Frage zu Beplankung mit Balsa + GFK

[bellafan]

Hallo Sebastian.
Die Beplankung muss nicht dünner sein. Sie muss leichter sein.

Gruß
Juri

Du hast natuerlich recht, ich hatte im Zuge meiner Berechnungen mit Balsa Gewicht und Dicke gleichgesetzt. Ich denke die Stabilitaet von 2mm Balsa mit "normalen" Gewicht ist ausreichend.

Jedoch habe ich schomal das Argument gelesen, dass man z.B. Bei 3mm mehr Material zum schleifen hat.

Ich versuche, mal alle Argumente und Fakten zusammenzubringen für mich.

Viele Gruesse
Sebastian

 

[hänschen]

Hi Sebastian ich hab mal für dich etwas gegugelt (dazu habe ich oben rechts, im Kästchen G... den Begriff "Tragflächenbau" eingegeben), nicht, dass du einen Holzbomber baust:

http://www.rc-network.de/forum/showthread.php/7663-Tragflächenbau-in-Sandwichbauweise

Da könntest du dich mal einlesen...

 

[Eisvogel]

Es geht ja nicht nur um GFK, sondern viel mehr um die Idee wie man die Beplankung duenner gestalten kann um Gewicht zu sparen...

Viele Gruesse
Sebastian

Ich nehme mal an, es handelt sich nicht um Styrokerne, sondern um Rippenflächen und um ein Rumpf-Spantengerüst das beplankt werden soll.

Die Methode mit gefinishten Beplankungsmaterial kannst du getrost vergessen. Die Übergänge zu nicht behandelten Oberfächen, z.B. Nasenleiste, Rumpfübergänge, Randbögen usw. bekommt man nur mit sehr viel Aufwand einigermaßen passabel hin. Dellen und Wellen lassen sich nur noch schwer entfernen. Es ist weniger Arbeit das fertige Modell mit Glasgewebe zu überziehen, füllern und glattschleifen.

Wenns nur darum geht die Beplankungsdicke zu reduzieren, dann kannst du diese rückseitig mit 25g Glasgewebe beschichten und dann das fertige Modell nochmal mit 25er oder 49er Gewebe überziehen, dann hast du quasi ein Sandwich als Beplankung, ähnlich eines Schalenflügels.

Das Holz vorher unbedingt mit Porenfüller, bzw. "Schnellschleifgrund" grundieren und mit feinem Schleifpapier (ca. 240er) ganz leicht drüberschleifen.
Auf die Beplankungsteile Epoxidharz aufrollern, das Gewebe faltenfrei auflegen und mit dem Schaumstoffroller ganz durchtränken. Dann Küchenrolle oder Kloopapier auflegen und mit einem trockenen Roller drüber, so daß alles überschüssiges Harz aufgesaugt wird. Papier abziehen und die Beplankung trocknen lassen.

Die Beplankung wird dann mit der Gewebeseite nach innen auf Rumpf und Fläche aufgebracht, dazu eignet sich Holzleim oder Pattex.

 

[f4bscale]

Schau doch mal hier.

http://www.rc-network.de/forum/showthread.php/466616-Leichtbau-aber-wie

Schleifen , Harz-Glas und all die schönen bekannten Sachen machen viel Arbeit.

Ich beplanke mit Balsa 1,0 bis 0.6 mm. Habe viel mit Folien experimentiert. Zuletzt mit selbstklebender Lampenfolie aus dem Hobby und Bastlerbedarf.
Diese ist zwar etwas mit 0,2mm etwas dicker dafür aber super fest. Nachteilig ist, dass die Folie scheinbar so stabilisiert ist, dass eine sphärisch gekrümmte Fläche nur schwer zu realisieren ist. Aber so viele Teile dieser Art gibt es an modernen Flugzeugen ja nicht.

Das Holz muß aber sehr gut von Schleifstaub befreit sein. Gründlich absaugen und den Reststaub mit verdünntem Parketlack versiegeln.

Kein Spachteln, kein Lackschleifen für eine sehr gute Oberfläche das sind meine Argumente für diese Folientechnologie. Bei ca. 3-5g/dm² Beplabkungsfläche erübrigt sich jede Diskussion zum Gewicht.

W.

 

[bellafan]

Danke für die Links und den Tipp mit der Folie! In der Tat soll das ein Holzbomber mit Rippenfläche werden, da ich in meiner Freizeit gerne Holzwurm bin

Da werde ich wohl noch ein bisschen suchen und lesen. Jedenfalls habe ich schonmal das Ergebnis, dass ich die ursprüngliche Idee mit dem GFK so wie gedacht vergessen kann. Ob das Rippenbauen jetzt länger oder kürzer dauert ist mir egal, der Weg ist das Ziel...

Viele Grüße
Sebastian

 

[bellafan]

Rippen

Rippen

Schau doch mal hier.

http://www.rc-network.de/forum/showthread.php/466616-Leichtbau-aber-wie

Inspiriert durch den Link und diese Bauweise (klick) habe ich mal einfach was ausprobiert:






Das ganze ist ca. 40cm lang bzw. tief, und wiegt ca. 1,6g. Verwendet hatte ich Balsa 3x3mm aus einem ca. 30g Brettchen. Die Stabilität halte ich schonmal für nicht ganz schlecht. Leider hatte ich kein 2mm Balsa zur Hand, so dass ich den Versuch damit wiederholen werde, ebenso mit etwas stabileren 3mm.

Tut zwar nix zur Beplankung, aber gefällt mir trotzdem

Viele Grüße
Sebastian

 

[smartrobert]

Rippenbauweise

Rippenbauweise

Ich habe die Rippen für eine Piper J3 nach einer Idee von Paolo Severin gebaut.

Bei den Leisten handelt es sich um 3x3 mm Lindenholz. Die großen Löcher in der Polyamidplatte erleichtern das spätere Ausstoßen der fertigen Rippe aus der Form nach dem der Leim getrocknet ist. Deckungsgleich zu den Löchern passend habe ich M6 Inbusschrauben in eine MDF Platte geschraubt.

Der Bau geht schnell und liefert reproduzierbare, sehr präzise Bauteile. Die Rippen sind aufgrund des Materials, der Wölbung und der diagonalen Streben sehr steif.

 

[depronator.]

Hallo Robert,
das ist natürlich eine Nobelvariante.

Leider zu aufwendig für Trapezflächen...

Gruß
Juri

 

[smartrobert]

Lindenholz

Lindenholz

Ja das ist richtig - und leider wirklich nur für die gute alte Rechteckfläche zu verwenden.

Interessant ist aber das Lindenholz, welches im Flugmodellbau fast in Vergessenheit geraten ist. Aufgrund seiner Struktur lässt es sich gut biegen und ist trotzdem recht steif, so dass leichte und stabile Konstruktionen entstehen.

Statt der Stecknadeln im obigen Bild könnte man dann dünne Nägel und Holzklötzchen für die "individuelle" Helling auf der Druckvorlage nehmen.

Robert

 

[bellafan]

Hallo Robert,
Du hast Recht, die Stecknadeln sind murks - auch bei Balsa, die schwaechen das Holz bei 3x3mm zu sehr.

Hast du evtl einen Vergleich zwecks Gewicht und Stabilitaet zu Balsa? Auf den ersten Blick sah die Linde doch etwas schwerer aus in einer Tabelle die ich gefunden hatte.

Viele Gruesse
Sebastian

 

[smartrobert]

Gewicht Leiste

Gewicht Leiste

Hallo Sebastian,

leichter als Balsaholz wird wohl kaum gehen, aber leider ist dieses auch sehr weich bzw. kaum druckfest.

Ich habe gerade einmal eine solche Lindenholzleiste mit 1000x3x3 gewogen. Das Gewicht liegt bei 5,5g. Daten zur Zugfestigkeit kenne ich nicht. Mit solchen Leisten hatte ich damals die Tragfläche einer Piper J3 mit 2800 Spannweite aufgebaut. Das Material lässt sich aufgrund seiner homogeneren Struktur sehr gut biegen und splittert nicht so leicht wie vergleichsweise Kiefernholz.

Beim rechnerischen Vergleich zum Balsa müsste man auf alle Fälle eine entsprechend dickere Struktur der Balsarippe berücksichtigen um eben eine vergleichbare Druckfestigkeit zu erlangen. Leicht ist schon wichtig, aber es muss auch ausreichend stabil sein damit man längere Zeit Freude am Modell hat.

Viele Grüße

Robert

 

[bellafan]

Mischbauweise?

Mischbauweise?

Hallo Sebastian,

leichter als Balsaholz wird wohl kaum gehen, aber leider ist dieses auch sehr weich bzw. kaum druckfest.

Ich habe gerade einmal eine solche Lindenholzleiste mit 1000x3x3 gewogen. Das Gewicht liegt bei 5,5g. Daten zur Zugfestigkeit kenne ich nicht. Mit solchen Leisten hatte ich damals die Tragfläche einer Piper J3 mit 2800 Spannweite aufgebaut. Das Material lässt sich aufgrund seiner homogeneren Struktur sehr gut biegen und splittert nicht so leicht wie vergleichsweise Kiefernholz.

Beim rechnerischen Vergleich zum Balsa müsste man auf alle Fälle eine entsprechend dickere Struktur der Balsarippe berücksichtigen um eben eine vergleichbare Druckfestigkeit zu erlangen. Leicht ist schon wichtig, aber es muss auch ausreichend stabil sein damit man längere Zeit Freude am Modell hat.

Viele Grüße

Robert

Super, vielen Dank! Das sind dann ca. 0,6g/cm³. Ich überlege gerade ob es dann nicht Sinn macht, nur die Streben mit der höchsten Belastung aus Linde zu bauen. Ober- und Unter"schale" dürften ja kaum Kräfte abbekommen. Dann stellt sich die Frage was ist mehr belastet, diagonal, vertikal oder beide?

Da gehen meine Gedanken grad in die Richtung:

1) am Anfang hatte ich die vertikalen Streben weggelassen. Damit konnte man die Rippe vor allem hinten nach oben oder unten biegen.
2) diese Biegebewegung sollte der Holm, Hilfsholm oder die Beplankung (entspricht ja Torsion) auffangen meine ich
3) insofern gehts hauptsächlich um den Druck senkrecht auf die Rippe, welche definitiv durch die Vertikalstreben gestützt wird.
4) die Rippe soll weiterhin so stabil sein, dass sie den Bau gut übersteht ...mein Beispiel ist mir an den Nadelstichstellen schon mal gebrochen.

Die Idee mit der variablen Helling gefällt mir übrigens sehr gut, denke da sind die Rippen dann auch recht schnell gebaut. Ich gehe mal davon aus, dass ich von jeder Rippe nur maximal 2 Stück brauchen werde..an allen 3 Flächen

Ich werde bei Gelegenheit mal die Druckfestigkeit von Linde und Balsa vergleichen, dann müsste man ja auf das entsprechend benötigte Volumenverhältnis beim Umstieg von Balsa auf Linde schließen können?!

Viele Grüße
Sebastian

 

[bellafan]

Druckfestigkeit

Druckfestigkeit

Ok, nochmal ich, habe mal folgende Werte gefunden:

Druckfestigkeit
Linde: ~50N/mm² (44-52)
Kiefer: 45N/mm²
Balsa: ~10N/mm² (5-15)

Bedeutet für mich, dass die Lindenleiste nur ein Fünftel des Querschnitts einer Balsaleiste bräuchte?! Muss man dann noch Ausknicken oÄ anderweitig beachten? Biegefestigkeit Balsa ca. 15N/mm², Linde ca. 100N/mm², also wäre Linde in dem Fall sogar im Vorteil?!

Spricht dann eigentlich irgendwas gegen Linde als Holmgurt? Bisher hatte ich da immer Kiefer auf dem Schirm...da Linde und Kiefer fast gleich schwer sind laut Wikipedia (Linde im Zweifel etwas leichter), könnte man sich ja 10% Querschnitt und Gewicht sparen.

Viele Grüße
Sebastian

 

[Nichtflügler]

...... Ich überlege gerade ob es dann nicht Sinn macht, nur die Streben mit der höchsten Belastung aus Linde zu bauen. Ober- und Unter"schale" dürften ja kaum Kräfte abbekommen. Dann stellt sich die Frage was ist mehr belastet, diagonal, vertikal oder beide? ..........

Völlig falsch gedacht!

Gerade die Ober- und Untergurte werden am höchsten belastet, nämlich schon beim Bau durch Griffkontakt. Dazu kommt hierbei die Belastung quer zur Faserrichtung. Die Stege und die Diagonalen werden dabei in Faserrichtung belastet, da hat Holz sehr gute Werte.
Bei der Übertragung der Luftkräfte auf den Holm werden die Ober- und Untergurte auf Zug und Druck in Faserichtung belastet, da sind die Stege und Diagonalen nur formgebende Strukturen und werden verhältnismäßig gering belastet.
Wenn du mal einen vollbeplankten Flügel durchgebogen hast, wirst du sehr schnell Beulen in der Beplankung auf der Druckseite sehen. Diese Beulen muß die Rippe verhindern oder du musst wesentlich schwerer bauen und alle Kräfte nur über den Holm abfangen, dann ist die Beplankung aber nur noch formgebende Struktur und dafür ist sie eigentlich zu schwer, das kann Folie besser.

 

[MarkusN]

Lindenholz ist kurzfaserig, damit nicht besonders zugfest. Kiefer ist da besser. Als Holm brauchst du Druck- UND Zugfestigkeit.

 

[Nichtflügler]

......Bedeutet für mich, dass die Lindenleiste nur ein Fünftel des Querschnitts einer Balsaleiste bräuchte?! Muss man dann noch Ausknicken oÄ anderweitig beachten? Biegefestigkeit Balsa ca. 15N/mm², Linde ca. 100N/mm², also wäre Linde in dem Fall sogar im Vorteil?!

Versuch doch einfach mal: Leiste 1 Meter lang, Linde 3x3 mm und Balsa 6x6 mm, also etwa gleich schwer, auf Druck belasten oder einfach nur mal über eine Tischkante hängen lassen. Was fällt dir auf?
Bei diesen ganzen Überlegungen musst du immer auch h³ im Auge behalten, wenn du den Querschnitt verringern willst.

 

[smartrobert]

Literatur

Literatur

Hallo Sebastian,

vielleicht findest Du ja hier Dein Antworten? Persönlich hat mir das Buch sehr gut gefallen.

http://www.aerodesign.de/literatur/rohrholme.htm

Auch Heinz Eder hat verschiedene und sehr gute Bücher zum Thema Leichtbau von Flugmodellen geschrieben.

Robert

 

[bellafan]

Versuch doch einfach mal: Leiste 1 Meter lang, Linde 3x3 mm und Balsa 6x6 mm, also etwa gleich schwer, auf Druck belasten oder einfach nur mal über eine Tischkante hängen lassen. Was fällt dir auf?
Bei diesen ganzen Überlegungen musst du immer auch h³ im Auge behalten, wenn du den Querschnitt verringern willst.

Gern probiere ich das mal aus! Dass ich eine 3x3 Balsa-Leiste nicht auf eine Linde mit einem Fünftel (2x1) zusammenreduziere versteht sich von selbst Ich will jedoch versuchen die Zusammenhänge mal gebacken zu kriegen statt mich nur auf Versuchs- oder Erfahrungswerte zu verlassen (Maschinenbau, Statik oÄ ist mir leider "fachfremd" ).

Bisher bin ich rein von der Druckfestigkeit ausgegangen, die ja nur abhängig vom Querschnitt (mm^2) ist, deshalb auch die extra Frage nach dem Knicken.

Ich werde wohl dem Tipp folgen und mich mal in die Literatur einlesen.

Danke soweit für die vielen hilfreichen Antworten! Hat mich doch schon ein Stück weitergebracht.

Viele Grüße
Sebastian