Versuch eines F3F Nurflügels

[Peter Wick]

Hej alle zusammen

klar biegen Bretter! Denn auch sie haben Auftrieb...hoffentlich, doch es gibt ein paar Faktoren, die die Biegung kleiner als bei Leitwerklern macht:

- weniger Ca max (keine...oder besser gesagt negative Wölbklappen, Höhenruderausschlag,
S Schlag Profil)
- Typisch weniger Streckung, d.h. grössere Wurzeltiefe, damit typischerweise grössere
Bauhöhe.....spielt eine riesige Rolle
- weniger Massenkonzenration in der Mitte (hoffentlich!!!!!!)
- Ballast----wo? wenn in der Mitte, dann mehr Biegung

Diese Faktoren sind für die Biegung verantwortlich....neben der Geschwindigkeit natürlich
:-)....kan ja auch sein, dass die Teile einfach nicht schnell werden, dann sind die Belastungen natürlich auch nicht so hoch!


Das Trimmgewicht in der Rumpfnase trägt bei engen Wenden dazu bei den Flügel zu verwinden.
Bei Pfeilflügeln ist alles anderst und viel komplizierter. Da ist ja z.B. so, dass Biegung typischerweise auch Torsion auslöst.......flattern und dann ist es nicht mal so, dass man sagen kann je mehr Pfeilung desto schlimmer. Wenn ich mich recht erinnere, so ist eine Pfeilung von 15 Grad, wie z.B. der SB13 richtig schlecht für das Flattern...während grössere Pfeilungen die Kopplung von Biegung und Torsion in Richtung höherer Geschwindigkeiten verschieben.

 

[Chrima]

Hallo Peter

Du erwähnst auch wieder das Manko des CAmax. Spielt es bei guten F3F-Bedingungen wirklich eine so grosse Rolle ?

Mir scheint, dass sich der Flieger bei guten Verhältnissen (hohe RE-Zahl) weniger ausbremst in den Wenden, wie eben wenns etwas lau ist.

Und die Leitwerkler ziehen die Wenden ja auch nicht was das Profil hergeben könnte.

Grüsse
Chrima

 

[Chrima]

das Argument (Schwerpunkt im ersten Viertel) ist richtig und macht es natürlich nicht einfacher, aber es ist dennoch möglich, leicht zu bauen.

Hi Klaus

Habe einmal virtuel an meinem F3B die Leitwerkssäge angesetzt;



Die Hebelarme sind natürlich etwas geschätzt. Je nachdem, welche Werte man einsetzt komm ich auf eine Ersparnis von 0 bis max. 200g (60g auf der Zeichnung) Trimmblei.

Das Flügelgewicht liess ich bei beiden Versionen gleich. Weiss nicht, ob man bei einer Doppelkohle-Fläche noch viel optimieren kann !? Der SP der Flächen liegt bei ziemlich genau 50%, was bei dem ganzen Klapperatismus ein doch erstaunlicher Wert ist.

Das Verschieben des SPs von nur 5cm nach vorne, sowie das leichte SLW von nur 60g komplett, bei nur 30cm Hebelarm sind zudem wohl sehr optimistische Werte.

Resultat; ein Brett-Nurirumpf würde vielleicht insgesamt 200g leichter bei einem 3m-Flieger. Der gedachte Vorteil des gesparten Leitwerkträgers, wird also leider grösstenteils, vom hinter dem SP liegenden Flügel wieder neutralisiert.

Grüsse
Chrima

 

[UweH]

Hallo Christian

Du rechnest rein statisch, aber die Wende ist eine dynamische Bewegung und damit spielt die Massenträgheit eine große Rolle.
Bei der Formel der Massenträgheit geht der Abstand der Massepunkte im Quadrat in die Rechnung ein:

Das Trägheitsmoment, auch Massenträgheitsmoment oder Inertialmoment, ist eine physikalische Größe in der klassischen Mechanik. Sie gibt den Widerstand eines starren Körpers gegenüber einer Änderung seiner Rotationsbewegung an.

Damit ist der Einfluß des Abstands des Massenmittelpunkts von der Drehachse erheblich größer als im statischen Fall bei dem linear mit Kraft x Hebel gerechnet wird.

Weiss nicht, ob man bei einer Doppelkohle-Fläche noch viel optimieren kann !?

Das ist die falsche Frage.
Die Frage müßte lauten: "Brauch ich überhaupt eine Doppelkohlefläche beim Brett?"
oder
"Muß beim Brett die doppelte Kohle in den ganzen Flügel rein?"
oder
"Brauch ich überhaupt einen Flügel oder genügt ein Nurrümpfler?"

- weniger Massenkonzenration in der Mitte (hoffentlich!!!!!!)
- Ballast----wo? wenn in der Mitte, dann mehr Biegung

Das von Peter hier geschriebene widerspricht scheinbar dem Prinzip außenliegende Massen zu vermeiden und die Verstärkungen und Ballast auf den Mittelbereich zu beschränken.
Aber das ist der Widerspruch bei dem der Konstrukteur den besten Kompromiss finden muß.
Massenkonzentration ist gut für die Wendigkeit, aber schlecht für die Statik.
Es geht mir nicht darum alle Masse in der Mitte zu konzentrieren sondern überflüssige Massen und Überdimensionierungen in Außenbauteilen und hinter dem Schwerpunkt einzusparen.

Gruß,

Uwe.

P.S.: OT: Christian, was macht Dein Weasel? Meins wird heute fertig

 

[Chrima]

Hi Uwe

Beim Weasel hatte ich etwas zu kämpfen mit der Farbe, jetzt warte ich noch auf so ein Spray, dass dann einen "Gummi"-Schutz drüber erzeugt. Ist ja sonst gleich wieder weg die Farbe...


Das mit der dynamischen Berechnung könnte ja einleuchten, aber ohne ein Rechenbeispiel, krieg ich da kein Grössenverhältnis heraus. Wenn Du mal Zeit hättst ? ;-)

Optimierung beim Flügel bezog ich auf den Schwerpunkt. Denke es ist recht unerheblich, wie stabil man baut, aber weiter nach vorne mit dem SP (als ca. 50%) scheint mir doch sehr schwierig.
Wenn jemand eine Bruchfläche hätte, könnte er ja einmal zwischen Holm und Scharnierlinie Aussparungen raus sägen und diese dann wägen. Wäre interessant. Aber wie gesagt meiner Meinung nach kaum der Rede wert.

Gruss
Chrima

 

[UweH]

Beim Weasel hatte ich etwas zu kämpfen mit der Farbe, jetzt warte ich noch auf so ein Spray, dass dann einen "Gummi"-Schutz drüber erzeugt. Ist ja sonst gleich wieder weg die Farbe...

Hi Christian, ich hab mein Weasel getapet, über den Airbrushflächen mit einem ganz dünnen klaren Packband.....wegen der Massenverteilung sind die Airbrushflächen recht groß
Ich poste Fotos von meinem Weasel im passenden Thread wenns fertig ist

....aber ohne ein Rechenbeispiel, krieg ich da kein Grössenverhältnis heraus. Wenn Du mal Zeit hättst ? ;-)

Ich bin in Mathe eine Niete und kann die Quantitäten auch nicht abschätzen und rechnen ebensowenig

Optimierung beim Flügel bezog ich auf den Schwerpunkt. Denke es ist recht unerheblich, wie stabil man baut, aber weiter nach vorne mit dem SP (als ca. 50%) scheint mir doch sehr schwierig.

Ich glaube das größte Potenzial für F3F liegt im einsparen des langen Leitwerksträgers und des Höhenleitwerks (Schwerpunkt und Wendigkeit Querachse aus der Dämpfung) und in den Außenflügeln (Roll- und Gierwendigkeit), beides über die oben angegebene Formel.

Was anderes ist es bei Thermik-Allroundseglern mit den niedrigeren Geschwindigkeiten, da kann man auch innerhalb des Flügels noch einiges einsparen. Mein (noch nicht gebautes) 2,5 m-Brett hat vorne eine Sperrholz-D-Box, einen Kohlerohrholm zur Ballast- und Steckungsaufnahme und zusätzliche Kohlegurte, aber hinter dem Schwerpunkt besteht der Flügel fast nur aus Rippen, Bespannung und den (fast) unvermeidlichen Rudern. Ziel war Flitschenfestigkeit bei belastungsgerechter Massenverteilung und breit spreizbarer Flächenbelastung. Der Versuch ist noch nicht gebaut und deshalb nicht geflogen, die Ergebnisse stehen leider aus, also auch keine auf die F3F-Praxis übertragbaren Erfahrungen

Gruß,

Uwe.

 

[speed-michi]

Hallo Christian

Du rechnest rein statisch, aber die Wende ist eine dynamische Bewegung und damit spielt die Massenträgheit eine große Rolle.
Bei der Formel der Massenträgheit geht der Abstand der Massepunkte im Quadrat in die Rechnung ein

Ich frag mich immernoch was das mit der noetigen Stabilitaet eines Fluegels zu tun hat? Und selbst wenn das Traegheitsmoment beim Brett kleiner ist, sprich man ein kleineres Moment fuer eine Rotationsbeschleunigung brauch wie ein Leitwerkler, hat der Leitwerker es dank langem Hebel und Leitwerk deutlich leichter, ein solches Moment aufzubauen. Die F3D- und Q500-Kisten fliegen mit wenigen Milimetern Hoehenruderauschlag ganz schoen heftige Ecken. Ausserdem spielt beim "einleiten/aendern der Rotationsgeschwindigkeit" hier noch das Stabilitaetsmass eine wichtige Rolle. Im Extremfall (Moment sehr gross / Traegheit sehr klein / Flieger instabil) kann man dann so wie mit einer Su-37 Rueckwaertssaltos machen

Ich wuerde Wenden wie auf der Skizze als Kreisauschnitt berechnen. Im einfachsten Falls als "Messerflugwende". So haengen Kurvenradius, noetiger Auftrieb, (und damit die Belastung) und Rotationsgeschwindigkeit voneinander ab. Und damit kann man das auch halbwegs stationaer vereinfachen. Das Flugzeug rotiert ja nicht nur, sondern es aendert sich auch die Richtung des Geschwindigkeitsvektors.
Wenn ich eine Wende optimieren soll, wuerde ich ueber die verschiedenen Kurvenradien die Kurvengeschwindigkeiten ausrechnen. Zu jedem Radius gehoert ein noetiger Auftrieb und damit Widerstand. Dann die Zeiten ausrechnen die sich durch die unterschiedlichen Strecke und Geschwindigkeiten ergibt. Und dann mit einem Beschleunigungsmesser im Flugzeug solang den Hoehenruderausschalg veraendern bis ich die passende Fliehkraft messe. Das Traegheitsmoment hat hier aber nur auf den benoetigten Ruderausschalg einfluss.

Das ist natuerlich alles nicht die Realitaet, aber mMn immernoch besser als "das ist alles instationaer und eh nicht berechenbar".

Wie wuerdet ihr das denn machen?


Gruss
Michi

[edit]Ausserdem behaupte ich jetzt mal frech: Wenn ich einen Fluegel hab der nur 10g aushaelt, ist es egal wie und wo ich mein Gewicht im Rumpf verteile. Wenns mehr wie 10g werden legt er die Ohren an.[/edit]

 

[Gast_17021]

Moin

Ich schau mir das dann lieber in der Realität an...

Heute war ich trotz noch immer kräftig Rotz und Fieber eine gute Stunde im Keller und habe die Ruderverkastungen fertiggemacht. Jetzt fehlt also nur noch die Beplankung und die Fertigstellung des Rumpfes... Nach Weihnachten ist hoffentlich wieder etwas weniger Stress im Geschäft und ich kann ein paar Tage richtig im Keller arbeiten. Die nächsten Projekte drängeln mit 1,5m und 2,4m Rumpfnegativformlänge hier schon rum...

Gruß Christian

 

[Peter Wick]

Hallo zusammen

die Frage ist, was optimiert man:

1 wenn man die Festigkeit in Biegerichtung optimieren will, so ist ein ´spanloader´optimal. Das heisst, das ganze Gewicht ist längs der Spannweite verteilt. Anstatt Blei also ein richtig schwere RC D Box....so ähnlich wie das beim ETTO gemacht ist. Allerdings ist bei ungepfeilten Brettern zur Flügelnase so klein, dass der Flieger schwer wird. Das macht aber je nach Flugaufgabe nichts.....z.B. DS. ETTO hat deshalb ein wening Pfeilung.

2 wenn man die Wendigkeit optimieren will, so muss man wie Uwe schreibt die Massen in der Mitte konzentrieren und zwar alles ....hier kann man schön der Vorteil von Formenfliegern sehen, da kann man nämlich das Material da einsetzten kann wo die Belastungen hoch sind.

wie man sieht, widerspricht Optimierung 1 der Optimierung 2

3 wenn man die Torsion optimieren will, wird es etwas komplizierter. Bei Brettern kann man davon ausgehen, dass sich der Flügel um den Holm verwinden will. Welche Kräfte treten in einer scharfen Wende auf? Einerseits sind das Auftriebs- und Abtriebskräfte und die Zentripetalkräfte der Massen. Hier kann man in erster Näherung davon ausgehen, dass man gewisse Flugzeugteile aufgrund ihres Massenschwerpunktes analysiert. Wie Christian schreibt ist der Massenschwerpunkt eines Flügels so bei ca. 50%. Wenn der Holm bei 25% eingebaut ist, versucht also das Eigengewicht des Flügels die Flügelschale in dieser Richtung, also in der Wende gegen das Kurvenäussere, zu verwinden. Der Rumpf hat typischerweise augrund des Trimmbleis einen Massenschwerpunkt der weit vor dem Flugzeugschwerpunkt liegt. Diese Kraft versucht ebenfalls den Flügel zu verwinden. Der Auftrieb, und hier sind Bretter richtig dankbar greift mehr oder weniger konstant bei ca. 25% der Tiefe an, wenn die t/4 Linie mehr oder weniger ungepfeilt ist. Dann hat man noch die Luftkräfte durch das ausgeschlagende Höhenruder. Typischerweise ergibt eine Analyse der Grösse und der Hebelarme dieser verschiedenen Kräfte, dass der Holm etwas hinter der 25% Linie eingebaut werden sollte, damit hält man die Torsion klein. Wenn man Ballast einlädt sieht alles wieder anderst aus! Hier gilt es einen Kompromiss zu finden.

Hinsichtlich der Bedeutung von Ca max. Das ist eine komplizierte Frage. Ich denke aber, dass man nicht in Richtung CA schwache Profile arbeiten sollte. Die Gründe: wenns läuft fliegt man mit Ballast....und dann aber richtig viel...bei gleichem Radius heisst das mehr Ca. Die Einflughöhe, welche unter anderem mit Ca max zu tun hat, hat auch im F3F einen grossen Einfluss auf die Endzeit. In der Wende gibt es verschiedene Taktiken...scharf rum mit viel Ca max kann zu guten Zeiten führen...siehe Stefan Göbel.....man muss aber die Wende gut treffen, da korrigieren recht schwer ist. Die Gefahr eines ´Abstellers´ist gross. Man kann einen vergleichsweise grossen Radius fliegen, das macht es einfacher die Wenden zu timen und die Gefahr eines ´Abstellers´ist kleiner. Bei viel Ballast sicher die bessere Taktik. Daneben spielt wahrscheinlich auch noch die Flügel- und Profilauslegung eine Rolle. Hat der Flügel viel Steckung, so ist das Optimum wahrscheinlich eher in der scharfen Wende, da der induzierte Widerstand nicht so dramatisch zunimmt, bei kleineren Streckungen sind weiche Wende wahrscheinlich optimaler.

 

[Nobby_segelflieger]

F3F Nurflügel

F3F Nurflügel

Moin Christian

Hat dich die Schnodderseuche jetzt ganz dahingerafft??????????????, mann liest garnix mehr von dir.

Heute war Erstflug mit meinem Mini Extrem, trotz 0 Wind, dank Flitsche.

Der kleine geht Hammermässig. Es ist zwar noch etwas feinabstimmung nötig, aber sonst bin ich sehr zufrieden damit. Da werde ich am Süd- F3F Nurikup wohl mitmischen wenn´s passt.

Schönes friedvolles Weihnachtfest euch beiden, und mit euren Familien

 

[Gast_17021]

Alles gute zum Geburtstag!

Alles gute zum Geburtstag!

Moin Nobby

Naja, das Problem war eher daß ich die Seuche mit kräftig Überstunden auskurieren "durfte". ...mach mal Krank im Einzelhandel vor Weihnachten...

Dann mal Glückwunsch zum Erstflug! Freu mich auf viele leitwerkslose Flüge nächstes Jahr mit Dir!

Danke! Liebe Grüße und frohes Doppelfest auch euch!

Gruß Christian (Sa. und So. geht´s endlich mal wieder richtig in den Keller an den Nuri und am Die. werden die Arschtierformen gefräst! I gfrei mi narrisch )

 

[Gast_17021]

Moin

Auf Wunsch von Norbert hier die vorerst letzten Bilder der Needlekillerflächen von innen.

Gruß Christian

 

[Gast_22053]

Hallo chris
danke dafür aber weiter berichten bitte
Norbert

 

[Gast_17021]

Moin

Fläche ist aus der Presse und so richtig schön hart und Verwindungssteif dank diagonalem Rovinggewebe. Von der Q´n d-Bauweise sieht man nichts mehr, nur noch schönestes Kiefernfurier ist übriggeblieben, wie geplant... Hab sie gerade noch grob mit der Japansäge besäumt, Morgen und Übermorgen möchte ich dann das Leitwerk und den Rumpf fertig machen. Das macht dann 3 Löcher in den Rumpf und das Leitwerk mit ein wenig 105er Köpermatte zusammen mit ein bisschen Mumpe auf den Rumpf bappen. Ich werde davon Fotos machen wie versprochen.

Gruß Christian

 

[Heinzgas]

Hallo alle zusammen...
verfolge den Beitrag schon von Anfang an gespannt...

so wie ich das mit bekommen habe, werden gerade zwei Modelle gebaut..

nun:
mit welchen Abmessungen, Profilen und was noch alles dazu gehört?
gibt es eine Ranisdatei dazu?
oder wird nach dem Entwurf von Seite 6 gebaut?



lg heinz

 

[Gast_17021]

Moin Heinz

Ich baue diesen Entwurf von Uwe. Rumpf ist von einem alten, halbzerbröselter F3Bler, Leitwerk wird unten 230mm HM50t gestrakt auf oben 140mm SD-8020.

Gruß Christian

 

[Gast_17021]

Moin

Hier ein Bild von den zusammengesteckten Flächen, mittlerweile trocknet die Nasenleiste und ich mach gerade ne (Rothausweizen-)Pause vom Schneiderippenfeilen für das Leitwerk. Das wird aber heute noch geschnitten und beplankt. Rippe 3 von 4 ist fertig! Der Rest ist ja ne Sache von Minuten...

Gruß Christian

 

[McLaut]

Hi Chris!!!
Ich hoffe für Rona und dich, dass die Fläche nicht mit die Treppe hochwandert diese Nacht!!!

Sieht toll aus

LG
Michel

 

[Gast_22053]

Hallo Chris
Fläche schaut gut aus weiter so
Norbert

 

[Gast_17021]

Moin

Leitwerk geschnitten, Material gerichtet und ab in die Minipresse....

Feiert alle schön! Ich geh jetzt in den Keller mal anfangen die 34 Schneiderippen feilen, bald ist der 1.1., das große doppel-Arschtierprojekt ruft!

Gruß Christian