Fläche des Flower 3: Wie sollte ein Rumpfersatz gestaltet sein?

Hallo zusammen.

Mein Sohn hat an der Teck eine Fläche des Flower 3 gefunden. Sie war im Mittelteil beschädigt, die Außenflächen waren aber noch in Ordnung. Den Besitzer kontaktierten wir, aber er wollte die Tragfläche nicht mehr haben und so sind wir zu dieser Fläche inkl. 4 St. KST DS135MG gekommen.

Wie sollten wir nun die Fläche verwenden? Zuerst spielten wir mit dem Gedanken mit den Außenflächen einen Hangsegler zu machen. Allerdings wollten wir dann doch auch gerne Wölbklappen haben und so kam die Idee auf das Mittelteil teilweise weiter zu verwenden. Also den defekten Teil rausschneiden und aus den aüßeren Teilen des Mittelteil ein kürzeres Mittelteil machen.
Letzten Endes haben wir uns dann aber dazu entschieden den Mittelteil komplett zu reparieren und die komplette Spannweite auszunutzen.

(Hierzu gab es auch einen Thread hier im Forum: http://www.rc-network.de/forum/show...quot-FLOWER-3-quot-(RG15)-bauen-Ob-das-klappt )

Mittlerweile ist die Fläche repariert und ich habe mich mit der Modellierung des Rests des Fliegers beschäftigt.
Da ich mich nicht wirklich mit Aerodynamik auskenne, habe ich mich an den bekannten F3B Modellen orientiert.
Was wir bauen wollen ist ein F3B-ähnlichen Segler, allerdings nicht so hochgezüchtet wie die heutigen Wettbewerbsmodelle. Das läßt ja auch schon die Flower 3 Fläche gar nicht zu.

Für das von meinem Sohn gewünschte V-Leitwerk habe ich das HT12 von Drela verwendet, da ich keine Daten des beim Flower 3 angegebenem Profils gefunden habe. Allerdings habe ich das HT12 auf 8% aufgedickt, nachdem ich festgestellt hatte, dass es im originalen Zustand nur 5% Dicke hat.
Den Rumpf habe ich um 3 KST 215 für V-Leitwerk und Schleppkupplung gebaut. Als Empfängerstromversorgung soll ein Eneloop oder zwei LiIon Zellen zum Einsatz kommen.
Der Ballast muss in kleineren Stücken eingeschoben werden, sonst bekommt man ihn vor den Seros nicht raus.
Da ich die Fläche nicht wie beim originalen Flower 3 auf einen Pylon gesetzt habe, wird es nun unter der Fläche mit Flächenverschraubung, Ballast und Hochstarthaken sehr eng.

Soweit der Stand des Modells.

Zur geplanten Bauweise: V-Leitwerk und Rumpf sollen in 3D-gedruckten Negativformen gebaut werden. Auch das ist das erste Mal, dass wir sowas angehen. Aber einmal ist immer das erste Mal.

Da ich wie oben schon erwähnt keine Ahnung von Aerodynamik habe, würde ich mich sehr freuen, wenn einer der Profis hier den Entwurf grob prüfen und mich auf etwaige Fehler aufmerksam machen könnte. Der Flower 3 hat nach Herstellangaben ein RG15.

Hier die groben Maße des Entwurfs:


Und hier noch ein screenshot vom Rumpfvorderteil:


Ich bin noch nicht sicher was für einen Ballast ich nehmen soll. Der Original Flower 3 hat eine Messingstange D16 x 330. Macht knappe 600 g. Da die Flächenverschraubung zentral von oben kommt, könnte der Ballast auf 2 x D14 x 240 etwas weiter oben angeordnet werden und somit mehr Platz für den Hochstarthaken freigeben. Gleiches gilt für einen Rechteckstab mit 20 x 25 x 240. Aber es wird so oder so wahrscheinlich ein wenig ein Gefrickel den Ballast zwischen den Bowdenzügen durchzufädeln.

Schon mal vielen Dank im Voraus und falls es Fragen gibt, einfach melden...

Flower 3

Flower 3

Hallo Matthias,

klein ist die Welt...dein Sohn hatte mich aufgrund der Fläche angerufen. Ich finde es Spitze, dass ihr die Fläche wiederbelebt. Der Flower 3 ging super in der Thermik. Es war mein erstes 3m-Schalentier...allerdings ist Fläche festigkeitsmäßig nicht gut...sie hatte sich bei einem Ablasser aus 200m Vom Rumpf verabschiedet. Habe ich noch nie davor gesehen, dass die Verschraubung am Mittelteil ausreißt.

Wie gesagt, thermisch ist das Ding super, kleinere Kunstflugeinlagen hat er auch mitgemacht, aber nicht zu viel verlangen.

Ich würde ihn eher als F3J wahrnehmen.

Ich schicke dir noch eine private Nachricht.

Gruß

Vincent

Das ist ja interessant.
Das erklärt dann auch, dass die Fläche außer an den Befestigungsbohrungen keinen Schaden hatte.
So wie es für mich ausschaut, hat es die Fläche zuerst an der hinteren Schraube ausgerissen. Da war irgendwie auch nicht viel im Flügel, was die Kräfte hätte aufnehmen können. Der "Hilfsholm" an den Querrudern ist nämlich nicht durchgehend. Dann hat es die vordere Befestigungsschraube aus dem Rumpf gerissen, da die Befestigungsbohrung an der vorderen Schraube noch gut ist.

So sah die Unterseite aus:



Die Oberseite war etwas delaminiert, aber sonst nicht beschädigt.
Nach dem Öffnen hat man dann gesehen, dass nur ein recht kleiner Bereich um die Schraube gefüllt war.



Ich habe jetzt die beiden Sperrholzleisten verbunden und auch noch eine Verbindung vom Holm nach hinten eingebaut, so dass die Kräfte etwas großflächiger eingeleitet werden.

Wir werden sehen wie lange es hält...

Hallo Matthias ,
eine gute Aktion!
Alternativ, da Ihr das Mittelteil ja ohnehin eröffnen musstet: wie wäre es mit Einer Ballastaufnahme im Mittelteil genau im SP statt des Rumpfballastes? Das Reduziert die Krafteinwirkung auf Fläche...
Viel Spaß!
Axel

Ballastaufnahme

Ballastaufnahme

Eine Ballastaufnahme im Flügel klappt nicht mehr. Der Flügel ist mittlerweile wieder zu.
Abgesehen davon kann ich mir aktuell nicht vorstellen, wie das funktionieren könnte. Ich könnte ja höchstens von ganz außen was in die Fläche schieben.
Ich kenne nur Ballastkammern in den Flächen von Fliegern, deren Flächen in der Mitte geteilt sind und der Ballast wie die Flächensteckung an der Flügelwurzel eingeschoben wird.

Oder hab ich da was übersehen?

Auslegung V-Leitwerk

Auslegung V-Leitwerk

Nachdem die Resonanz hier überschaubar war, habe ich mich auf Anraten von user Deftone mit der Berechnung des Höhen- und Seitenleitwerksvolumen beschäftigt.

Vh = (hor_tail_area/wing_area) x (hor_tail_arm/mean_wing_chord)
Vv = (ver_tail_area/wing_area) x (ver_tail_arm/span)
B = EDA x (ver_tail_arm/span) / CL_therm

Zuerst hatte ich nach den Formeln von Mark Drela das von mir geplante V-Leitwerk in ein Kreuzleitwerk umgerechnet (http://www.charlesriverrc.org/articles/design/markdrela_vtailsizing.htm)
Mit den restlichen geometrischen Daten aus der oben dargestellten Zeichnung bin ich dann auf folgende Werte gekommen:

Vh = 0,296
Vv = 0,012
B = 1,2

Diese Werte sind teilweise weit unter den von Drela empfohlenen:

For an aileron TD glider you want to have:
Vh = 0.3 - 0.6
Vv = 0.015 - 0.025 (I like at least 0.025)
B = 2.0 - 5.0 (I like at least 3.0 )

Ich habe dann den Leitwerkswinkel von 104° auf 100° reduziert und die Spannweite etwas vergrößert, ohne dass sich die Werte drastisch geändert hätten.
Vor allem das Seitenleitwerksvolumen ist nur halb so groß wie der empfohlene Wert. Dieser Wert kann nur duch die Leitwerksgröße oder den Leitwerkshebelarm geändert werden.
Um ein Vv von 0,2 zu erreichen wäre allerdings ein V Leitwerk mit einem Winkel von 100° und einer Spannweite von 900 mm notwenig.

Da dies weit von den heutigen Modellen abweicht habe ich mich nochmal auf die Suche zur Umrechnung von V-Leitwerk auf Kreuzleitwerk gemacht. Dabei habe ich folgenden Artikel gefunden:
https://www.mfg-markdorf.de/archiv/2006/v-leitwerk/index.htm
In dem dort gerechneten Fall ist die V-Leitwerksfläche 15% kleiner als die des entsprechenden Kreuzleitwerks, während bei der Umrechnung von Drela die Leitwerksflächen als gleich groß definiert werden.
Parallel habe ich außerdem noch einen Beitrag hier im Forum gefunden, wo es um den Bau eines V-Leitwerks für einen vorhandenen Segler ging. (http://www.rc-network.de/forum/show...lächenbau-Müller)-Umbau-von-T-auf-V-Leitwerk) Hier wurde der gleiche Ansatz gewählt, wie in ich zu Anfang beschritten hatte: Ähnliche Modelle suchen und deren Leitwerke als Vorlage verwenden.

In sofern werde ich jetzt in einer Kombination weitermachen.
Das Leitwerk wurde auf eine Spannweite von 560 mm vergrößert bei einem Leitwerkswinkel von 100°.
Des Weiteren habe ich noch das Profil des Leitwerks von einem aufgedickten HT12 auf ein TP29 geändert, welches ebenfalls in dem oben genannten Thread empfohlen wurde.

Es würde mich aber allgemein schon nochmal interessieren, ob ich bei meinen Berechnungen was falsch gemacht habe und deshalb so kleine Werte errechnet habe oder ob evtl. die Formeln bzw. Wertebereiche für diesen Anwendungsfall nicht geeignet sind?
Also wer sich damit bei F3B oder F3F-Modellen auskennt, darf hier gerne Aufklärungshilfe leisten.

Vielen Dank,

Hallo
TP 29 ist schonmal auf der Höhe der Zeit.
Da gibt es nicht wirklich besseres.
Euer Leitwerkshebel ist ok...eher auf der langen Seite.
Einstellwinkel würde ich 0 bis 0.5 Grad wählen.
Die projezierte Fläche des Leitwerks (von oben gesehen ) sollte um die 5.6 dm2 haben.
Das ist bei vielen F3F Fliegern so.
100 grad ist ebenfalls aktuell.

Was zum lesen :
https://www.f3f.ch/?p=4795

Gutes Gelingen.
Markus

projezierte Fläche des Leitwerks

projezierte Fläche des Leitwerks

Servus.

Vielen Dank für diese Einschätzung.

Die projezierte Fläche liegt aktuell bei 5,79 dm².

D.h. mit dem eher am oberen Ende liegenden Hebelarm und dem etwas größeren Leitwerk sind wir eher etwas "stabiler" unterwegs.
Ist vielleicht ganz gut so.