woher weiss ich, was ich verstärken sollte?

Hallo Leute,
ich habe seit ein paar Tagen einen Bausatz des Modells Harpia, vertrieben von ED-Modellbau.
Daten:
SPW 2,8m
Fläche ca. 55qdm
Profil S 7012
Dreifachtrapez
QR und WK

Bauweise:
Styro mit Pappelfurnier
Mittelstück mit durchgehendem Kastenholm, 2 mal 3*6mm Kiefer beidseitig verkastet mit (0,8mm??) Sperrholz und mit einem Kohleband oben und unten verstärkt (je ca. 5cm breit)
Außenteile nur kurze Kastenholme, keine Kohleverstärkung. Im Bereich der Klappen scheint keine Kohle investiert worden zu sein.

Das Modell gefällt mir recht gut, s.d. ich mir überlege, ggf. einen etwas höheren Aufwand reinzustecken. Ich sehe drei Möglichkeiten, das Modell festigkeitsmässig aufzuwerten:

1. Verstärkung des Holmes, indem ein solides Kohleteil in den Kastenholm aus Holz eingeführt und verklebt wird (d.h. einteilige Fläche) -> Biegesteifigkeit

2. 60 .. 90g/m2 Kohlegewebe in 45 Grad Winkel aufbringen -> Torsionssteifigkeit, bringt das auch was für die Biegesteifigkeit, weil ja prinzipiell ein Kastenholm drin ist??

3. beides zusammen (ist mir aber eigentlich zu viel Arbeit)

Jetzt stellt sich mir die Frage, wie ich herausbekomme, welche Verbesserung ich am dringendsten brauche. Die Einzelteile machen einen recht stabilen Eindruck, aber man kennt es ja, wenn erstmal alles zusammengebaut und Blei drin ist wird man merken, dass es doch nicht so steiff ist, wie man mal bei den Einzelteilen gedacht hat.

Einsatz:
- Start an einer ungeregelten Winde
- Hangflug
 

Volker Cseke

Moderator
Teammitglied
Hallo principle,

habe von ed den Sierra, der ein wenig vergleichbar aufgebaut ist. Als F3J - Verschnitt ist die Harpia vom Konzept nicht für den harten Racer ausgelegt. In der Version wie der Flieger aus dem Kasten kommt, ist alles sicher ausreichend stabil und nach Erfahrungen mit nunmehr 4 ed-Modellen auch mit vielen Reserven gebaut. Wir haben mal bei einem Flieger die Fläche mit einem GFK-Überzug aus 1 mal 45 Gramm unter 45 Grad versehen. Der Flieger wird dann etwas steifer und natürlich schwerrer. Flog dann bei entsprechndem Wind am Hang schön steif. Nach dem Einschlag durch Übermut hat es ihm aber nicht geholfen.

Viele Grüße

Volker
 
Hallo Volker,
die Einstufung des Harpia als F3J Modell ist sicher nicht schlecht, im Vergleich zum Sierra ist aber mehr Material verbaut (und damit auch mehr Gewicht). Gewicht aller Teile das Baukastens beim Harpia ist 1350g, der Sierra ist lt. Art Hobby wesentlich leichter.
Vom Profil und der Geometrie ist der Harpia sicher auch als flotter Hangsegler geeignet. Mit der Einstufung F3J soll wohl angedeutet werden, dass das so ohne Verstärkungen NICHT F3B oder F3F tauglich ist. (Obwohl bei F3J ja auch sehr hohe Kräfte beim Start wirken). Na ja, die Argumentation ist nicht so ganz sauber. Jedenfalls ist die Festigkeit nicht voll Power Start fähig, egal ob mit Winde oder 2 Leuten. Dem stimme ich voll zu. Ein besonders schwaches Detail sind für mich die Flachstahl/Messing Flächenverbinder. Das ist für härteren Einsatz nicht zu gebrauchen. Ich baue die Fläche einteilig mit eingeharzten Holmverbindern.

Mir geht es jetzt darum, das Modell von der Festigkeit her in die nächste Klasse zu hieven, mit entsprechendem Zusatzgewicht. Dass das dann trotzdem nicht mit den etablierten Voll-GFK/CFK Modellen mithalten kann ist mir klar.

Also: Holm verstärken oder in Richtung Torsion gehen?

Gruß,

Uli
 

Ted

User
Hallo Uli.

Prinzipiell rate ich dazu, in erster Linie die Torsionssteifigkeit zu erhöhen.

Dafür gibts meiner Meinung nach folgende Gründe:

1. Eine tordierte Fläche wird auch die Auftriebsverteilung verändern und damit ist die ganze Aerodynamik versaut. Der Konstrukteur hat sich also umsonst darum bemüht, eine vernünftige Auslegung zu erarbeiten!

2. Eine Überlastung einer biegeweichen Fläche sieht man in der Regel und kann entsprechende Gegenmaßnahmen ergreifen, bevor der Flieger platzt. Einer biegesteifen, aber torsionsweichen Fläche wird man eine solche Belastung wohl in den seltensten Fällen ansehen. Ganz zu schweigen in diesem Zusammenhang von dynamischen Effekten (Flattern!!!)

3. Außerdem hat man ja an der Fläche noch Querruder, die die Fläche bei Ausschlag noch zusätzlich auf Torsion belasten. Mit einer torsionssteifen Fläche werden dann auch die Rudereaktionen direkter.

Es gibt sicherlich noch mehr Gründe für eine torsionssteife Fläche.

Hat jemand Gegenargumente?

Ted
 

Evil2k

User
@ted

du sprichst mir aus der seele. die torsionssteifigkeit hätte ich mal bei meinem hacker antares erhöhen sollen. habe einen phasor 30/3 an 12 zellen bei 1600gr fluggewicht betrieben. steigfug bis zur sichtgrenze, aber beim anschliessenden abfliegen der höhe mit schnellen überflug hat es mir die flächen in etwa 40m total zerrissen. totalschaden! aber gott sei dank: der BL läuft noch. es war weder windig noch thermik vorhanden. zumindest hat das vario keinen mucks getan.
mein fazit: ich werde ab jetzt jedes neue modell verstärken sofern es nicht aus gfk ist!
grüsse

Thorsten
 

Hans Rupp

Vereinsmitglied
Hallo,

Bei dem geschilderten Aufbau ist nicht klar, welches Material die Biegelast trägt. Vermutlich werden es die Kohlebänder sein. Auf Zug ziemlich sicher, auf Druck kann der Kiefernholm abhängig vom Druckmodul mittragen.

Beim nachträglich Verstärken unbekannter Konstruktionen und verwendter Materialien besteht immer die Gefahr, dass entweder nur die Verstärkung die Last trägt und vor dem Rest die Bruchausdehnung erreicht oder andersherum. Dann ist entweder die Verstärkung oder das urspüngliche Konstruktionselement nur Balast. Von der Schwierigekeit einer guten Verklebung miteinander mal ganz zu schweigen (speziell wenn Du daran dachtest, die Verstärkung in den Kastenholm einzuschieben). Deshalb wäre das Gelingen einer effektive Holmverstärkung eher Zufall. Am sichersten wäre die Holzbeplankung über dem (unidirektionalen?) Kohleband auszunehmen und dort Kohlenbänder aufzulaminieren. Das ist aber viel Aufwand.

Du schreibst nichts von Diagonalgewebe, also nehme ich mal an dass maximal Glasgewebe unter +/-45° eingebracht ist. Daher könnte eine Beschichtung mit Diagonalgewebe die Torsionsteifigkeit effizient erhöhen. Liegt an der richtigen Stelle (nämlich aussen) und in dem Zug kann man ein gutes Finish gleich mitmachen. Ich würde also nur das machen.

Hans
 
Hallo,
danke für Eure Antworten. Bei der Verstärkung des Holms war ich schon vorher etwas skeptisch. Da wird es doch schnell allzu "hybrid", und die Elemente ergänzen sich nicht mehr richtig.

Uli
 
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