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Thema: Auslegung für Rutan Boomerang

  1. #1
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    Standard Auslegung für Rutan Boomerang

    Hallo zusammen,
    Ich spiele mit dem Gedanken, eine 2,30m Version des Boomerang 202-11 von Burt Rutan zu konstruieren und zu bauen. Da ich mich bis dato aber nicht wirklich mit der Wahl von Profilen auseinandergestzt habe, möchte ich diesen Thread nutzen, um mir von euch Tipps einzuholen.
    Welches Profil würdet ihr für solch einen Nachbau verwenden?
    Was gilt es bei der Wahl des Höhenruder-profils zu beachten und welches würdet ihr nehmen?
    Gibt es sonst noch grundsätzliche Dinge die bei der Konzeption eines solchen Flugzeuges zu beachten sind?

    Ich dachte an ein NACA 2415, bin mir da aber wirklich nicht sicher

    Technische Daten vom Original findet ihr hier: http://rutanboomerang.com/technical-specifications/

    Ich würde mich über eure Tipps sehr freuen
    Jona
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  2. #2
    User Avatar von pylonrazor
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    Standard Coole Wahl...

    ... schicker Flieger

    Hallo Jona,

    interessanter "Flugapparat" - was hast du denn damit vor? Das NACA 2415 passt für mich überhaupt nicht zu dem Modell. Das ist doch eher etwas Gemütliches für Trainer und Schlepper. Der Boomerang ist doch eher das Gegenteil - ein privater Höhenjäger für Langstrecken. Gegenüber dem Original muss das Modell sicherlich etwas wendiger werden. Energieersparnis spielt bei unseren "Spielzeugen" auch keine Rolle. Ich bin nicht so "DER" Profilexperte, aber so etwas wie NACA 63-212 fände ich angemessener.

    Knapp Zweieinhalb Meter finde ich gut. Ich würde bei dem Projekt eventuell mitmachen, schließlich suche ich noch nach einem 2-Mot für 2 15er 2-Takt-Glühzünder. Pond-Racer, P-82 kommen auch noch in Frage. Auf jeden Fall etwas Schnelles mit gutem Wirkungsgrad. Gerne also auch der Boomerang.

    Wie würdest du denn den Aufbau machen? Holz, Voll-GFK oder was Gemischtes?

    Beste Grüße
    Andreas
    ... uuuuuuund rumm!
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  3. #3
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    Standard Höhenruderprofil?

    Hallo
    dass das 2415 nicht passt hab ich mir schon fast gedacht..., wollte aber enfach mal nachfragen
    Ich zeichne das Modell gerade in FLZ Vortex mit dem 63-212, um mal zu sehen, wie die auslegung so passen würde und wie die Ruderwirksamkeit ist, mal sehen . Dabei habe ich aber folgende Probleme:
    Welches Höhenruder-Profil kann ich nehmen, so dass es zu dem 63-212 passt?
    Kann ich das Profil dann auch für die Seitenleitwerke nehmen?

    Andreas, ich habe vor das Modell in Holzbauweise und vollbeplankt zu bauen. Eventuell bekommt es dann noch Eine überzug mit einem dünnen Glasgewebe.
    Ich hatte auch mal darüber nachgedacht, den rumpf aus GFK zu bauen (Die Formen hätte ich mit meinem 3D Drucker gemacht), aber die Idee schnell wieder verworfen, weil ich als Schüler weder das Geld für Vakuumtechnik noch solche im Zugang habe. Allerdings haben wir in unserer Jugendgruppe seit neustem eine CNC-Fräse, so dass sich der Holzbau förmlich anbietet.

    Über weitere Hilfe wäre ich wirklich sehr dankbar

    Viele Grüße
    JonaName:  Vortex_boomerangv1.JPG
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  4. #4
    User Avatar von pylonrazor
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    Standard Am besten...

    ...was Bewährtes. Ich würde mich an schnellen Seglern oder Pylonrennern orientieren. Vielleicht ein HD 801 mit 7%. Aber theoretisch begründen kann ich das nicht. Wie schon geschrieben, meine Kernkompetenz liegt nicht in den Profilen. Da bin ich nicht der Prinz. Vielleicht kann sich noch ein Theoretiker dazu äußern...

    Für das SLW nimm ruhig auch das. Dazu kannst du auch die Dicke etwas in Richtung Scale erhöhen.

    Kontakte doch mal Burt Rutan direkt, der war auch Modellflieger und ist sehr an Nachwuchsförderung interessiert. Wer könnte dir besser ein Profil empfehlen als der Meister selbst. Außerdem trainiert das dein Englisch und wer weiß, vielleicht...

    Für ein Einzelstück könnte man natürlich einen Holzbau machen, besonders die Flächen gehen so gut. Die Rümpfe sind aber sehr glatte charakteristische Freiformflächen. Die würde ich im CAD aufbauen und positiv oder negativ 3D fräsen. Zur Herstellung weniger GFK-Schalen brauchst du kein Vakuum, das kann man einfach so laminieren.

    Beste Grüße
    Andreas
    ... uuuuuuund rumm!
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  5. #5
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    Standard

    Hallo,

    das sieht nach viel Flugzeug mit wenig Fläche aus, ergo
    hohe Flächenbelastung. Kombiniert mit geringer Flächentiefe
    und hoher Streckung ein Profil mit hohem Auftrieb bei .
    RE-Zahl und großer Dicke auswählen ( Festigkeit ).
    Bei konventionellem Aufbau ab ca. 12% Dicke, sonst gehts ohne
    massiv Kohle nicht mehr. Die Servos sollen ja auch noch in die
    Fläche passen und die Vorpfeilung verstärkt die Flatterneigung.

    Gruß Martin
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  6. #6
    User Avatar von pylonrazor
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    Standard ...sieht schlimmer aus...

    ... als es letztlich dann ist:

    Der Boomerang ist vermutlich der leichteste 2-Mot 5-Sitzer mit Einziehfahrwerk überhaupt. Leer 1075 kg! Voll beladen 2 to bei einer Flügelfläche von 9,5m2. CFK macht's möglich. Nach der kleinen 3-seit-Zeichnung hat das Profil 16%. Soweit könnten wir im Modell sicherlich auch gehen.

    Bei 2,4 m SW macht das auf Mitte Außenflügel noch eine Dicke von 32mm bei 200mm Tiefe. Sollte für Servos reichen. Überhaupt würde ich anfangs die Flügel mit Balsabeplankung auf XEPS Schaum aufbauen. Unter der Beplankung kann man zusätzlich lockeres Kohlegewebe diagonal und/oder Diagonalrowings unterbringen. Da flattert nix mehr. Nur die Steckung braucht dann ordentlich Aufmerksamkeit = Dimensionierung. Überschlagsmäßig halte ich bei 6kg Gewicht eine Flächenbelastung von 75gr/dm2 für erträglich. Eventuell muss man für das Modell die Flächentiefe um ca. 20% erhöhen. Ist dann zwar nicht mehr scale, aber cool sieht der Boomerang dann immer noch aus.

    Weiterplanen
    Andreas
    ... uuuuuuund rumm!
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  7. #7
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    Standard

    Naja,

    die Masse des Originals ist eine Sache, die des Modells,
    bei dem der finanzielle Rahmen ( Schüler ) begrenzt ist und somit
    Schalenbauweise auscheidet eine andere.

    Gruß Martin
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  8. #8
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    Standard dann mal los...

    Hallo,
    Danke schonmal für eure Tipps

    Ich habe den Boomerang jetzt mal in FLZ Vortex komplett gezeicnet und schon mal berechnet. Als Höhen- und Seitenruderprofil habe ich mal das NACA 0012 genommen, weil das von der Profildicke ziemlich gut zum Original passt. Als Flügelprofil habe ich dann das NACA 63-212 genommen, was nach airfoiltools.com wohl sehr ähnlich zum RUTAN Profil sein soll http://airfoiltools.com/airfoil/deta...oil2-il#polars . Wenn ich die Graphen richtig verstanden habe, ist das NACA bis zu einer Re-Zahl von ca 200000 noch absolut nutzbar. Den Berechnungen von Vortex nach zu Urteilen fällt der lokale Re-Wert bei meiner Zeichnung mit 2.30m nie unter 300000, so dass das eigentlich passen sollte, oder?

    Allerdings verhält sich der Boomerang in Vortex völlig anders als die Beispiel-Modelle, so entsteht bei Höhenruderausschlag nach oben kein Strömungsabriss, sondern negativer Auftrieb. Auch das Stabilitätsmaß ist mit über 100% abartig hoch und kann eigentlich nicht stimmen. Ich habe garantiert irgendwo einen Fehler gemacht, hab aber absolut keine Idee wo... Hat Irgendwer Ahnung von Vortex und kann mir weiterhelfen? Ich bin da mit meinem Latein am Ende..


    Bei einem Gewicht von 5,9 kg komme ich auf eine Flächenbelastung von etwas mehr als 115g/dm², was mich zur Bauweise bringt. Ich würde die Rümpe dann ohne Vakuum aus Glas bauen, das sollte ja schon einmal ordentlich Gewicht einsparen. für die flügel ist mir folgende Idee gekommen: Aufbau mit wnigen Holzrippen (Natürlich mit starker Steckung) und einer Beplankung aus Glassandwich mit 1mm Balsa (oder sogar noch dünner), was mit 3D gedruckten Formen in die richtige Form gepresst wird (Ist in der FMT 09/2019 im Baubericht von der ercoupe 415 beschrieben) . Das sollte bei niedrigerem Preis eine nur weniger schwere Konstruktion als eine Voll-GFK Fläche ergeben, oder?
    Welches Profil würde man denn für eine größere Profildicke nehmen? Das NACA 63-215?

    Danke für die Hilfe
    Jona
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  9. #9
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    Standard

    Hallo,

    5,9kg für 2 Rümpfe, zwei Motoren und Einziehfahrwerk
    bei 2,3m Spannweite ? Aus Depron für die Halle ja,
    aber nicht mit GFK-Rumpf und Schalenflächen.

    Gruß Martin
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  10. #10
    User Avatar von pylonrazor
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    Standard Lass dich nicht entmutigen...

    Hallo Jona,

    Wenn du einen elektrischen Antrieb planst, schaffst du bei SW 2300 auch die 4kg leicht zu unterbieten. Vielleicht leidet dann die Flugzeit etwas.
    Die Rümpfe sind so geformt, dass sie mit einem Minimum an Wandstärke auskommen. Zumeist wird 1mm reichen Bei 30% der Fläche sollten es vielleicht 1,6-2mm sein. Mit 3-4 Ringspanten aus 4mm Pappelsperrholz sind sie ausreichend ausgesteift. Der Boomerang ist ein eleganter Windhund, kein Mastino!
    Mach doch mal eine Liste der Einbauelemente mit Gewichten. Dann sehen wir schon wo wir landen.
    Ich bin mir inzwischen sicher, dass meine Variante 20-30% mehr Flächentiefe bräuchte um unter 100gr/dm2 zu kommen. 4kg schaffe ich auch nicht, für Verbrenner brauche ich mehr Steifigkeit.
    Meine geschätzte Flächenbelastung in #6 war natürlich völliger Unsinn. Ich hatte die Faktoren verwechselt. Deine Schätzung von 115 gr/dm2 ist schon freundlich gerechnet. Ich weiß, wie sich ein 2-Mot mit 125er Flächenbelastung beim Landen anfühlt:
    http://www.rc-network.de/forum/showt...=1#post4256645
    Das geht schon, aber weniger wäre schöner.
    Beim Tragflächenbau empfehle ich dringend erst mit einem positiv gebauten Flügel Erfahrungen zu sammeln. Wenn du keinen Spezialisten vom Range eines Burt Rutan an deiner Seite hast, wird erst der 3. oder 4. Flügel deinen gewünschten Flugeigenschaften entsprechen. Willst du da jedesmal eine neue Form bauen und sie dann wegwerfen?

    Und dann noch ein paar Worte zum Projektmanagement:
    Wenn du das Projekt ernsthaft verfolgen willst, kannst du auf meine Unterstützung rechnen. Lass dich aber nicht von Reichsbedenkenträgern, Berufsbremsern oder Trollen behindern.


    @ Martin:
    Schön, dass du so besorgt bist. Kannst du deine Gewichtsbedenken etwas genauer ausführen? 3 Einbauelemente aufzuzählen, und daraus Unmöglichkeit zu schließen ist doch etwas dünn! Nicht nur behaupten - beweisen!
    Du hast jetzt in 3 Beiträgen deine Bedenken in allen verschiedenen Bereichen vorgetragen. Es wäre schön, wenn du auch mal etwas Konstruktives beitragen könntest.

    Beste Grüße
    Andreas
    ... uuuuuuund rumm!
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  11. #11
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    Standard

    Hallo Andreas,

    aus dem Einganspost schließe ich auf einen Schüler/Studenten mit
    sehr begrenzten Finanzen. Das schliest Formenbaun und großflächigen
    Kohleeinsatz wohl aus. Es bleibt bei überwiegend Balsa/Pappelsph./Styro.
    Ein Kunstflugmodell mit 2,3m Spannweite hat so ab 9kg ? und leichter sind
    Schalentiere da auch nicht.
    Statt einem guten 50iger mit Reso zwei 30iger Benziner . Ist wohl nicht leichter !
    Statt CFK Fahrwerk und Sporn 3-Bein Einziehfahrwerk. Ist wohl nicht leichter !
    Sind zwei kleine Rümpfe leichter als ein Großer ?
    Desshalb finde ich, dass meine Skepsis bzgl. 6kg und alltagstauglichkeit berechtigt ist.
    Das muss aber natürlich nicht auf jeden zutreffen.

    Gruß Martin
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  12. #12
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    Zwinkern

    Hallo,
    Ich habe gerade leider nicht die Zeit, auf alle Details zu antworten, aber folgendes wollte ich trotzdem schnell schreiben, bevor ich in unseren Jugendbauraum fahre:
    - Bezüglich des Antriebs werde ich auf Elektro gehen, weil ich nicht glaube, dass sich das Projekt mit zwei Benzinern umsetzen ließe. Zum einen wegen dem reinen Gewicht des Antriebs, aber auch wegen der leichteren Konstruktion. Ich glaube aber nicht, dass ich unter 4kg kommen kann
    -Was die Bauweise angeht, hab ich ja bereits geschrieben, dass ich wenn mir 3D gedruckten Formen arbeiten möchte, die ja lächerlich günstig sind, wenn man schon einen 3D Drucker im Haus hat. Und ob ich jetzt den Rumpf aus Gfk oder vollbeplankt aus Holz baue, macht bei den Einzelhandelspreisen von Balsa glaube ich auch nur einen geringen Unterschied. Als Anhaltspunkt fürs Gewicht bin ich auch mal von diesen 9kg ausgegangen, aber ich glaube nicht, dass eine so massive Konstruktion wie bei 3D Maschinen nötig ist.
    - Und ja, ich habe vor dieses Projekt ernsthaft umzusetzen, wenn keine absolut aussichtslosen Probleme vorkommen.

    Ich bin für eure Gedanken und vor allem eure Bedenken sehr dankbar!!
    Jona
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  13. #13
    User Avatar von pylonrazor
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    Standard Auch auf die Gefahr hin, dass ich mich wiederhole:

    Zitat Zitat von pylonrazor Beitrag anzeigen
    Nicht nur behaupten - beweisen!
    Ach Martin, es kann doch nicht so schwer sein. Kommunikation geht im Wechsel hin und her. Einer antwortet auf den anderen und dann umgekehrt. Dazu muss man den Beitrag lesen, verstehen und darauf Bezug nehmen, sonst ist es keine Antwort, sondern sinnloses Geplapper. Lies mal Paul Watzlawick, das hilft. https://www.paulwatzlawick.de/axiome.html

    Zitat Zitat von 65gt Beitrag anzeigen
    aus dem Einganspost schließe ich auf einen Schüler/Studenten mit
    sehr begrenzten Finanzen.
    Warum? ...eigener 3D-Drucker, Zugriff auf eine cnc-Fräse. Sooo begrenzt ist das wohl nicht.
    Zitat Zitat von 65gt Beitrag anzeigen
    Das schliest Formenbaun und großflächigen
    Kohleeinsatz wohl aus.
    Schon dieser Schluss ist unsinnig, und wenn, gibt es noch Sponsoren.
    Zitat Zitat von 65gt Beitrag anzeigen
    Ein Kunstflugmodell mit 2,3m Spannweite hat so ab 9kg ? und leichter sind
    Schalentiere da auch nicht.
    Kann ja sein, aber was hat das hiermit zu tun? Es geht um einen Boomerang. Ein Segler mit 2,3m geht ja auch unter 2kg.
    Zitat Zitat von 65gt Beitrag anzeigen
    Statt einem guten 50iger mit Reso zwei 30iger Benziner . Ist wohl nicht leichter !
    s.o. Kann ja sein, aber was hat das hiermit zu tun? Es geht um einen Boomerang. 2x1-3KW. Elektrisch 2x 600gr und als 2T-Glühzünder 2x 700-1000gr - Komplett!
    Zitat Zitat von 65gt Beitrag anzeigen
    Statt CFK Fahrwerk und Sporn 3-Bein Einziehfahrwerk. Ist wohl nicht leichter !
    Falsch! EZF 3x 80gr komplett
    Zitat Zitat von 65gt Beitrag anzeigen
    Sind zwei kleine Rümpfe leichter als ein Großer ?
    Brennen 2 Geigen länger als ein Cello? Merkst du nicht, wie unqualifiziert deine Frage ist?
    Zitat Zitat von 65gt Beitrag anzeigen
    Desshalb finde ich, dass meine Skepsis bzgl. 6kg und alltagstauglichkeit berechtigt ist.
    Skepsis ist völlig o.k. Aber du solltest nicht nur Fragen stellen, sondern auch mal Verbesserungsvorschläge machen, aus denen man erkennen kann, dass deine Fragen fundiert und nicht nur Störfeuer sind.

    Dieses war der letzte Versuch mit dir sinnvoll zu kommunizieren.
    Werde KONSTRUKTIV!

    Hallo Jona,

    4kg sind völlig o.k.
    Große Formen aus dem 3D Drucker werden überschätzt. Die Finisharbeit ist unendlich aufwendig. Das lohnt sich hier nicht. Vielleicht macht es bei den Motorhauben Sinn. Auf jeden Fall kannst die Fahrwerks-, Servo- und Motoraufnahmen und die Spanten drucken.
    Wenn du die 3D Konstruktion der Rümpfe machst, (nicht unterschätzen, gute Freiformflächen sind sehr schwierig) würde uns das schon helfen. Dann mache ich die 4 Negativwerkzeuge für die Rumpfhalbschalen auf meiner cnc-Fräse aus Ureol. Das geht sauber in einer Aufspannung und das Finish dauert höchstens eine Stunde pro Form.

    Beste Grüße
    Andreas
    ... uuuuuuund rumm!
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  14. #14
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    Standard

    Hallo Jona,

    schönes Projekt.

    Ich würde die Rümpfe in leichter Schalenbauweise erstellen. So weit wie möglich bis nach vorne in die Motorhauben. Das ergibt bei geringem Gewicht eine hohe Steifigkeit. Außerdem ist die Konstruktion von Rutan auf geringes Gewicht ausgelegt. Der Doppelleitwerksträger an einem Höhenleitwerk versteift enorm. Das kann man alles an den Rümpfen sparen. Auch die Tragflächen wären klassisch möglich mit Vollbeplankung. Diese trägt dann fast von selbst.

    Hier mal ein Link für Leichtbauweise:http://www.mulert-fotografik.de/leichtbauweise.html

    Was dort ganz gut hervorgeht und von mir schon lange praktiziert wird, die Nasen- und Endleiste gleich mit zu bauen und nicht umständlich hinterher wieder mit Vollmaterial anzukleben. Das spart auch Gewicht.

    Auch die restliche Homepage birgt einiges Nützliches.

    Vergessen sollte man bei der Berechnung der Flächenbelastung, die sicherlich tragenden Rümpfe auch nicht.

    Durch CAD und CNC können die Straks der Tragfläche sehr genau aufgebaut werden, was in meinen Augen die Aufwändige Erstellung für Negativformen ad absurdum führt. Es sei denn man plant eine Massenproduktion.
    Auch für spätere eventuelle Nachbauer ist eine Spant- und Rippenkonstruktion weit attraktiver. Von den Kosten mal abgesehen.

    Wer mag kann das ganze immer noch mit Matte überziehen.

    Ich bin gespannt wie das Projekt weiter geht.
    Grüße, Bernd
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  15. #15
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    Standard

    @Andreas

    Der Reichsbedenkenträger gibt auf.
    Baut ein alltagstaugliches Modell mit 4kg Abfluggewicht und ich
    spendiere jedem von Euch eine Kiste Bier.

    Gruß Martin
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