Wie lese ich an bestehenden Flügeln zerstörungsfrei das Profil aus?

[Cleopatra024]

Wie lese ich an bestehenden Flügeln zerstörungsfrei das Profil aus?

Ich habe immer wieder mal das Problem, dass ich das verbaute Profil nicht erkennen kann! Aussagen wie Clark-Y-ähnlich oder semisymmetrisch helfen da auch nicht viel. Häufig geht es auch darum, dass offenkundig ein Strak verbaut ist und ich den kennen lernen will. Oft habe ich auch Lust einen weiteren Flügel zu bauen mit anderer Bauweise, zB Spreiselflügel in Styrosandwich oder umgekehrt.
Mit aufgesetzten Kartonschablonen ist das extrem unbefriedigend.

Hat jemand eine Idee, wie ich zu einer verlässlichen Zeichnung komme, die dann weiterbearbeitet werden kann?

Besten Dank & vG Werner/Cleopatra024

 

[Eisvogel]

Profillehre, Konturenlehre, Konturenkamm, da gibts sicher noch ein paar Namen davon.

https://www.amazon.de/HELIOS-PREISSER-0589101-Profillehre-federharte-Stifte/dp/B003CLJYMO/ref=asc_df_B003CLJYMO/?tag=googshopde-21&linkCode=df0&hvadid=255989693737&hvpos=&hvnetw=g&hvrand=16289952347163133484&hvpone=&hvptwo=&hvqmt=&hvdev=c&hvdvcmdl=&hvlocint=&hvlocphy=9042474&hvtargid=pla-421793584749&psc=1&th=1&psc=1

 

[Sebastian St.]

Tragfläche in dem Bereich wo das Profil bestimmt werden soll mit schwach klebender/ haftender Folie schützen und ein paar getränkte Rowlings herrumwickeln, nach dem Aushärten ( eventuell an der Endleiste) auftrennen .

 

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Orientierend mit Lötzinn abformen - geht schnell und hilft das Profil einzuordnen - geht in Richtung Kurvenlineal bzw. Konturenkamm (s.o.) , viel Erfolg,C.O.

 

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..... noch Bild , sorry

 

[mh18058]

Hallo Werner,
für diese Problemstellung wende ich das Lichtschnittverfahren an.
Ich bin aber noch am entwickeln. So 100%ig funktioniert es leider noch nicht - siehe unten.

Dabei wird die Tragfläche mit einem Linienlaser unter 30° angestrahlt.
Unter 30° zur anderen Seite fotografiere ich die Laserlinie, welche dann aufgrund der beiden 30°-Winkel die Kontur abbildet.
Um das Profil rundrum zu erfassen, fotografiere ich die Ober-, Unter- und Vorderseite. Das ergibt also 3 Fotos mit 3 Linien.
Für die Positionierung des Lasers und der Kamera habe ich mir eine Komforte gebaut, die ich dann auf einem Stativ befestige.
In eine weitere Komforte spanne ich den Flügel ein. Die ist so gestaltet, daß ich zusätzlich die Profilsehne erfasse.

In einem zweiten Schritt werte ich die 3 Fotos mit einem selbstgestrickten Programm aus.
Dabei werden die 3 Linien, nämlich Ober- und Unterseite und die Nase mit Hilfe der Profilsehne so miteinander montiert, daß das Profil entsteht.
Dann speichere ich einfach die Koordinaten des Profils ab.

Zum besseren Verständnis hier mal ein Screenshot des Auswerteprogramms:

Das mit dem Auslesen der Fotos funktioniert zu meiner eigenen Überraschung hervorragend.
Auch das Montieren der Ober- und Unterseite klappt ganz gut.
Nur die Nase bekomme ich noch nicht sauber montiert, jedenfalls nicht automatisch ...
... wenn jemand einen Vorschlag hat, wie ich die Nase (grüne Linie) so gedreht, verschoben und skaliert bekomme,
daß sie sich bestmöglich zur Ober- und Unterseite einpasst, dann laßt mich bitte nicht dumm sterben ...

Vielleicht kannst Du Dir mit dem Lichtschnittverfahren ja was für Deine Zwecke basteln ... vielleicht reichen Dir ja schon die Fotos.

Sicher fragen sich jetzt einige, warum ich da soviel Aufwand betreibe. Nun,
1. weil ich wissen will, wie genau ich die Flügel gebaut habe.
2. weil ich gebaute Flügel mit den tatsächlichen Koordinaten berechnen möchte.
3. weil ich auch bespannte Tragflügel ausmessen möchte - deshalb berührungslos!
4. weil mich interessiert, ob und wie das funktioniert - Spieltrieb eben ...

Gruß Martin

 

[Gast_635]

Es ginge aber auch mit einer mechanischen Art " Kopierfräse", nur an der einen Seite ein Abtaststift, auf der anderen ein Zeichenstift. Das ganze parallel am Schubladenauszug geführt.......ich erhebe weder copyright noch Gewähr, dass das alles aufs µ passt, Aber es kommt immer drauf an, wozu das alles dienen soll. Reverse engineering oder nur Spass an der Freud?

 

[Christian Zinkl]

..... noch Bild , sorry

Sorry aber das nimmt man maximal für Rumpfspanten zum Einkleben für Servobretter.
Zur Bestimmung eines Profils viel zu ungenau!
Generell bin ich der Meinung, dass es fast unmöglich ist ein genaues Profil rauszumessen auch wegen der Bauungenauigkeiten der div. Bauweisen.

Eine ganz feine Konturenlehre oder die Idee mit den Rovings halte ich hier am zielführensten. Allerdings bleibt dann noch immer der aufwendige Abgleich mit bestehenden Profilen um genau sagen zu können um welches es sich handelt.

mfG

 

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Sicher richtig - mit Lötzinn abformen wurde auch nur als zeitsparende ,preiswerte und - orientierende - Methode vorgestellt. Je nach Anspruch verfeinern sich die Verfahren - die vorgestellte "Laser Messung mit selbst entwickeltem Programm " hat mich sehr beeindruckt . Beste Wünsche C.O.

 

[Cleopatra024]

Hallo Freunde

ich bin überwältigt und muss die einzelnen Verfahren noch etwas genauer analysieren, aber das Problem ist erkannt und sei es auch nur, um eigene Bauungenauigkeiten zu analysieren bzw. das Einfallen der Bespannungen zwischen den Rippen um dann das wirkliche Profil zu erkennen, das schließlich durch die Milliarden Luftmoleküle durchrutschen muss!
Um dem Vorwurf zu entgehen, dass sich der Themenstarter dann nicht mehr drum kümmert, hier also meine Kurzbeurteilung:

Die Lötdrahtmethode ist wohl nur orientierend zu gebrauchen, aber einfach, zB um Spanten in GFK-rümpfen einzupassen.

Die auflaminierten Rovings ergeben wohl schon ganz gute Hinweise und sind elastisch genug, damit man sie wieder vom Flügel abstreifen kann. Dann wird man sie auf einen Träger aufkleben müssen, damit man sie sauber zu einem abzeichenbaren Proil sägen/schleifen & umfunktionieren kann.

Das Lasersystem ist wirklich genial, aber für mich noch zu kompliziert, aber ganz sicher eine zukunftsträchtige Variante. Mach weiter, lohnt sich!

Die Konturenlehre (Kammmethode) habe ich bis 50cm für wenig Geld im Internet gefunden, aber besonders im Nasenbereich wohl zu ungenau, aber sonst garantiert ein gutes Universalinstrument, zB um den Flügelausschnitt oder die Höhenruderlage im Rumpfbereich genau einschleifen zu können.

Die Kopierfräse hatte ich auch im Kopf, im YT gibt es viele Filme, wo man mit dieser Methode Propellerduplikate mit Erfolg erzeugt, statt Sägeblätter kann man sich vorstellen einen Bleistift zu führen, der direkt auf Papier zeichnet.

Herzlichen Dank & viele Grüsse Werner

 

[HaWo]

...:

4. weil mich interessiert, ob und wie das funktioniert - Spieltrieb eben ...

Gruß Martin

Heute gab's übrigens einen auch ganz verspielten MH Flieger von '78 bei Outerzone. Quasi noch Kinderspielzeug

 

[mh18058]

Das Lasersystem ist wirklich genial, aber für mich noch zu kompliziert, aber ganz sicher eine zukunftsträchtige Variante. Mach weiter, lohnt sich!

Je nach Anspruch verfeinern sich die Verfahren - die vorgestellte "Laser Messung mit selbst entwickeltem Programm " hat mich sehr beeindruckt .

Danke Werner und C.O. für die Blumen. Das geht doch runter wie Öl!
Wie gesagt funktioniert das Montieren der Nase noch nicht automatisch - und händisch ist dieser Schritt ein arges Gefrickel.
Untersuchungen zur Genauigkeit stehen auch noch aus. Wahrscheinlich muß das Ganze dann auch noch irgendwie kalibriert werden.
An dem Verfahren ist also noch viel zu tun - und langsam lockt wieder das Wetter zum rausgehen und fliegen gehen ...

Im Übrigen eignet sich das Laserschnittverfahren auch zum eleganten "Abformen" von Rumpfkonturen, z.B. für Spante in GfK-Rümpfen.

Allerdings bleibt dann noch immer der aufwendige Abgleich mit bestehenden Profilen um genau sagen zu können um welches es sich handelt.

Für diese Aufgabe habe ich mir vor einiger Zeit schon mal eine SQL-Datenbank erstellt. Da sind alle Profile drin, die ich so gespeichert habe - aktuell 6302 - freilich einige doppelt und dreifach. Jeder Datensatz enthält die charakteristischen Werte, wie Dicke, Dickenrücklage, Wölbung, Wölbungsrücklage und was es da sonst noch so alles gibt.
Zur Anschauung mal ein Screenshot:

Mit dem SQL-Befehl kann ich mir dann raussuchen, was denn da so Ähnliches passen könnte.
Das ist ein verdammt schnelles und mächtiges Tool und garnicht mehr so aufwendig wie Christian vermutet - vorausgesetzt man kann SQL!
Zum Beispiel grenzt
SELECT * FROM Airfoils WHERE ID=0 OR T BETWEEN 7.8 AND 8.2 AND F BETWEEN 6.6 AND 6.9 ORDER BY T
die Auswahl dann schon mal auf 13 Verdächtige ein:

Wenn dann da also eines passen sollte, dann finde ich das auch relativ flott. Glaubt mir: Irgendwann macht sowas ziemlich viel Spaß!

Wie gesagt: Dafür müssen allerdings
1. die Koordinaten des gebauten und abgeformten Profils genau genug bekannt sein - woran ich mit dem o.g. Laserschnittverfahren arbeite
2. das Sollprofil auch genau genug gebaut worden sein - denn sonst sind Hopfen und Malz verloren
Apropos Hopfen - Prost!

Gruß
Martin

 

[Window]

Nase dann doch mit Lötzinn abformen.....( nur Spaß natürlich..) Weiterhin viel Erfolg ( der automatische Profilabgleich kam mir rein konzeptionell auch in den Sinn - wahrscheinlich bin ich da natürlich kein Einzelfall) - sehr spannendes Gesamtkonzept für viele Anwendungsfälle , beste Wünsche ,Claus

 

[Window]

...... Daten dann gleich in die CNC fräse oder 3 D Drucker für sofortiges clonen.....

 

[_gerhard_]

Ich denke ich würde es abformen… also einmal breites Klebeband rundherum, Sperrholz grob ausschneiden… dieses ums Profil und mit Spachtelmasse den Spalt auffüllen.

Wenn fest runternehmen, Masse planschleifen… ergibt eine perfekte Profilkopie

 

[Aerofred]

für diese Problemstellung wende ich das Lichtschnittverfahren an.
Ich bin aber noch am entwickeln. So 100%ig funktioniert es leider noch nicht - siehe unten.

Hallo Werner,
Ich bin beeindruckt, verstehe ich das richtig, du nimmst den Laserstrahl von der Seite auf und wertest das Bild auf Höhenkoordinaten aus?
Kannst du das Auswerteverfahren näher beschreiben? Ich hätte sowas gerne für Rumpfspanten.
Bei kommerziellen Verfahren (z.B. GOM) werden Referenzpunkte aufgeklebt und die Bilder so gemacht, daß in Bild 1+2 mehrere (min3) gleiche Punkte aufgenommen werden. Dann in Bild 2+3 usw. Dadurch können die Bilder zueinander gemapt werden. D.h. und die Nasenleiste herung mehrere Bilder und das Problem ist gelöst.
Wäre schön, wenn du weiter berichtest.

VG
Christoph

 

[Claus Eckert]

Hallo,

eigentlich sollte man doch mit einer CNC und einem Taster anstatt einer Spindel einen Profilverlauf, jeweils für Ober und Unterseite, sehr genau abnehmen können?

 

[hvdh]

Hallo
Es gibt doch schon Apps um z.B. 3D Modelle mit dem Handy einzuscannen, könnte man damit nicht auch Tragflächen einscannen?
Gruß
Hermann

 

[mh18058]

Hallo Werner,
Ich bin beeindruckt, verstehe ich das richtig, du nimmst den Laserstrahl von der Seite auf und wertest das Bild auf Höhenkoordinaten aus?
Kannst du das Auswerteverfahren näher beschreiben? Ich hätte sowas gerne für Rumpfspanten.

Hallo Christoph,
ja genau - ich werte das Bild auf Höhenkoordinaten aus. Die 30° des Lasers tragen 50% zur Höhe bei, ebenso die 30° des Kamerawinkels. Das ergibt dann 100% der Höhe. So die Theorie. In der Praxis wird man mit einem geeigneten Kalibrierverfahren (bekannte Kontur fotografieren und auswerten) dann noch einen Skalierungsfaktor ermitteln und damit korrigieren.

Zu Deiner Frage nach dem Auswerteverfahren:
Ich werte aus dem Bild die RGB-Werte aus. Dafür sollte sich natürlich die Laserlinie möglichst deutlich von der Umgebung unterscheiden.
Dabei lese ich quer zum Laserlinienverlauf für jedes Pixel die RGBs aus und summiere R+G+B zu einem "Farbwert". Es hat sich als vorteilhaft erwiesen dabei auswählen zu können, ob nur R alleine, oder R+G, oder was auch immer summiert wird - je nach Qualität des Bildes. Das ist der Parameter "C", siehe Screenshot in #6.
Diese "Farbwerte" haben dann typischerweise in der Laserlinienmitte ein Maximum. Mit einer Regressionsparabel ermittele ich dann den Scheitelpunkt, der sodann den Meßwert der Höhenkoordinate darstellt. Dieser liegt üblicherweise irgendwo zwischen den Pixeln, sodaß ich sogar genauer als die Pixel auflösen kann. Damit habe ich eine einzelne Y-Koordinate des Profil. Die korrespondierende X-Koordinate ist dann die Pixelkoordinate auf der ich quer zur Laserlinie ausgewertet habe. Also z.B. vielleicht etwa sowas: Y(1200) = 400,432 Damit ist die Nuß eigentlich schon geknackt!
Je nach Kameraauflösung habe ich dann ca. 3000 solcher Werte pro Profilseite, wobei die Profilsehne auf der Flügelkomforte mit abgebildet werden muß. Die Sehne ist an den kleinen horizontalen Abschnitten vor und hinter dem Profil zu erkennen, siehe Screenshot in #6.
Erfreulicherweise ist am Anfang und Ende des Profils die Laserlinie nur ganz schwach ausgeprägt. Hier kann ich mit einem Grenzwert, das ist der Parameter TH, den Meßwert zu Null setzen. Dadurch bekomme ich fast senkrechte Linien an der Nase und Endkante, die ich für die Montage der Ober mit der Unterseite nutze.
Ober- und Unterseite werden dann wie folgt montiert:
1. Ober- und Unterseite jeweils mit Hilfe der Sehnenlinien horizontal verdrehen.
2. Unterseite mit Hilfe der senkrechten Linien so skalieren, daß sie mit der Oberseite übereinstimmt.
3. Unterseite mit Hilfe der Sehnenlinie vertikal verschieben, daß sie mit der Oberseite übereinstimmt.
4. Unterseite mit Hilfe der senkrechten Linie horizontal verschieben, daß sie mit der Oberseite übereinstimmt.
Wie dazu dann die Nase montiert werden kann ist, wie gesagt, leider noch nicht impementiert und noch zu erledigen ... vielleicht bekomme ich da ja noch eine zündende Idee ...

Christoph, jetzt hab' ich Dich aber ordentlich zutheoretisiert. Ich hoffe Du hast's verstanden.
Wer's nicht verstanden hat, macht sich bitte keinen Kopp drum ... alles ist gut ...

Gruß Martin

 

[mh18058]

Hallo,

eigentlich sollte man doch mit einer CNC und einem Taster anstatt einer Spindel einen Profilverlauf, jeweils für Ober und Unterseite, sehr genau abnehmen können?

Hallo Claus,
das habe ich mir anfangs auch überlegt. Ich habe sogar einen Taster, der tatsächlich 1/100mm auflösen kann, was mir durchaus ausreichen würde.
Aber so ein Taster hat ja eine Spitze, dessen Radius man auf einer schrägen Oberfläche einrechnen müßte. Und so ein Profil ist so gut wie überall schräg, besonders an der Nase.
Oder man dreht den Taster, so daß er immer schön senkrecht auf der Oberfläche steht. Dumm nur, daß man die Oberfläche noch garnicht kennt. Also irgendwie iterativ ausmessen ... und wenn dann die Maschine fehlerhafterweise in den Flügel reinfährt ...
Das geht bestimmt irgendwie, aber das Maschinenprogramm möchte ich sehen.
So ein Taster übt auch immer einen, wenn auch geringen, Druck auf die Oberfläche aus. Und ich möchte ja auch bespannte Flügel messen können.
Zumindest ist mit bloßen Auge auf Bügelfolie unter dem Taster eine kleine Delle sichtbar. Garnicht elegant das ist ...
Gruß Martin