Gewitterflieger
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Die Geschichte einer Tragfläche (inkl. Video und Baubericht in Depron-Balsa-Bauweise)
Hier möchte ich einen Konstruktions- und Baubericht veröffentlichen, wie so ein Tragflächenbau vielleicht nicht ganz ablaufen sollte, man aber auch bei Umplanungen während der Bauphase dennoch ein brauchbares Ergebnis erzielen kann.
Meine Erfahrungen, wie der Ablauf von der Idee, über die Konstruktion bis zum fertigen Flügel sein kann, was man vor dem Bau planen sollte und was man beim Bau alles so herausfinden kann, möchte ich hier zur Verfügung stellen. Ich mußte beim Bau einige Dinge erlenen, die für mich bis dahin völlig neu waren (z.B. Steckmechanismus, Beleuchtung am Modell, Balsarippen in Kombination mit Depron). Zudem hatte ich nicht viel Zeit, um alles mit Ruhe anzugehen, weshalb ich manchmal einfach auf die "viel-Kleber-Variante" zurückgegriffen habe.
Auch wenn Bauberichte normalerweise dazu da sind, „in Echtzeit“ erstellt zu werden, möchte ich es hier im Nachhinein tun, da ich ja selbst nicht wußte, ob das ganze überhaupt erfolgreich wird.
Ich hoffe meinen ausführlichen Text liest sich überhaupt jemand durch.
Vorgeschichte:
Nachdem ich vor einigen Jahren mal auf die Idee gekommen bin, mein an sich schlecht fliegendes und viel zu schweres, allererstes Flugmodell, den Calypso, auf einen bürstenlosen Motor in Kombination mit einem LiPo-Akku umzurüsten, hatten sich die Flugleistungen plötzlich erheblich verbessert und ich fand wieder bzw. überhaupt zum ersten mal Gefallen an diesem Modell. Damals hatte ich den für ich glaube 40DM (ohne Regler, Akku, mit Servos) gekauft. Auf jeden Fall waren es weniger als 100.
Doch wurde mir der E-Segler nach kurzer Zeit wieder langweilig, da er mir zu langsam war, keine Querruder hat und ich in den Jahren natürlich auch sicherer beim fliegen geworden bin. Trotzdem wollte ich nach wie vor ein Modell haben, das man bei fast jedem Wetter fast überall starten und landen kann. Da der Rumpf an sich sehr schön ist und durch den neuen Motor zwecks Schwerpunkteinhaltung ein ganzes Stück länger geworden ist (die neuen Komponenten waren einfach zu leicht; vorher: 7Zellen+500er Motor), entschied ich mich zum Bau einer neuen, größeren Tragfläche. Diese soll nicht nur Querruder und ein dünneres Profil besitzen, sondern auch Beleuchtung für den Nachtflug haben. Aufgrund der großen Flächentiefe der Originaltragfläche bietet sich eine größere Streckung an. Zum kaufen habe ich keine zum Rumpf passende Fläche gefunden - aber selbst wenn, wozu? Bauen macht ja viel mehr Spaß als kaufen!
Bauweise
Bei der Bauweise will ich auch mal etwas Neues ausprobieren. Der Flügel soll einfach und schnell zu bauen sein, günstig, leicht zu reparieren, nicht viel schwerer als ein Balsaflügel sein und trotzdem nicht in Rippenbauweise mit Folienbespannung sein. Da ich kein Styroschneidegerät zur Verfügung habe, nicht die Zeit und Mittel für den Bau in CFK und auch keine Ahnung davon, bleibt mir die Bauweise mit Depron. Durch andere Modelle (z.B. Nachbau eines NanoJet von Jomari) hatte ich damit bereits gute Erfahrungen gemacht, diese nur noch nicht auf ein größeres Modell angewendet. Außerdem eignet sich das Material sehr gut, um es von innen zu beleuchten.
Nun zur Sache
Vorbereitungen: Profil, Maße
Nachdem die Bauweise und Materialien weitestgehend geklärt sind, geht es nun an die Konstruktion. Da stellen sich die Fragen:
-Welche Maße?
-Welches Profil?
Also Internet angeschmissen und erst mal Vergleichbare Modelle gesucht. RC-Network-Wiki spuckt diverse Segler mit ähnlichen Maßen aus, jedoch meistens unterschiedlichen Profilen. Letztendlich habe ich mich an den langsamen Hotlinern/ schnellen Seglern orientiert und bin an einem einfachen RG14-Profil hängen geblieben, da viele Modelle ein RG-14 oder -15-Profil haben und man damit (so hoffe ich) nicht viel falsch machen kann (wie z.B. Spirit V von Staufenbiel, Arrow von Valenta oder Alps 1700E). Ein Hotliner soll es schließlich nicht werden, was bei dem breiten Rumpf eh schwierig werden würde. Durch meine Bauweise wird sich das Profil sowieso noch etwas verändern. Dazu später mehr.
Bei den Maßen verwende ich für die Tiefe die selben wie auch die originale Tragfläche des Calypso hat, damit ich beide Flächen austauschen kann und keine Änderungen am Rumpf vornehmen muß. Der Umriß ergibt sich z.T. aus der Bauweise:
-möglichst viele Rippen sollen identisch sein
-zwecks Verringerung des induzierten Widerstands trotzdem eine Verringerung der Flächentiefe zu den Flächenenden hin
-Vorderkante gerade, um den Bau einfach zu halten (Depron-Knick-Bauweise, siehe „Außenhaut“)
Daraus ergibt sich eine in der Mitte rechteckige Form mit Trapezen zu den Flächenenden hin. Eine leichte V-Form kann auch nicht schaden, nur Ohren wären im Bau zu aufwändig.
Das Biegen von Depronplatten in Längsachsrichtung hat gezeigt, daß es zumindest für den Teil hinter dem Holm ausreichen würde, lediglich alle 10-12cm eine Rippe anzubringen, da das Depron in gebogenem Zustand in Querachsrichtung kaum biegbar ist. Die Vorderkante soll durch Klebeband verstärkt werden.
Bei den Maßen für die Spannweite halte ich mich an die Vergleichsmodelle, was bei meiner Rumpflänge eine Spannweite von 170cm ergibt. Da mir diese Länge für den Transport zu Fuß oder auf dem Fahrrad schon zu lang erscheint, sollen beide Hälften teilbar sein.
Die Stelle, an der aus dem Rechteck ein Trapez werden soll, lege ich nach Augenmaß fest.
Geometrische oder aerodynamische Schränkung berücksichtige ich nicht, um den Bau- und Konstruktionsaufwand gering zu halten.
Ich bin mal so frei und stelle meine „Schmierereien“ hier mal rein. Mehr braucht ein Modellbauer nicht...
(Ich hoffe, man erkennt bei der geringen Auflösung von 1024px noch etwas)
Konstruktion Profil
...Jedenfalls fast nicht. Um eine spezielle Profilform bauen zu können, muß man das Profil erst einmal konstruiert oder gezeichnet vorliegen haben. Dazu ist mir aus frühen Modellbautagen noch das Programm „Foam Wing Tamplate Program“ von John Garnham in Erinnerung geblieben, was zum Glück auf seinem Weg durch mehrere PCs erhalten geblieben ist. So brauche ich mir nur noch paar Profildatenbanken aus dem Netz ziehen (z.B. http://www.aerodesign.de/profile/profile_m.htm), um ein RG14 zu finden. Bei der Dicke entscheide ich mich für nur 8%, da die Fläche vergleichsweise große Tiefe besitzt. Zudem denke ich, daß man aufgrund der hohen Profiltiefe den geringeren Auftrieb bei geringer Profildicke durch eine höhere Einstellwinkeldifferenz ausgleichen könnte. Für den Schnellflug könnte man die EWD dann wieder etwas verringern, so meine Überlegung.
Also Maße beim Programm eingegeben und noch eine Außenhaut von 3mm (Depronstärke) berücksichtigen. Zum Bau muß ich dann pro Flächenhälfte nur noch eine Konstruktion für die ersten 5 identischen Rippen erstellen, sowie noch 4 weitere, die sich zu den Flächenenden hin verkleinern. Der Bauaufwand sollte ja möglichst gering gehalten werden,
Abgesehen von Handskizzen und dem späteren Schwerpunkberechnungsversuch ist das nun alles, was am PC gemacht wurde. Ich wollte mir nicht den Aufwand machen und ein CAD-Modell der Tragfläche erstellen. Bei so einfachen Formen hat man am Ende nichts davon.
Alles ausgedruckt und ausgeschnitten und endlich geht es mal mit dem Bau los!
Hier möchte ich einen Konstruktions- und Baubericht veröffentlichen, wie so ein Tragflächenbau vielleicht nicht ganz ablaufen sollte, man aber auch bei Umplanungen während der Bauphase dennoch ein brauchbares Ergebnis erzielen kann.
Meine Erfahrungen, wie der Ablauf von der Idee, über die Konstruktion bis zum fertigen Flügel sein kann, was man vor dem Bau planen sollte und was man beim Bau alles so herausfinden kann, möchte ich hier zur Verfügung stellen. Ich mußte beim Bau einige Dinge erlenen, die für mich bis dahin völlig neu waren (z.B. Steckmechanismus, Beleuchtung am Modell, Balsarippen in Kombination mit Depron). Zudem hatte ich nicht viel Zeit, um alles mit Ruhe anzugehen, weshalb ich manchmal einfach auf die "viel-Kleber-Variante" zurückgegriffen habe.
Auch wenn Bauberichte normalerweise dazu da sind, „in Echtzeit“ erstellt zu werden, möchte ich es hier im Nachhinein tun, da ich ja selbst nicht wußte, ob das ganze überhaupt erfolgreich wird.
Ich hoffe meinen ausführlichen Text liest sich überhaupt jemand durch.
Vorgeschichte:
Nachdem ich vor einigen Jahren mal auf die Idee gekommen bin, mein an sich schlecht fliegendes und viel zu schweres, allererstes Flugmodell, den Calypso, auf einen bürstenlosen Motor in Kombination mit einem LiPo-Akku umzurüsten, hatten sich die Flugleistungen plötzlich erheblich verbessert und ich fand wieder bzw. überhaupt zum ersten mal Gefallen an diesem Modell. Damals hatte ich den für ich glaube 40DM (ohne Regler, Akku, mit Servos) gekauft. Auf jeden Fall waren es weniger als 100.
Doch wurde mir der E-Segler nach kurzer Zeit wieder langweilig, da er mir zu langsam war, keine Querruder hat und ich in den Jahren natürlich auch sicherer beim fliegen geworden bin. Trotzdem wollte ich nach wie vor ein Modell haben, das man bei fast jedem Wetter fast überall starten und landen kann. Da der Rumpf an sich sehr schön ist und durch den neuen Motor zwecks Schwerpunkteinhaltung ein ganzes Stück länger geworden ist (die neuen Komponenten waren einfach zu leicht; vorher: 7Zellen+500er Motor), entschied ich mich zum Bau einer neuen, größeren Tragfläche. Diese soll nicht nur Querruder und ein dünneres Profil besitzen, sondern auch Beleuchtung für den Nachtflug haben. Aufgrund der großen Flächentiefe der Originaltragfläche bietet sich eine größere Streckung an. Zum kaufen habe ich keine zum Rumpf passende Fläche gefunden - aber selbst wenn, wozu? Bauen macht ja viel mehr Spaß als kaufen!
Bauweise
Bei der Bauweise will ich auch mal etwas Neues ausprobieren. Der Flügel soll einfach und schnell zu bauen sein, günstig, leicht zu reparieren, nicht viel schwerer als ein Balsaflügel sein und trotzdem nicht in Rippenbauweise mit Folienbespannung sein. Da ich kein Styroschneidegerät zur Verfügung habe, nicht die Zeit und Mittel für den Bau in CFK und auch keine Ahnung davon, bleibt mir die Bauweise mit Depron. Durch andere Modelle (z.B. Nachbau eines NanoJet von Jomari) hatte ich damit bereits gute Erfahrungen gemacht, diese nur noch nicht auf ein größeres Modell angewendet. Außerdem eignet sich das Material sehr gut, um es von innen zu beleuchten.
Nun zur Sache
Vorbereitungen: Profil, Maße
Nachdem die Bauweise und Materialien weitestgehend geklärt sind, geht es nun an die Konstruktion. Da stellen sich die Fragen:
-Welche Maße?
-Welches Profil?
Also Internet angeschmissen und erst mal Vergleichbare Modelle gesucht. RC-Network-Wiki spuckt diverse Segler mit ähnlichen Maßen aus, jedoch meistens unterschiedlichen Profilen. Letztendlich habe ich mich an den langsamen Hotlinern/ schnellen Seglern orientiert und bin an einem einfachen RG14-Profil hängen geblieben, da viele Modelle ein RG-14 oder -15-Profil haben und man damit (so hoffe ich) nicht viel falsch machen kann (wie z.B. Spirit V von Staufenbiel, Arrow von Valenta oder Alps 1700E). Ein Hotliner soll es schließlich nicht werden, was bei dem breiten Rumpf eh schwierig werden würde. Durch meine Bauweise wird sich das Profil sowieso noch etwas verändern. Dazu später mehr.
Bei den Maßen verwende ich für die Tiefe die selben wie auch die originale Tragfläche des Calypso hat, damit ich beide Flächen austauschen kann und keine Änderungen am Rumpf vornehmen muß. Der Umriß ergibt sich z.T. aus der Bauweise:
-möglichst viele Rippen sollen identisch sein
-zwecks Verringerung des induzierten Widerstands trotzdem eine Verringerung der Flächentiefe zu den Flächenenden hin
-Vorderkante gerade, um den Bau einfach zu halten (Depron-Knick-Bauweise, siehe „Außenhaut“)
Daraus ergibt sich eine in der Mitte rechteckige Form mit Trapezen zu den Flächenenden hin. Eine leichte V-Form kann auch nicht schaden, nur Ohren wären im Bau zu aufwändig.
Das Biegen von Depronplatten in Längsachsrichtung hat gezeigt, daß es zumindest für den Teil hinter dem Holm ausreichen würde, lediglich alle 10-12cm eine Rippe anzubringen, da das Depron in gebogenem Zustand in Querachsrichtung kaum biegbar ist. Die Vorderkante soll durch Klebeband verstärkt werden.
Bei den Maßen für die Spannweite halte ich mich an die Vergleichsmodelle, was bei meiner Rumpflänge eine Spannweite von 170cm ergibt. Da mir diese Länge für den Transport zu Fuß oder auf dem Fahrrad schon zu lang erscheint, sollen beide Hälften teilbar sein.
Die Stelle, an der aus dem Rechteck ein Trapez werden soll, lege ich nach Augenmaß fest.
Geometrische oder aerodynamische Schränkung berücksichtige ich nicht, um den Bau- und Konstruktionsaufwand gering zu halten.
Ich bin mal so frei und stelle meine „Schmierereien“ hier mal rein. Mehr braucht ein Modellbauer nicht...
(Ich hoffe, man erkennt bei der geringen Auflösung von 1024px noch etwas)
Konstruktion Profil
...Jedenfalls fast nicht. Um eine spezielle Profilform bauen zu können, muß man das Profil erst einmal konstruiert oder gezeichnet vorliegen haben. Dazu ist mir aus frühen Modellbautagen noch das Programm „Foam Wing Tamplate Program“ von John Garnham in Erinnerung geblieben, was zum Glück auf seinem Weg durch mehrere PCs erhalten geblieben ist. So brauche ich mir nur noch paar Profildatenbanken aus dem Netz ziehen (z.B. http://www.aerodesign.de/profile/profile_m.htm), um ein RG14 zu finden. Bei der Dicke entscheide ich mich für nur 8%, da die Fläche vergleichsweise große Tiefe besitzt. Zudem denke ich, daß man aufgrund der hohen Profiltiefe den geringeren Auftrieb bei geringer Profildicke durch eine höhere Einstellwinkeldifferenz ausgleichen könnte. Für den Schnellflug könnte man die EWD dann wieder etwas verringern, so meine Überlegung.
Also Maße beim Programm eingegeben und noch eine Außenhaut von 3mm (Depronstärke) berücksichtigen. Zum Bau muß ich dann pro Flächenhälfte nur noch eine Konstruktion für die ersten 5 identischen Rippen erstellen, sowie noch 4 weitere, die sich zu den Flächenenden hin verkleinern. Der Bauaufwand sollte ja möglichst gering gehalten werden,
Abgesehen von Handskizzen und dem späteren Schwerpunkberechnungsversuch ist das nun alles, was am PC gemacht wurde. Ich wollte mir nicht den Aufwand machen und ein CAD-Modell der Tragfläche erstellen. Bei so einfachen Formen hat man am Ende nichts davon.
Alles ausgedruckt und ausgeschnitten und endlich geht es mal mit dem Bau los!