Projekt: Flieger aus Stahl! Um Hilfe gefragt

[elektroernie]

Also ich denke immer noch an eine Rohrkonstruktion. Und wenn man die Rohre nicht bekommt, kann man sie ja selbst herstellen, vielleicht aus 0,1 mm Blech, rollen und mit Epoxy kleben. Damit sieht die Flächenkonstruktion so aus: vorne ein Rohr als Nasenleiste, die Rippen gebogen aus Rohr und als Endleiste wieder ein Rohr, das ganze am besten verklebt, schweißen oder löten bei den Wanddicken ist nicht der Bringer. Zum Doppeldecker: den vielen Widerstand muss man mit Gummienergie in der Luft halten. Wie soll das gehen? Langsam fleigen heißt nicht Widerstand erzeugen sondern den Auftrieb maximieren und die Flächenbelastung minimieren. Übrigens legt man Abstrebungen immer auf Zug aus, sehr ungern auf DrucK. Also Flügel auf einen Pylon setzen und Streben unter die Fläche. Ich kann nur immer wieder sagen: schaut euch die Saalflugmodelle an, die fliegen schon seit 100 Jahren.
cu
Ernst

 

[amieX]

Hallo,

danke hänschen. Daran hatten wir auch mal gedacht an eine Fachwerkkonstruktion aus Stahldraht. Wäre zumindest leicht zu realisieren.

Wobei handelt es sich aber bei dem Günther-Flugmodell. Hab grad gegoogelt aber bekomme irgendwie nur Spielzeug oder Drachen.

MfG amieX

 

[kurbel]

Die Pylonidee kommt ja genausowenig ohne Druckstäbe aus, wie der Doppeldecker, nur dass bei dem die Stabkräfte geringer sein können.
Es ist auch nichts anderes als ein Fachwerk, wie beim Rumpf.
Beim Pylon sind die Druckstäbe eben die Flügelvorder- und -hinterkantenstäbe.
Luftwiderstand ist zweitrangig, Leichtbau wichtiger, der spart schließlich induzierten Widerstand ein.
Ist umso wichtiger, da die Spannweite ja limitiert ist.
Den Rumpf würde ich allerdings evtl eher als Rohr aus Stahlfolie rollen, geklebt, da gibt der Kleber gewichtsmäßig sehr billige Wandstärke die gegen Beulversagen gebraucht wird.
Haben wir damals bei unserem Modell auch so gemacht, war eben eine legale Ausnutzung des Reglements, da Klebstofe zum fügen ja erlaubt sind.
Generell dürfte Löten gut sein, wo es geht (z. B. bei Fachwerken), ansonsten ist Kleben am besten, weil relativ leicht.

Schön wären Rohre mit Durchmessern so um die 3 bis 5 mm und wenigen Zehnteln Wandstärke um die Knickung in den Griff zu kriegen.

Kurbel

 

[amieX]

"Den Rumpf würde ich allerdings evtl eher als Rohr aus Stahlfolie rollen, geklebt, da gibt der Kleber gewichtsmäßig sehr billige Wandstärke die gegen Beulversagen gebraucht wird"

Uiii das ist eine echt sehr gute Idee.

Dankeschön

 

[christof buss]

Also ich denke immer noch an eine Rohrkonstruktion. Und wenn man die Rohre nicht bekommt, kann man sie ja selbst herstellen, vielleicht aus 0,1 mm Blech, rollen und mit Epoxy kleben.

Sicher nicht unmöglich, traust Du Dir zu solche Rohre herzustellen?
Kleben mit Epoxy und Löten war ja nicht zulässig, Schweissen? Naja...

Damit sieht die Flächenkonstruktion so aus: vorne ein Rohr als Nasenleiste, die Rippen gebogen aus Rohr und als Endleiste wieder ein Rohr, das ganze am besten verklebt, schweißen oder löten bei den Wanddicken ist nicht der Bringer.

Ernst, so wie Du es vorschlägst ist es ganz sicher die eleganteste Lösung, nur sorry,ich zweifle an der Umsetzbarkeit

Zum Doppeldecker: den vielen Widerstand muss man mit Gummienergie in der Luft halten. Wie soll das gehen? Langsam fleigen heißt nicht Widerstand erzeugen sondern den Auftrieb maximieren und die Flächenbelastung minimieren.

Richtig. Ich rede auch nicht davon Bremsfallschirme anzuknoten oder unnötige Massen anzuschrauben oder die Fläche kleiner zu machen als nötig.... Drum heist es für mich auch:"Widerstand erzeugen heisst langsam fliegen" Und das ist etwas völlig anderes als Deine Formulierung! Es wird in einer Halle geflogen, je langsamer sich das Ding bewegt desto besser, also: Geringe Masse, grosse Fläche, viel Schub und wenig Drehzahl.

Übrigens legt man Abstrebungen immer auf Zug aus, sehr ungern auf DrucK. Also Flügel auf einen Pylon setzen und Streben unter die Fläche.

Na logisch, wie sonst?

 

[hänschen]

Hallo,

danke hänschen. Daran hatten wir auch mal gedacht an eine Fachwerkkonstruktion aus Stahldraht. Wäre zumindest leicht zu realisieren.

Wobei handelt es sich aber bei dem Günther-Flugmodell. Hab grad gegoogelt aber bekomme irgendwie nur Spielzeug oder Drachen.

MfG amieX

Das ist Spielzeug, seit 50 Jahren bewährt. Flügel wie oben beschrieben.

Rumpf wie vor beschrieben abgestrebt, sowohl zum Rumpf nach unten, als auch zum Leitwerk nach hinten, Abstrebung aus dünnem Draht, Belastung nur auf Zug, Flügelbelastung auf druck 1/3, auf Zug 2/3.
Im Prinzip gibt das eine Drahtkommode als Bleriot, etc. aus der Frühzeit der Fliegerei vor dem ersten WK.
Alternativ sowas ähnl. wie ein Muskelkraftflugzeug ala Gosamer Albatros, oder Musculair.

 

[amieX]

Uii, das stimmt ja löten wär ja laut Regeln aufgrund von zinn nicht erlaubt :S Dabei hatte unsere betreuende Professorin löten vorgeschlagen ? Ich weiss jetzt nicht ob sie sich vertan hat oder ob löten als Mittel zum Fügen evlt doch erlaubt ist ?

Ich werde das morgen mal erfragen.

Wollte mich nochmal bedanken für die vielen Ideen und wir werden sicherlich morgen nochmal alles durchgehen und im laufe der woche einiges ausprobieren und euch dann auch mitteilen. Aber wir freuen uns dennoch über neue Ideen für was auch immer =)

MfG amieX

 

[amieX]

Das ist Spielzeug, seit 50 Jahren bewährt. Flügel wie oben beschrieben.

Mal so ne Frage: Wie lange hällt sich son Günther-Flugmodell in der Luft wenn man den voll aufdreht?

 

[Austrian]

Wegen Propeller und Gummimotor: Bei den Saalfliegern wird mit sehr wenig Drehmoment und großen Propellern die niedrige Drehzahl erreicht.
Für eine entsprechende Auslegung Eures Stahl-Fliegers müßte man die Fluggeschwindigkeit abschätzen oder über Gleitflug-Versuche ermitteln. Dann kann über Gummigewicht und Drehmoment ein Prop entworfen werden.
Als Anhaltspunkte Daten von F1B (Gummimotor-Freiflug):
Gummigewicht 30g, Stranglänge ca. 330mm erlaubt max. Drehzahlen um 400 bei einem Spitzen-Drehmoment von ca. 0,7Nm. Propeller-Durchmesser 600mm, Steigung 700mm, Gleitflug-Geschwindigkeit ca.6m/s ergibt Laufzeiten um 50s ... Drehmomentkurve hohe Spitze am Anfang, dann langer flach abfallender Bereich.
Für Euer Projekt: längerer Strang -> geringeres Moment. Um einen langen Strang unterzubringen wurden schon 2 Stränge mit Umlenkgetriebe parallel gelegt, aber hintereinander geschaltet (Open Rubber in GB/USA). Wenns geht, die hohe Spitze vermeiden, d.h., nur 70-80% ausnutzen, sonst schwer zu beherrschen.
Oder - um Momenten-Belastung im Rumpf zu vermeiden - vorne Zug- und hinten Druck-Propeller am selben Strang (ähnlich den Helikopter-Spielzeugen). Flügel und Leitwerk werden dann überwiegend nur mit Auftriebskräften belastet und nicht mit Momenten.

 

[christof buss]

Wegen Propeller und Gummimotor: Bei den Saalfliegern wird mit sehr wenig Drehmoment und großen Propellern die niedrige Drehzahl erreicht.

Oder - um Momenten-Belastung im Rumpf zu vermeiden - vorne Zug- und hinten Druck-Propeller am selben Strang (ähnlich den Helikopter-Spielzeugen). Flügel und Leitwerk werden dann überwiegend nur mit Auftriebskräften belastet und nicht mit Momenten.

Sehr gute Idee eigentlich.
Die Push-Pull Anordnung würde es auch ermöglichen über die nachlassende Zugspannung des einen Gummis das andere erst später freizugeben = längere Laufzeit.
Das ganze sollte vielleicht etwa so aussehen, plus Zugpropeller
de.wikipedia.org/wiki/Airco_DH2

 

[MarkusN]

Zur Basiskonstruktion:
Flügel würde ich als Halbschale aus Folie bauen, vorne umgebördelt. Aussenrippen darunter aus Folie in V-Form gerollt, mit Fuss zum kleben. Dann in Rollenwerkzeug gekrümmt.

Aufkleben auf (unter) den Folienflügel. Den Flügel zwecks Torsionssteifigkeit verspannt. Entweder als Doppeldecker oder als Eindecker mit Spanntürmen. Wenn die Verspannung / Schale zur Aufnahme der Druck und Biegekräfte nicht reicht, aussenliegender Holm analog Adlerprofil aufgeklebt. (Haben die Kline-Fogelmann Anhänger wieder Freude.)

Rumpf (und allgemein Biegeträger) als gerolltes Rohr oder als Gitterfachwerk aus gerollten Winkel- oder Dreiecksprofilen.

Mannis Ansatz den Flieger ins Quadrat einzuschreiben ist gut. Evtl. sogar Raumdiagonale, aber dann kann es schwierig werden, den Schwanz unterzubringen. Oder Ihr konstruiert ein Delta in die 1,1,1 Ebene.

Gewicht keinesfalls ausnutzen. Indoor hilft nur leicht, leicht, leicht. Sonst ist immer gleich eine Wand da. So gesehen ist Kurbels Vorschlag mit dem Drehflügler auch gut. (Waren nicht die ersten erfolgreichen Flugmodelle vor so ca 300 Jahren auch Hubschrauber aus Vogelfedern mit Gummimotor?)


Zur Frage nach der Flugzeit der Günther Flugspiele: Bestenfalls einige zehn Sekunden. Meist im einstelligen Sekundenbereich.


Ganz allgemein halte ich die Aufgabe, die auch für die Tragfläche (also die Haut) Stahl vorschreibt für wenig zielführend.

Ausserdem ärgerlich an der Aufgabe: Die Testphase ist materialmordend. Was fliegt, muss deswegen noch lange keine Landung überleben, und Grabbelfestigkeit ist auch mieserabel.

PS: Wenn Kleben zum Fügen erlaubt ist, muss Löten eigentlich auch sein. Ist Kleber auf Buntmetallbasis. Aber eigentlich ist Kleben wohl das bessere (verzugsfreiere, robustere) Verfahren.

 

[kurbel]

Christoph, statt der Airco DH2 würde ich eher die Konfiguration Dornier Ameisenbär empfehlen, da bekommt man auch die nötige Gummilänge unter.

Gerollte Profile zur Versteifung sind sehr gut.
Wir haben uns damals Hutstegprofile gefalzt und aufgeklebt.

Markus hat eines der Hauptprobleme (in der Praxis!) erkannt.
Bei jeder Landung verbiegt sich irgendetwas und damit hat man bei jedem Flug ein anderes Modell.
Da ist Feintuning schwierig.

Kurbel

 

[MarkusN]

Alternativbauweise:

Echter Schalenbau. Profilierter Flügel in Stringerbauweise. U-förmige, zwischen Ober-und Unterschale geklebte Stringer halten die Profilform und erhöhen die Beulsteifigkeit.

Nachteil: Aerodynamik (dünnstmögliches Profil ist gefragt) und Statik widersprechen sich heftig.

 

[christof buss]

Christoph, statt der Airco DH2 würde ich eher die Konfiguration Dornier Ameisenbär empfehlen, da bekommt man auch die nötige Gummilänge unter.


Markus hat eines der Hauptprobleme (in der Praxis!) erkannt.
Bei jeder Landung verbiegt sich irgendetwas und damit hat man bei jedem Flug ein anderes Modell.
Da ist Feintuning schwierig.

Kurbel

Hey Kurbel,
Ein Doppeldecker hat so denke ich folgende Vorteile
Doppelter Flächeninhalt (1m³ Umbauter Raum als max ausdehnung fürs Modell)
Grössere Steife, durch Verspannbarkeit, wegfall Flächenpylon.
Geringere Geschwindigkeit (die Hallenwände sind näher als man denkt und dieses Modell wird nicht gesteuert)
Geringerer Bauaufwand für den Rumpf, 4 Drähte deren Lagerung recht weit auseinander liegen bilden den Leitwerksträger.

Das Problem das Markus aufgezeigt hat ist nicht von der Hand zu weisen!
Aber wie wäre es zu lösen? Stabiler und somit schwerer bauen?
Wichtig ist es auch eine Bauweise zu wählen die überhaupt handwerklich realisierbar ist, hightech hilft nur da wo es auch realisiert werden kann...

 

[MarkusN]

Hey Kurbel,
Ein Doppeldecker hat so denke ich folgende Vorteile

Es ging nicht um die Doppeldecker-, sondern um die Rumpfkonfiguration.

Wie wärs mit Santos Dumont 14 bis mit Doppelgummimotor?

 

[kurbel]

"Echter Schalenbau"

...und der Aufwand wäre gigantisch.

Das Darmstädter Team, das damals gewonnen hat, hat einen Horten aus verzahnten gelaserten Rippen und Stegen gebaut, mit CA geklebt und Stahlfolienbeplankt.
Riesenaufwand, aber flog gut, allerdings ohne Möglichkeit zu justieren.

Edit: Christoph, ich war ja eh pro Doppeldecker. M.E. ein Muss!

Kurbel

 

[christof buss]

"Echter Schalenbau"

...und der Aufwand wäre gigantisch.


Edit: Christoph, ich war ja eh pro Doppeldecker. M.E. ein Muss!

Kurbel

Ist doch mal selten und schön wenn sich hier mal jemand einig ist :-)

Da es ja um Flugdauer geht (?) stelle ich nochmal zur Diskussion:
Antrieb mit Push-Pull Anordnung, das Erschlaffen des einen Antriebsgummis gibt das vorgespannte zweite Gummi frei. Sinn ist klar, aber ich habe keine Vorstellung welche Energiemenge so ein Gummi speichern kann?
Sicher ist aber das mit dieser Anordnung sich die Laufzeit annähernd verdoppeln kann. Oder?

 

[MarkusN]

Sicher ist aber das mit dieser Anordnung sich die Laufzeit annähernd verdoppeln kann. Oder?

Nö. Das ist eine Frage der Anpassung der Luftschraube an die Charakteristik des Gummiantriebs. Ein Einfachschraubenantrieb kann den Gummimotor so belasten, dass er mit der halben Drehzahl abläuft. Dann bekommst Du gleichviel Flugzeit.

Ein Gummi kann bezogen auf sein Gewicht Energie speichern. Für wieviel Flugzeit das reicht, hängt vom Wirkungsgrad des Systems ab. Was hilft, sind drehmomentgesteuerte Verstellpropeller, die aus dem abnehmenden Moment des Gummimotors das Maximum herausholen.

"...und der Aufwand wäre gigantisch.

Deswegen bin ich auf die Stringerbauweise gekommen. Weniger Aufwand, aber auch weniger profilgenau.

 

[christof buss]

Nö. Das ist eine Frage der Anpassung der Luftschraube an die Charakteristik des Gummiantriebs. Ein Einfachschraubenantrieb kann den Gummimotor so belasten, dass er mit der halben Drehzahl abläuft. Dann bekommst Du gleichviel Flugzeit.

Ein Gummi kann bezogen auf sein Gewicht Energie speichern. Für wieviel Flugzeit das reicht, hängt vom Wirkungsgrad des Systems ab. Was hilft, sind drehmomentgesteuerte Verstellpropeller, die aus dem abnehmenden Moment des Gummimotors das Maximum herausholen.

Deswegen bin ich auf die Stringwerbauweise gekommen. Weniger Aufwand, aber auch weiniger Profilgenau.

Richtig!
Die Grösse der LS bestimmt die Laufzeit des Systems. Wenn man dieses System dann optimal abgestimmt hat und nimmt ein zweites dazu hat man was?
Die Idee mit dem drehmomentengesteuerten Propeller finde ich gut.
Markus, wie sähe so ein Propeller aus?
Die Stringerbauweise ist auch eine gute Lösung, aber für ein gutes Ca ist doch eine gewölbte Platte mit entsprechendem Anstellwinkel ideal, oder meine ich das nur?

 

[MarkusN]

Die Grösse der LS bestimmt die Laufzeit des Systems. Wenn man dieses System dann optimal abgestimmt hat und nimmt ein zweites dazu hat man was?

Wenn ich das Problem optimiere, wie ich aus einer bestimmten Gummimenge für eine möglichst lange Zeit eine ausreichende Leistung heraushole, kommt bei mir nicht ein System heraus, das die halbe Antriebsspeichermenge jeweils als totes Gewicht mitschleppt und zwei Mechaniken braucht.
Sorry, aber so sehe ich den Doppelantrieb.

Die Idee mit dem drehmomentengesteuerten Propeller finde ich gut.
Markus, wie sähe so ein Propeller aus?

Weiss ich nicht im Detail, aber ich meine die Saalflieger machen sowas. Das Drehmoment wirkt auf einen Helbelarm, der das Propellerblatt steiler anstellen will. Eine Feder wirkt dagegen.

aber für ein gutes Ca ist doch eine gewölbte Platte mit entsprechendem Anstellwinkel ideal

Ja , natürlich. Das kannst Du auch als Schale bauen, dann ist die Struktur innen und die Biege- und Torsionssteifigkeit /-Festigkeit kommt gratis dazu. Ist aber eben der o.e. Kompromiss.