Flächenbau

J

joda2012

User
Hallo,

Möchte das erste Mal Flächen in Styro/Abachi bauen - bisher habe ich nur in Holz gebaut. Es werden Flächen für eine ASW 15 im Masstab 1:3. Als Profil kommt ein HQ/W 2,5 Strak zum Einsatz. Haupteinsatz wird der Thermik bzw. Hangflug bei mittleren Bedingungen sein. Kunstflug maximal Looping und Rolle, keine brutalen Ablasser oder dergleichen - hab ich sowieso nicht die Nerven zu.

Die Flächen werden mit Querrudern und Wölbklappen ausgerüstet.

Hier meine Fragen:

1. Welches Gewebe soll es eurer Meinung nach sein? Muss es immer Kohle sein oder geht auch GFK?
2. Welche Grammatur und Abstufung würdet ihr vorschlagen?
3. Wie würdet ihr die Klappen anschlagen? Silikon, elastic flap, Folie?
4. Wie würdet ihr den Holm auslegen? Berechnung nach C. Baron ist klar geht mir auch hier eher um das Material von Kern und Schlauch CFK oder GFK?

Bauberichte habe ich mir schon mehrfach durchgelesen-gibt ja wirklich tolle Anleitungen hier!

Freue mich, wenn ihr mir bei meinen Fragen helfen könnt.

Liebe Grüße
Johannes
 
G

Gast_8624

Gast
Zuletzt bearbeitet:
J

joda2012

User
Hallo Rolf,

Danke für die Links hab ich schon gelesen - das meinte ich mit super Anleitungen hier. Fehl noch der Baubericht vom Stingray, finde ich ebenfalls sehr gut.

Habe vieleicht meine Fragen nicht ganz so klar formuliert. Mir geht es eher um die Materialauswahl, vornehmlich GFK vs. CFK. Hier im Forum in den Bauberichten wird fast ausschließlich in CFK gebaut und oftmals nicht gekleckert. Lese ich ältere Bücher oder Berichte sehen die Konstruktionen wesentlich einfacher aus. Auch die Materialauswahl ist deutlich überschaubarer.

Mir geht es darum zu erfahren/lernen das notwendige und zeitgemäße Material an der richtigen Stelle zu wählen. Möchte bei meinen ersten Flächen in dieser Bauart auch nicht zuviel Geld einsetzen aber natürlich auch nicht an der falschen Stelle sparen.

Liebe Grüße
Johannes

ps kommst du aus Lampertheim Hofheim? - wenn ja, sind wir ja fast Nachbarn
 
K

koehlermeik

User
also, wenn den meine styrokerne endlich mal fertig sind kommt in meine asw 22 in 1:3,5 nur gfk.
kohle kann ich mir nicht leisten :-)
nein spaß bei seite, also in meine flächen kommen oben und unten 4 lagen 160 gramm in 45° und abgestufft.
der holm besteht aus gfk schläuchen von emc auch abgestuft 4-3-2-1.
oben und unten die holmgurte auch nur mit glasrovings.
mein nachbar hat eine 6,6 m asw und da ist viel wenier gfk drin und die hält auch...
gruß meik...
 
G

Gast_8624

Gast
joda2012 schrieb:
... Hier im Forum in den Bauberichten wird fast ausschließlich in CFK gebaut und oftmals nicht gekleckert...
Zum Vergrößern anklicken....

Ja, hast recht ...das ergibt dann die "bocksteifen" Flächen, Durchbiegung wie beim Original sieht besser aus (meine Empfindung)...

Kohle brauchst Du "nur" für/gegen die Biegung, also für die Steifigkeit, nicht für die Festigkeit.
Den Holm nach C.Baron in Glas gerechnet --> reicht doch ...klar, willst Du weniger Biegung, eine steifere Fläche, dann kommt Kohle zur Anwendung.
Das gilt genauso für die Belegung der Fläche wegen Torsion.

Gruß Rolf

ps... Hofheim im Main Taunus Kreis
 
M

MarkusN

User
Zu den zwei Steifigkeitseigenschaften ist noch zu sagen:

Torsion geht relativ direkt in Flugleistungen. Ein Flügel, der im Schnellflug tordiert, verbiegt seine Auftreibsverteilung und erzeugt unnötig Widerstand.

Biegung ist weniger kritisch; ein biegeweicher Flügel hat aber Auswirkungen auf Flattereigenschaften, ein biegeweicher Flügel hat i.d.R. eine niedrigere Flattergrenze. Dürfte bei Deinem Anforderungsprofil weniger kritisch sein.
 
G

Gast_8039

User gesperrt
koehlermeik schrieb:
oben und unten 4 lagen 160 gramm in 45° und abgestufft.
der holm besteht aus gfk schläuchen von emc auch abgestuft 4-3-2-1.
oben und unten die holmgurte auch nur mit glasrovings.
mein nachbar hat eine 6,6 m asw und da ist viel wenier gfk drin und die hält auch...
gruß meik...
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Hallo!
4 Lagen 160er Glas? Wozu das denn? Zum ballastieren? Die 45°-Decklagen dienen der Torsionsverstärkung, daher macht es fast keinen Unterschied für den Flügel, ob Du hier nun eine oder 4 Lagen verbaust. Preislich kannst Dir dafür aber auch locker eine Lage bidiagonaler Kohlegelege mit 140 g/m² leisten, z.B. HP-B141C von HP-textiles für schlappe 14,30.-€ pro qm und im Gewicht macht sich das fehlende Harz auch positiv. Und Gewicht im Flügel ist Gift für die Thermiksensibilität...
Man sollte vorher auch unbedingt wissen wie die Steckung aussehen soll und welche Werkstattmittel verfügbar sind.
Empfehlung:
Holmkern: Airex C-70. Weil: einfachst zu schneiden/ bearbeiten/ einzupassen/ verkleben. Leicht und billig. In Form bringen durch mehrlagig gestuften Aufbau, evtl. mit 45° Glaslage schubfest verkleben, so spart man sich ggf. den Schlauch drumherum was wiederum angenehm ist, wenn es beim Flächenzusammenbau eilt und dieser Schritt fehlt)
Decklage Thermik, low budget: Glas 1 Lage 110er oder 163er biax 45°
Decklage Allround, preiswert: 1 Lage HP-B141C
Klappenstege: Airex C-70, 5mm überzogen mit GF-Schlauch
Scharnier: Elasticscharnier mit 60er Aramid 45°, ca. 30 mm breiter Streifen unter die Decklage
Holmgurt low budget/ Thermik/ weicher Flügel erlaubt: Glasrovings (Berechnung nach Baron)
Holmgurte Allround, preiswert aber steifer: einfachere HT-Kohlerovings aus Restbeständen (Berechnung nach Baron). Woher? Frage mal bei Gaugler & Lutz wenn Du Airex bestellst, die haben manchmal Rollen flacher Torayca Typ 34-600WD, 48K für um die 30€/kg...vermutlich Restrollen von Pultrusions- oder Wickelanlagen. Diese sind gut zu verarbeiten, bauen recht einfach/ schnell Querschnittsflächen auf und eignen sich auch z.B. zum Aufbau/ Innenverstärken von Verbindern etc.
 
M

MarkusN

User
Achim D. schrieb:
4 Lagen 160er Glas? Wozu das denn? Zum ballastieren? Die 45°-Decklagen dienen der Torsionsverstärkung, daher macht es fast keinen Unterschied für den Flügel, ob Du hier nun eine oder 4 Lagen verbaust.
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Das kann ich jetzt gar nicht nachvollziehen. Das Gewichtsargument, ja. Aber vierfache Menge Belegung = vierfache Torsionsversteifung.
 
K

koehlermeik

User
MarkusN schrieb:
Das kann ich jetzt gar nicht nachvollziehen. Das Gewichtsargument, ja. Aber vierfache Menge Belegung = vierfache Torsionsversteifung.
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auch das gewichtsargument zieht bei mir nicht, was bringt es den wenn mein 7,6 m segler nur 9 oder 10 kg wiegt? ein bisschen durchzug sollte er ja schon haben.
meine flächen sind auf einen abfangbogen mit 10 meter radius und 100 m/s berechnet und da ist keine kohle drin. diese ein oder 2 kg mehr gewicht verkraftet auch nen 7,6 m segler.

gruß meik
 
M

MarkusN

User
koehlermeik schrieb:
auch das gewichtsargument zieht bei mir nicht, was bringt es den wenn mein 7,6 m segler nur 9 oder 10 kg wiegt? ein bisschen durchzug sollte er ja schon haben.
Zum Vergrößern anklicken....
Zweckfreises Gewicht in der Fläche ist immer negativ (Stichwort Rollwendigkeit). Wenn, dann besser Ballast im Rumpf (braucht dann natürlich entsprechend Holm; also ein Teil des Gewichts ist wieder im Flügel.)
 
Milan

Milan

User
Hallo Johannes!

Mit minimalen Kohle,- und dem Zweck angepassten Glasfaser-Einsatz lassen sich sehr alltagstaugliche Tragflächen bauen.

Eine von vielen Möglichkeiten, wie sich gewöhnliche Werkstoffe zu einem Flügel veredeln lassen, findest du auf der "Baubrett" Seite meiner HP.


LG

Harry
 
G

Gast_8039

User gesperrt
Christian_S schrieb:
Hallo Achim, woher beziehst du das HP zu dem Preis?? Danke!

Gruß Christian
Zum Vergrößern anklicken....

Wo war ich denn da hängen geblieben?:confused: natürlich rund 25../m². Tschuldigung! Ist immer noch günstig und nicht so relevant wenn man mehrlagig spart.
Aber vierfache Menge Belegung = vierfache Torsionsversteifung
Zum Vergrößern anklicken....
Hä? der Flügel bildet doch (idealerweise jedenfalls) eine geschlossene Torsionsbox, deren E-Modul das entscheidende ist. Spannung/ Festigkeitsbetrachtung irrelevant (im Gegensatz zum Holm), vorausgesetzt, der Kern stellt die Stabilität gegen Beulen/ Knicken sicher wovon ich ausgehe. Wozu also Hartschale im Sandwich bzw. mehrlagig, wenn der E-Modul der Box unbeeinflusst und das Widerstandsmoment nur geringfügig (in 1. Dimension) verbessert wird? Dann nehme ich lieber eine Lage bidiagonale Kohle oder -noch besser- ein paar mm mehr Profildicke. Bekomme so auch deutlich verwindungssteifere Ruder, was immer ein wesentliches Kriterium ist... lang und schlang besonders bei einem Profil wie dem HQ mit seinen geringen Dicken im Klappen-Steg-Bereich.
 
M

MarkusN

User
Achim D. schrieb:
Hä? der Flügel bildet doch (idealerweise jedenfalls) eine geschlossene Torsionsbox, deren E-Modul das entscheidende ist. Spannung/ Festigkeitsbetrachtung irrelevant (im Gegensatz zum Holm), vorausgesetzt, der Kern stellt die Stabilität gegen Beulen/ Knicken sicher wovon ich ausgehe. Wozu also Hartschale im Sandwich bzw. mehrlagig, wenn der E-Modul der Box unbeeinflusst und das Widerstandsmoment nur geringfügig (in 1. Dimension) verbessert wird?
Zum Vergrößern anklicken....
Das polare Trägheitsmoment (dieses ist für die Steifigkeit relevant) ist in erster Näherung proportional zur Wanddicke der den Hohlraum umschliessenden Schale. (Ja, die Federkonstante auch zum E-Modul. Federkonstante ist aber immer E-Modul mal Querschnitt, oder hier präziser mal Trägheitsmoment). Isso. Jede Lage zusätzlich erhöht die Federkonstante proportional. Alles andere wäre ziemlich widernatürlich.
 
G

Gast_8624

Gast
Hallo miteinander,

wer sich mehr für die...

Verformungen bei Bauelementen mit geschlossenen dünnwandigen Hohlquerschnitten unter reiner Torsionsbeanspruchung.....


...interessiert, der stößt auf die (2.) Bredtsche Formel

http://de.wikipedia.org/wiki/Bredtsche_Formel

Stefan Dolch hat das auch schön anschaulich in seinem Buch:

Rippenflügel aus Faserverbundwerkstoffen

dargelegt.

Gruß Rolf
 
Rudi T

Rudi T

Vereinsmitglied
Hallo Experten!

Misch mich ausnahmsweise ein wenig ein....

@Rolf!
Lieber eine material- und kostensparende D-Box aus 100g Biax Kohle als 1 - 4 Lagen Glas...... bei dieser Spannweite...

und lieber torsionssteife Flügel zu Lasten biegesteifer Flügel....

@meik!

7.6 m Spannweite
10 m Abfabgradius bei......oder
100 m/s

Jedenfalls: wenn 10 m Abfangradius bei 100 m/s , mit einem "Normalteil 7,6 m Spannweite (= angenommen 15 - 20 kg) das möcht ich das sehen und ich nehm den Bagger zum ausgraben der Reste mit...

das kann ich einfach nicht glauben
 
G

Gast_8624

Gast
Rudi T schrieb:
@Rolf!
Lieber eine material- und kostensparende D-Box aus 100g Biax Kohle als 1 - 4 Lagen Glas...... bei dieser Spannweite...
Zum Vergrößern anklicken....

Hallo Rudi,

..ich hatte 1(eine) Lage Glas 160g/m² vollflächig diiagonal genannt.. :rolleyes: .das macht jeder nach seinem Gutdünken, Geldbeutel und bisher gesammelter eigener Erfahrung...:)



Rudi T schrieb:
@Rolf!..und lieber torsionssteife Flügel zu Lasten biegesteifer Flügel...
Zum Vergrößern anklicken....

Da haste recht, weil dir die Torsion die Auftriebsverteilung verbiegt, Durchbiegung ist aber nicht schädlich.

Wobei, Torsionssteifheit ja nicht zu Lasten der Biegesteifigkeit gehen muss, bzw. auch garnicht kann, weil die Biegung nimmt der Holm auf, die Torsion die Schale.

Gruß Rolf
 
Rudi T

Rudi T

Vereinsmitglied
Eben.... wir haben ja alle nichts zum verschenken.

Drum eine D-Box aus Kohle (= ca. nur ein gutes Drittel des Flächeninhalts) und wir sind bei dieser Spannweite bei "Mehrkosten" angelangt, die sich gegenüber der "nur Glas Ausführung" im 10 - 20 Euro Bereich bewegen, aber flugtechnisch enorm zu qualitativer Verbesserung beitragen.

So, bin schon wieder weg!!
 
G

Gast_8039

User gesperrt
Juhuu! Rolf und Rudi, das war eine prima Zusammenfassung. 100% Zustimmung...
Wenn wir schon bei Bredt angelangt sind, dann ist dazu vielleicht noch zu sagen, welcher der Werkstoffarameter in der dünnen Schale der interessante ist: der Schubmodul G. Und wie ändert der sich bei mehrlagigem Aufbau? -> Gar nicht oder wird mit zunehmender Dicke sogar eher schlechter.
Will ich den "Verdrehwinkel" bei minimaler Gewichtszunahme minimieren, gilt folgende Hierarchie:
1. die Fläche der Box vergrößern. Ist nur begrenzt möglich bzw. durch das Profil vorgegeben, aber das bringt`s exponentiell. Holm an die dickste Stelle, davon aber möglichst weit hinten so dass die Box auch die maximale Länge bekommt...
2. den Schubmodul der Schale erhöhen -> CF- statt GF oder, was meist gar nicht berücksichtigt wird, eine dichte Webart und geringe Faserumlenkung! Dies bringt meist den besten Schubmodul in-plain...

Noch zu sagen: baut die Ruder/ Klappen in 45° CFK, gerne auch leichte Grammatur. Das hilft gegen Flattern und sichert eine präzise Auslenkung am Elastic-Flap und natürlich profitiert die Rudermoment-Übetragung entlang der meist langen, schlanken Dinger... Materialkosten vernachlässigbar, Effekt riesig...
 
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