F3J in Holz > 3m

[Weyershausen]

Hallo Hans,

deine nostalgischen Gefühle in Ehren, aber deine Vorstellung eines Holzmodells lässt mich eher an den Super Alpha der 70er Jahre denken, als an ein F3J-Modell. Das würde mir keinen Spaß machen.

Biegen ist zweitrangig, klar, aber nach Biegen kommt Brechen, und das wiederum ist erstrangig. Dagegen hilft nur Kohle. Und gegen die Torsion, da gebe ich dir Recht, hilft nur eine Schale, auch wenn die nicht mehr so durexgefühlsecht daher kommt.

Meinst du wirklich, dass eine 1,5mm-Balsa-Vollbeplankung eine merkliche Torsion zulassen würde? Wenn die Tragfläche den Start übersteht, ist es doch gut. F3J ist nicht F3B, es geht ums Oben bleiben, nicht um Höchstgeschwindigkeit bis an die Grenze des Möglichen.

Gruß
Gerald

 

[Stefan Siemens]

Holmberechnug

Holmberechnug

Hallo allerseits,
um der Sache auf den Grund zu gehen, habe ich mal gerade in aller Schnelle einen Holm aus Kiefer durchgerechnet. Spannweite 3600 mm, Wurzeltiefe 260mm, Profildicke 11%, nach aussen auf 9%, Fläche 76 dm2, Flugzeuggewicht 2,5kg .
Macht an der Wurzel eine Holm von 30mm * 6mm. (Kundige bitte nachrechnen!)

OK, ich glaube, wir müssen über einen einfachen Weg zu einem Kohleholm nachdenken .... .
Stefan

 

[Weyershausen]

Holzholm

Holzholm

Das ist der Holm des Soaring Star (ehemals von Graupner, Spannweite 3,7m, Gewicht: 2760 g) im Querschnitt:

Massives Kiefernholz in einem GFK-Schlauch, dazu noch oben und unten je ein Streifen unidirektionale Kohlefaser. Und trotzdem ist die Fläche beim Start weggebrochen bei einer Belastung, die einem Kohlefaserholm nichts hätte anhaben können.

Offensichtlich war der Holm in einem früheren Versionsstand des Modells schwerer und stabiler. In unserem Verein gibt es einen weiteren, älteren Soaring Star, der erheblich höher belastbar ist, als es meiner war, dessen Gewicht allerdings 3300 g beträgt. So schwer sind F3J-Modelle selbst voll ballastiert nicht.

Gruß
Gerald

 

[Stefan Siemens]

Holmberechnung die Zweite

Holmberechnung die Zweite

Hallo,
um Mißverständnissen zu begegnen: Der oben berechnete Kiefernholm von 30*6mm an der Flügelwurzelbezieht sich auf die Gurte, von denen jeweils einer unten und einer oben eingebaut wird. Dazwischen ein Steg aus senkrechten Material (Doppel T Holm). Die Gurte müssen natürlich nach aussen abgestuft werden, enstprechend dem Belastungsverlauf
Baubar ist so etwas schon, fragt sich nur bei welchem Gewicht.

Der dokumentierte Bruch des Soaring Star Holms zeigt ein Problem in der Übertragung der Schubkräfte von Gurt (das UD Kohleband) auf den Steg (Holz mit horizontaler Faser, schlecht!): Schmale Klebefläche und schlechte Verklebung sowie Bruch der horizontalen Faser des Stegs. Außerdem ein sehr breiter Gurt und ein schmaler Steg.

Daran kann man schön sehen, welche Probleme die Verbindung verschiedener Werkstoffe bringt, daher auch mein Zögern, Carbongurte in eine Holzflügel einzubauen. Dabei muss jedenfalls die Verbindung mit den Stegen sehr genau beachtet werden, sonst klappt es auch mit den Carbongurten nicht,
Stefan

 

[Hans Rupp]

um Mißverständnissen zu begegnen: Der oben berechnete Kiefernholm von 30*6mm....Baubar ist so etwas schon, fragt sich nur bei welchem Gewicht.

Sag ich ja.

Der dokumentierte Bruch des Soaring Star Holms zeigt ein Problem in der Übertragung der Schubkräfte von Gurt (das UD Kohleband) auf den Steg (Holz mit horizontaler Faser, schlecht!): Schmale Klebefläche und schlechte Verklebung sowie Bruch der horizontalen Faser des Stegs. Außerdem ein sehr breiter Gurt und ein schmaler Steg.

Alles nicht ideal. Material mit verschiedenen Eigenschaften zu kombinieren macht man sinnvollerweise nur, wenn sie im Verbund verschiedenen Aufgaben übernehmen. So trägt bei der Schalenbauweise unserer Flügel die Aussenschale die Lasten und der Stützstoff + Innenlage verhindert das Beulen. Deshalb beim Holm entweder homogen (Balsa mit stehender Faser oder Balsasperrholz mit diagonalen Fasern) oder eben wird Lastträger + Stützstoff gegen Beulen. Hier kann der Glasschlauch nur die Aufgabe haben, das Holz am aufsplittern zu hindern

Daran kann man schön sehen, welche Probleme die Verbindung verschiedener Werkstoffe bringt, daher auch mein Zögern, Carbongurte in eine Holzflügel einzubauen. Dabei muss jedenfalls die Verbindung mit den Stegen sehr genau beachtet werden, sonst klappt es auch mit den Carbongurten nicht

Wenn der Holm alle Biegekräfte aufnimmt und in sich funktioniert geht das schon.

Biegen ist zweitrangig, klar, aber nach Biegen kommt Brechen, und das wiederum ist erstrangig. Dagegen hilft nur Kohle.

Eine CFK-Fläche bricht eher als eine GFK-Fläche. Ist nämlich steifer. Glas biegt und tordiert und bremst eher.

Noch eine Anmerkung zu vollbeplankten Flächen. F3J-Flächen mit einer Schale aus 80er Glas, Stützstoff und 50er Innenlage hinter dem Holm + Carbon D-Box vorne sind mir persönlich schon zu weich, aber für F3J sicher noch geeignet. Die Laminatdicken betragen zusammengerechnet rd. 0,15mm, Balsaholz hat in Faserrichtung ungefähr ein 10* kleineres Elastiztäsmodul. Also müsste man die Fläche mit diagonal verleimten 2mm Schichtbalsa oder 3mm Balsa beplanken um etwa dahin zukommen. Die angeführte 1,5mm Beplankung ist dagegen nicht mal halb so steif (bitte als Abschätzung sehen, nicht als exakte Rechnung).

Dass das mit einer Alpha oder Cirrus nicht zu vergleichen ist, ist mir klar. Aber mit einem modernen F3Jler genauso wenig. Ich denke da ist nur unser persönlicher Anspruch unterschiedlich, nicht die Einschätzung.

Wenn ich denke, dass ich in 30 min. Glas für die Fläche zugeschnitten, auf Blumenfolie getränkt und zusammen mit einer steifen und glatten Folie in den Vakkuumsack geschoben habe um damit 1mm Balsa oder direkt eine Fläche zu beschichten sehe ich für mich kein Argument auf die Eigenschaften von GFK zu verzichten und würde auch in Rippenbauweise immer damit bauen.

Hans

 

[jmoors]

Holm

Holm

Somit scheint ein Holm aus Holz auszuscheiden. Ja, ihr habt mich überzeugt!
Inzwischen habe ich auch das magische Buch "Rippenflügel aus Faserverbundwerkstoffen" gelesen. Tolles Buch! Sehr empfehlenswert.

Jetzt ist die Frage: Kann ein Holm mit/aus Kohle sinnvoll so gebaut werden, dass Standard-Bauteile, z. B. 12 mm Kohlerohr verwendet werden können? Wenn jemand den Flieger im Wohnzimmer nachbaut, will er da nicht unbedingt mit Harz und Kohle rummatschen....

Gruß Jürgen!

 

[Peter Stöhr]

F3J oder nicht F3J --- Das ist hier die Frage

F3J oder nicht F3J --- Das ist hier die Frage

Hi,

ich lese jetzt schon seit Anfang an mit und mische mich mal ein.

Aus meiner Sicht fehlt hier eine präzise Definition von Jürgen "wie viel" F3J er will! Ein reines Holzmodel,l mit dem man bei F3J Wettbewerben vorne mitmischen kann, ist wohl nicht machbar.
Wenn man das dann als "Proof of Concept" betrachtet, und weg von einer reinen Holzkonstruktion geht, dann ist sicherlich was "für's Mittelfeld" drin. Der Aufwand ist aber nicht zu unterschätzen!

Wenn F3J man aber als "gutes Thermikmodell" deutet und nen Baukasten für den Durchschnittsflieger haben will, dann sieht man zum Beispiel beim Climaxx von Höllen was machtbar ist (mit all den bekannten Stärken und Schwächen). Das wäre dann vielleicht auch ein Flieger für die Jugendgruppe von Stefan.

Ich hoffe, ich liege da jetzt nicht zu weit daneben
PEter

 

[jmoors]

Pflichtenheft

Pflichtenheft

Peter hat nicht so ganz unrecht. Dann stelle ich mal meine Wunschliste auf.


Was ich erwarte oder an welche Dinge ich zumindest so nah wie möglich herankommen möchte:
- Baumaterial überwiegend Holz
- "F3J-Gleitwinkel"
- Gute Thermik-Eigenschaften
- Soll "gehen" wie ein F3J-Flieger
- Spannweite 3m+, bevorzugt 3,5m bis 3,7m
- Nicht ganz so kompliziert zu bauen
- Keine Notwendigkeit von komplizierten Bauweisen mit Harz, Glas und Kohle
(Einharzen von Brettchen, usw., ist natürlich erlaubt!)
- Soviel wie möglich Standardbauteile, z. B. 10mm Kohlerohr, verwenden
- Kreuzleitwerk
- Elektrifizierbar
- Schön wäre eine große Flächentiefe, damit man den Flieger auch in großen Höhen gut sehen kann. Ist aber kein KO-Kriterium.
- Flächenbelastung < 50 gr/dm² - auch wenn ich weis, dass dieses kein wirkliches Kriterium für Flugeigenschaften ist
- Es wäre schön, wenn der Flieger nicht schwerer als 3 Kg wird. Dann kann man den Motor und Akku kleiner machen.

Was ich aus diversen Gründen nicht brauche:
- Hochstartfähig
- Stecklandungen

Darauf hätte ich gerne noch eine Antwort:
Kann man eigentlich einen Flieger mit Folie bespannen und darüber 2 oder 3 Lagen 24er Glasmatte legen?
Das könnte das Erstellen einer D-Box ungemein vereinfachen. Gibt es dazu Erfahrungswerte? Ist meines Erachtens kein Thema zu "F3J in Holz", aber so langsam sehe ich meine Holzbalken ...ääh Felle schwimmen. Nichtsdestotrotz: Es soll ein Holzflieger werden, der relativ einfach zu bauen ist.


Gruß, Jürgen

 

[jmoors]

Was ich ganz vergessen habe...

Was ich ganz vergessen habe...

Ich bin noch nicht ganz vom Holm aus Holz weg. Deswegen die Frage: Welches Profil kommt dem MH32 sehr nahe und ist dabei möglichst dick?

Gruß, Jürgen

 

[Gast_8624]

dickes MH 32

dickes MH 32

...nimm ein Profilprogramm und mach das MH 32 so dick wie Du willst...

 

[Weyershausen]

Wie ich Jürgen verstanden habe, meinte er es eher so:

- Profildicke ~15%
- Profilpolaren wie MH32

Das wäre doch mal ein anspruchsvolles Forschungsprojekt.

Gruß
Gerald

 

[Peter Stöhr]

Schon fertig, aber vielleicht nahe an Deiner Idee

Schon fertig, aber vielleicht nahe an Deiner Idee

Hi Jürgen,

schau doch mal hier (http://www.girmodell.de/pulsar3200s/pulsar3200s.html)
Das Modell ist zwar nicht "rein aus Holz", dürfte deinen Wünschen aber sehr nahe kommen.

Man liest sich
Peter

 

[jmoors]

Genau so ist es gemeint

Genau so ist es gemeint

Wie ich Jürgen verstanden habe, meinte er es eher so:

- Profildicke ~15%
- Profilpolaren wie MH32

Gruß, Jürgen

 

[Gast_8624]

Hallo Jürgen,
Ich nehme an , Du willst über eine größere Profildicke die Holmhöhe vergrößern, damit der Gurtquerschnitt in Holz kleiner wird...richtig?

Größere Profildicke ergibt zwangsweise einen größeren Profilwiderstand...also gleiche Polare...geht nicht

Die grundsätzlichen Profileigenschaften bleiben beim Vergrößern der Dicke erhalten. Darum mein Vorschlag kein anderes Profil zu verwenden, sondern beim MH32 zu bleiben und dies aufzudicken.

Die Polare wird dabei im Polardiagramm nach rechts zu größeren Widerstandsbeiwerten hin parallel verschoben.

Das MH32 hat eine Dicke von 8,71%. 1,5 mal so dick ergibt 13% Profildicke.
Da die Tragfähigkeit des Holms mit der Höhe in der 3. Potenz zunimmt, folgt 1,5x1,5x1,5=3,37 !
Entsprechend kleiner können dann die Holmgurte sein.

Die gleiche Rechnung kannst Du auch für ein 15% dickes Profil anstellen.

Oder vergleiche die Polare eines HQW2,5/13 mit dem 13% dicken MH32, wenn Du ein anderes Profil haben möchtest... oder 15% dick... wie Du willst wobei 13% schon recht ordentlich ist.

ps: hast Du dein Profili 2 schon bekommen?

 

[jmoors]

ps: hast Du dein Profili 2 schon bekommen?

Ja, aber ich hatte noch keine Zeit, damit zu spielen.

<OT>Gibt es für Profili auch irgendwo eine Einführung/Getting Started?</OT>

Gruß, Jürgen

 

[jmoors]

Diagonale Holzstreifen

Diagonale Holzstreifen

Hatte ich ganz vergessen zu fragen:

Wenn man zwischen den Rippen (schwarz) diagonal eingesetzte Verstrebungen (rot)setzt, erhöht dieses auch die Torsion oder wofür sind diese Verstrebungen (rot) gedacht?



Ich hatte das damals bei meinem Cumulus XXL, der ein viel zu kurzes Leben hatte.

Gruß, Jürgen

 

[Stefan Siemens]

Dicke Profile

Dicke Profile

Die grundsätzlichen Profileigenschaften bleiben beim Vergrößern der Dicke erhalten. Darum mein Vorschlag kein anderes Profil zu verwenden, sondern beim MH32 zu bleiben und dies aufzudicken.

Die Polare wird dabei im Polardiagramm nach rechts zu größeren Widerstandsbeiwerten hin parallel verschoben.

Hallo Rolf,
Profile können nicht beliebig aufgedickt werden, ohne auch die Eigenschaften zu ändern. MH gibt nach meiner Erinnerung einen Spielraum von 2% an. Also ist Vorsicht geboten. Lieber Profile nehmen, die von vornherein für große Dicken gerechnet wurden, wobei wir dann das Dilemma bekommen, dass diese Profile nicht immer zu niedrigen RE Zahlen passen. Da die Amis eine offene Thermikklasse kennen, empfehle ich, mal bei Selig zu schauen, in den Varianten SD und SA. Siehe meinen Beitrag oben zum SA 7036
Ich verstehe auch nicht so ganz, warum es ein Holzthermiksegeler sein soll, aber dann ein Profil MH 32 gewählt wird, was für ganz andere Sachen gedacht war und seine beste Zeit bei F3B gehabt hat,
Stefan

 

[Stefan Siemens]

Diagonale Streben

Diagonale Streben

Hatte ich ganz vergessen zu fragen:

Wenn man zwischen den Rippen (schwarz) diagonal eingesetzte Verstrebungen (rot)setzt, erhöht dieses auch die Torsion oder wofür sind diese Verstrebungen (rot) gedacht?

Hallo Jürgen, das bringt nichts für die Torsion, wenn sie in der Schnittebene des Flügels liegen. Als ganze Rippe oder besser noch in der Flügelhaut (...Schale) ist das sinnvoll, siehe den HLG von Andreas Decker mit den Kohlestreifen ind er Schale.
Ein Problem wird die Torsionsfestigkeit der Ruder eines Holzfliegers. Hier würde ich über ein Kohlerohr nachdenken.
Stefan

 

[jmoors]

Ich verstehe auch nicht so ganz, warum es ein Holzthermiksegeler sein soll, aber dann ein Profil MH 32

- Holz einfach nur weil ich gerne mit Holz bauen.
- MH-32 ist keine Pflicht - siehe meinen Anforderungskatalog in Post 68. Aber das Profil sollte ähnliche Eigenschaften haben. Auf Grund der mir nun bekannten Linmitierungen durch den Baustoffes muss das Profil dicker als ein MH-32 mit 8,x% oder 10%. Fällt jemanden dazu etwas ein?

Gruß, Jürgen

 

[Gast_8624]

Hallo Stefan,

Profile können nicht beliebig aufgedickt werden, ohne auch die Eigenschaften zu ändern. MH gibt nach meiner Erinnerung einen Spielraum von 2% an.

Das der Widerstand zunimmt hatte ich doch geschrieben Hast Du eine Quelle für die 2%...und %..wovon ?

Jürgen hat das Profil in die Diskussion gebracht und ich halte es für geeignet
Im Thermikflug kannst Du ein ca bis 1,2 ausfliegen, im Schnellflug bei ca=0,2 ergibt sich kein nennenswerter Widerstandszuwachs, was willst Du mehr? Ich schreibe dies hier nicht als Theorie (obwohl man sich das in der Polare anschauen kann), sondern weil ich mit diesem MH32 selbst viel Erfahrung habe.

Natürlich gibt es im Bereich Selig auch andere thermiktaugliche Profile. Hier jedoch "nur" auf die Thermik zu schielen läßt Eigenschaften wie Schnellflug außen vor.

Das MH32 wurde ursprünglich für Pylonracer entwickelt. Auf der Geraden schnell mit wenig Widerstand bei kleinen Auftriebsbeiwerten, in der Wende mit hohem ca um schnell um die "Ecke" zu kommen. Diese Eigenschaften machten es auch (ehemals) für F3B verwendbar.
Heute geht die Auslegung vielmehr in Richtung Geschwindigkeit, daher dünnere Profile mit weniger Wölbung.

Das in Holz bei einer Dicke von 8,71% die Gurte für eine Spannweite >3m recht dick und schwer werden ist klar, darum ja auch die Suche nach etwas dickerem.

Hast Du einen Vorschlag welcher zu den Bedingungen von Jürgen passt?