Flugzeugstatik

[jmoors]

Hallo alle,

in meinem Flugrichtungs-Thread habe ich ja schon verraten, dass ich eine Go 244 bauen will, ungefähr im Maßstab 1:7. Hier mal ein paar Maße die das Modell später haben soll:

- Spannweite: 3,8m (Dank einer unverschämt gestreckten Außenfläche)
- Länge über alles: ca. 2,27m
- Dicke/Höhe Wurzelrippe am Rumpf: 76mm
- Höhe Rumpf (ohne Räder): 318mm
- Breite Rumpf: 365mm
- Länge Rumpf: 1581mm
- Gewicht: ??? vermutlich viel zu schwer!
- Antrieb: 2 große Außenläufer

Ich will jetzt anfangen, den Rumpf in TurboCad V15 zu konstruieren und so "nebenbei" CAD lernen. Es gibt nur ein winziges Problem:

Ich habe keinen Schimmer, wie stark ich die Spanten und Leisten machen muss, damit der Rumpf stabil genug wird!

Deshalb bitte ich euch um eure Hilfe und hoffe, dass eure Erfahrung brauchbares bei mir entstehen lässt.

Der Laderaum im Rumpf soll später tatsächlich für Ladung verwendet werden, z. B. Kamera, Bonbons (zum Abwerfen) etc. Deshalb möchte ich diesen relativ maßstabsgetreu halten und die Spanten ca. 2cm dick machen. Die Frage ist, wie stark muss ich die Spanten machen? Was sagt eure Erfahrung? Wunschas Material soll 3mm oder 4mm Pappelsperrholz sein. Reicht das?
Dann die Leisten, welche die Spanten zu einem Körper werden lassen (sollen): Wenn ich für die Seiten 9 Leisten nehme, für den Boden 8 Leisten, jeweils inkl. den Leisten in den Ecken, reichen dann 5mm x 5mm Leisten aus oder soll ich besser 5mm x 10mm Leisten nehmen? Oder ganz andere Maße? Was sagt eure Erfahrung?
Der Vogel soll stabil, aber nicht zu schwer werden.


Vielen Dank im Voraus,

Jürgen

 

[Sebastian St.]

Moin Jürgen ,

bei den Spanten sollte das Pappelsperrholz reichen , bei den Stringern kommt es auf die Anzahl und die Beplankungsstärke/material an . Im bereich wo Fläche oder Fahrwerk rannkommt sollte man aber besseres Sperrholz verwenden

 

[Frankensteiner]

Hallo.

es ist im Modellbau (noch?) unüblich, statische Berechnungen anzufertigen. Hier geht die Bemessung in aller Regel nach Erfahrungswerten. Die Erfahrung bekommst Du z.B. durch Studium anderer Pläne von Modellen ähnlicher Art und Größe oder nach dem "try and error"-Prinzip.

Auf "gute" Ratschläge hier aus dem Forum würde ich mich allerdings nicht verlassen. Hier sind Missverständnisse vorprogrammiert.

Ciao
Klaus

 

[Schorch]

3 mm Pappelsperrholz genügt für die Spanten, nur im Bereich Fläche und Fahrwerk nehme ich wegen der notwendigen Stabilität und der einwirkenden Kräfte immer "richtiges" Sperrholz mit mindestens 5 - 7-facher Verleimung. Bei so einem großen Modell 5 - 6 mm. Die Längsgurte kannst du unterteilen in in Mittelgurte und Stützgurte. Genau in der Mitte unten ist der Kielgurt, oben in der Mitte sein Gegenstück. Diese sollten stabiler sein, hier würde ich 10x10 oder 8x8 Balsa hart oder Kiefer nehmen. Die restlichen Gurte auch hartes Balsa, bei der Größe dieses Vogels 5x8. Die endgültige Stabilität bekommt der Rumpf später durch die sorgfältige Verleimung der Beplankung mit den Spanten und Gurten.

Gedanken würde ich mir eher um das Flächenprofil und die EWD machen. Der Vogel soll wahrscheinlich schön langsam fliegen können, da kann man herrlich tricksen, damit er nachher nicht den Popo hängen läßt. Das Höhenleitwerk wird gegenüber der Rumpflängachse einfach 1 Grad angestellt, also an der Vorderkante höher. Die EWD zwischen Fläche und Leitwerk wird passend zum Flächenprofil gewählt, 1.5 Grad paßt meistens gut. Damit hätte die Fläche gegenüber der Rumpflängsachse 2.5 Grad Anstellung. Durch diesen kleinen Trick erreicht man, daß ein gewichtiges Modell im Langsamflug noch schön gerade in der Luft liegt und nicht optisch überzogen.

Bei einem Plan für die BV-138 (fliegender Holzschuh oder Seedrache) als Elektromodell wurde wegen des Gewichts des E-Antriebs (Bürsti und Nickelakkus) zu genau dem gleichen Trick gegriffen. Somit konnte und kann man auch mit größeren, gewichtigeren Modellen noch ein wunderschönes Flugbild erzielen. Dieser Trick ist heute dank RTF, PnF, BnF und Schaum fast unbekannt, deswegen erwähne ich das hier.

 

[jmoors]

Hallo alle,

Danke für eure Hilfe. Das ich bei den Spanten an den Flächensteckungen stärkeres Material verwende, versteht sich von selbst. Für die übrigen Spanten werde ich dann 3mm Pappelsperrholz nehmen.

Als Stringer habe ich an Kieferleisten 5x5 oder 5x10 gedacht. Hier hätte ich gerne von euch eine auf Erfahrungswerten basierte Vorgabe. Stringer aus Balsa sind mir nicht bruchfest genug.
Bitte bedenkt: Der Rumpf wird mehr oder weniger eine Kiste von 1,58m Länge, 36,5cm Breite und 31,8cm Höhe. Wenn ich allein daran denke, was nur die Farbe für den Flieger wiegen wird. Dabei ist das letzte Viertel des Rumpfes eine sehr leicht gebaute Ladeluke, die nach oben geklappt wird:


Quelle: http://www.modellbauversand.com/Modellbausaetze/Gotha-Go-242-244-Vintage-Collection::33511.html

Ich kenne kein Modell/Bauplan, das/den ich hier als Referenz heranziehen kann, zumal ich wegen der Nutzung des Laderaums keine diagonalen Spanten einbauen kann, die quer durch den Laderaum gehen.

Wie schon geschrieben, sollen für die Seiten 9 Leisten (eine am Boden, eine oben und 7 dazwischen) genommen werden. Das macht durchschnittlich 4cm Abstand zwischen den Stringern.
Beim Dach sollen es 8 Stringer sein. Macht durchschnittlich 4,5cm Abstand zwischen den Stringern.
Beim Boden bin ich mir noch nicht sicher. Eigentlich wären hier ebenfalls 8 Stringer angesagt, aber ich tendiere dazu in den Boden eine oder zwei Kieferleisten von 20mm x 10mm einzubauen, um dem Ganzen etwas Stabilität zu verleihen - oder denke ich hier schon "zu schwer"? Die Leisten könnten auch gut die Kräfte der hinteren Räder zumindest teilweise aufnehmen, zumal die Räder nicht gefedert sind.

Abweichend vom Original werde ich keinen Stahlrohrrumpf bauen, sodern einen Holzrumpf, der mit Seide, Oratex oder ähnliches bespannt und dann lackiert wird.

Was ich noch nicht weiß: Wenn die "normalen" Spanten aus 3mm Pappelsperrholz sind, in welchen Abständen muss ich ungefähr die Spanten setzen?


LG, Jürgen

 

[Eckart Müller]

OT on und OT wieder off!

OT on und OT wieder off!

[...] Bonbons (zum Abwerfen) etc. [...]

Streiche das lieber aus Deinen Plänen. Ist zwar ein beliebter Programmpunkt und dient der allgemeinen Volksbelustigung. Die schlägt aber schnell ins Gegenteil um, sollte dabei auch nur das Geringste passieren (und sei es nur ein Hirni, der Dir, weshalb auch immer, eins auswischen will), dann haben sie Dich an den Hammelbeinen wegen § 7 LuftVO. Und bekanntlich kann man ja nie so dumm denken wie es dann kommt...

Gruß
Eckart

 

[jmoors]

Hallo Eckart,

Danke für deinen Hinweis. Wir haben das immer so gemacht, das wir die Bonbons über dem Flugfeld abgeworfen haben, mit dem Flieger weit abseits des Flugfeldes geflogen sind und dann die Kinder auf das Flugfeld gelassen haben, um die Bonbons aufzusammeln.

Ich würde nie Bonbons über Menschen abschmeissen. Ich möchte z. B. kein Bonbon zwischen Brille und Auge bekommen. Hier am Niederrhein bekommt man manchmal mit, was alleine bei den Rosenmontagszügen mit den Wurfgeschossen passiert....


LG, Jürgen

 

[Naitsabes]

Hallo Jürgen,

mein Vorschlag wäre, den Rumpf aus Balsa zu machen, und diesen dann innen mit GFK zu verstärken. Hat den Vorteil, den schon vorläufig fertigen Rumpf in Händen zu halten und mit dem "klinischen Blick" und Versuchen, ihn zu verdrehen etc. auf seine Schwachstellen zu untersuchen. Dann entsprechend mit Matte verstärken, schauen obs schon was taugt und eventuell weiter verstärken. Durch Glasfaser innen sparst du dir die Schleiferei fürs Finish, aussen kann man die Balsaoberfläche ganz herkömmlich behandeln.

Sowas zu berechnen ist natürlich möglich, aber m.M.n. schon die höheren Weihen der Ingenieurskunst Allerdings gibt es Software, die dir sowas berechnen würde, meines Wissens aber erst für ein paar Tausend Euronen.


Grüße
Andi

 

[FamZim]

Hi

Ja die Bonbons .
Wir haben diese vorbereitet und jeweils ein 15 cm langes farbiges Krepppapier dran geklebt .
Ist zwar viel Arbeit, aber in der Luft sehr schön an zu sehen.
Die knallen dann nicht runter, (sind ja keine Bomben) sondern breiben recht lange in der Luft, und man sieht jedes einzelne langsam runterkommen.
Abgeworfen, von den Zuschauern gesehen, gegen den Wind etwa 45° nach vorne, (je nach Windstärke) .

Nun wieder Statik.
Als ich beim Bund war flogen die Noras noch, und setzten Fallschirmspringer ab .
Das sind Flugzeuge gleicher Bauart wie die Go 244 .
Beim rollen auf dem Boden konnte man sehr gut sehen, wie sich Rumpf und Motorleitwerksträger gegen einander verdrehten.
Das wird auch bei dem Modell so sein, und nur ein Flächen-mittelteil mit guter D Box, (ganz beblankt) wird das vertragen.

Der Rumpf aus Stahlrohr, war sicher nur mit Leinwand bespannt, warum soll das Modell damit nicht klar kommen?
Ich würde also den Boden und die Seiten, von unten nur etwa 5 cm hoch beplanken, da dort ständig angefasst und getragen wird!
Da das Haubtfahrwerk NICHT gefedert wird gehen alle Landestöße direkt senkrecht auf die Seitenwände.
Da müssen dann Spannten bis unter die Flächenauflage rein, kurz vor und hinter der Achse !

Um eine Verwindung des Flächenmittelteils gering zu halten, die Akkus zu den Motoren weit nach vorne packen, das die beiden Träger mit H Ruder schon den richtigen Schwerpunkt haben . (Nach Möglichkeit).
Leicht baut man durch weglassen .

Gruß Aloys.

 

[jmoors]

Hallo Jürgen,

mein Vorschlag wäre, den Rumpf aus Balsa zu machen, und diesen dann innen mit GFK zu verstärken. Hat den Vorteil, den schon vorläufig fertigen Rumpf in Händen zu halten und mit dem "klinischen Blick" und Versuchen, ihn zu verdrehen etc. auf seine Schwachstellen zu untersuchen. Dann entsprechend mit Matte verstärken, schauen obs schon was taugt und eventuell weiter verstärken. Durch Glasfaser innen sparst du dir die Schleiferei fürs Finish, aussen kann man die Balsaoberfläche ganz herkömmlich behandeln.

Sowas zu berechnen ist natürlich möglich, aber m.M.n. schon die höheren Weihen der Ingenieurskunst Allerdings gibt es Software, die dir sowas berechnen würde, meines Wissens aber erst für ein paar Tausend Euronen.


Grüße
Andi

Hallo Andi,

Der Rumpf wird eine textile Oberfläche bekommen, wie das beim Original auch war. In sofern darf auch Glasmatte nach Außen, was die Stabilität ungemein erhöht. Die Rümpfe sind sowieso alle voll turbulent. Da ist kaum laminare Strömung vorhanden.

Ich sehe schon, dass ich viel "Jugend forscht" betreiben muss und dass es mich am Ende günstiger kommt, als Software für ein paar tausend Euro zu kaufen oder nicht zu forschen und einen Absturz zu riskieren.


Hallo FamZim,

Zitat von FamZim:
Als ich beim Bund war flogen die Noras noch, und setzten Fallschirmspringer ab .
Das sind Flugzeuge gleicher Bauart wie die Go 244 .

Die NoraAtlas ist der direkte nachfolger der Go244. Es wurde sehr viel von der Go244 abgeguckt.

Zitat von FamZim:
Der Rumpf aus Stahlrohr, war sicher nur mit Leinwand bespannt, warum soll das Modell damit nicht klar kommen?
Ich würde also den Boden und die Seiten, von unten nur etwa 5 cm hoch beplanken, da dort ständig angefasst und getragen wird!
Da das Haubtfahrwerk NICHT gefedert wird gehen alle Landestöße direkt senkrecht auf die Seitenwände.
Da müssen dann Spannten bis unter die Flächenauflage rein, kurz vor und hinter der Achse !

Der Rumpf soll aus Holzspannten mit Stringern gebaut und dann bespannt werden. Ich weiß noch nicht womit. Das Bespannmaterial muss auch lackierbar (Sprühdose mit 2k-Lack) sein. Das wird noch viel Spaß beim Abkleben für die Tarnbemalung geben.
Wie Du es beschreibst, habe ich vor zu bauen. Vielleicht bekommt die Achse der hinteren Räder eine Drehstabfederung. Das ist nicht so auffällig.

Zitat von FamZim:
Um eine Verwindung des Flächenmittelteils gering zu halten, die Akkus zu den Motoren weit nach vorne packen, das die beiden Träger mit H Ruder schon den richtigen Schwerpunkt haben .

Ich denke über etwas ganz verrücktes nach: Ich will Akkus und Regler hinter die Motoren (Jeder Motor hat einen eigenen Akku und Regler.) in den Leitwerksträger packen, um die Kabel vom Akku zum Regler und vom Regler zum Motor möglichst kurz zu halten. Immerhin hat der Leitwerksträger direkt hinter dem Motor 15,2 cm Durchmesser! Wird den Flieger träge machen, dass war das Original aber auch.


Gruß, Jürgen

 

[hänschen]

hi Jürgen,
du hast dir ein tolles Objekt vorgenommen, dass nicht ohne Tücken ist: der Riiiesen Rumpf und der Flügel will vernünftig ausgelegt sein, dies wirkt
sich sowohl in der Stabilität, als auch im Gewicht aus.
Der Anschluss der Leitwerke am Flügel, die Leitwerksarme, nicht vergessen die Anlenkung.
Dazu noch eben mal CAD lernen, all dass ohne wirkliche Vorkenntnisse? Das gibt ein Projekt über Jahre, dazu würde ich mir auf jedenfall einen sehr erfahrenen Kollegen vor Ort als Berater suchen.

Die Bauweise grosser, aussergewöhnlicher Kisten kannst du auch in den Threads bei http://www.retroplane.net/ studieren.

Ich denke über etwas ganz verrücktes nach: Ich will Akkus und Regler hinter die Motoren (Jeder Motor hat einen eigenen Akku und Regler.) in den Leitwerksträger packen, um die Kabel vom Akku zum Regler und vom Regler zum Motor möglichst kurz zu halten.

Gruß, Jürgen

zum einen hast du direkt hinter den Motoren sicher Platz genug, zum anderen musst du an den Schwerpunkt denken, zum dritten gehört das Gewicht nach unten in den Rumpf...

Bevor du an das Konstruieren gehst, solltest du erstmal das grundsätzliche Konzept, die Bauweise aller Teile und auch die möglichen Gewichte durchgehen. Ich würde mich auch mal umschauen wer so eine Kiste schon wie gebaut hat...

Dein Bild oben irritiert auch: es ist die Go 242 Lastensegler, unter der Bezeichnung Go 244 abgebildet.

 

[jmoors]

Hallo Hänschen,

ich rechne schon mit ein paar Jahren Projektzeit, da ich auch so noch genug im Keller liegen habe und auch noch 20 Jahre Berufstätigkeit vor mir liegen, bevor ich Rentner werde und unendlich viel Zeit für Modellbau habe.

Über die Anlenkung mache ich mir keine Gedanken. Das Modell wird so fett, dass ich die Servos direkt vor die Ruder packen kann. Die Leitwerksträger werden aus Spanten mit 5 x 5mm Kiefernleisten als Stringer gebaut, halt wie ein kleinerer Rumpf eines Segelflugzeuges.

Die Leitwerksträger werden mittels einer ganz normalen Flächensteckung an die Flügel montiert. Ich werde ein Mittelstück bauen, bestehend aus den inneren Tragflächen und dem Rumpfdach zwischen den Flächen. Dann kommen die Leitwerksträger und anschließend die Außenflügel.
Weitere Komponenten werden natürlich der Rumpf und das Höhenleitwerk zwischen den Leitwerksträger.


Gruß, Jürgen

 

[hänschen]

Die Leitwerksträger werden aus Spanten mit 5 x 5mm Kiefernleisten als Stringer gebaut, halt wie ein kleinerer Rumpf eines Segelflugzeuges. Gruß, Jürgen

Immerhin hat der Leitwerksträger direkt hinter dem Motor 15,2 cm Durchmesser! Gruß, Jürgen

das ist kein kleinerer Rumpf...

hi Jürgen, mir musst das nicht erklären, sondern dir selbst, nach deinen bisherigen Äusserungen habe ich jedoch den Eindruck, dass du von der Realisierung dieses Objekts noch Jahre entfernt bist.
Bitte nicht falsch verstehen, dass soll keine Kritik sein, nur ein Anstoss. Ein solches Projekt kostet Zeit und Geld, deshalb wäre es schade, wenn es falsch aufgezogen schon im Vorfeld scheitert.

 

[FamZim]

Hallo Jürgen

Angst ist ein schlechter Lehrer, und macht das Modell mal eben doppelt so schwer wie nötig, und besser fliegt es dann sicher auch nicht!

Ich habe eine P 61 in 3 Jahren gebaut (4030 mm Spannweite 20 kg) ABER das 1. Jahr das Getriebe mit Verstellpropeller, das zweite Jahr die Einziefahrwerke mit Rädern 230 Durchmesser, und 165 mm D, und dann das Modell .

Zum Beispiel bei der Go, 4 Stringer 5x5 in den Trägern reichen schon ohne Beplankung völlig aus, dazwischen Steropur-Viertelschalen und dünnes Glasgewebe werden schon schwer genug.
Auch die Seitenruder Servos möglichst vorne, 100 g Servos am langen Hebel sind nicht so leicht durch akkuschieben ausgeglichen.

Der Rumpf wäre aus dünnem Papkarton stabiel genug, wenn Schrägstreben vom Fahrwerk (gekreutzt von links nach rechts) nach oben zur Fläche und nach vorne zum Bugfahrwerk rein kommen. ( Nur als Beispiel, es gab auch Flieger aus Wellpappe ) .
Als Aussenhaut gibt es lakierbare Gewebefolie, die hällt alle Kräfte die am Rumpf auftreten locker aus.

Bei einem Modellgewicht wie Deinem, mit ~ 12 kg Gewicht, reichen Holme (Ober-Untergurt) in der Fläche an der Steckung zum Leitwerksträger von 10 mal 4 mm für 10 G Belastung.
Jede Beplankung erhöht das noch .
Die Flächen werden ja Seglerflächen in Rippenbauweise ? die sind nur tiefer und dicker sonst nichts !!
Die Luft draussen und die Aerodynamik sind immer gleich, und Möbelwagen kommen auch ans Ziel .

Gruß Aloys.

 

[jmoors]

Hallo Hans,

alleine wegen meines Berufes und der damit verbundenen Reisetätigkeit wird sich das Projekt über Jahre hinziehen. Ich habe schon einkalkuliert, dass ich so einiges an "Lehrgeld" bezahlen und an Erfahrung gewinnen werde.

...und Nein, ich verstehe das nicht falsch. Im Gegenteil: Ich bin froh um jeden ehrlichen Kommentar!



Hallo Alois,

vielen Dank für deine Hinweise. So wie ich das momentan sehe, werden nur die Motoren und der halbe Rumpf vor dem Schwerpunkt liegen. Die Akkus werden im Schwerpunkt liegen. Das muss ich unbedingt bei der Konstruktion des Fliegers beachten. Vielleicht lässt sich das durch ein Profil mit hohem Nickmoment in Kombination mit einer geringen EWD etwas kompensieren.

Die Leitwerksträger sollen 4 Stück 5 x 5mm Stringer bekommen. Wegen der Formgebung muss ich allerdings viele Spanten setzen. Entweder aus leichtem Balsa oder aus Styropor.

Die Flächen will ich wegen der Grifffestigkeit und der leichten Reparierbarkeit aus mit Balsa beplankten Styro-Kernen machen. Als Steckung habe ich an Alu-Rohr, ggf. mit Kohle gefüllt, nachgedacht, aber das ist noch nicht endgültig.

Ich weiß, die Möbelwagen kommen auch ans Ziel, aber ein bisschen fliegen soll der Vogel schon. Deshalb habe ich die Außenflächen um fast 20% gestreckt, eben so, dass der Vogel seinen Charakter nicht verliert und die Flächenbelastung etwas in den Keller geht. Vom Gewicht würde ich mir wünschen, unter 10 KG zu bleiben, aber ich glaube ich lande eher bei 15 KG. Zur Not muss ich den Vogel kleiner bauen, denn ich will ihn mit 2 Akkus 6S1P in die Luft bekommen.


Gruß, Jürgen

 

[Gast_8624]

Hallo Jürgen,

schau mal bei den Konstruktionen vom "brosi" vorbei

F-104

http://www.rc-network.de/forum/showthread.php/342755-Dr.-Brosinger´s-F-104-Starfighter?p=2891546#post2891546

Prowler

http://www.rc-network.de/forum/showthread.php/190806-Dr.-Brosinger´s-EA6-B-Prowler?highlight=prowler

recht große "Kisten", alles in Holz, viel Volumen im Rumpf.


Gruß Rolf

 

[jmoors]

Hallo Rolf,

Danke für den Hinweis. Ich werde morgen mit dem Lesen anfangen.


Gruß, Jürgen

 

[jmoors]

Die von Rolf verlinkten Bauberichte decken sich ungefähr mit meinen Überlegungen. Ich plane alle 15cm oder früher einen Spant zu setzen. Stringer werden dann 10 x 5mm Kieferleisten. Ggf. werde ich noch diverse Verstärkungen einplanen, z. B. an der Heckklappe oder an der Fahrwerksaufnehme.

Danke für eure Hilfe. Der nächste Thread läuft schon....


Gruß, Jürgen

 

[MarkusN]

Beim viereckigen Kasten der Go gelten etwas andere Entwurfsprinzipien. Tragen werden (sollen) da vor allem die vier Längsträger in den Kanten. Natürlich müssen sie über ein paar Spanten quer abgestützt werden; deren Rolle ist aber weit weniger wichtig als bei einer in allen Raumrichtungen gekrümmten Schale.

Ausserdem wichtig ist, wie Du Die Kräfte von der Flügelaufnahme zum Fahrwerk ableitest. Da übernehmen die Spanten eine wichtige Rolle.

 

[jmoors]

Hallo Markus,

Danke für deinen Hinweis. Meinst Du, dass eine Leiste von 10mm x 20mm in den Ecken reicht, wenn ich sonst Leisten von 5mm x 10mm verwende?

Bei den Spanten bin ich mir noch nicht sicher, ob ich nur 4mm Sperrholz verwende oder und 5mm Balsa mit 2mm Sperrholz außen. Für die tragenden Spanten an Fahrgestell, Flügelaufnahmen, usw. will ich 8mm Pappelsperrholz nutzen.
Für die Leitwerksträger will ich 5 x 5mm Leisten nehmen, die von 3mm Sperrholzspanten gestützt werden. Zwischendurch sollen Spanten aus Styropor zur Erhaltung der etwas seltsamen Querschnittsform der Leitwerksträger (wie ein ausgebeultes Trapez) herhalten.


LG, Jürgen