Leichtbau aber wie?

Ich verfolge seit Beginn den Beitrag vom Bau der Marionette. Peter zeigt hier einen reichen Schatz an Erfahrungen. Um den Ablauf seines Beitrags nicht zu stören eröffne ich dieses neue Thema. Im Wesentlichen Stimmen die gemachten Erfahrungen auch mit den meinigen überein.
Leichtbau bedeutet in erster Linie die Belastungen zu kennen. Peter geht bei seinen Überlegungen von einer aerodynamischen Belastung von 5g aus. D.h. die TFL muss das 5- fache des Modellgewichts abhalten. Bei Modellen dieser Größenordnung ergeben sich Kräfte in der Randzone des Tragflächenprofils von ca.1400N als Zug bzw. Druckspannung. Diese müssen nun von den Holmen und der Beplankung aufgenommen werden.
Logische Schlussfolgerung wäre ein Stützkern mit hochfester dünner Oberfläche. Das entspricht der allgemein üblichen Styrobauweise mit Beplankung. Diese kann CFK, GFK, Sperrholz, Balsa u.s.w. sein. Muss aber auch zusätzlich noch weitere Belastungen aushalten. Z.B. auch dem aus meiner Sicht stärkstem Feind aller Modelle.
Dieser ist die Hand des Starthelfers. Bei zu schwach ausgelegtem Innenleben werden schon mal Rippen oder Holmstege zwischen Daumen und Zeigefinger zerbröselt.
oder der Schaumkern eingebeult. Ich habe mal meine Kraft gemessen. Mit 25 bis 30N kann man da schon rechnen.

Meine Lösung war dann auch die Styrobauweise mit Balsabeplankung. Zum Vergleich zwei Leitwerke, die etwa gleiche Grundfäche haben. Oben das Leitwerk der Twin Air von Robbe 83g ohne jegliche Beplankung. Darunter das Leitwerk für eine L-410 mit Balsabeplankung (1mm) und Lackfinisch bringt 148g auf die Waage.

Auch meine neue Zlin 226 hat Styroflächen aber mit 0,4mm Sperrolzbeplankung wegen der Druckfestigkeit durch Steinschläge und Folienfinisch.
Das Gewicht bei 1,6m Spannweite von 800g ist auch nicht überzeugend.

Eine Alternative zur Styrobauweise ist die Rippenbauweise. Gemeinsam mit meinem leider zu früh verstorbenen Freund Micha habe ich für die Z-50 eine Tragfläche gebaut, die mit 400g um einiges leichter war. Zwei Bilder und eine neue Technologie sind geblieben.

Folgende Überlegungen standen dabei im Mittelpunkt:

Rippenabstand im Bereich häufigen Anfassens maximal 30mm. Nach außen größer werdend. Beplankung maximal 1mm dick. Einzelne Rippe nicht schwerer als 3g.

Da es mir noch nicht gelungen ist meine Bilder an der richtigen Position einzufügen, breche ich erstmal ab und setze demnächst mit der Beschreibung der Rippentechnologie fort.

W.

Bau eines Millennium wings

Bau eines Millennium wings

Hallo

Für die Fotos BITTE nach unten scrollen.

http://stunthanger.com/smf/index.php/topic,30209.msg295282.html#msg295282


Gruß Peter

Hallo Peter,
danke für den Link,
der hilft mir aber zur Lösung des Problems des Einarbeitens von Bildern im Text nicht weiter.

Zum Thema Leichtbau schon. Allerdings muss ich da meine Englischkenntnisse erst mal wesentlich erweitern.
Mir geht es im Beitrag auch nicht um super hight tech Bauweisen mit aufwendigen Formen und Materialien. Das nächste Bild soll das nochmal verdeutlichen. Links eine Materialprobe in Wabentechnologie mit 4,5g/dm² Mitte ein Stück eines in der Form lackierten Pylonrenners (7g/dm²) und rechts eine 0,4mm Sperrholzplatte mit Folienbeschichtung (4,8g/dm²). Zum Vergleich wiegt eine herkömmliche Balsabeplankung mit Lackoberfläche ca 10g/dm². Wenn, egal welcher Flächenkern auch verwendet wird, das Bauteil leichter werden soll, muss die entsprtechende Oberfläche leichter werden. Das soll mit möglichst wenig Aufwand und bestmöglicher Oberflächenqualität erreicht werden.
So stand die Aufgabenstellung bei der Z-50 von Micha.
Oder anders, lohnt sich für 0,3g/dm² Gewichtsvorteil der Formenbau und die Anschaffung einer Vakuumanlage? Gibt es Möglicherweise eine Lösung das Sperrholz durch einen anderen Werkstoff zu ersetzen? Im Übrigen reden wir hier zum Beispiel bei einem Kunstflugmodell mit 36 dm² über rund 22g Masseeinsparung bei Vollbeplankung.


W.

Also da ist mehr an Einsparung drin. Aber es bleibt dabei, nicht mit Balsholz, denn da kann man machen was man will, man landet bei 10 Gr/Dm2.

Mit GFK kann man deutlich weiter herunter. Man kann eine Außenhaut aus einer Lage 160er Gewebe - oder noch dünner- laminieren und eben nicht mit Waben stabilisieren sondern mit Diagonalgelege aus Kohlerowings, genauso wie ich es bei meinem Marionette Betonflügel gemacht habe, nur etwas intelligenter. Waben sind für Modellbau aus einer Reihe von Gründen völlig ungeeignet. Da sie aber als das Maß der Dinge gelten machen es alle.

Bei 160 Gramm Gewebe wiegt der getränkte dezimeter unter 3 Gramm. Mit Deckschicht und Lack wird man auf max. 4 Gramm kommen, zuzüglich der Diagonalrowings. Vielleicht baue ich mal ein Probestück und bringe es nach Schwalmtal mit.

Wenn man das so aufbaut braucht man auch kein Vakuum, nur einen Temperofen, ohne den eh nix geht.

Eine solche Außenhaut kann man dann über ein Innengerippe eigener Wahl ziehen. Ich habe das vor Jahren schon mal versucht, weiß aber nicht mehr wie es ausgegangen ist, weil dann einige Probleme im Leben dazu führten, daß all diese Ideen zu Nebensächlichkeiten verkümmert sind.

PeterKa

Hat einer 0,2er Alu zu liegen und kann das mal wiegen ? Sperrholz ist nämlich bei gleicher Festigkeit schwerer.
Lithoblech ist glaub ich in dem Dreh...
Wäre ja mal lustig, alubeplankter Schaumkern. Gibt es in der Industrie auch als Plattenmaterial.
Ansonsten hatt unser Carrier-und Club 30 Mann D.K. eine Technologie, bei der er die Flächen aus Styro schneidet und mit Packpapier beklebt.

Prinzipiell ist die Frage für mich, soll die Außenhaut mittragen oder nur Glatt sein ?

MfG,
Sebastian

"Leicht" muß nicht immer das Optimum darstellen.

"Leicht" muß nicht immer das Optimum darstellen.

Hallo W. ......Wolfram ?.

Es gibt im www bei Google , yahoo oder Bing "translator" Übersetzungsprogramme die einem mit wenig engl. Sprachkenntnissen schon mal einen gewaltigen Schritt weiter bringen können.
Dazu den englischen bzw. den amerikanischen Text kopieren und im "translator" Programm einfügen ,
auf "Deutsch" klicken und los geht's.
Die Übersetzung kann schon mal etwas holprig sein, aber macht nix weil im Sinne wissen wir ja worum es geht.
"Leicht" gibt bei Windstillen Wetter mit Sicherheit die bessere Performance ab .
Bei windigem Wetter allerdings geht der Schuss (Flug) meist nach hinten los.
Extrem leichte F2B Flieger können bei Windböen im Waagerechtflug schon mal hüpfen (+/-) 0,5 M.
Deswegen bringen die F2B Profis bei unsicherer Wetterlage schon mal auch ihren etwas schwereren Flieger mit zum
Platz der ohne bzw. weniger zu hüpfen eben satter in der Luft liegt.
Manch einer trimmt auch sein Modell mittels Bleizugabe in der Rumpfnase eine Nuance Kopflastig.
Im Sinne ist Leichtbauweise bei windigen Wetterverhältnissen nicht unbedingt von Vorteil.
Selbst Jean Paul Perret Landres FRA F2C Weltmeister 2000 bevorzugt bei Wind ein etwas schwereres Modell.
In diesem Fall rede ich hier von ein paar Grämmchen und nicht von Pfunden.

Gruß Peter

Es ist immer leichter, ein leichtes Modell aufzuballastieren, als ein schweres Modell leichter zu machen. Daher kann es nie verkehrt sein, die leichtest mögliche Bauweise anzustreben: So leicht wie möglich, so schwer wie nötig. Das sind aber Binsenwahrheiten.

Bei Wolfram sieht die Sache noch anders aus. Seine Scale Modelle sind wegen der vielen Details und technischer Mimiken von Haus aus deutlich schwerer, als reine Kunstflugmodelle. Das kann dann schon mal dazu führen, daß ein kritisches Gewicht erreicht werden kann. Überspitzt formuliert: Wenn ich die Außenhaut 100 Gramm leichter mache, kann ich dafür das Cockpit schön ausbauen, ohne Flugeigenschaften zu verschlechtern. Hier stößt man manchmal an die Grenzen. Ein Beispiel ist da meine Mustang: Liebend gerne würde ich die Haut aus Aluminium machen, aber ich bezweifle daß ich damit das Modell unter 1000 Gramm halten kann, was ich brauche um ausgewogenen Flugeigenschaften zu bekommen, insbesondere um vernünftige Landungen ausführen zu können, die das Scale Programm fordert.

PeterKa

Das Thema Alu als Beplankung ist interessant, aber nicht ohne Probleme.

Alublech 0,3mm 8,8g/dm²

Lithoblech 0,1mm 2,8g/dm²

Dural 0,02 mm 1,0 g/dm²

Dural 0,04 mm 1,6 g/dm²

Hauptprobleme: Z.B. bei Litho und Alublech ist die Gefahr des Eindrückens durch Anstoßen oder Einschläge von Steinen u.s.w.
Dural ist äußerst knickempfindlich das kann schon beim Abrollen von der Spule geschehen.

Das Problem des Einbeulens oder Eindrückens bei Lithoblech habe ich durch Laminiren mit GFK 25g/m² Seide erfolgreich beseitigen können. Auch haben sich Glasfaserstränge zur Versteifung bewährt. Dazu Bilder der Bodenplatte meiner Zlin aus Lithoblech.

Gewichtsmäßig landet man da bei ca. 5g/dm². Eine Menge Arbeit ist auch zu tun.

Dagegen hat die Herstellung der mit Etikettenfolie rechts im Bild der Vergleichsproben nur wenige Minuten gedauert.

W.

Nun aber zurück zur Technologie bei Michas Z-50. Beplankt war die abgebildete Fläche mit 0,8mm Balsa beidseitig mit 25g/m² Glasseide mit diagonalem Faserverlauf auf der Innenseite. Das besondere dabei war, dass die äußere Oberfläche auf einer Glasplatte laminiert wurde. Eine super Oberfläche war das Ergebnis.
Das Flächengewicht der Beplankung lag aber mit 4,5g/dm² nicht weit weg von der Musterplatte Sperrholz Folie.
Interessant wird es erst bein einem Flächengewicht <4g/dm². Natürlich möglichst ohne Schleifen der Oberfläche. Das ist die Aufgabe!!!

Noch ein Nachtrag zur Festigkeit der beschriebenen Tragfläche. Micha hat das Modell gewaltig geerdet. Die Fläche hatte in der Beplankung nur Risse in Richtung der Spannweite. Genau dort, wo die Beplankung keine gute Verbindung mit den Holmen oder Rippen hatte. Fehler beim Verkleben. Leider gibt es davon keine Bilder. Es hat sich keiner getraut, vom Schrotthaufen noch Bilder zu machen.

Einsparpotential gibt es noch bei den Rippen. Dazu im nächsten Beitrag mehr.

W.

Hier einige Rippen als Beispiel. Die unterste Rippe besteht aus folgendem Schichtaufbau. Sperrholz 0,5mm Faser längs der Rippe- Balsa 3mm Faser senkrecht- Sperrholz 0,5mm Faser längs der Rippe und ist gefräst und wiegt 3,5g bei 290mm Länge.
W.

Irgendwie komme ich mit dem Gewichtsvergleich Styro/Rippenfläche nicht zurecht. Ich habe 2 übereinstimmende Meinungen gehört, die berichten, daß eine Rippenfläche voll beplankt leichter zu bauen ist als eine Styropfläche voll beplankt. Ich verstehe es einfach nicht, vielleicht klärt mich jemand auf:

Ein ausgehöhlter Styrokern einer F2B Fläche wiegt ca. 50-60 Gramm. Hier kommt nur noch die Beplankung drauf. Könner schaffen es mit 0,8 mm, ich brauche 1 mm Balsa damit das grabbbelfest ist.

Ein Rippengerüst darf damit um leichter zu sein maximal 50 Gramm wiegen, eher weniger. Aber 8 Rippen a 3 Gramm sind schon alleine 24 Gramm. Da ist noch kein Holm und kein Torsionskasten dabei. Und 8 Rippen bedeutet einen freien Raum zwischen den Rippen von ca 90 mm. Diesen mit leichtem Balsa 1 mm zu überbrücken halte ich für so gut wie ausgeschlossen, wenn das Endprodukt anfassbar sein soll. Das war ja auch der Grund, daß ich es mit Diagonalrippen probiert habe. Dasselbe Balsa kann aber auf einen Styrokern locker verklebt werden. Also ich habe immer den Verdacht, daß hier ein wenig Äpfel mit Birnen verglichen werden, verstehe aber nicht, was die Äpfel und was die Birnen sind.

PeterKa

Ja Peter,
da hast du es wieder einmal auf den Punkt gebracht. Genau der Zweifel, sind die Innereien leichter als ein Schaumstoffkern ist es, warum ich das Thema eröffnet habe. Bis zu welcher Flächengröße ist die eine und ab welcher die andere Bauweise sinnvoll. Ich habe zum Beispiel festgestellt, dass bei einem Leitwerk ein Aufbau mit weichem Balsa und entsprechender fester Oberfläche der Unterschied zum Schaumstoffkern sehr gering ist.
Aber wozu ist z.B. der Torsionskasten notwendig wenn eine geschlossene Kontur bereits durch die Beplankung gebildet wir. Dann haben Holm und Rippen nur noch Stützfunktion. Alle Kräfte müssen von einer entsprechenden Konstruktion der Außenschale aufgenommen werden.
Ich habe heute einen Artikel von Ralph Losemann in FMT-Extra 2008 gefunden. Er beschreibt dort eine Techologie z.B. für einen 2,5m Flügel. Er gibt 700g für die Masse an. Leider fehlen Angaben über Balsadicke und verwendete Glasfaserbeschichtung. Hoch interressant aber ist die Diagonale Anordnung von Kohlefaserroving.
Das entsprechende Netz ist inzwischen auch bei R&G erhältlich.

w.

Also wenn die Schale "alles" stemmen muß, dann scheidet meiner Meinung nach Balsa aus. Ich habe Rippenflächen mit 2 mm Beplankung gebaut, das war voll ok. Aber bei 1 mm hört der Spaß auf.

Ich denke das Stützgerüst lässt sich mit Rippen und Styro einigermaßen gleich schwer bauen, mit leichten Vorteilen für die Rippe. Wenn man darüber eine dünne Diagonalverrippung zieht aus 1 mm Balsa, dann hat man eine sehr gleichmäßgige Unterlage für die Beplankung (siehe mein erster Marionettenflügel). Die Beplankung selbst besteht aus 65 Gr Kohlegewebe, mit Deckschicht, aber ohne jeden Stützstoff. Dessen Aufgabe übernimmt die Diagonalverrippung, die aber nur eine Bruchteil der Fläche bedeckt.

Leider klappt das nicht für den Nasenbereich. Hier würde ich es für am besten halten eine Form zu bauen, in welcher die Nase, ebenfalls aus 65 Gramm Kohle eingelegt wird. Dann bestünde die Schale aus 3 Teilen.

Trotzdem darf man keine Wunder erwarten. Die größte Gewichtsersparnis gegenüber dem Styrokern ist der Verzicht auf die vollflächige Verklebung, die insgesamt auch mit mindestens 50 Gramm zu Buche schlägt.

Mein Versuch für die leichteste Fläche F2B der Welt (also Rinteln und Umgebung) bestünde aus Depronrippen (die leichten), Depron Hilfsholmen, diagonale Aufleimer und Kohleschale.

Alternativ kann man die Diagonalaufleimer aus Kohlerowings in die Beplankung laminieren, so daß die Verklebungspunkte nur aus den Rowings bestehen. Ich würde aber den ersten Versuch mit Balsa machen wollen.

PeterKa

@ Wolfram:

Was hältst Du davon wenn wir uns zusammenhauen. Ich knoble an einer CFK Schale Diese enthält: Nasenbereich bis ca. T25 an einem Stück, 2 Platten bis zu den Flaps, Flapstreifen direkt mit Nylonband angeharzt, Unterseite m it Flaps Nasenleiste passend verrundet, Randbogen aus Gfk. Wir würden natürlich ein Konstriutionszeichnung brauchen, nach der alles angefertigt wird. Hier wäre ein "Standard" F2B Flügel die Wahl. Die Schale geht also genau einmal herum. Wenn es mit gelingt, das mit 100 Gramm zu bauen, müsstest Du das Tragegerüst mit 50 Gramm schaffen, so daß die komplette Fläche bei 150 Gramm landet, mit perfekt glatter Oberfläche und angeschlagenen spaltfreien Flaps. Ich habe noch nicht durchgerechnet ob das tatsächlich so geht, aber ich denke das sollte machbar sein. (40 dm2 a 2,5 Gramm). Das hätte dann schon großen Charme oder ?

PeterKa

Zusammenhauen, ist gut. Allerdings bin ich im Moment zeitlich etwas überfordert. Die Zlin soll noch in diesem Jahr fliegen. Du hast ja im Moment auch genügend Projekte. Wir sollten das Projekt etwas später angehen.

W.

Ich habe da noch ein paar Bilder von Michas Z-50 gefunden.



Hier ist auch der Schichtaufbau des Hauptholms zu sehen.



Ich drucke oder Kopiere meine Rippen auf Etikettenpapier.(z. B.Zweckform Nr.:6119) Da spart man sich das aufwendige Übertragen vom Bauplan.
Bei Micha waren wir zu faul, das Papier wieder abzuziehen. Beidseitig Etikettenpabier ist etwas schwerer, bringt aber schon wieder Steifigkeit in die Stege, die leider im äußeren Bereich fehlen. Nach dem Absturz waren wir klüger.

Also Stege im Abstand von 2-3cm auch in den Außenrippen!

Sollte jetzt auch Text zwischen den Bildern stehen, bin ich zufrieden und nicht mehr generft wie am Anfang des Themas.

Bernd: Vielen Dank für die Hilfe.




Das ist zwar keine Holzbauweise aber in der Fertigung super einfach. Mein Tragflächenversuch Grundflächeninhalt 0,845 dm² . Ich will den Begriff "Schaumwaffel" in diesem Zusammenhang aber nicht verwenden. Die Größe entspricht der Tragfläche meiner Z-42 in Holzbauweise. Bilder zum Vergleich kommen später.

W.

Hallo f4bscale

Ich habe meine Kopien von den Rippenzeichnungen mit Prittstift aufgeklebt ist günstiger und man kann gezielt den Kleber auftragen.
Der Prittkleber haftet auch nicht so stark wie Etikettenkleber und man kann das Papier wieder gut abziehen.
http://www.rc-network.de/magazin/artikel_09/art_09-030/art_030-01.html

Sieht jetzt besser aus mit Text zwischen den Bilder dafür sind Moderatoren auch da

Gruß Bernd

Da ich alles immer einen Tick vornehmer mache: Spray Mount von 3 M , Papier einfach wieder abziehen. Ich mache alles damit (Eisen, Alu, Gfk, Holz). 17 Euro die Flasche hält bei mir ca. 5 Jahre. Ich kann es nur wärmstens empfehlen. Ist dem Pritt deutlich überlegen (so habe ich es früher gemacht).

PeterKa

Schaut mal bei den Freifliegern!

Schaut mal bei den Freifliegern!

Ich verfolge mit Interesse die Bemühungen leicht zu bauen.
Was ich sehe ist folgendes:
Nicht beanspruchungsgerechte Holme: Die Anforderung "5g" ist im Vergleich zu dem was sonst im RC-Bereich gebaut wird ein Witz. Dh. man kann den Holm extem abspecken. Vor allem auch durch die extrem dicken Profile, die hier verwendet werden.
Hiermit kann man Holme auslegen: http://www.cb-roter-baron.de/Holmberechnung version 14-10-2012.xls

Wer heute leicht baut, trennt die Torsionslast von der Biegelast: Dh. D-Box für die Torsion und Holm für die Biegekräfte.
In den Links dieses Beitrags findet man gute Beispiele:
http://www.rc-network.de/forum/show...flugmodellen?p=3172411&viewfull=1#post3172411
oder auch hier: http://www.gregorie.org/freeflight/cf_wing/cf_wing.html

Rippen kann man zB. mit Cap-Strips (CfK) belegen um die Steifigkeit massiv zu erhöhen.

Wenn der zu feste Griff eines Helfers die größte Belastung darstellt, dann passt das IMO kaum zu extremen Leichtbauansprüchen. Kein Voll-GfK Modell der leichteren Bauart kann man so anfassen. Grifffest bedeutet immer schwer!


Vielleicht helfen diese Hinweise.

Gruß,
Bernd

Danke erstmal für die Tipps zum Aufkleben der Zeichnungen. Auch die Anregungen aus dem Freiflugbereich sind sehr hilfreich.

Ich möchte die Eingangsfrage nochmal etwas erweitern.
Mir geht es vor allem um Möglichkeiten, die mit einfachen Mitteln in einer normalen auch für Selbstbaueinsteiger gegebenen Werkstatt gegeben sind.

Die Zeilrichtung ist dabei:

möglichst geringes Gewicht

optimale Festigkeit auch beim hantieren mit dem Modell am Boden.

dem Vorbild entsprechendes Finisch in (semi) Scalequalität

geringer Fertigungsaufwand z.B.ohne viel Schleifarbeit der Oberfläche.

Das habe ich in etwa bei meinem Technologieträger Z-42 erreicht. Die Fläche auf dem Bild hat 7dm² Flächeninhalt und wiegt 83g. Beplankt ist sie mit 0,1mm Polyesterfolie und 0,8mm Balsa. Die Folie ist mit den Tintenstrahldrucker bedruckt. Schön für das Finisch aber für uns völlig ungeeignet. Trotz Schutzlackierung löst sich die Farbschicht. Wasser ist eben ein sehr griechfähiges Element. Außerdem war es sehr schwierig die einzelnen Platten auf die Beplankung zu kleben.
Es war halt ein Versuch.





Das innere der Fläche ist wie auf dem Bild zu sehen, traditionell aufgebaut. Es bieten sich noch viele Reserven bei der Gewichtsoptimierung. Die "Schaumwaffelfläche" ist bei wesentlich geringerem Gewicht im Vorteil. Aber in der abgebildeten Technologie noch nicht ausgereift für eine Veröffentlichung.






Wie stabil die Fläche der Z-42 ist, zeigt das Schadensbild nach eimen 40° Crasch.





W.