Ich brauche hilfe für einen leichten Laminataufbau eines großen Sagittarumpfes

[Hermann]

Hallo zusammen
ich brauche hilfe für einen gewichtsoptimierten Gfk/Carbon-Rumpf
Den Leitwerksträger mit Leitwerk möchte ich diesmal in Cfk laminieren
Der Leitwerkträger hat am Flächenende einen Durchmesser von 80mm und am ansatz des Seitenleitwerks einen ovalen querschnitt von 35/60mm die länge, gemessen von der Steckung bis rumpfende beträgt 1100mm
Welche Laminatdicke würdet ihr für den Letwerksträger empfehlen
und wie wird die anbindung zum rumpfvorderteil aus Gfk realisiert, mit möglichst wenig kerbwirkung
ich möchte den Leitwerkträger mit preisgünstigen Carbongelege realisieren also UD und biaxial-gelege.
Wer kann mir da weiterhelfen
Gruß Hermann

 

[Gideon]

Hallo Hermann,

Durchbiegung ist hier sicher das größere Problem als Torsion, sodass ich das Biaxialgelege zwischen 2 UD-Lagen packen würde. So aus dem Bauch raus würde ich sagen, dass insgesamt 500-600 g/m² an Kohlefaser dafür ausreichend sein dürfte, verteilt auf ein 100 g/m² Biaxialgelege und jeweils 200 bis 250 g/m² UD. Die Anbindung an den Vorderrumpf wird über keilförmig auslaufende Bereiche realisiert.

 

[Hermann]

hallo Stefan,

Der momentane aufbau meines Rumpfes im leitwerksbereich ist folgender,
alles komplett in Glas 80g , 160g , 40mm breites UD-band Flächengewicht unbekannt auslaufend auf 15mm
abschließend 80g Glas nur in der Rumpfröhre. Alle Lagen Diagonal laminiert
der laminataufbau hält auch harte Landungen aus,
einzig die torision ist bei harten landungen deutlich sichtbar.
Meine motivation ist den Rumpf im Leitwerksbereich noch leichter zu laminieren,
mit der option die Verwindung des Leitwerksträgers beim Landen zu verringern.
Momentan wiegt die Sagitta 6,5kg.
Zielgewicht für die neue, 3,5-4,0 kg
Ich würde um die laminatdicke zu erhöhen, auch 1mm abgesperrtes Balsa, oder airex zwischen den lagen verarbeiten zb 80g diagonal, 100g UD, Sandwitch, 80gDiagonal als abschluß.
würde der Aufbau funktionieren, oder würde es noch leichter gehen.
Gruß Hermann

 

[Lahomau]

Hallo Hermann, meine in der Form laminierten Leitwerksträger haben (von außen nach innen): 60 Glas 45°, 60 Kevlar 45°, 160 Kevlar 0°, 60 Kevlar 45°. Das hält zuverlässig bei Durchmesser 45mm (vorn) auf 25mm (hinten). Summe also 340 g/m².

Dasselbe wollte ich dann mal in Kohle machen, positiv laminiert auf einem konischen Dorn. 160 Glas 45°, 160 Kohle 0°, 160 Glas 45°, dieselben Durchmesser wie oben -> bricht schon bei geringer Belastung, Wandstärke ist zu gering, es beult. Summe 480 g/m².

Letzter Stand: positiv auf 25er Alurohr gewickelt, Kombi aus C-Schlauch + UD-Kohlegelege + 45°-Kohlegelege (Summe 800 g/m²) -> kein Bruch, wenn ich das Rohr übers Knie lege und biege, Gewicht 85g/m. Aufgrund der hohen Wandstärke und des geringen Durchmessers keinerlei Beulgefahr.

-> Kohle bei geringen Wandstärken ist schlecht, und für die Torsion dürfte dein alter Lagenaufbau aus Glas schon steif genug gewesen sein, wenn er formstabil gewesen wäre -> mach lieber ein paar leichte Spanten in den Rumpf, die die Formstabilität gewährleisten, dann wird er trotz Glas auch torsionssteif.

 

[Hermann]

Hallo Lars,
wenn es keine andere möglichkeit gibt den Leitwerksträger sammt Seitenleikweksanformung
noch leichter aus anderen materialien zu laminieren werde ich bei GFK bleiben.
Die festigkeit ist mehr als ausreichend, und wenn ich die Leitwerke noch leichter hinbekomme,
wird sich der Rumpf bei sehr harten Landungen nicht mehr verdrehen.
Risse oder Brüche hatte ich bei harten Landungen bei diesem Laminataufbau bis jetzt noch nie, nur bei einer Bruchlandung und einem Aircrash, hatte ich risse bz. leichter bruch, der schnell Repariert wurde.
Gruß Hermann

 

[Gideon]

wenn es keine andere möglichkeit gibt den Leitwerksträger sammt Seitenleikweksanformung
noch leichter aus anderen materialien zu laminieren werde ich bei GFK bleiben.
Die festigkeit ist mehr als ausreichend, und wenn ich die Leitwerke noch leichter hinbekomme,
wird sich der Rumpf bei sehr harten Landungen nicht mehr verdrehen.

Es hat niemand behauptet, dass es nicht noch leichter geht. Wenn möglich, –davon ging ich aber nicht aus– ist ein Sandwich natürlich die optimalste Lösung. Airex (C 70.75 in 1,2 mm ) würde ich bevorzugen, da es recht zäh ist und Schläge deutlich besser abkann ohne zu delaminieren, als andere Stützstoffe. Die Robustheit der Oberfläche dürfte hier das Hauptproblem darstellen, sodass ich mindestens 0,25 mm an Wanddicke aussen vorsehen würde. Das wäre dann ganz aussen ein 100 g/m² Biaxialgelege, gefolgt von einem 50 g/m² UD. Dann 1,2 mm Airex und innen wieder ein 50 g/m² UD.

Bitte nicht vergessen, dass nur die addierten Fasergewichte der unterschiedlichen Fasertypen keinen direkten Vergleich der resultierenden Laminatgewichte zulassen.