-1000 Version nur auf dem Papier ?

Also ich nehme jetzt mal mit, dass ich mit dem 100er Biax-Gelege ganz gut liege. Wie würde denn eine Auftriebs- und Momentenverteilungs optimierte Verlegung des Geleges aussehen? Bringt es etwas, wenn ich die Aufsteckohren mit CfK 63g diagonales Gewebe aufbaue?

Gruß
Thomas

Hallo Thomas,

Deine Recherchen sind nicht ganz korrekt. Die DG-1000 hat in der 18 m Version 16,72 m² und bei 20 m Spannweite 17,53 m² Flächeninhalt. Bei M 1:3.5 und 13 kg Abfluggewicht wäre die Flächenbelastung 95,2 g/dm² bzw. 90,9 g/dm².

Meines Wissens hat die DG-1000 in keiner Version (bislang) Wölbklappen. Aber ich kenne mich da nicht so genau aus ......

Aber mal eine technische Frage: wie oder was ist eine auftriebsoptimierte Verlegung des Geleges? Für eine kurze Aufklärung wäre ich dankbar.

Gruß Reimer

StratosF3J schrieb:

... Wie würde denn eine Auftriebs- und Momentenverteilungs optimierte Verlegung des Geleges aussehen?...

Zum Vergrößern anklicken....

Hallo Thomas,
meinst Du den Verlauf des (Biege)Moments entlang der Spannweite aufgrund der Auftriebsverteilung der Tragfläche?
Nun, das liefert dir doch das excel Programm vom C.Baron für die Holmberechnung.
Oder meinst Du etwas anderes?

Hi Rolf,

das meinte ich eigentlich nicht. Sondern, wenn Du den Holm als Drehachse für die Torsion nimmst, welche Kräfte dann um diese Achse auftreten und wie sieht die optimale Belegung aus.
Ich hoffe, dass ich es richtig erklärt habe .

Gruß
Thomas

DG-1000 von Schüler

DG-1000 von Schüler

Hallo Reimer,

ich habe von dieser HP http://www.modellbau-schueler.de/ die Info abgezogen, das die dortige 1:3,5 Version eine Gesamtfläche von 1,8m² hat. Dies ist dann wohl falsch.

Also mit der Auftriebsoptimierten Verlegung des Geleges meinte ich, dass ja über die Spannweite wie auch die Flächentiefe unterschiedliche Kräfte wirken. Für die Biegung nimmt ja der Holm sehr vieles auf. Wie sieht es jedoch mit der Torsion aus? Torsion ist ja nichts anderes wie ein Krfat die mit einem Hebelarm auf einen Werkstoff einwirkt. Der Werkstoff muss jetzt die Belastung aufnehmen und so ausgelegt sein, dass Last nicht über der Belastbarkeit hinausragt. Gibt es hierzu nicht Anstätze wie sich die Kräfte um einen Holm in der Tiefe bewegen?

Gruß
Thomas

Reimer schrieb:

Die DG-1000 hat in der 18 m Version 16,72 m² und bei 20 m Spannweite 17,53 m² Flächeninhalt. Bei M 1:3.5 und 13 kg Abfluggewicht wäre die Flächenbelastung 95,2 g/dm² bzw. 90,9 g/dm².

Zum Vergrößern anklicken....

Hallo Reimer,

irgendwie funktionieren meine Gehirnzellen heute Morgen nicht ganz richtig. 1m²=100dm², oder? Flächenbelastung ist Masse/Fläche. Die Fläche ist 1753dm²/3,5= 500,86dm².
Masse = 13000gramm
Flächenbelastung=130000g/500,86dm² = 25,95g/dm²

Was mache ich denn Falsch?

Gruß
Thomas

Moin,

mach dir keine Sorgen....

Fläche musst du quadratisch skalieren:

1753dm² / 3,5² = 1753dm² / 12,25 = 143,1dm² ( also 1,43m²)

Dann ist deine Flächenbelastung auch 3,5mal höher als von Dir berechnet: 90,8 g/dm²

Gruß,
Oliver

Hi Thomas,
es geht dir also um die Torsion der Fläche.

Das Buch vom Stefan Dolch
"Rippenflügel aus Faserverbundwerkstoffen"
ist hierfür die beste Lektüre die ich kenne, auch für Biege-und Schubmomente längs der Spannweite.

Stichpunkte:
- Torsionsflächenmoment
- Schubmodul
- Torsionssteifigkeit der D-Box
- Mindesttorsionssteifigkeit für einen Drillwinkel <4°

Alles sauber hergeleitet, mit Diagrammen und Rechenbeispielen, somit auch ohne höhere Mathematik nachvollziehbar.
Jeder Tragflächenbauer sollte diese Buch haben, auch wenn er keine Rippenfläche mit Rohrholm baut.

Die Belegung der Fläche mit Gewebelagen entsprechend einer Torsionsbelastung für den Schnellflug ist nicht so leicht allgemein zu rechnen. Die Torsionsbelastung für ein Rohr, das gleichzeitig auch der Holm (Biegebelastung) ist, geht da schon eher und wird von Stefan Dolch auch in seinem zitierten Buch beschrieben.
Flächen mit dem Torsionsquerschnitt der Profilkontur können zwar mit FEM-Programmen berechnet werden, aber nicht mit einfachen Formeln in z,B. Excel. Ich habe mich dazu schon bemüht, vereinfachte Ansätze von Mark Drela umzusetzen, aber das war bisher nocht nicht zufriedenstellend.
Eine einfache Annahme ist die Anlehnung die Torsionslagen unter +/-45° entsprechend der Belegung des Querkraftverlaufs durchzuführen.
Das Gewebe oder biaxiales Gelege also mit diagonaler Faserausrichtung auf den Kern legen. Wenn die Dicke der Beschichtung des Holmsteges also 0,2mm sein soll, würde ich auch 0,2mm Gewebe als Torsionslage auflegen. Nach außen hin nimmt die Dicke ab und entsprechend bei der Länge in Spannweitenrichtung im Diagramm nachsehen wo dann auf eine dünnere Lage gewechselt wird.
Das ist also nur angenähert! Die Dicke der Gewebe oder Gelege ist bei den Herstellerangaben zu finden (R&G z.B.).

Hi Oli,

danke für den Hinweis mit dem Quadrat. Wenn ich intensiver nachgedacht hätte, sollte ich eigentlich draufkommen . Muss wohl an den Iboprofen Tabletten gelegen haben .

Hi Rolf,
danke für den Buchtipp. Da werde ich doch gleich mal bei Amazon nachschauen .

Wie komme ich den auf den Querkraftverlauf?

Gruß
Thomas

StratosF3J schrieb:

Wie komme ich den auf den Querkraftverlauf?

Zum Vergrößern anklicken....

...mit der Seite von Christian Baron
http://cb-roter-baron.de

--->download-->Holmauslegung Version 29-08-2010

..und hier
http://harri-deutsch.de/verlag/titel/hagedorn/k01_1778.pdf
...Schubspannung infolge Querkraft bei Biegung...

Hi Rolf,

die Holmauslegungsdatei von Christian Baron habe ich bereits heruntergezogen und die Flächengeometrie inkl. camax und v=max eingetragen. Die verschiedenen Blätter muss ich mir noch genauer anschauen. Es war einfach zu spät, um sinnvolle Gedanken zustande zu bringen .

Ich muss nachher alle Gedanken von Euch einmal zusammenfassen und die verschiedenen Ideen bewerten.

@Alle,
legt ihr noch ein GfK Flies in die Endleiste? Oder ist es mit den beiden oben und unten liegenden 100er Biax Gelege ausreichend. Ich will nämlich die Endleiste unter 1mm spitz zu schleifen.

Gruß
Thoams

Erster Zwischenstand

Erster Zwischenstand

Hallo zusammen,

also ich habe mal die ganzen Infos zusammengestellt.

Hier meine aktuelle favorisierte Version der CfK Belegung.



Warum favorisere ich diese Lösung?
- stabile D-Box
- hinterm Holm leichter Aufbau
- gewichtsoptimierte Lösung mit leichten Ohren

Den Steg für die WK und QR wird jetzt so erstellt.



Warum favorisere ich diese Lösung?
- WK und QR werden leichter und sind trotzdem stabil
- geringerer Aufwand


Für die Auslegung des Holms werde ich 1 zu 1 die Daten aus der Excelliste von Christian Baron nehmen. Ich muss nur noch die einzelnen Blätter richtig verstehen

So, was meint ihr dazu? Ist dies für mein Lastkollektiv i.O?

Ach ja, die Laminatdicke des 100er biax ist 0,16mm. Bei zwei Mal kommt 0,32mm Kohle an der Endleiste zusammen. Soll ich hier noch etwas CfK spendieren? Z.B. 10mm Streifen komplett durchgehend.

Gruß
Thomas

Endleiste

Endleiste

Kann dir sagen wie ich das mache: Auch hier gibts verschiedene Lösungen:

Bei mir gibts einen 5mm breiten Glasfliesstreifen in die Endleiste. Im weiteren schleife ich die letzten 5 bis 10 mm Styro weg (bei mir wird Unter- und Oberseite in zwei Schritten vakumiert) und lege dort noch eine feine Baumwollflocken/Microbalon-Raupe ein.

Gibt eine knallharte Endleiste. Nützt aber alles nichts wenn nicht die CFK-Gelege-Kante ganz gut durchtränkt ist.Bei einem Kollegen ging dadurch die ganze Endleiste auf.

Gruss Sigi