AkaModell München – unser neues F3K-Projekt 2017/ 2018

Tern

User
Frage

Frage

Toll wie ihr das macht.
Macht Spass mitzulesen und es sind einige neue Ideen dabei.

Wie läuft das mit dem Höhenleitwerk im Aussen bereich ?
Gibt's da eine Theorie dazu ?

Hätte erwartet, dass das Scharnier konstant bei ca. 30% der Flächentiefe durchläuft.

Gruss
Markus
 
Toll wie ihr das macht.
Macht Spass mitzulesen und es sind einige neue Ideen dabei.

Wie läuft das mit dem Höhenleitwerk im Aussen bereich ?
Gibt's da eine Theorie dazu ?

Hätte erwartet, dass das Scharnier konstant bei ca. 30% der Flächentiefe durchläuft.

Gruss
Markus

Ich verstehe leider nicht genau was du meinst. Was ist denn mit dem Außenbereich des Höhenleitwerks?
 
Ich möchte heute ein paar Einblicke in die Entstehung des Projektes geben, und ein bisschen zu den finanziellen Hintergründen dieses Projektes sagen. Gleich vorneweg: nein, wir wollen damit kein Geld verdienen, aber das Material für Formen und Prototypen muss auch gekauft und bezahlt werden.

In unserem diesjährigen Fluglager am Gardasee kam die Idee auf, einen neuen F3K Flieger zu entwerfen, welcher unseren Anforderungen an Flugleistung und Transportierbarkeit entspricht. Nachdem aus anfänglichen Hirngespinsten ein fester Gedanke geworden ist, wurde bei einer Mitgliederversammlung abgestimmt. Jedes Projekt, welches als AkaProjekt und nicht als Privatprojekt gestartet wird, muss immer von einer Mehrheit bei der Versammlung beschlossen werden.

Nachdem es keine Stimmen gegen das Projekt gab, ging es an die unangenehme Frage: „Wer bezahlt das Projekt?“

Die AkaModell ist ein studentischer Verein welcher sich über jährliche Mitgliedsbeiträge und Studiengeldern finanziert. Die Mitgliedsbeiträge decken in etwa die Ausgaben an Verbrauchsmaterial in der Werkstatt (Kleber, Messerklingen, Handschuhe, Bohrer usw.). Die Studiengelder müssen jedes Semester beantragt werden und reichen am Ende nicht aus um solche Projekte zu finanzieren. Zudem haben wir gerade das Projekt „Air Cargo Challenge 2017“ abgeschlossen, welches die Kasse in der Vergangenheit auch in Mitleidenschaft gezogen hat.

Aus diesem Grund sind wir häufig auf Sponsoren angewiesen.

An dieser Stelle freuen wir uns sehr, die GRM Systems GmbH als Sponsor und Partner gewonnen zu haben! Stefan (Forenuser: Gideon) hat uns kontaktiert und Unterstützung für das Projekt in Form von Material angeboten.
Nach einer netten und ausführlichen Diskussion mit ihm am Telefon, wurde uns ein Paket mit verschiedenen Materialien zusammengestellt. Darunter ein polierfähiges und styrolbeständiges Formenbauharz, ein alternatives Laminierharz zum L 285, leichte Biaxialgelege mit 16, 20 und 30 g/m² und ein Rohacell-ähnlicher PMI-Schaum mit 29 kg/m³ Dichte!

Dank der großzügigen Sendung haben wir jetzt ausreichend Material für Prototypen zur Verfügung, sodass wir mit dem Bau der ersten Teile beginnen können.

An dieser Stelle ganz herzlichen Dank dafür!

Ohne die Unterstützung aus der Industrie, wären viele unserer Projekte so nur bedingt möglich.

Die ersten Prototypen werden in den nächsten Tagen entstehen und wir warten gespannt auf die Ergebnisse!

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Tern

User
Präziser

Präziser

Ich verstehe leider nicht genau was du meinst. Was ist denn mit dem Außenbereich des Höhenleitwerks?

Gewöhnlich ist die Scharnierlinie immer bei ca. 20-30% der Profiltiefe.
Das ist bei eurem Höhenleitwerk nicht der der Fall (wenn ich das richtig sehe).

Hier läuft die Scharnierlinie immer weiter nach vorne bis zur Nasenleiste.
Danach wird das Profil komplett verdreht und angestellt, ähnlich einem Pendelleitwerk.
..also für ein sehr kurzes Stück.

Frage ist, ist das Zufall oder gibt es da eine Überlegung dazu.
Gruss
Markus
 

Peer

User
Ich wette, dass einfach eine fette Klappentiefe gewählt wurde, damit ausreichend Ruderwirkung
auch im Langsamstflug zur Verfügung steht....

Gruß
Peer
 
Hallo zusammen,

würde man die Scharnierlinie "fix" bei einer bestimmten lokalen Profiltiefe vorsehen, müsste man den entsprechenden Flügel/HLW/SLW geometrisch daran anpassen. Denn sonst erhält man eine gebogene Scharnierlinie. Und diese würde nicht funktionieren ;-)

Unser Flügel ist auch tatsächlich an der 70% Linie "aufgefädelt". Dadurch ändert man bei gesetzten Klappen nichts an der Form der Auftriebsverteilung, sie bleibt immer (fast) elliptisch. Was Leitwerke angeht, kann man davon etwas abweichen, um bessere Ruderwirkung zu erhalten.
Unser HLW ist unter dem Rumpf angebracht, der Ausschlag nach oben (ziehen) ist daher begrenzt. Um trotzdem eine ordentliche Ruderwirkung zu erzeugen, haben wir die Klappentiefe beim HLW etwas vergrößert. Also Peer hat da richtig getippt.




Gewöhnlich ist die Scharnierlinie immer bei ca. 20-30% der Profiltiefe.
Das ist bei eurem Höhenleitwerk nicht der der Fall (wenn ich das richtig sehe).

Hier läuft die Scharnierlinie immer weiter nach vorne bis zur Nasenleiste.
Danach wird das Profil komplett verdreht und angestellt, ähnlich einem Pendelleitwerk.
..also für ein sehr kurzes Stück.

Frage ist, ist das Zufall oder gibt es da eine Überlegung dazu.
Gruss
Markus
 
Leitwerkskerne fräsen und Bau des ersten Höhenleitwerks

Leitwerkskerne fräsen und Bau des ersten Höhenleitwerks

Wir waren vor Weihnachten noch einmal fleißig und haben unser erstes Höhenleitwerk gebaut!

Davor mussten wir selbstverständlich Kerne fräsen, wobei wir in der Vergangenheit schon ein paar Erfahrungen sammeln konnten. Bei unserem „Bachelor“ haben wir die Leitwerke mit Styrodurkernen gebaut. Dazu wurde die Styrodurplatte auf der Fräse einseitig befräst, anschließend der Rohling in der Saugform (ebenfalls Styrodur) ausgerichtet und die zweite Seite gefräst. Diese Methode hatte einige Schwachstellen: das gelbe Styrodur, welches wir bisher verwendet haben, hat sehr stark zum ausfransen an der Endleiste tendiert. Zudem hat die Styrodur-Saugform beim Einsaugen nachgegeben und das Positionieren des einseitig befrästen Kerns in der Saugform erfolgte eher nach Augenmaß. Aus diesem Grund haben wir eine neue Saugform mit einigen Einlegern konstruiert, welche ich euch hier vorstellen möchte.

Die Oberseite der Saugform hat eine Tasche, in welche verschiedene Einleger eingelegt werden können.

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Um die erste Kernseite zu fräsen wird ein GFK-Einleger eingelegt, welcher ein Durchbiegen des Rohlings beim Einsaugen in die Saugform verhindert. Die Rille am Rand des Einlegers dient dem Fräserauslauf. Der Kernrohling wird vorher mit einem Cutter auf Maß geschnitten und mit einem zweiten Einlegerahmen in der Saugform ausgerichtet. Der Einlegerahmen wird nach dem Einsaugen des Rohlings wieder entfernt.
Die Saugform mit GFK-Einleger und POM-Einlegerahmen zum Ausrichten des Rohlings:
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So sieht der eingesaugte Rohling auf dem GFK-Einleger aus:
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Nun wird wie gewohnt die erste Kernseite gefräst. Anschließend wird der Kern und der GFK-Einleger aus der Saugform entfernt, der Kern umgedreht und mit einem weiteren Einlegerahmen der Kern in der Saugform positioniert. Der Kern passt dabei fast saugend in den Einlegerahmen und lässt sich somit perfekt in der Saugform ausrichten.
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Nachdem der Kern eingesaugt und der Einlegerahmen wieder entfernt wurde, wird die zweite Kernseite gefräst.
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Unseren ersten Fräsversuch haben wir mit grünem Styrodur gemacht, danach folge der PMI-Schaum von unserem Sponsor GRM-Systems.
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Die Kerne sind auf Anhieb ziemlich gut geworden, die Fräsriefen sind trotz 2mm Bahnabstand kaum sichtbar und sowohl Nasen- als auch Endleiste sind scharf geworden. Die Endleiste hat eine Restdicke von 0,4mm und ist knapp 2mm kürzer als das eigentliche Leitwerk. An dieser Stelle wird ein Roving eingelegt welcher die Endleiste abschließt, die Gewebeschichten verbindet und zusätzliche Steifigkeit bringt. Außerdem ist die Endleiste damit um einiges robuster für den Alltag (bei super leichten Leitwerken kann man den Roving weglassen und die Endleiste am Kern ein Stück länger lassen).

Hier noch ein paar Bilder von den fertigen Kernen (links Styrodur, rechts PMI-Schaum). Der Styrodurkern ist mit 1,70g ein bisschen schwerer als der PMI-Kern mit 1,60g. Die Fräsriefen schauen auf dem Foto deutlich schlimmer aus als sie in der Realität sind. Mit dem Finger sind die kaum zu spüren. Weitere Versuche mit Rohacell und verschiedenen Frässtrategien werden im neuen Jahr folgen.
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Aktuell beträgt die Fräszeit ca. 25 Minuten pro Seite mit 1300 mm/min Vorschub, 15.000 U/min mit einem 8mm Schaftfräser. An dieser Stelle ist noch viel Optimierungspotential.

Da wir nun zwei brauchbare Kerne hatten, ging es als nächstes ans laminieren. Dazu haben wir bereits Kevlar (36 g/m^2) für das Scharnier auf einer POM-Platte mit Abreißgewebe vorlaminiert. Leider ließ sich das Kevlar nur schwer vom Abreißgewebe lösen, evtl. waren wir mit dem Harz etwas zu großzügig. Falls jemand Tipps zum Vorlaminieren von dünnem Kevlar-Gewebe hat, würden wir uns freuen wenn er diese mit uns teilt!

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Das vorlaminierte Kevlar kann viel leichter zugeschnitten werden und verzieht sich vor allem nicht mehr, sodass man ein perfektes Scharnierband bekommt. Für die Zukunft ist geplant das Kevlar mit einem Laser zuzuschneiden um sich die manuelle Schneidarbeit zu sparen und ein paar Scharniere auf Lager zu haben.
So sah unser vorbereitetes Laminiermaterial aus (die Verstärkungspatches für die Bohrungen und das Ruderhorn fehlen auf dem Bild leider).

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Wir haben uns entschlossen direkt mit 20 g/m^2 Carboweave zu bauen und das neue Material zu testen. Für den Holm haben wir pro Seite je einen 8mm Streifen 31 g/m^2 A-SPREAD Band verwendet. In die Endleiste kommt wie oben erwähnt ein 1K Roving (wird in Zukunft durch einen 6K Roving ersetzt). Um die Nasenleiste des Kerns legen wir einen Streifen 25 g/m^2 Glasfaser, welcher mit Transferklebeband (der Trick stammt von Jan Henning) aufgeklebt wird. Verstärkungspatches wurden aus Kohlefaser-Reststücken ausgeschnitten und im Bereich der Bohrungen für die Verschraubung sowie das Ruderhorn eingelegt. Als Laminierharz haben wir das LG285 von GRM-Systems mit zugehörigem Härzer LG285 verwendet. Pro Formseite wurde 1g Harz verwendet, das Glasgewebe an der Nasenleiste, sowie das Scharnierkevlar und der Roving wurden mit einem Schaumroller zusätzlich getränkt.

Hier noch zwei Bilder vor dem Schließen der Form und mit eingelegtem Kern:
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Die Form wurde anschließend mit Schraubzwingen gepresst und bei 40°C in der Temperkammer ausgehärtet.

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Nach 48 Stunden wurde das Leitwerk entformt:
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Mit dem Gewicht von 5,20g nach dem groben Beranden sind wir für das erste Leitwerk sehr zufrieden. Die Oberfläche hat keine trockenen Stellen, lediglich die Endleiste ist etwas labil (aus diesem Grund in Zukunft ein 6K Roving anstatt 1K).
Das war es erstmal von unserer Seite, im neuen Jahr geht es dann fleißig weiter. Unser Ziel ein Höhenleitwerk bis Weihnachten zu bauen haben wir zum Glück noch erreicht. 😊
 
Hallo,
habt ihr schon einmal MDF als Einlegerahmen verwendet? MDF ist so luftig, das man keine Löcher braucht. Wenn man es noch luftiger haben will, einfach auf der Rückseite 2mm abfräsen, ist aber eigentlich nicht notwendig. An der Sägekante sieht man schön den Dichteverlauf. Wenn es etwas weniger Falschluft ziehen soll, einfach den Bereich außerhalb der Kontur mit Lack abdichten.

Da MDF ja nicht viel kostet und ihr ausreichend Verfahrweg habt, kann man sich einen kleinen Kasten mit zwei Seiten machen. Eine Seite eben zum vorfräsen, und auf der anderen Seite die Kavität zum einlegen. Ich hab den Rohling ca. 20mm größer gelassen und dann in großzügigem Abstand (1,5x D-Fräser damit ich beim fräsen der zweiten Seite nicht in den Stift fräsen kann) zur Kontur noch zwei Stiftlöcher gebohrt. Mein Vertrauen war nicht so groß, dass sich diese flachen Konturen genau zentrieren.

Gruß Martin
 

Mich4

User
Kevlar

Kevlar

Das Kevlar vorher leicht mit 3M Sprühkleber einnebeln. Dadurch könnt Ihr es verzugsfrei mit einer Kevlarschere schneiden. Der Sprühkleber wird vom Epoxid gelöst.

Grüße Michi
 

F3B-E

User
Ich sprühe immer eine grössern Bereich mit Aerofix ein
und lasse es leicht antrocknen,danach kommt eine
Folie darauf. Vorsicht,nicht zu früh die folie darauf legen .
Dank der Folie ,kann ich das ganze wieder aufrollen und sauber lagern .
Wenn ich was brauche,zeichne ich mir das gewünschte Stück auf und schneide es
ohne mühe und verzug raus .
So lassen sich lange und dünne Streifen (scharniere) einfach vorbereiten .

LG Marcel Schlage
 
Hallo,
habt ihr schon einmal MDF als Einlegerahmen verwendet? MDF ist so luftig, das man keine Löcher braucht. Wenn man es noch luftiger haben will, einfach auf der Rückseite 2mm abfräsen, ist aber eigentlich nicht notwendig. An der Sägekante sieht man schön den Dichteverlauf. Wenn es etwas weniger Falschluft ziehen soll, einfach den Bereich außerhalb der Kontur mit Lack abdichten.

Du meinst anstelle des GFK-Einlegers? Der Vorteil vom GFK ist, dass es sich nicht durchbiegt beim Einsaugen, keine Feuchtigkeit zieht und nicht krumm wird. Das waren unsere Hintergedanken bei der Materialwahl. Der Einleger wird nur fürs Fräsen der ersten Seite gebraucht und danach aus der Saugform entfernt.
Die Saugform selbst ist aus grobem Ureol, welches nicht für den Formenbau taugt aber noch in Massen bei uns im Lager liegt.

Das Kevlar vorher leicht mit 3M Sprühkleber einnebeln. Dadurch könnt Ihr es verzugsfrei mit einer Kevlarschere schneiden. Der Sprühkleber wird vom Epoxid gelöst.

Ich sprühe immer eine grössern Bereich mit Aerofix ein
und lasse es leicht antrocknen,danach kommt eine
Folie darauf. Vorsicht,nicht zu früh die folie darauf legen .
Dank der Folie ,kann ich das ganze wieder aufrollen und sauber lagern .
Wenn ich was brauche,zeichne ich mir das gewünschte Stück auf und schneide es
ohne mühe und verzug raus .
So lassen sich lange und dünne Streifen (scharniere) einfach vorbereiten.

Das werden wir auf jeden Fall ausprobieren, danke für die Tipps!
 
Das MDF reagiert etwas auf Feuchtigkeit usw. da hast du recht, aber dafür habe ich nur ein Teil.

Ich habe zwei Platten genommen, in die obere wurden zuerst ein paar Luftführungsnuten gefräst, dann diese Nuten mit der zweiten Platte verschlossen. Anschließend wurde die Kavität in die Oberfläche gefräst.
Wenn man einen Vakuumtisch hat, kann man sich die Luftführungsnuten sparen und einfach eine MDF Platte darauflegen und durchsaugen.

Um die Ungenauigkeiten durch Verzug, Luftfeuchtigkeit und ungenaues Aufspannen der Vorrichtung zu eliminieren kann man zu beginn einer Serie einfach die Kontur kurz leicht nachfräsen. Beim Fräsen von MDF stellen sich immer ein paar Fasern auf, darum noch einmal kurz abziehen mit feinem Schleifpapier und die Vorrichtung ist startklar.

Vorteil der MDF Geschichte ist, das Bauteil wird gleichmäßig flächig angesaugt, die Endleiste kann somit nicht aufstehen. Die Haltekraft dürfte geringer sein, als bei eurer Vorrichtung, aber für Schaum reicht es allemal.

Gruß Martin
 

Lownoise

User
Hallo, was auch geht, ist das 36er Kevlar mit Harz+Härter und Spiritus 1:10 ca, also sehr wenig Harz, auf einer PE Folie oder getrennten Platte zu tränken und dann dort aushärten lassen, danach kann man es auch wie Papier mit ner Schere schneiden.
 

jonasm

User
Danke Sebastian! Endlich sagts mal einer...:D:D

Besser noch, Gewebe auf eingetrennter Spanplatte mit Harz/Alkohol-Gemisch satt einrollen, mit Toilettenpapier und harter Walze kräftig trocken rollern und mit Lochfolie und Absaugvlies ab ins Vakuum.

Nach dem Aushärten kann man die Streifen am Stahllineal mit einer neuen Skalpellklinge sauber zuschneiden.
 

F3B-E

User
Von ausgehärtetem Harz Gewebe Laminat zum verkleben für Schaniere halte ich nichts .
Schon gar nichts von verdünnen .
Da die Vernetzung nicht oder schlecht gegeben ist ,somit kommt es leichter zur ablösung
der Gewebe Schichten .

Ist nur meine Meinung .

Gruss
Marcel
 

jonasm

User
Der Alkohol verflüchtigt sich ja und es bleibt ein Gewebe, das nur mit ganz geringem Harzanteil gerade eben fixiert ist. Das Kevlar sieht danach noch ziemlich trocken aus und lässt sich später dann auch genauso gut tränken wie komplett trockenes Gewebe.
 
Nach dem Aushärten kann man die Streifen am Stahllineal mit einer neuen Skalpellklinge sauber zuschneiden.

Keine Ahnung ob das jetzt neu ist, bin Wiedereinsteiger. Kevlar schneide ich gerade, wenn möglich, nur noch mit dem Kuttermesser. Ich habe mir aus einem richtigen Malerladen beschichtete Abbrechklingen besorgt. Storch goldcut, diese haben eine Beschichtung an der Klinge, vielleicht gibt es noch bessere??

Das Gewebe muß ordentlich mit einem Lineal nieder gehalten werden. Schneidunterlage ist bei mir ein Stück guter recht harter Industrie PVC Boden. Die Klingen halten ca 2m Schnitt, dann sollte man ein Stück abbrechen. Geht gut, das Gewebe wird nicht verzogen und die teure Schere geschont.

Gruß Martin
 

Gideon

Vereinsmitglied
Hallo, was auch geht, ist das 36er Kevlar mit Harz+Härter und Spiritus 1:10 ca, also sehr wenig Harz, auf einer PE Folie oder getrennten Platte zu tränken und dann dort aushärten lassen, danach kann man es auch wie Papier mit ner Schere schneiden.


Die Methodik ist von Mark Drela himself. Er verwendet darüberhinaus reduzierte Faserwinkel, um eine noch größere Robustheit des Scharniers zu erzeugen.

http://www.charlesriverrc.org/articles/construction/markdrela_clothhinges.pdf
 
Moin zusammen,

müsste man das Scharniergewebe nicht in 90Grad Richtung zum Scharnier ziehen um mehr Fasern für die Biegung zu bekommen. So wie es das Pdf zeigt werden die Fasern doch reduziert...

Gruß Marc
 
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