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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Wie errechnet man die benötigte Federkraft für ein gefedertes starres Rad am Segler?



bie
14.10.2003, 11:49
Hallo zusammen,

bei meinem aktuellen 4-Meter-Segler Lunak hatte ich mir in den Kopf gesetzt, das vorgesehene feste Rad als gefederte Variante auszuführen.

Meine Idee - von einer amerikanischen Website inspiriert -, als Federung große Stoßdämpfer aus dem RC-Car-Bereich zu verwenden, hat sich als, sagen wir es mal so, noch nicht ausreichend durchdacht herausgestellt. :D

Ein einzelner Stoßdämpfer ist zu weich - Versuche mit zwei Exemplaren stehen noch aus.

Nun gibt es bei FEMA (http://www.fema-modelltechnik.de/Fahrwerk1.html) ja die Formel zur Berechnung der benötigten Federkraft für EZFW.

Allerdings, so Herr Böhler gestern abend am Telefon, treffe diese Formel nicht für die von mir vorgesehene Art der Federung zu.

Bei meiner Konstruktion soll die Kraft, die bei der Landung auf das Rad einwirkt, ohne Umwege (wie bei FEMA) direkt nach oben in den Stoßdämpfer gehen und von diesem abgefedert werden.

Nun meine Frage: Wie berechne ich, welchen Stoßdämpfer ich brauche? (Herr Böhler meinte, die von ihm angebotenen seien wohl zu stark dafür, meine dürfte eher im Bereich von 50 N zu suchen sein.)

Der Segler wiegt flugfertig ca. 7500 gr.

Freue mich auf Eure qualifizierten Antworten! ;)

Gernot Nitz
14.10.2003, 12:06
Hallo,

wenn Dein Modell 7,5 kg wiegt, dann benötigst Du 75 N Federkraft, um das Modell statisch zu halten.

Federkraft = Federsteifigkeit * Vorspannweg

Es stellt sich dann noch die Frage nach der Federsteifigkeit. Diese kann man über die maximale gewünschte Einfederung beim Landen abschätzen.

Modellmasse / 2 * Sinkgeschwindigkeit² =

Federsteifigkeit / 2 * Einfederweg²

Modellmasse in [kg]
Sinkgeschwindigkeit in [m/s]
Federsteifigkeit in [N/m]
Einfederweg in [m]

Den Dämpfer habe ich dabei vernachlässigt, da Du wahrscheinlich mit einem berechneten Kennwert in N/(m/s) ohnehin in keinem Modellbaushop weiterkommst.

Gernot

bie
14.10.2003, 13:06
Hallo Gernot,

wow, das ging ja schnell mit einer qualifizierten Antwort – und lässt mich dennoch ein wenig ratlos zurück, denn:

Ich kenne die Sinkgeschwindigkeit nicht ...

Meine Überlegung geht jetzt dahin, einen 100-N-Dämpfer zu nehmen.

Der hat ja auf jeden Fall genügend Kraft, das Modell statisch zu halten und dann Reserven zum Einfedern (fragt sich natürlich, ob genau richtig, zu viel oder zu wenig).

Der Einfederweg sollte so bei 1 - 1,5 cm liegen (und kann bei meiner simplen Konstruktion mechanisch begrenzt werden.)

Ist dieser Einfederweg realistisch abgeschätzt oder sollte man eher einen größeren wählen?

Wie weit federn EZFWs ein? Ich schätze mal auch nicht viel weiter, denn dann bekommen sie Probleme mit den offenen Klappen ...

Beim Lunak ist vor dem Rad ja auch noch eine Landekufe

wili
14.10.2003, 13:22
Hallo Bie!
Mit einer Formel kann ich dir nicht dienen, aber: ich habe einen Gasdruckdämpfer verbaut, da habe ich bei einem ersten Versuch (Seglergewicht 8 kg) einen mit 100 N genommen, der war viel zu weich. Schlußendlich ist es einer mit 20 N geworden. Er sollte aber auch nur kräftige Landestöße abfangen.
Wili

bie
14.10.2003, 14:00
Hallo Willi,

Mensch, da kommen wir der Sache doch gleich von der praktischen Seite her auch noch mal recht nahe!!! :)

Also, ein 100-N-Dämpfer hat sich bei dir als zu weich herausgestellt?

Fragt sich natürlich, wie man "zu weich" in etwa beschreiben kann?

Meine Überlegung nach Gernots Antwort war jetzt diese:

Ein 100-N-Dämpfer kann 7500 gr. Masse statisch ausgleichen.

Dann bleiben noch mal 30 Prozent Reserve (25 N von 75 N) fürs Einfedern beim Landen.

Mhmm, das klingt wirklich nicht nach viel.

Ich würde also den Segler, wenn er steht, mit einer Kraft von 25 N (für mich sind das jetzt einfach mal 2,5 Kg Gewicht) zum Einfedern bis zum Anschlag bringen.

Fragt sich, wie gut ich lande? :D

So gesehen, wären möglicherweise 150 N die richtige Wahl - das würde (liege ich da mit meiner Vermutung richtig?) bedeuten, dass der Segler mit seinem doppelten Gewicht bis zum Anschlag einfedert. Und das sollte wohl eigentlich nicht bei einer "normalen" Landung passieren, oder? :rolleyes:

Bleibt zuletzt auch noch die Frage nach einer Federwegscharakteristik ... Möglicherweise kann man die aber vernachlässigen.

Und: Wo gibt es Stoßdämpfer mit 150 N? Bei FEMA gibt es meines Wissens nach nur welche mit 200, 300 und 400 N lieferbar.

Sollte ich keine anderen auftreiben, werde ich es wohl mit 200 N versuchen.

wili
14.10.2003, 14:19
Hi!
Also, wohlgemerkt: ich habe einen Gasdruckdämpfer genommen, das ist kein Stoßdämpfer im herkömmlichen Sinn (schnell einfahren, langsam aus). Gasdruckdämpfer bekommst du im Autozubehörhandel oder (ich glaube Sebring). Die kleinen Längen müssen sie halt meistens bestellen. Gasdruckdämpfer sind z. B. eingebaut bei Heckklappen im Auto.
Ich habe den Dämpfer nur um harte Stöße abzufangen.
Ich glaube mich erinnern zu können, bei Bruno Rihm einmal gesehen zu haben, daß er 15-N-Gasdruckdämpfer bei seiner ASH 26 (4,5 m) genommen hat. Die Dämpfer ist direkt am Fahrwerk befestigt und am oberen Rumpfbogen an einem Spant abgestützt.

Zu weich heißt: Beim Landen kratzt du mit dem Rumpfboden an der Grasnabe.

Weiche Landungen wünscht
WiLi

PS: Tschuldigung, das heißt glaube ich nicht Gasdruckdämpfer, sondern Gasfeder, siehe hier:
Gasfedern (http://www.stabilus.de/frameset.asp?sprache=deutsch&headline=Gasfedern&bereich=produkte&subsite=lom.asp&mfxmenustart=0)

[ 14. Oktober 2003, 14:48: Beitrag editiert von: wili ]

bie
14.10.2003, 15:56
Hi Willi,

auf den Bruno Rihm hat mich der Herr Böhler gestern auch hingewiesen - schätze, den rufe ich nachher mal an. Vielleicht hat der einen 150-N-Gasdruckdämpfer ...

Danke für den Link! :)

Hans Rupp
14.10.2003, 16:25
Hallo,

1G Beschleunigung wird beim Landen wenn man drinsitzt sicher hart empfunden, beim Modell würde ich es noch weich nennen. Wenn man jetzt 100N vorspannt, wird schon ab 0,25G eingefedert und bei 1,7 gehts an den Anschlag (wenn sich die Angabe 200N auf die notwendige Kraft zum Volleinfedern bezieht). Also unter 200N würde ich nicht gehen.

Hans

matteusel
14.10.2003, 16:37
Hallo,

mit meiner 5M ASW27 mit 10,5 Kg stehe ich vor dem selben Problem.

Da ich eigentlich auschliesslich am Hang fliege und die Wiesen dort nicht immer golfplatzmässig gemäht sind kann ich mit einem normalen Einziehfahrwerk nicht unbedingt etwas anfangen da es mir damit des öfteren die Klappen ausreissen wird.

Kennt jemand einen Hersteller für ein gefedertes starrres Fahrwerk? Oder vielleicht verrät mir ja der Andy wie er seines geplant hat.

bie
14.10.2003, 17:17
Danke, Hans, für den Gedanken!

Matthias,

ich will heute abend mal versuchen, ein Bild zu machen (ist eine Zeitfrage) und es morgen hier reinstellen. Dann ist hoffentlich klar, wie meine Konstruktion aussieht. ;)

Herbert Stammler
14.10.2003, 17:21
Moin moin,


Original erstellt von bie:
Und: Wo gibt es Stoßdämpfer mit 150 N?Denke dran daß Du das auch mit dem Hebelarm einstellen kannst. Mußt ja nicht die Feder-/Dämpfer-Kombi direkt über die Achse setzen, ein bisschen weiter Richtung Drehpunkt der Aufhängung und schon passt der 200er. :D

Übrigens fällt mir hier so ein bisschen auf, daß die Begriffe "Federung" und "Dämpfung" etwas weich gehandelt werden...

Federung ist wenn man einen Stoß bekommt, Weg zum Abfangen zurücklegt und dann die Stoßenergie (mechanische) in entgegengesetzter Richtung wieder mit dem gleichen Weg rückwärts abgibt. Stichwort: "Tennisball fällt auf Boden -> Poing".

Dämpfung ist wenn man einen Stoß bekommt, Weg zum Abfangen zurücklegt und dabei die aufgenommene Stoßenergie (mechanische) in eine andere Form umwandelt (meist thermisch), um ein Rückfedern zu verhindern. Stichwort: "Knete fällt auf Boden -> Plopp"

Schau Dir vielleicht mal dazu die Seiten von ACE an, einer der vielen Hersteller für Stoßdämpferequipment, geben sehr gerne Infos raus, Berechnungsbeispiele, Anwendungsfälle, Kataloge, Infomaterial. Link: www.ace-ace.de (http://www.ace-ace.de/)

Die waren damals immer in der FH und haben Vorträge dazu gehalten... und ich erinnere mich heute noch daran... gut angelegtes Geld. :D

Grüße aus Hessen!

Herbert :)

ps: ACE hat auch kombinierte Feder-/Dämpfer-Elemente und wird Dir (oder einem Kollegen mit "Firma" ;) ) vielleicht ein "Muster" zusenden. :D

[ 14. Oktober 2003, 17:34: Beitrag editiert von: Herbert Stammler ]

Yeti
14.10.2003, 19:45
Moin Andy!

Sag mal, was du mit der Federung primär erreichen willst:

- Scalemäßiges Aussehen / Funktion

- oder Schutz vor Überbeanspruchung bei unebener Landewiese (ich habe extra nicht "bei unsanften Landungen" geschrieben ;) )

Im ersten Fall würde ich dir raten, eine Feder zu wählen, die knapp oberhalb einer Belastung durch das einfache Flugzeuggewicht beginnt, einzufedern und einen relativ flachen Kraftanstieg mit dem Federweg hat. Wenn es keine Feder ab 75 N gibt, kannst du, wie von Herbert vorgeschlagen, evtl. mit den Hebelverhältnissen tricksen.

Im zweiten Fall wird es etwas aufwändiger. Hier musst du erstmal festlegen, welche maximale Kraft du der Fahrwerksaufhängung bzw. dem gesamten Flugzeug zubilligen willst und danach die Federkraft bei maximal eingefedertem Federweg festlegen. Ist die Feder erstmal am Anschlag, nimmt natürlich die Belastung schlagartig zu, aber das ist immer noch weniger als hättest du erst gar keine Feder.

Ich habe mal ein Fahrwerk für einen Großsegler ausgelegt und vielleicht kann dich die Vorgehensweise etwas inspirieren. Die Randbedingungen waren damals, dass zum einen das Zusatzlastvielfache aus dem Landestoß nicht größer als 4 G sein durfte und zum anderen die Arbeitsaufnahme der Federung ausreichen musste, um eine Sinkgeschwindigkeit von 1,5 m/s wegzustecken, ohne dass die Federung an den Anschlag kommt (die Zahlen musst du natürlich an deine Ansprüche anpassen aber sie können ja erstmal als Anhaltspunkt dienen).

Aus der ersten Forderung ergibt sich eine maximale Federkraft vom 4-fachen des Flugzeuggewichts (in deinem Fall 300 N) im maximal eingefederten Zustand.

Bei der zweiten Forderung spielt der zur Verfügung stehende Federweg eine Rolle. Es wird zwar immer behauptet, Studenten wüssten nicht, was Arbeit ist, dabei lernt man das im ersten Semester: Arbeit = Kraft * Weg In diesem Fall: Federkraft * Federweg. Da die Federkraft nicht konstant ist, sondern zunimmt, wenn man die Feder zusammendrückt, muss man hier integrieren. Die rote Kurve im folgenden Diagramm zeigt den Zusammenhang zwischen Kraft und Weg einer vorgespannten Feder.

http://www.rc-network.de/upload/1066152302.gif

Die Fläche unter dieser Kurve entspricht der aufgenommenen Arbeit der Feder. Diese Arbeit, die die Feder aufnehmen kann, soll mindestens so groß sein wie die kinetische Energie des Flugzeuges in vertikaler Richtung, also E,kin = 0,5 * m * V²

In deinem Fall also 0,5 * 7,5kg * 1,5² m²/s² = 8,44 Nm (falls du von den 1,5 m/s ausgehen willst). Bei maximaler Federkraft von 300 N bräuchte man also einen Federweg von mindestens 8,44 Nm / 300 N = 0,028 m = 28 mm. Anders herum kann man aus diesem Zusammenhang bei vorgegebenem Federweg die mittlere Federkraft bestimmen. Nehmen wir an, es stehen 50 mm Federweg zur Verfügung, dann müsste die mittlere Federkraft (bei linearer Kraftzunahme der Feder mit dem Federweg genau die Mitte zwischen Anfangs- und End-Federkraft) also 8,44 Nm / 0,05 m = 168,75 N betragen. Als Anfangs-Federkraft erhält man dann 37,5 N und als Federsteifigkeit (Kraftzunahme der Feder mit dem Federweg) 52,5 N/cm.

Die Formeln sind ja alle ganz einfach, so dass du sicher selbst mit den verfügbaren Feder etwas herumprobieren kannst. Und nicht meckern, schließlich hast du gefragt, wie man eine Feder berechnet ;)

Gruß Yeti

Gerhard_Hanssmann
14.10.2003, 21:47
Die Feder muss nicht nur die kinetische Energie der Vertikalbewegung aufnehmen, sie muss auch der Impulsänderung in vertikaler Richtung widerstehen.

Impulsänderung = Maximale Ferderkraft

F ges =(m*dv)/dt + m*g = D*s

mit:
D Federkonstante
m Modellmasse 7,5 kg
g Erdbeschleunigung 10 m/s^2
dv Änderung der Geschwindigkeit in vertikaler Richtung 1,5 m/s
s Federweg
dt Zeit für das erste harte Durchfedern beim Landen z.B 0,1 s.

F = 7,5 kg*1,5m/s / 0,1s + 75 N= ca. 200 N

Die Feder muss also der Kraft von ca. 200N beim ersten Landeaufschlag widerstehen können.

Dies decken die in den oberen Beiträgen durchgeführten Abschätzungen für die Federkonstante ab, also kein Problem.

Gerhard_Hanssmann
15.10.2003, 07:07
Au, hab beim Schlafen nochmals "nachgedacht".
Die Zeit ist keine unabhängige Variable, sie wird über die Federkonstante festgelegt. Daher steckt in der Energieüberlegung von meinen Vorgängern alles drin.
Sory

bie
15.10.2003, 10:55
Ach du dickes Ei!

Da habe ich mir ja schön was eingebrockt ... :D

Herbert, du hast Recht, ich verwende die Begriffe Dämpfung und Federung vermutlich nicht ganz orthodox.

Yeti, du hast das ganz genau erkannt: Ich habe nach der Berechnung gefragt. Du ahnst aber wohl auch, dass ich die Sache eher so über den Daumen gepeilt angehe ... :D

Gerhard, tut mir leid, wenn dich diese Fragen auch noch im Schlaf beschäftigen (geht mir übrigens mit anderen Dingen manchmal auch so ...) ;)

So, ich muss mal ein Geständnis machen: Mathe und Physik sind nicht meine stärksten Fächer in der Schule gewesen - um es mal so auszudrücken. :D

Ich habe einfach darauf gehofft, dass ich hier eine sofort nachvollziehbare Empfehlung der Art "Nimm einen Gasdruckdämpfer mit xxx N und dann passt das schon!" bekomme (ohne dass ich mir meinen Kopf noch großartig darüber zerbrechen muss).

Allerdings hätte ich wissen müssen, dass die Materie so einfach natürlich nicht ist und man hier auch viel Gehirnschmalz reinstecken kann. Daher erst mal noch einen Zwischendank für alle eure Ausführungen bis hierher!!! Super!

Tja, was will der bie jetzt eigentlich mit dieser Konstruktion erreichen?

Als scale-mäßig muss es nicht sein - ich weiß nicht einmal, ob das beim Original so ist. Ich wollte einfach eine Konstruktion haben, die bei härteren Landungen das Wegspringen durch Einfedern verhindert - also praktisch diesen "Saugeffekt" erreichen, von dem Großseglerpiloten schwärmen, die eine gefedertes (oder ist es ein gedämpftes?) EZFW haben.

So sieht die von mir gewählte Konstruktion aus - ich hoffe, es ist aus den Bildern ersichtlich.

Hier fehlt das Rad und dessen Aufnahme (zwei Alu-Schienen), die zwischen den Schenkeln läuft.

http://www.rc-network.de/upload/1066207757.jpg

http://www.rc-network.de/upload/1066207785.jpg

Am oberen Spant erkennt man die beiden Alu-Winkel, die die Achse aufnehmen, an der der Dämpfer oben befestigt wird. Die Winkel am unteren Spant haben "Schlitze" mit ca. 2,5 cm Länge. Darin können sich die Aufnahmen des Rades nach oben bewegen.

Alles klar? Ansonsten kommen morgen noch einmal Bilder, die die Konstruktion im Ganzen zeigen.

Yeti
15.10.2003, 12:48
Hi Andy!

Nimm eine Gasdruckfeder mit 50 N Anfangskraft im ausgefederten Zustand und 300 N im voll eingefederten Zustand, Federweg 50 mm und dann passt das schon!

Aber was ist daran nachvollziehbar? :confused:

Gruß Yeti

[ 17. Oktober 2003, 00:29: Beitrag editiert von: Yeti ]

bie
15.10.2003, 14:00
Großes Fragezeichen ... :rolleyes:

Yeti
15.10.2003, 14:33
Tja Andy,

der Lösungsvorschlag oben ist ja im Prinzip der selbe wie vorher, nur ohne jegliche Begründung. Die Frage ist, ob dir das weiterhilft?

Es gibt ja zwei Möglichkeiten, einen brauchbaren Tipp zu erhalten. Entweder schreibt jemand, der genau das selbe Problem bereits erfolgreich gelöst hat und du brauchst das nur nachzumachen (gleich schweres und großes Modell und am besten die Bestellnummer der Feder dazu). Oder man beschreibt, wie du selber bestimmen kannst, welche Feder geeignet ist.

Mit einer pauschalen Ansage alleine wie "nimm die Feder XY, dann klappt das schon..." würde ich mich jedenfalls nicht zufrieden geben. ;)

Gruß Yeti

Gast_2222
15.10.2003, 15:34
Tach zusammen, vielleicht hilft dies, bie's grosse Fragezeichen aufzuhellen:

Wir nehmen Gernods richtigen Ansatz und setzen ein:

Modellmasse 8 kg
Gleitzahl zur Landung: schlechte 20
Fluggeschw. 10 m/s

Dann iss die Vertikalgeschw. w = 0,5 m/s und die aufzunehmende Energie 10 J (g=10m/s**2)

Sollen diese 10 J bei 5 cm = 0,05 m Federweg aufgenommen werden, so ist nach Gernod die Federsteifigkeit F':
F' = 20J / 0,05m^2 = 8000 N/m oder 80N/cm oder olle ca 8 N/Kilo...

Die Rechnung gilt für eine Feder ohne Vorspannung Bei Vorspannung von F0 aendert sich Gernods Energieaufnahme (E) in:
E = F0*s + F'/2*s^2

Oben sind dann die 20J zu ersetzen durch
20J - F0*0,05m = 20J - 2,5J = 17,5J, mit F0 = 50N, womit die Vorspannung nicht viel ausmacht.

Bei maximalem Einfedern haengt also 'ne Kraft von 400N dran oder etwa 4 Bierkästen, womit Yetis Zahlen schon passen, und die Landung ziemlich derb ist :)

Viele Gruesse, Wolfgang

Yeti
15.10.2003, 15:51
Original erstellt von Wolfgang Kouker:
Dann iss die Vertikalgeschw. w = 0,5 m/s und die aufzunehmende Energie 10 J (g=10m/s**2)
Moin Wolfgang,

jetzt habe ich mich aber gerade gewundert, warum du bei kleinerer Sinkgeschwindigkeit und gleichem Federweg eine höhere Federkraft herausbekommst. Aber der Fehler steckt oben im zitierten Text.

Sinkgeschwindigkeit w = 0,5 m/s
Masse m = 8 kg

E,kin = 1/2 * m * w² = 0,5 * 8 kg * 0,5² m²/s² = 1 kg m²/s² = 1 Nm = 1 J

Die Erdbeschleunigung, die bei dir zu offensichtlich zu einem um den Faktor 10 zu großen Wert führt, taucht bei der kinetischen Energie gar nicht auf. ;)

Gruß Yeti

Steffen
15.10.2003, 16:04
Hi,

Jetzt sollte man nur noch darüber nachdenken, ob 0,5m/s nicht etwas wenig ist. immerhin ist die Sinkgeschwindigkeit bei der Landung doch deutlich größer (denn die Gleitzahl ist dann sicher nicht mehr 20)

Unter 1 m/s würde ich bestimmt nicht gehen.

Ciao, Steffen

Gast_2222
15.10.2003, 16:07
Tach Yeti, bist ja doch ein alter Schneefuchs :)

Aber sehr schoen, dann kommt man ja doch mit ganz passablen Federn aus, auch die dann noetige Vorspannung macht einen wichtigen Beitrag.

Gruss, Wolfgang, der demnächst wie Gerhard lieber nochmal nachdenken sollte :)

bie
15.10.2003, 17:40
Yeti,

hast ja Recht ...

Es ist übrigens auch noch ein Gedanke aufgetaucht - hat mir jemand per E-Mail mitgeteilt -, an den ich noch gar nicht gedacht hatte:

Soll das Modell im statischen Zustand von der Feder/Dämpfungskraft so gehalten werden, dass das Rad maximal ausgefahren ist oder soll es so gehalten werden, dass es etwa auf der Hälfte des Weges eingefedert ist.

Mann, oh Mann, das ist eine Materie, die zu Diskussionen a la "Ruderdruck"-Thread zu führen scheint.

Dabei wollte ich doch nur ... :D

Nochmal an alle, die hier Berechnungen anstellen:

Ich lese alles genau durch, verstehe es im Überblick auch etwa, kann aber meistens im Detail nicht folgen (da ich auch zu wenig Zeit und Verständnis habe, um mich mit Stift und Papier hinzusetzen, um das nachzuvollziehen). Wie gesagt: Danke für die Bemühungen. :)

Gast_2222
15.10.2003, 17:46
Tach Andy,

mit Steffens Anmerkung zu meiner Abschaetzung wurd ich dann eine Feder mit etwa 50N-80N Vorspannung und bis zu 50N/cm Steifigkeit nehmen, sofern ich genug darueber nachgedacht habe :)

Viele Gruesse, Wolfgang

Holofernes
15.10.2003, 18:15
Seid ihr sicher, dass die Sinkgeschwindigkeit so groß oder noch größer ist? Schließlich ist der Aufsetzpunkt doch das Ende des Abfangbogens und die Sinkgeschwindigkeit geht gegen Null, im Idealfall. Deshalb scheinen mir 50cm/s eher zu passen als 100cm/s.

Space
15.10.2003, 23:08
Andy, so wie du landest würde ich für die 400N Feder pledieren :D

Nein ganz im Ernst, wenn ich unsanft Lande, so das es ordentlich poltert, so behaupte ich mal wirken da deutlich mehr Beschleunigungskräfte als 2g. +1g heisst, der Lunak wiegt statt 7,5kg => 14kg. Wenn du den Lunak nun auf den Boden stellst und nochmal 7,5 KG Akkus reinlädst, so ist das noch keine wirkliche Belastung für das Modell im Vergleich zu der Polterlandung. Die senkrechte Bewegung des Modells wird innerhalb weniger cm vom weichen Rad und dem Untergrund auf 0 abgebremst. Ob man nun mit 80cm/s oder mit 100cm/s sinkt ist nicht so wesentlich, wie es hier diskutiert wird. Zu bedenke ist einfach der kurze Weg, in dem dies geschieht. diesen versucht man eben mit einer Federung zu verlängern und damit die G Belastung zu senken.

Da der Weg sehr kurz ist, den die Feder bei deinem Konstrukt vollziehen darf ( etwa 3cm schätze ich), würde ich eine ~300N Feder beschaffen.
Alternativ; die Empfehlungen von Fema analysieren und den Anteil des Hebelarm der Fema Fahrwerke herrausrechnen.

Beispielzeichnung :p :
O------O------O
Drehpunkt--Rad--Feder

in diesem Beispiel (wenn das überhaupt einer ausser mir deuten kann) ist die erfoderliche Kraft der Feder halb so gross wie an deiner Konstruktion. Gleiche Abstande zwischen den Punkten vorausgesetzt. Also wenn Fema hier für einen 7kg Segler 100N empfielt, dann brauchst du 200N. Wenn die Punkte Feder/Rad vertauscht sind, verhält es sich genau umgekehrt.
Sollte dir später die Federung zu hart sein, kannst du mit dem oberen Aufhängepunkt der Feder spielen. Wenn du hier aus der Senkrechten rausgehst, erhälst du eine weicher Federung.

Thomas

[ 15. Oktober 2003, 23:35: Beitrag editiert von: Space ]

Yeti
16.10.2003, 09:25
Original erstellt von Holofernes:
Seid ihr sicher, dass die Sinkgeschwindigkeit so groß oder noch größer ist? Schließlich ist der Aufsetzpunkt doch das Ende des Abfangbogens und die Sinkgeschwindigkeit geht gegen Null, im Idealfall. Deshalb scheinen mir 50cm/s eher zu passen als 100cm/s.Ihr könnt ja toll landen (im Idealfall) ;) Nur noch mal zum nachdenken: eine Sinkgeschwindigkeit von 1,5 m/s erreicht man bereits beim freien Fall aus nur 11,5 cm Höhe!

Gruß Yeti

jwl
16.10.2003, 12:44
hab zwar noch nicht über ein fahrwerk nach gedacht
aber folgen dinge sind mir aufgefallen

wenn die feder lang genug ist reicht es wenn sie bei eingefahren zustand die modellmasse im gleichgewicht hält. eine feder kann nicht dämpfen sonst waere es keine feder. eine feder kann man vorspannen um andere federeigenschaften zu erziehlen. bei einem fahrwerk will man ja nicht nur federeigenschaft sondern eine dämpfung. hätten wir nur eine dämpfung könnten wir den landestoss in waerme umwandeln.hätten wir nur ein feder hopps das teil davon montag dienstag..... das einfachste ist ein gasdrückdämpfer wie schon beschreibeben in autoheckklappen hätten wir keine dämpfung würde bei öffnen des schlosses die zähne in der heckklappe stecken. der gasdrückdämpfer hat noch einen andern vorteil er ist progressiv mit zunehmen einfahren des zylinders wird der gegendruck höher bzw die federkraft höher. auf der gegenseite ist das gleiche spiel nur das da der konstrukeur ein kleines loch reingedacht hat das kann man wenn man will kleiner oder grösser machen. wenn jetzt ein schlag kommt muss durch das kleine loch die luft und weil diese loch sehr eng ist wird es ihr ganz heiss. wo kommt die hitze wohl her.
bei autos sind die dämpfer unsymetrisch dh. sie tauchen leichter aus als ein, dass das rad besser den unhebenheiten folgen kann. man braucht also für ein gefedert und gedämpftes rad eine progressive feder. den wenn sie zu hart waere würden kleine stösse an die zelle abgegeben und genau diese will man ja nicht. die g belastung hängt also davon ab welche geschwindikeit auf welchem weg gebremst wird. wenn wir keine dämpfung und federung haben ist g unendlich weil eine endliche masse in 0meter gebremst wird.

das ganze zusammenspiel von feder und dämpfung scheint recht kompliziert zu sein.

gruss jwl

ps: die dämpfung durch die flächen wurde nicht berücksichtig.

Hans Rupp
16.10.2003, 15:16
HAllo,



Schließlich ist der Aufsetzpunkt doch das Ende des Abfangbogens...welcher Abfangbogen :D



..und die Sinkgeschwindigkeit geht gegen Null, im Idealfall. Deshalb scheinen mir 50cm/s eher zu passen als 100cm/s.
0,5m/s = Landung mit normaler Sinkgeschindigkeit = butterweich
1,0m/s = normal z.B. mit Einsatz von Störklappen
1,5m/s = "positive" Landung bei Leewirbel
2,0m/s = immer noch ne Landung, wozu baue ich stabil :D
>2,0m/s = nur noch ne Landung wenn alles heil bleibt :D :D

Hans

bie
16.10.2003, 16:01
Nach Harus Auflistung würde ich meine Landungen in der 1 m/sec. - 2 m/sec.-Klasse ansiedeln ... :D

Holofernes
16.10.2003, 17:39
...eine Sinkgeschwindigkeit von 1,5 m/s erreicht man bereits beim freien Fall aus nur 11,5 cm Höhe!
Welcher Aviatiker nähert sich schon dem Festland im freien Fall? (Wenn wir mal von Möllemann absehen) Pfui, ich weiß, das war nich schön... :D :D

Steffen
16.10.2003, 23:05
Auch Smileys bringen den nicht in Ordnung!

Glatte Sechs, setzen!

Jan
17.10.2003, 22:08
...an diesem Thread stört mich nur eins: Wie kann man eigentlich dieses einzig wirklich köstliche "Fernsehbier" Jever und dieses süßliche Bit in einem Atemzug - pardon - ähhh: Tippen nennen?? :confused:

nikolaus
20.10.2003, 12:18
Hi Jungs,

Mal was aus der PRAXIS beim Modell.

Finde ich sehr interessant Eure akademischen Betrachtungen! Die Realität hat gemeiner Weise immer noch eine weitere Überraschung in der Hinterhand :) , sprich, die Rahmenbedingungen sind häufig nicht ausreichend berücksichtigt (auch im Ruderkräfte-Thread war das schon so).

Hier fehlt mir der Aspekt Dämpfung des UNtergrundes oder vor allem UNEBENHEITEN der Piste. Nehmt die perfekte Landung mit butterweichem Aufsetzpunkt an. Und dann kommt plötzlich eine ziemlich unebebene Unebenheit :D vor den Bug. Jetzt wird das gesamte Modell allein über das Fahrwerk auf dem es rollt nach oben beschleunigt - nicht viel, sagen wir 5cm, aber der Impuls wirkt nur 1/50 Sekunde. Ich mag das nicht ausrechnen (steht ja alles schon oben :o ), aber die knackige Amplitude (Kraftspitze) ist der Grund für die (Über-) Dimensionierung der Dämpfer.

Alle meine Segler (Masstab 1/3) sind nach der Formel Dämpferkraft = 4 x Modellgewicht ausgelegt, also mindestens 400N Dämpfer bei 1:1 Hebelverhältnissen. Ich muß sagen, das ist auf einer Wiese mit Maulwurfshinterlassenschaften (Unebenheiten, Vertiefungen im Grund) das Minimum! Meine ASH26 schlägt da auch bei einer sanften Landung unter Umständen hörbar durch.

Wer nur auf Asphalt oder Golfplätzen landet, kann sich bei garantiert sanftem Touchdown sicherlich eine weichere Dämpfung leisten. Wenn ich butterweich auf dem Golfrasen lande, brauche ich ja eigentlich auch gar keine Dämpfung, gell? Aber mit obiger Faustformel bin ich bisher immer sehr gut gefahren.

Gruß,
Nikolaus

Yeti
20.10.2003, 12:32
Original erstellt von nikolaus:
Hi Jungs,

Mal was aus der PRAXIS beim Modell.

Finde ich sehr interessant Eure akademischen Betrachtungen! ...

...Alle meine Segler (Masstab 1/3) sind nach der Formel Dämpferkraft = 4 x Modellgewicht ausgelegt, also mindestens 400N Dämpfer bei 1:1 Hebelverhältnissen. Hallo PRAKTIKER!

Schon interessant, dass man trotz einer völlig theoretischen Herangehensweise auf ähnliche Werte kommt (4 * 7,5 kg -> 300 N Federkraft) :p

Yeti

bie
20.10.2003, 12:51
Hi,

lese alles mit unvermindertem Interesse durch, auch wenn ich mich nicht immer gleich mit unmaßgeblichen Äußerungen zu Wort melde. :D

Die Ausführungen von Nikolaus haben da einen interessanten Aspekt neu in die Diskussion eingeführt bzw. ihn noch mal deutlich herausgestellt: Was soll der Dämpfer eigentlich bewirken - darüber bin ich mir im Verlaufe dieses Threads ja auch immer weniger klar gewesen und weiß es eigentlich auch immer noch nicht so ganz genau.

Ich versuchs mal so: Nehmen wir an, ich lande ordentlich - das wäre die 1 m/s-Klasse, wie sie Hans eingeführt hat. Dann soll der Flieger nicht anfangen zu hüpfen, sondern quasi am Boden kleben, was dadurch erreicht wird, dass der Dämpfer eventuelle Bodenunebenheiten aufnimmt.

Aus Nikolaus’ Worten und Yetis Ausführungen scheint ein 300-N-Dämpfer (ich habe aus Konstruktionsgründen ja das 1:1-Hebelverhältnis) angebracht. Deren theoretische Ausführungen und praktische Erfahrungen lassen darauf schließen.

Jetzt überlege ich natürlich: Kann ich nicht eigentlich weicher landen :rolleyes: und versuche es erst mal mit 200 N!?!

Was würde/könnte passieren? :confused:

Der Segler wurde jetzt übrigens bereits mit starr montiertem Rad geflogen und gelandet - beim ersten Mal übrigens von Montag bis Freitag . Das lag (dies zu meiner Entlastung) aber auch daran, dass ich es erst einmal ohne Bremsklappen- bzw. Butterfly-Unterstützung probiert habe und dies zu einem (zu) schnellen Anflug mit langem Ausrollweg führte.

vanKoch
20.10.2003, 19:38
So, ich lese ja schon ein Weile mit jetzt. Ähm ich würde diese ganze Diskussion erweitern wollen. Ich denke das der Landestoß sowieso nur abschätzbar ist. Zusätzlich sind Unebenheiten im Boden, Grasbüschel und so weiter, zu beachten. Die Kraft komplett durch eine Feder zu leiten führt ja wohl direkt zur starren Lagerung.
Man muss die Dämpferkraft mit einbeziehen. Wie alle ständig feststellen ist die Landung nicht statisch. Also müssen wir dynamisch rechnen.

Es gilt eine Differentialgleichung zu lösen.
d²x(t)/dt²*m+dx(t)/dt*b+x(t)*c=I(t)

Ich habe mal angefangen mich mit verschiedenen Fremderregungen eines Ein-Massensystems, wie oben mathematisch beschrieben, auseinanderzusetzen. Ich bin aber drüber abgebrochen und habe es nicht weiterverfolgt. Wenn mal jemand Zeit hat, ein kleines Programmchen der unterschiedlichen Ansätze für Wegerregung, Kraftsprung und so weiter zu programmieren kann man mit geschickten Eingangswerten sicher was brauchbares raussuchen. Zusätzlich erhält man ein wenig Einblick in die Mechanik eines solchen Systems.
Ich könnte mir vorstellen, das eine sinusförmige Wegerregung ganz gut eine Rasenpiste abbilden kann. Numerisch könnte man sogar eine beliebiges Rauschen mal Progammieren. Wenns dann mit der Landung klappt.... wäre mal einen Aufwand wert denke ich.

Werde mich bei Gelegenheit selbst drum kümmern.

vanKoch

Gast_2222
21.10.2003, 10:33
Tach zusammen,

zunaechst freu ich mich mit Yeti, dass die Rechnungen, die eigentlich alle nur Abschaetzungen der Groessenordnung sind und nichts anderes sein sollten, vom Praktiker mit dem grossen Schlitten :) bestaetigt wurden.

Ich fuerchte jedoch, einige Schwierigkeiten bestehen in der Terminologie. Federn und daempfen sind 2 verschiedene Dinge:

Die Federkraft ist eine Kraft, die einer Auslenkung aus einer Gleichgewichtslage (zB Vorspannung gleich Gewicht) entgegen wirkt und oft proportional zur Auslenkung ist.

Die Dämpfung ist eine reine Widerstandskraft gegen die aktuelle Auslenkungsgeschwindigkeit. Daempfer werden meist so gebaut, dass sie dem Einfedern wenig, dem Ausfedern viel Widerstand entgegenbringen.

Beides zusammen ist dann der Stossdämpfer.

Die hier gemachten Abschätzungen beziehen sich (soweit verfolgt) nur auf die Federkraft. Die Daempfung bewirkt, dass der Flieger nicht anfaengt zu hüpfen. Bei voller Einfederung sollte der Stossdämpfer so in vielleicht 2 sec wieder ausfedern.

Viele Grüße, Wolfgang, fragend ob Bie was zusammengestellt bekommt, bevor die Sonne wieder lacht :)

bie
21.10.2003, 12:26
Hallo Wolfgang (und alle anderen),

ich lese hier staunend mit, wenn es um die wissenschaftlich-theoretische Annäherung an das Problem geht. Wow! :eek:

Da sieht man, wieviel Know-how hier bei RC-N versammelt ist und wie ausgeprägt die Hilfsbereitschaft ist. Danke dafür!!! :)

Was die praktische Anwendbarkeit angeht, da wurden ja auch schon viel versprechende Tipps gegeben. :)

Insofern bin ich sicher, dass die bzw. eine Lösung realisiert ist, bevor die Sonne wieder scheint ... :) :) :) - und sie wird in etwa so aussehen:

Einbau eines Gasdruckdämpfers mit 200 oder 300 N

Wie das dann funktioniert hat, werde ich natürlich nach erster Erprobung posten.