Hartschalenaufbau - Großsegler 1:3

[Stephan S.]

Hi Stefan,

du hast natürlich recht, hier hab ich mich etwas schlampig ausgedrückt. Beim Hartschalenflügel sollte in der Tat die Beulsteifigkeit das größere Problem sein.

Ob man am Außenflügel in Stützstoffbauweise unbedingt eine 300´er Belegung benötigt? Ehrliche Meinung? Keine Ahnung - nen Holm kann man gut berechnen, die Schalenbelegung ist eben ein Stück weit Gefühl und Erfahrungswert. Als Hobbybauer ist der Erfahrungswert aber meist limitiert.

Das ist eben das Problem der Auslegung. Generell nimmt die Torsionsbelastung zwar ab, aber das geometrische Torsionswiderstandsmoment ebenfalls (deutlich kleiner Querschnitt, wie schon in meinen vorherigen Beitrag angedeutet). Ich nehmen an, bei nem F3B oder Kunstflugsegler (mit weniger Streckung) kann man hier im Aussenflügelbereich eher Material reduzieren. Man kann aber ja auch ein bischen mit der Belegung spielen und einige Lagen evtl. auch nur in die D-Box legen.

Ob es generell soviel Material braucht oder nicht, hängt einfach von den persönlichen Erwartungen und Anforderungen an das Modell ab. Es gibt genügend Modell die komplett ohne CFK/GFK-Gewebe auskommen .

 

[Gast_8039]

Hallo!
Die Zusammenhänge sind soweit klar geworden. Stephan hat`s geschrieben. Ich versuchs nochmal klarer zusammenzufassen:
Vorteile Hartschale: Delaminationsfest/ robust/ bruchsicher (wenn nass-in-nass) und -da harzreich- kontrolliert zu fertigen
Nachteil HS: Beulsteifigkeit Schale erfordert höhere Wanddicke = Mehrgewicht. Preis
Vorteil Sandwich: Steif und leicht durch geometrischen Abstand Kern. Preiswert.
Nachteil SW: Herstell-Prozess und Delaminationsempfindlichkeit/ Robustheit
Ich bin der Meinung, dass die Diskussion für-wider immer die gesamt-geometrischen und Anwendungsfälle des Flügels gleichwertig berücksichtigen müssen. Man kann immer zu unterschiedlichen Bewertungen kommen. Je schlanker/ dünner die Struktur, desto wichtiger die flächengewichtsbezogene Beulsteifigkeit der Schale. Da hat Hans nicht unrecht. Das heißt konkret: Außenflügel eher Sandwich optimal als innen, bei höhere Streckungen ebenfalls eher in Richtung Sandwich. Alternativ eine eher harzreiche/ dicke Hartschale mit weniger Faserflächengewicht ratsam wenn Robustheit wichtig. Ca. 500g/m² pro Schale sollten locker reichen, Innenflügel vielleicht 600g/m². Zu bedenken ist dabei: Harz ist nicht nur billiger, sondern hat auch eine geringere Dichte als Fasern. Das heißt eine Hartschale mit hohem Fasergehalt kann kontraproduktiv in puncto Steife-/ Masseverhältnis sein. Daher eher nicht absaugen und für die Kernlagen eher Gewebe als NCF (hier gilt: Ondulation welcome). Innen- und Außendecklage aus Symmetriegründen 80er Bidiagonalgelege, nur bei Sicht-Carbon die äußere Decklage aus Spread-tow macht Sinn.
Für die Rudersteifigkeit ist - ein guter/ breiter Steg vorausgesetzt - jede "anfassbare" Schale aus CFK unter 45° ausreichend. Für Bereich zwischen den Stegen würde ich am Innenflügel ca. 200 g/mm² und außen die Hälfte als ausreichend erachten.
Für die Schlichtlage würde ich (wenn überhaupt) nur 50er Glas verwenden, 25er ist aus gleichem Garn weniger kompakt gewoben und nimmt nur mehr Harz in die Zwischenräume auf (-> Oberflächenfehler). Deckschichtharz (wenn überhaupt) keine Baumwollflocken, sondern nur Thixotropiermittel!

 

[Tern]

Hartschalenaufbau

Hartschalenaufbau

Haben kürzlich eine Hartschale "light" gebastelt.
Ist zwar kein Grosssegler, aber das Resultat für die F3F Fläche (57dm2) war sehr positiv.
Die Druckfestigkeit ist zu vergleichen mit einem 96er Kohle Sandwichflügel (96er-Sandwich-50erGlas).
Die Druckfestigkeit lässt sich mit zusätzlichen Stegen anpassen.
Gewicht höher als Sandwich...so um die 26 gr/dm2 für den lackierten Flügel ohne Einbauten.

Wir haben folgenden Aufbau gewählt:
130er HM SpreadTow (HS40 Faser Hochmodul) +/-45°
110er Aramid Unidirektional (in Flugrichtung) als "Sandwich"
130er HM SpreadTow (HS40 Faser Hochmodul)
Holmstege und Klappenstege aus Depron mit Kohleschlauch +/-45°
Holmgelege M40J (Hochmodul)
Im Vakkum abgesaugt und getempert...40°C

Würde ich wieder so bauen...weil keine Delaminationsgefahr ...
Höchstens die Innenlage wäre wahrscheinlich besser mit 0° Orientierung
Aber da das 130er schon in 45° geschnitten war...naja...funktioniert auch so..
Markus

 

[fireball412]

Hallo,

ich hätte auch noch mal eine Frage.
Ich könnte mir folgenden Aufbau vorstellen:
49er Glas, +/-45°
160er ST in 0/90°
300er Gelege in +/-45°

Die Torsionssteifigkeit sollte beim 3m Flieger mit 300er Gelege hoch genug sein.

Das ST in 0/90° könnte durch die Fasern in Flugrichtung die Beulsteifigkeit erhöhen. Die Fasern in Spannweitenrichtung wirken vermutlich auch etwas unterstützend als Holmgurt.

Was spricht gegen diesen Aufbau?

Von der Forderung nach Symmetrie bin ich nicht überzeugt. Ich denke, dass CFK in den verschiedenen Ausführungen immer noch ein recht homogenes Material ist und meine bisherigen Erfahrungen weisen auf kein Problem hin.

Stefan

 

[Gideon]

Für die Schlichtlage würde ich (wenn überhaupt) nur 50er Glas verwenden, 25er ist aus gleichem Garn weniger kompakt gewoben und nimmt nur mehr Harz in die Zwischenräume auf (-> Oberflächenfehler).

Auch wenn es hier etwas off topic ist, möchte ich gerne einmal die genauen Sachverhalte klären. Genau das Obenstehende wird immer wieder kolportiert.



Quelle: R&G Handbuch Faserverbundwerkstoffe



Style 106 wird aus 5,5 tex-Garnen und Style 1080 aus 11 tex-Garnen hergestellt. Während das 25er absolut symmetrisch ist, hat das 49er einen ausgeprägter Mehranteil an Fasern in der Kette. Die vermeintlich geringere Fadendichte beim 25er kommt nur durch den geringeren Titer der verwendeten Garne zu Stande. Wäre das 49er ebenfalls symmetrisch, lägen wir ungefähr bei ≥ 60 g/m² Flächengewicht. Die Asymmetrie ist explizit bei ± 45°-orientierten Laminaten zu beachten.

 

[Michael Kiefer]

Hallo Stefan,

da wir gerade bei off-topic sind (Sorry an den Thread-Starter!); was meinst Du mit

.... Die Asymmetrie ist explizit bei ± 45°-orientierten Laminaten zu beachten.

genau? Wieso muss die Asymmetrie bei +-45 Grad Laminaten beachtet werden? F"ur die Torsionsfestigkeit kann ich's mir noch vorstellen, dass es einen Unterschied macht, aber die Torsionssteifigkeit sollte doch in beiden Belastungsrichtungen i.w. gleich sein, oder?

Gruss,

Michael

 

[Gideon]

Die Amis sagen dazu unbalanced, und das beschreibt das eigentliche Problem ganz gut.

Hier geht es zwar um ultraleichte Lay-ups, aber das Problem ist dasselbe: http://www.rcgroups.com/forums/showpost.php?p=5354781&postcount=736

 

[fireball412]

Die Asymmetrie ist explizit bei ± 45°-orientierten Laminaten zu beachten.

Das ist wirklich interessant. Macht das irgend jemand?
Wie geht man da vor? Es nimmt doch keiner das 49g Gewebe außen doppelt, oder?
Oder geht es darum das Gewebe auf der Ober- und Unterseite gleich auszurichten?
Wie macht man dann am besten die Innenlage? Wieder in der gleichen Richtung oder doch 90° zur Außenlage orientiert?

Ist das wirklich so wichtig?

Stefan

 

[Lahomau]

Ich schätze mal, daß kaum jemand ein 49er Glas als Torsionsverstärkung einsetzt, F3K-wiegt-nichts-Anwendungen mal ausgenommen. Bei einem F3B-Flügel, wo dann noch 80er Kohle oder noch mehr verbaut ist, hat das 49er Glas für die Steifigkeit keine Bedeutung.
Und dann gibt es ja noch das 55er oder 58er Glas, das ist symmetrisch.

 

[Gast_8039]

Richtig. Es soll eine nichtstrukturelle Feinschicht sein. in Kombination mit Carbon-Schale wird es ohnehin "faules Material". Zweitens gibt es vielerlei Gewebe mit ungefähr 50-60 g/m², nicht nur das gezeigte Interglas. Es soll halt dicht und biaxial gewoben sein.

 

[Michael Kiefer]

Die Amis sagen dazu unbalanced, und das beschreibt das eigentliche Problem ganz gut.

Hier geht es zwar um ultraleichte Lay-ups, aber das Problem ist dasselbe: http://www.rcgroups.com/forums/showpost.php?p=5354781&postcount=736

OK, Danke! Das heisst es sind unerw"unschte Effekte bei z.B. Temperatur"anderung zu erwarten oder wenn das Harz sich "setzt" (schrumpft?).
Vielleicht (auch) eine Erkl"arungsm"oglichkeit f"ur das "beliebte" Ph"anomen, dass sich Fl"ugelklappen im Laufe der Zeit verdrillen.

Ich schätze mal, daß kaum jemand ein 49er Glas als Torsionsverstärkung einsetzt, F3K-wiegt-nichts-Anwendungen mal ausgenommen. Bei einem F3B-Flügel, wo dann noch 80er Kohle oder noch mehr verbaut ist, hat das 49er Glas für die Steifigkeit keine Bedeutung.
Und dann gibt es ja noch das 55er oder 58er Glas, das ist symmetrisch.

Naja, so ganz ohne Bedeutung ist es vielleicht doch nicht. Auch wenn es nicht ausdr"ucklich deswegen gemacht wird, ein Effekt ist trotzdem da: Bei 1x49er Glas und z.B. 1x93er HT als Aussenlagen ist die Erh"ohung der Torsions-Steifigkeit so, als ob man nur 1x110er HT Kohle eingelegt h"atte. Wenn z.B. 1x49er Glas als Innelage noch dazukommt, wird's nochmal mehr (im Vergleich zur Aussenlage aber weniger, da die Innenlage weniger Fl"ache umschliesst).

Gruss,

Michael

 

[keule01]

Hartschalen Bautipp ?

Hartschalen Bautipp ?

Hallo Zusammen

Ich Lese diesen Tread im Hintergrund mit . Hoch Intressant !

Meine frage an Euch .
Könntet Ihr euch auch eine 2 Meter Hottliner Fläche in Hartschalenbauweise vorstellen ?
Wenn Ja , wie würdet Ihr den Gewebeaufbau herstellen ?
Vorhanden ist 100 g Biax Carbon / 93g Spreadtrow .

Wie ist eure Meinung dazu ?

Beste Grüsse Ralf

 

[Robert G.]

...und vom 1:3 Großsegler sind wir nun auf 2m Hotliner geschrumpft, was dem "Großsegler" nichts nützt.
Macht doch für andere Spannweiten ein eigenes Thema.

 

[Markus B]

Aufbau

Aufbau

Hallo Selberbauer,

Finde das Thema sehr interessant. Habe auch vor, ein Scalesegler selbst zu bauen. Die Anfangsfragen des Threadstarters sind sehr interessant, jedoch gibt keiner so wirklich Auskunft darüber, wie nun ein guter Aufbau aussehen könnte!
Der Thread wäre für Anfänger wie mich super zu verstehen, wenn nicht immer so von den Anfangsfragen abgewichen wird.
Was toll wäre, wenn jeder der sowas schon gebaut hat, seine Aufbauten hier beschreibt um uns Anfänger ein paar hilfreiche Anfganstipps zu geben, die jeder selbst weiter ausbauen kann. Genügend Profis sind in diesem Bereich ja vorhanden, das sollte genutzt werden:-)

Danke und Gruß

Markus

 

[Gideon]

..und hier eine kleine Zusammenfassung von Susi aka Achim D.: http://www.rc-network.de/forum/show...oßsegler-1-3?p=3628878&viewfull=1#post3628878

 

[Gast_36267]

Sind hier bereits neue Erkenntnisse zur Verfügung und funktionierende Varianten in der Luft ?
Plane auch gerade mal wieder weiter mit meinem Negativ Formenkonzept ...

> max Größe Flügelstück (bis 2m) > Steckung und Holm > Lagenaufbau > Finish usw.

Gruß Martin

ps:

- mich irritieren die Angaben Hartschale z.B. 500gr/m , dann ist das ja nur der Gewebeanteil einer Seite und fertig das doppelte + Harzanteil

- das enstpricht ja dann auch fast meinem Muster mit 50er Glas und 2 x 200 CFK Gewebe

- wäre auch gut für einen Aussenflügel denkbar und ausreichend, jedoch optimaler Holm und Steg sowie Gewebe 1x0 und 1x45 Grad

das heist aber auch 50+200+200 = 450gr Gewebe + ca. 300-400 gr Harz x 2 = ca. 1500 - 1700 gr/m2 reales Schalengewicht (Gesamtflügel ohne Holm usw)

 

[fireball412]

zum PS:

Ja, so ist es. 500g/m² Hartschale heisst 500g/m² Gewebe plus Harz pro Seite (also oben und unten).
Die gesammte Fläche wiegt dann in etwa Flächeninhalt*4*500g/m²

 

[Gast_36267]

wiegt dann in etwa Flächeninhalt*4*500g/m²

+ 4 x Harz

 

[fireball412]

nein - alles mulitiplikativ verkettet
Annahme 50% Fasergewichtsanteil

 

[Gast_36267]

das heist aber auch 50+200+200 = 450gr Gewebe + ca. 300-400 gr Harz x 2 = ca. 1500 - 1700 gr/m2 reales Schalengewicht (Gesamtflügel ohne Holm usw)

Dann wäre das nach deiner Methode und Rechnung ja eine 900 gr/m2 Hartschale .... aus 50-200-200 gr /m2 Gewebe ... das sind ja einigermaßen reale Werte

Und heißt die nun 450er Hartschale wegen 450gr/m2 Faseranteil oder doch 900gr Hartschale wegen 900gr/m2 Schalengewicht

Ganz schöne Wortspielerei mal wieder