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Thema: ARES Pfeilnurflügel für die 2 m RES-Klasse

  1. #1
    User Avatar von UweH
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    Standard ARES Pfeilnurflügel für die 2 m RES-Klasse

    Hallo Leute,

    zu der Entwicklung der Ares hab ich im Pfeil-Nuri-RES-Thread schon ein bisschen was geschrieben.
    Hier soll es nun in einem eigenen Thread weiter gehen, denn inzwischen sind die ersten Frässätze an Nachbauinteressierte gegangen und es wird Zeit dass hier eine Plattform eröffnet wird um Fragen der Nachbauer zu beantworten und Erfahrungsaustausch zu dem Modell zu ermöglichen, wie sich das schon für die Horti bewährt hat.
    Ich möchte hier ausdrücklich betonen dass ich an Ares kein Geld verdiene und die Rechte für die Vermarktung gegen Modellbauer-Währung abgegeben habe: Arbeit gegen Arbeit, für Material muß ich genauso bezahlen wie derjenige der zusätzlich die Arbeit für Parabola, Strong, Horti & Co bei den beiden Thomas mitkauft.

    Jetzt zum Modell: Nachdem klar war dass es bei dem Reglement für RES in Deutschland eine Ausnahme für Nurflügel geben wird, habe ich mir Gedanken gemacht wie so ein Wettbewerbsnurflügel für die 2 m Holzklasse aussehen könnte.
    Entgegen meiner sonstigen Affinität habe ich mich gegen eine Hortenauslegung und für einen Wingletpfeil entschieden um mehr Maximalauftrieb für den Hochstart zu bekommen, der geringe cAmax verbindet Bretter und Hortenflugzeuge, deshalb kam auch ein Brett damals nicht in Frage.
    Für die Auslegung habe ich die Pfeilung und Streckung so angelegt, dass im Mittelbereich Hochauftriebsprofile verwendet werden können, deren negativer Nullmomentenbeiwert in dem Fall sinnrichtig in die Bilanz des Flügelmoment eingeht. Basis ist hier der SA 703X-Strak.
    Die Profile wurden im X-Foil mit der zu erwartenden Re-Zahl der Einbauposition untersucht und entsprechend der cA-Belastung auf möglichst geringen Widerstand am Auslegungspunkt in Einbauposition hin ausgewählt bzw. leicht modifiziert.
    Das Optimieren des geringsten Widerstands an der Einbauposition macht den Flügel insgesamt breitbandiger. Die Polaren decken sich über einen sehr weiten Anstellwinkelbereich statt mit der Schränkung auseinander zu driften wenn man ein durchgehendes Profil verwendet.
    Nach außen habe ich mich für einen Strak auf das gering gewölbte S-Schlagprofil AS116 meines Vereinskollegen Alexander Sauer entschieden. dazwischen ist das SA-Profil so modifiziert, dass am Tiefensprung keine Dickendifferenz in der D-Box entsteht, der Tiefensprung-Übergang ist im Endleistenbereich recht einfach zu bauen.
    Name:  Klein110919 ARES Plattenwinglet.jpg
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    Florian Rösch hat Ares freundlicherweise auch noch mal im XFLR5 simuliert:
    Name:  Klein111202 Uwe RES 3D.jpg
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    Die Scharnierachse der Elevons beginnt innen mit dem Ruder und außen habe ich eine Giga-Flap vorgesehen, die auch möglichst von den Nachbauern eingebaut werden sollte. Das zurück versetzte Winglet erhält durch den fest stehenden Teil des Außenflügels eine mechanische Stütze gegen abbrechen und der Wingletfuß erhält weniger Turbulenzen durch Anstellwinkeländerung wie bei ganz nach außen reichenden Rudern. Damit hat Ares keine Ruderlängsspalte.
    Wer mit der Gigaflap baulich nicht zurecht kommt sollte das Elevon 10-15 mm vor dem Winglet enden lassen und einen fest stehenden Teil mit Ruderlängsspalt einbauen.

    Name:  KleinCIMG0759.jpg
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    Name:  KleinCIMG0781.jpg
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    Name:  KleinCIMG0782.jpg
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    Der Prototyp wurde noch mit Kohleholmen und allerlei Verstärkungen aufgebaut um die Flugerprobung auch bei eventuellen Rückschlägen besser zu überstehen, das Fluggewicht beträgt derzeit etwa 750 Gramm~20 gr/dm² Flächenbelastung. Für die Serie habe ich die Ausschnitte für Kiefernholme umgezeichnet und je eine Helling für den Aufbau der Ober- und Unterseite dazu konstruiert. Es gab auch einige kleine Änderungen aus der Prototypenerprobung. Durch die Helling und die Besonderheiten der Konstruktion ist kein Papierplan im üblichen Sinne notwendig, es genügen ein paar verkleinerte Übersichtszeichnungen um sich im Spreißelkasten nicht allzu sehr zu verirren. Das Modell wird am besten auf billigen, beschichteten Baumarkt-Regalbrettern aufgebaut.
    Ich habe leider nur Bilder vom Prototypenaufbau der etwas anders als die Serie ist, vielleicht kann Laqui ein paar Bilder vom Bau der finalen Konstruktion einstellen.
    Name:  KleinCIMG0229.jpg
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    Name:  Klein0611CIMG0516.jpg
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    Name:  KleinIMG_0252.jpg
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    Name:  KleinIMG_0258.jpg
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    Der letzte Stand der Zeichnungen für die Frästeile sieht so aus:

    Name:  Klein120409 Ares Zeichnungsübersicht.jpg
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    Name:  Klein120409 Helling Unterseite.jpg
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    Name:  Klein120409 Helling Oberseite.jpg
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    Ein gewichtsoptimierter Ares dürfte unter 700 Gramm zu bauen sein, der Rumpf bietet Platz für etwa 200 Gramm Ballast im Schwerpunktbereich wenn man Rundmessing verwendet, bei Vierkantmaterial und / oder Blei entsprechend mehr. Ich habe den Prototypen bisher allerdings noch nicht mit Ballast geflogen.

    Hier noch ein paar Videos des Ares im Flug bei verschiedenen Bedingungen, aber das Modell ist klar ein Thermiksegler für die 2 m 2-Achs-Klasse und für Starkwind und Kunstflug gibt es geeignetere Modelle. Ich habe bisher nur eine Rolle geflogen und dafür alle Reserven bei fahrtaufnahme und Ruderausschlägen gebraucht, aber Loopings gehen extrem eng.
    Hochstart hab ich auch schon viele ohne Probleme gemacht, aber Loggerdaten und Videos dazu folgen noch.






    Wie oben schon geschrieben soll dieser Thread für Fragen und Erfahrungsaustausch sein, aber da ich beruflich viel unterwegs bin können die Antworten schon mal ein paar Tage dauern

    Gruß,

    Uwe.
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  2. #2
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    Standard Aufbau des ersten serien Ares

    Hallo @ all,

    ich bin derzeit an Aufbau des ersten serien Ares und stelle hier einige Baustufenbilder ein.

    Der Einfachheit halber hab ich mit den Winglets angefangen.


    -Teile herauslösen
    -Nasen verschleifen
    -Teile auflegen
    -Teile mit Sekundo verkleben

    Name:  IMG_8096.JPG
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    und nach kurzer Zeit liegen die beiden Winglets im Rohbau vor uns

    Name:  IMG_8097.JPG
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    Zweiter Schritt Rumpfrohbau:

    hier die benötigten Einzelteile

    Name:  KleinCIMG0235.jpg
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    die Teile die doppelt vorhanden sind werden deckungsgleich aufeinander geklebt
    Name:  KleinCIMG0239.jpg
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    Name:  KleinCIMG0238.jpg
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    in die Ecken der Rumpfseitenwände werden die beiligegenden Balsa Dreikantleisten aufgeklebt
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    Verklebung der Hauptspanten mit der Holmverbinderführung und Rumpfspitze mit dem kleinen Hilfsspannt.
    Name:  KleinCIMG0263.jpg
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    Name:  KleinCIMG0266.jpg
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    Zusammenfügen des Rumpfes mit Hilfe starker Klemmen
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    Name:  KleinCIMG0268.jpg
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    Name:  KleinCIMG0275.jpg
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    Den Rumpf jetzt erstmal gut aushärten lassen und beiseite legen.

    Morgen gehts weiter.

    Gruß
    Thomas
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  3. #3
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    Standard ARES

    Hallo,

    bitte nochmal für Dummies:

    Wo gibts den Frästeilesatz?
    Waskostdas?

    Gruß
    Uwe
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  4. #4
    User Avatar von UweH
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    Standard

    Zitat Zitat von mh-32 Beitrag anzeigen
    Hallo,

    bitte nochmal für Dummies:

    Wo gibts den Frästeilesatz?
    Waskostdas?

    Gruß
    Uwe
    Hallo Namensvetter,

    nix für Dummies, es steht hier ja noch nirgends. Den Vertrieb der von Thomas Schikora gefertigten Frästeile hat Thomas Laqua übernommen, er stattet die Baukästen auch mit dem restlichen Material aus, z. B. Holzholme, Steckung, Balsa für Verkastung und Rippenaufleimer, usw..

    Im Nachbarforum hat er geschrieben dass der Bausatz 125 € kosten soll, aber ich weiß nicht ob das noch gilt, bitte den Preis bei Thomas Laqua anfragen.

    Gruß,

    Uwe.
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  5. #5
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    Standard Ares

    Hallo,

    danke für die Antwort, da werd ich mich mal vertrauensvoll an Thomas wenden

    Gruß
    Uwe
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  6. #6
    User Avatar von axgi
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    Standard

    Hallo Uwe

    Ich treibe mich eigendlich bei den Aircombat Modellen herum. Da ich aber durch die theoretische Nurflügelei wieder zum Modellbau gekommen bin, lese ich immer sehr interessiert mit.

    Meine Frage bezieht sich auf "sinnrichtig" in diesem Fall:
    Zitat Zitat von UweH Beitrag anzeigen
    Für die Auslegung habe ich die Pfeilung und Streckung so angelegt, dass im Mittelbereich Hochauftriebsprofile verwendet werden können, deren negativer Nullmomentenbeiwert in dem Fall sinnrichtig in die Bilanz des Flügelmoment eingeht.
    Geht ein Profil mit negativem cm0 nicht immer auch negativ in die Bilanz ein? Egal ob es vor oder hinter dem SP sitzt?
    "Sinnrichtig" heißt dann also nicht Nase hoch, oder habe ich etwas falsch verstanden, bzw. überlesen?

    Grüsse

    Axel
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  7. #7
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    Standard Flächenbau

    Hallo,

    weiter gehts mit den Flächen.
    Ohne die gut durchdachten Hellings geht es bei diesem Modell nicht. Daher geht es mit diesen los.

    Arbeitsschritte wie schon bei den Winglets.
    Die Hellings können nicht falsch zusammengesetzt werden da die Teile nur an ihre angedachte Position passen.
    Bitte darauf achten das immer eine rechte und linke gebaut wird!!!

    Name:  IMG_8101.JPG
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    Hier die Helling in die die Rippen eingesteckt werden
    Name:  IMG_8197.JPG
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    In diese werden dann die Flächen eingelegt um die Unterseite zu beplanken.
    Die Klötze an der Helling sind die Anschläge für die Endleistenbeplankung
    Name:  IMG_8198.JPG
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    Danach werden alle Rippen herausgetrennt und in die Helling der Unterseite gesteckt, auch hier, jede Rippe passt nur an ihre Position.
    Weiterhin werden die Verbinderhülsen und die Holme eingesteckt und festgeklebt.
    Name:  IMG_8125.JPG
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    Name:  IMG_8123.JPG
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    Name:  IMG_8124.JPG
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    Die Holme beim Ares bestehen aus insgesammt 12m Kieferleisten, wobei der Unter und Obergurt aus jeweils 3 Leisten besteht.
    Die Hilfsholme in der D-Box werden aus je einer Leiste erstellt die bis ca 2/3 der Spannweite gehen.
    Da die Flächenhälften länger als 1m sind, wird eine Leiste des Hauptholmes verlängert, dies ist aber nicht schlimm, da ja noch eine Leiste daneben liegt und die Klebung dadurch geschient wird.

    Während das alles aushärtet können in der Zwischenzeit die Beplankungsteile für die D-Box und Endleiste zusammengefügt werden.
    Name:  IMG_8103.JPG
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    Ich habe die Teile dann mit einfachen Lack aus der Dose grundiert, geschliffen und mit 45g Glasgeweben diagonal beschichtet.
    Falls einer Fragen hat keine scheu!!!

    Gruß
    Thomas
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  8. #8
    User Avatar von UweH
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    Standard

    Zitat Zitat von axgi Beitrag anzeigen
    Fall:

    Geht ein Profil mit negativem cm0 nicht immer auch negativ in die Bilanz ein? Egal ob es vor oder hinter dem SP sitzt?
    "Sinnrichtig" heißt dann also nicht Nase hoch, oder habe ich etwas falsch verstanden, bzw. überlesen?
    Hallo Axel,

    das Profil geht abhängig von der Einbauposition mit bestimmtem Vorzeichen und Betrag in die Flügelmomentenbilanz ein.
    Du kannst das im Ranis leicht an einem Testflügel überprüfen, z.B. ein Rechteckflügel mit hoher Streckung z.B. > 12 und hoher Pfeilung z. B. 30°

    Nimm z.B. 3 Stützstellen innen / mitte / außen, lineare Schränkung und baue da abwechselnd Hochauftriebs- und S-Schlagprofile ein. Beobachte wie sich der Flügel-cA und der "Nullmoment des Gesamten Flügels" bei den "berechneten Werten" verändert, dann werden Dir sicher ein paar Zusammenhänge klar
    Wenn Du die Pfeilung und Streckung veränderst wirst Du auch sehen können dass der Flügelmoment und cA nicht vom Pfeilwinkel abhängig ist, sondern vom Hebelarm aus der Einbauposition der Profile zueinander.

    @all: so sehen die weiteren Übersichtspläne aus, die ich in den nächsten Tagen noch fertig mache. Sie werden dank der Hellingbauweise nicht in 1:1 gebraucht und werden nur zur besseren Übersicht verkleinert im Spreißelkasten bzw. als pdf auf der CD dabei sein, derzeit fehlt noch die Nummerierung der Teile im Plan und die dazu passende Einzelteilübersicht auf den Materialplatten mit den Frästeilen....letztere hat Thomas Schikora aber schon vorbereitet

    Name:  Klein120410 Ãœbersichtszeichnungen.jpg
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    Gruß,

    Uwe.
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  9. #9
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    Standard SP

    Hi Uwe,

    gib uns doch bitte mal noch die Ruderausschläge und den SP.
    Mein Rohbau wiegt jetzt 520g.
    Weitere Bilder kommen heute Abend.

    Gruß
    Thomas
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  10. #10
    User Avatar von UweH
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    Standard

    Zitat Zitat von laqui Beitrag anzeigen
    gib uns doch bitte mal noch die Ruderausschläge und den SP.
    Mein Rohbau wiegt jetzt 520g.

    ...ööööhhh....bist Du schon so weit?
    Ich meß das heut Abend raus, sorry es kam bisher immer was dazwischen

    Beim Gewicht liegst Du etwa im Bereich des Prototypen, für eine Leichtversion sollte man sehr sparsam mit den Verstärkungen sein, aber das kostet dann ein bisschen Robustheit.
    Ich möchte auch mal eine Hellingversion bauen, da will ich dann mal testen was beim Leichtbau noch drin ist

    Gruß,

    Uwe.
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  11. #11
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    Standard

    Hi Uwe,

    ganz so weit bin ich noch nicht, aber die Flächen sind gebügelt, morgen noch Servos rein, Rumpf bügeln, Winglets bügeln und dann brauch ich die Daten.
    Am WE muss er in die Luft.



    Gruß
    Thomas
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  12. #12
    User Avatar von UweH
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    Zitat Zitat von laqui Beitrag anzeigen
    ......... und dann brauch ich die Daten.
    Am WE muss er in die Luft.
    Hallo Thomas,

    na dann.....hier die Einstelldaten des Prototyp.

    Zunächst aber noch ein paar Worte zum fliegen von Ares.
    Das Modell ist schon etwas anspruchsvoller zu steuern als ein Zagi.
    Die zu steuernden Höhenruderausschläge für das normale rumfliegen sind sehr gering, ähnlich wie bei einem Brett, aber Ares zeigt Thermik sofort durch sehr starkes anheben der Flügelnase an und um dem gleich wirkungsvoll entgegen zu steuern sind ziemlich große Maximalausschläge erforderlich um dabei nicht zu überziehen.
    Das hört sich jetzt zunächst etwas seltsam an, aber wenn man das weiß, für den eigenen Geschmack richtig eingestellt und sich ein bisschen daran gewöhnt hat, ist dieser Pfeil überaus angenehm zu fliegen und läßt sich eng und wendig da hin steuern wo man ihn haben will: in die Thermik ........ich denke das sieht man auch auf den Videos

    Den Schwerpunkt markiert man am besten auf der Rumpfunterseite indem man den Rumpf auf dem Rücken liegend mit der Flügel- = Rumpf-Nase gegen eine senkrechte Fläche stößt und von da nach hinten mißt, wie auf dem Bild zu sehen. Dann Flieger zusammen bauen und an der Markierung auf einem kleinen Stück Dreikantleiste mit leicht hängender Nase auspendeln.

    Name:  KleinIMG_0432.jpg
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    Einstelldaten:
    Schwerpunkt fürs einfliegen und gewöhnen: 265-267 mm von Nase
    Schwerpunkt für Leistungsflug (nicht überziehsicher): 262 mm von Nase (~6% FLZ_Vortex-Stabilitätsmaß)

    Hochstarthakenposition Prototyp: 245 mm von Nase

    Höhenruder Grundanstellung: Klappen im Strak

    Ruderausschläge Prototyp, gemessen außen am Übergang zum Gigaflap:
    Höhenruder: -8 mm (hoch) / + 8 mm (runter) mit 50 % Expo
    Querruder: -10 mm (hoch) / +12 mm (runter) = im Sender 25 % negative Differenzierung, kein Expo

    Die negative Differenzierung kann man durch den 2-Klappenflügel auch manuell steuern, aber programmiert wirkt das schneller als das Auge die notwendigen Steuerausschläge erkennen kann. Ich finde die programmierte Diff. bei Ares (und bei X-mess) persönlich angenehmer zum einkreisen und in der Kurve stützen.

    Die Spoiler sind bei mir je 3 Rippenfelder lang und 40 mm breit. Sie fahren maximal ungefähr 80° aus und wirken sehr gut. Für einen relativ langsamen, steilen Sinkflug habe ich - 4 mm (hoch) Höhenruderzumischnug bei Spoiler-Maximalausschlag programmiert.

    Die Einstellwerte sind nach meinem persönlichen Geschmack gewählt, aber wie bei jedem Leistungsmodell sollte auch Ares nach individuellem Geschmack eingestellt und die Werte dazu erflogen werden.

    Gruß,

    Uwe.

    P.S.: hab ich noch vergessen: bei glatter Folienbespannung verbessert je ein Turbulator (z.B. Zackenband 0,2 -0,3 mm) auf Ober- und Unterseite vor den Rudern die Wendigkeit merklich. Als Position hat sich die Übergangskante der D-Box, unmittelbar vor den offenen Rippenfeldern bei mir bewährt. Sind die Turbulatoren deutlich länger als die Ruder, verschlechtert sich das Abrißverhalten wieder.
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  13. #13
    User Avatar von UweH
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    Standard Schwerpunkt Ares, Nachtrag

    Zitat Zitat von UweH Beitrag anzeigen
    Schwerpunkt fürs einfliegen und gewöhnen: 265-267 mm von Nase
    Schwerpunkt für Leistungsflug (nicht überziehsicher): 262 mm von Nase (~6% FLZ_Vortex-Stabilitätsmaß)

    (...........)

    Höhenruder Grundanstellung: Klappen im Strak.
    Sorry, hab noch was vergessen: "Höhenruder Grundanstellung: Klappen im Strak" gilt für Schwerpunkt 262 mm.
    Bei Schwerpunkt 257-260 mm stehen die Höhenruder auf - 2-3 mm (hoch), sonst steckt der Ares nach dem Start drei Meter vor dem Werfer in der Wiese

    Gruß,

    Uwe.
    Geändert von UweH (12.04.2012 um 22:05 Uhr) Grund: Einflugschwerpunkt falsch rüm gerechnet
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  14. #14
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    Standard Flächenbau

    Hi Uwe,

    Hast du da was verwechselt, 262 ist doch weiter vorne als 265-267mm???

    Aber erstmal zurück zum Flächenbau.

    Als nächtes wird die komplette Flächenoberseite fertig beplankt, inklusive Endleiste, D-Box und Aufleimer.
    Begonnen wird mit der Endleiste, diese wird an den Anschlägen der Klötzchen ausgerichtet.
    Weiter geht es mit der D-Box, diese wird am Holm ausgerichtet, dann die Platten an der Wurzel und fürs Servo, diese werden noch etwas angepasst.
    Zum Schluss habe ich aus den Fräsplatten der Beplankungen ca 8mm breite Streifen für die Aufleimer geschnitten und diese aufgeklebt.

    Name:  IMG_8199.JPG
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    Wenn das alles ausgehärtet ist nimmt man die Flächen aus der Helling und legt sie in die andere.

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    Als nächstes werden Streifen Quer zur Maserung (auch aus den Fräsplatten) geschnitten diese werden für die Holmverkastung benutzt.
    Der Hauptholm wird beidseitig und der Hilfsholm in der D-Box auf der Vorderseite verkastet (das ist die hässlichste und zeitraubenste Arbeit).
    Dadurch entstehen zwei Torsionskästen die den Flügel sehr verwindungssteif machen.

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    Bei der Gelegenheit werden gleich noch die Servokabel mit eingezogen.

    Nun muss die ganze Beplankungsorgie nochmal auf der Unterseite wiederholt werden.
    Dann wird die Nase plan geschliffen und eine Balsaleiste aufgeklebt.
    Mit Hilfe der Nasenschablone und der oberen Helling wird der gesamte Flügel komplett verschliffen.
    Die Nasenschablone ist mit Nummern markiert wo diese angelegt wird.

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    Als nächtes werden die Ruder, an den Einfräsungen, abgeschnitten und verkastet. Ich habe diese ebenfalls aus Resten mit 1,5er Balsa hergestellt.
    Das Scharnier liegt auf der Unterseite, oben einen Ruderspalt von ca 4mm vorsehen.

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    In die Zwischenräume der Rippen, wird an der Trennung zum Gigaflap und dort wo später das Ruderhorn sitzt, mit Resten, ausgefüttert.

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    Am WE gibt es dann Bilder vom fertigen Modell und hoffentlich vom Erstflug.

    Gruß
    Thomas
    Es gibt genug Fehler die man machen kann,
    es reicht wenn man jeden nur einmal macht.
    www.laqua-modelltechnik.de
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  15. #15
    User Avatar von UweH
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    Zitat Zitat von laqui Beitrag anzeigen
    Hi Uwe,

    Hast du da was verwechselt, 262 ist doch weiter vorne als 265-267mm???
    Ja, sorry, hab falsch rum gerechnet

    Eingewöhnungsschwerpunkt ist natürlich kopflastiger und das bedeutet 257 - 260 mm. Im Nachtrag konnt ich es noch korrigieren, im Post von Gestern gehts leider nicht mehr

    Noch ein Hinweis zu den Holmen: wenn man den hinteren Gurt ohne Schäftung verlängert und nur stumpf stößt, dann muß der Stoß zwischen dem Holmanschluß des Steckunsrohrs und der Wurzelrippe liegen, so wie Thomas das gemacht hat. Ab dem Anschlußpunkt wird ein großer Teil der Holmkräfte in die Steckung geleitet und der Innenbereich des Hauptholms hat viel weniger zu tragen, damit hälts. Der Steckungsanschluß am Holm sollte aber gut verklebt werden, hier am besten Epoxy mit Glasschnitzel verwenden. Wenn man eine komplette, 1 m Meter lange Kiefernleiste außen an der Wurzelrippe ansetzt stimmt die Stoßstelle innen von selbst.
    Ich werd das in der Übersichtszeichnung noch vermerken.


    @ Thomas: viel Erfolg und Spaß beim Erstflug ...ich bin gespannt auf das Design, kenne ja bisher nur meine Farbvariante

    Gruß,

    Uwe.
    Mein Hangfliegen ist "powered by nature"
    ....wer nichts weiß muss alles glauben...... - Ein Flügel genügt -
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