3m Seglertragfläche konstruieren

Chrizz

User
Hallo,
ich verfolge das RCN Forum schon seit langer Zeit, da ich nun jedoch dabei bin eine Seglertragfläche in Styro/Abachi Bauweise zu konstruieren, habe ich mich nun auch mal angemeldet um einige Fragen zu stellen in der Hoffnung auf fachmänische Hilfe(bei den Kolegen im Verein sagt ja bekanntlich jeder was anderes und alle wissen es besser ;) ).

Da ich vor ein par Jahren mal einen 3m Segler bei einem Vereinskolegen ersteigert hatte, die Rippentragfläche jedoch bautechnisch nicht sehr schön realisiert wurde (ich habe zu meiner Anfangszeit als Modellbauer noch nicht das nötige knowhow gehabt :rolleyes:) wollte ich nun eine an den GFK Rumpf angepasste Eigenbautragfläche konstruieren.

Meine bisherigen Vorstellungen:

Ruder: Quer/Wölb durchgehend.

Durch die bereits vorgegeben Flächenanformung am Rumpf wird leider eine Wurzelflächentiefe von 202mm Vorgegeben (ich glaube das ist recht wenig, aber der Rumpf ist halt da). Ich dachte bei der Geometrie an eine gerade Hinterkante 90° zum Rumpf und 3 Trapetzförmige Abstufungen. Die erste nach 775mm auf eine Tiefe von 190mm, nach weiteren 390mm auf 170mm und nach 380mm auf 130mm Tiefe. Als Profil habe ich einen Strak vom HQ/W 2.5-10 an der Wurzel zu HQ/W 2.5-8.5 am 2.Trapetzknick (170mm) und HQ/W 2.5-9 am Flächenende vorgesehen.

Bautechnisch wollte ich mich nach der Positivbauweise von http://www.aerodesign.de/ richten.

Da ich nicht viel Ahnung bezüglich der Profilauslegung und Geometrischen einflüsse der Fläche habe, währe ich über Tipps und Belehrungen sehr dankbar, meine bisherige Konstruktion basiert auf Vergleichen mit Herstellerangaben vergleichbarer Modelle (bezüglich der Profile) und Beiträgen hier im Forum.


MFG Chris
 

Joe

User
Hi Chriss, welches Profil hat die Rumpfanformung? Stell wenn möglich mal ein Bild rein.

Dreifachtrapetz ist ok, allerdings wird das erste weit nach außen laufen, ich würde so spät wie möglich auf geringe Profiltiefe auslaufen.
Kannst du noch Angaben über Abstand Flächennase zu Leitwerksnase und Rumpflänge machen?

Gruß, Joe
 

Milan

User
Hallo Chriss.

Hier ist es wie in deinem Verein - jeder weis was anderes und vor allem besser:D

Dein Tragflächenentwurf finde ich in weiten Bereichen gut - optimieren würde ich bei folgenden Punkten:

Am Flächenende die Wölbung (stets!) um den Betrag 0,5 gegenüber dem Wurzelprofil erhöhen und die Dicke nicht unter 10% wählen, also ein HQ/W 3.0/10
Zusätzlich am Flächenende das Profil moderat schränken -> -1°.
Beide Maßnahmen verbessern erheblich die Abrisseigenschaften (über die Nase abkippen, nicht über eine Tragflächenseite) und den Kreisflug.

Ouer/Wölb auf keinen Fall durchgehend bauen sondern voneinander trennen - dadurch kannst du dir die Störklappen ersparen.

Welche Bautechnik und welches Material du verwenden solltest bestimmst du letzlich selbst. Jeder der seine Tragflächen selbst schnitzt wird "sein" Verfahren für das Optimale halten und lobpreisen ( ich bin auch so einer).

Richtig schlimm wird es erst wenn du an die "vollgasfesten" Fans gerätst. Ohne Kohlenstoff und einem Kleinkredit bei deiner Bank geht da gar nichts.

Ich wünsche dir frohes Schaffen - gibts Fragen, immer her damit.

LG

Harry
 

Chrizz

User
Danke für die Schnellen Antworten, ich habe schonmal mehr Hoffnung für mein Vorhaben;)

@ Joe: Zu dem Profil der Rumpfanformung kann ich nichts sagen, ich wollte den Rumpf entsprechend an mein neues Profil anpassen...
Zitat:"Dreifachtrapetz ist ok, allerdings wird das erste weit nach außen laufen" Kannst du mir noch genauer erklächen was du damit meinst, es verläuft ja schon über die halbe Spanweite???
Die weiteren geforderten Angaben kann ich heute Abend angeben, danke schonmal.

@Harry: Ich meinte durchaus die Querruder und Wölbklappen voneinander zu trennen, sie sollten nur etwa über die gesamte Spannweite verlaufen, Sorry wenn ich mich bisschen missverständlich ausgedrückt habe. Die Tiefe der Ruder wird 22% der jeweiligen Flächentiefe betragen.
Ist denn das HQ/W 2,5-10 nicht 10% Dick??? Kannst du mir vielleicht noch genauere vorschläge zum Profilstrak geben(Wurzel Profil HQxy, Mitte oder auf xy mm Länge HQxz und ganz außen HQ.... mit 1°) Heißt 1° Nasenleiste nach oben oder unten:confused:

Danke für euer Arangement

MFG Chris mit s nicht ss ;) mir ist nur kein Benutzername eingefallen....
 

Milan

User
Danke für die Schnellen Antworten, ich habe schonmal mehr Hoffnung für mein Vorhaben;)

Ist denn das HQ/W 2,5-10 nicht 10% Dick??? Kannst du mir vielleicht noch genauere vorschläge zum Profilstrak geben(Wurzel Profil HQxy, Mitte oder auf xy mm Länge HQxz und ganz außen HQ.... mit 1°) Heißt 1° Nasenleiste nach oben oder unten:confused:


MFG Chris mit s nicht ss ;) mir ist nur kein Benutzername eingefallen....
Hallo Chris mit ohne zwei s !

Ich habe da 10% hingeschrieben weil du 9% in deinem Eingangspost in Betracht gezogen hast.

Den von dir vorgeschlagenen Profilvorschlag,- und Strak finde ich o.k.
Mit zunehmender Profildicke lässt sich, wenn man den Widerstandszuwachs mal nicht so als das wichtigste Kriterium bemüht, die Statik des Flügels auf einfache Weise verbessern. Ein hochbauender Holm benötigt halt weniger Gurte (Rovings) als ein dünner.

Bei der optimalen (?) Länge der einzelnen Tragflächenstücke gehen die Meinungen auseinander - ich mach das so: wenn ich ein Original nachbaue sind diese Längen maßstäblich verkleinert; baue ich nach eigenem Gusto, entscheidet mein guter Geschmack:D:D

Minus (-) 1° Schrankung heißt Nase runter.

LG

Harry
 
Mit zunehmender Profildicke lässt sich, wenn man den Widerstandszuwachs mal nicht so als das wichtigste Kriterium bemüht, die Statik des Flügels auf einfache Weise verbessern. Ein hochbauender Holm benötigt halt weniger Gurte (Rovings) als ein dünner.
Die Statik ist für dieses Rezept nicht der Grund. Die Biegemomente nehmen nach aussen hin ja ohnehin schnell ab, so dass man viel weniger Festigkeit braucht.

Das Ziel, das man damit erreichen will, sind angenehme Abreisseigenschaften (will man ja vor allem am Aussenflügel, damit die Querruderwirkung möglichst lange erhalten bleibt). Dicke Profile haben normalerweise angenehmere Abreisseigenschaften als dünne. Das stimmt aber in Modellgrösse nicht mehr unbedingt. Deswegen meine Bemerkung vorhin wegen der Schmeissgeier. Je leichter und kleiner, desto dünner müssen die Profile werden, dass sie noch funktionieren.

Die höhere Wölbung aussen hat den gleichen Grund: höherer kritischer Anstellwinkel. Mit der negativen geometrischen Schränkung passt es dann auch mit den Nullauftriebswinkeln wieder einigermassen, so dass die Auftriebsverteilung nicht allzusehr verbogen wird.

Eine wirklich passende Auslegung dieser Art ist aber viel Arbeit mit immer wieder Profileigenschaften mit Flächenbelastung abgleichen, und immer gelingt es nicht. Das Rezept stellt aber sicher, dass nichts allzu Krummes herauskommt.
 

Chrizz

User
Um meine Vorstellung ein wenig zu visualisieren habe ich das ganze mal schneelllll aufgemalt
Flächengeometrie.jpg

Soll ich die 10% Dicke über die gesamte Spannweite beibehalten??
@Harry: Du findest den Strak o.k. hast du einen Verbesserungsvorschlag? Ich habe mich nicht auf das Profil oder den Strak festgellegt, ich bin für alle Ideen offen!

Zur V-Form habe ich mir gedacht das erste Trapez mit 0-1,5° auszustatten, weiter soll das 2. und 3. Trapez gerade mit einem weiteren Winkel von ca. 3.5 Grad ausgestattet werden.
Desweiteren habe ich noch eine Frage zur Steckung, reicht da ein 10er Kohle Stab, für den Start an der Winde durch einen 10er Stahl zu ersetzen? Die 3m Modelle von Tangent sind z.B. mit 10er GFK Steckungen ausgestattet. Als weitere Option habe ich noch die vierkant Steckungen von EMC Vega im Auge.

Der Abstand von Nasenleiste zu Nase HLW Beträgt 770mm, die Rumpflänge beträgt jenachdem wie Groß ich das Seitenruder auslege um die 1270mm.

MFG Chris
 

Anhänge

Milan

User
Hallo Chris.

Das HQ-Profil ist klasse, würde ich dir empfehlen - der Strak funktioniert ebenfalls mit Sicherheit.

Wurzelprofil: HQ/W 2,5/12
1. Trapez: HQ/W 2,5/11
2. Trapez: HQ/W 2,5/10
Endrippe: HQ/W 3,0/10

Die 10% ab dem 2. Trapez auch wg. genügend Bauhöhe für die QR-Servos.
Die 1° Verwindung ab dem 1. Trapez beginnend linear bis zur Endrippe ausführen.
Die 3,5° V-Form ab dem 2. Trapez ebenfalls linear bis zur Endrippe, sonst hast du ein Knick im QR und die Drehachse funktioniert nicht.
Die 0° V-Form bis zum 1. Trapez wirken optisch, naja, ist Geschmacksache und lässt sich deswegen nicht diskutieren. 1° finde ich sehr passend.
Die 10er Rundsteckung in Cfk oder Gfk zum Thermikfliegen, Stahl für den Hang und zum umsichtigen speeden.
Die Vierkantsteckung ist noch besser, aber nicht wirklich nötig.

LG

Harry
 

Chrizz

User
Danke für euer Bemühen,

ich denke ich werde deinen Strak umsetzen, da das von dir vorgeschlagene HQ/W 2,5/12 für die Wurzel gemittelt 1mm dicker ist, als das am Rumpf angeformte, das erleichtert mir das Anpassen sehr, da ich so "bloß";) spachteln muss.

Allerdings muss ich sagen, dass ich mich nun entschieden habe meine Fläche mit 2 Trapezen aufzubauen, angelehnt an die Tangent Modelle, welche mir sehr gut gefallen, die Flächengeometrie habe ich diesen Zeichnungen angelehnt, mit weiterhin 202mm an der Wurzel, 175mm bei 919mm Halbspannweite und 110 vor dem Randbogen. Ich nehme mal an das man den Strak auch hier anwenden kann, mit dem HQ/W 2,5/10 beim Knick.
Auch Bautechnisch werde ich mich denke ich an die Konstruktionsweise anlehnen.
Das ich das Querruder nicht "knicken" sollte ist mir bewusst, hab mich mal wieder schlecht ausgedrückt:rolleyes:, ich wollte nur einen knick, hat sich durch die neue geometrie jedoch sowieso erübrigt.

Dem Beitrag von Harry entnehme ich das ich die Fläche also ab dem 2. Trapez um 1° mit der Nase nach unten winden sollte, sorry bin diesbezüglich ein wenig schwer von kapé.
Das ich einen 10er Kohle nehmen kann berühigt mich sehr, da ich so ein 10er Stahl mit einer Länge von 250mm?? schon sehr schwer finde.
Ich finde ein wenig "Anfangs V-Form" auch estetischer, mit dem 12er Profil und einem 10er Stahl sollten sich 1-1.5° recht gut realisieren lassen, hat mir vorher bischen Kopfzerbrechen bereitet.

Da sich der Bau noch ein bischen hinziehen wird (anderes Projekt im Endausbau) bin ich über weitere Vorschläge und Kritiken dennoch gerne offen.

MFG Chris.
 

Milan

User
Danke für euer Bemühen,

Allerdings muss ich sagen, dass ich mich nun entschieden habe meine Fläche mit 2 Trapezen aufzubauen, angelehnt an die Tangent Modelle, welche mir sehr gut gefallen, die Flächengeometrie habe ich diesen Zeichnungen angelehnt, mit weiterhin 202mm an der Wurzel, 175mm bei 919mm Halbspannweite und 110 vor dem Randbogen. Ich nehme mal an das man den Strak auch hier anwenden kann, mit dem HQ/W 2,5/10 beim Knick.
Auch Bautechnisch werde ich mich denke ich an die Konstruktionsweise anlehnen.
Das ich das Querruder nicht "knicken" sollte ist mir bewusst, hab mich mal wieder schlecht ausgedrückt:rolleyes:, ich wollte nur einen knick, hat sich durch die neue geometrie jedoch sowieso erübrigt.

Dem Beitrag von Harry entnehme ich das ich die Fläche also ab dem 2. Trapez um 1° mit der Nase nach unten winden sollte, sorry bin diesbezüglich ein wenig schwer von kapé.
Das ich einen 10er Kohle nehmen kann berühigt mich sehr, da ich so ein 10er Stahl mit einer Länge von 250mm?? schon sehr schwer finde.
Ich finde ein wenig "Anfangs V-Form" auch estetischer, mit dem 12er Profil und einem 10er Stahl sollten sich 1-1.5° recht gut realisieren lassen, hat mir vorher bischen Kopfzerbrechen bereitet.

Da sich der Bau noch ein bischen hinziehen wird (anderes Projekt im Endausbau) bin ich über weitere Vorschläge und Kritiken dennoch gerne offen.

MFG Chris.

Allerdings muss ich sagen, dass ich mich nun entschieden habe meine Fläche mit 2 Trapezen aufzubauen, angelehnt an die Tangent Modelle, welche mir sehr gut gefallen, die Flächengeometrie habe ich diesen Zeichnungen angelehnt, mit weiterhin 202mm an der Wurzel, 175mm bei 919mm Halbspannweite und 110 vor dem Randbogen. Ich nehme mal an das man den Strak auch hier anwenden kann, mit dem HQ/W 2,5/10 beim Knick.

-> Gute Idee - das vereinfacht und beschleunigt den Bau!


..........entnehme ich das ich die Fläche also ab dem 2. Trapez um 1° mit der Nase nach unten winden sollte,.......

-> genau so habe ich es gemeint.


Da sich der Bau noch ein bischen hinziehen wird (anderes Projekt im Endausbau)........

-> keine Panik, gut Ding will Weile haben.

LG

Harry
 

Chrizz

User
Hallo,

da ich die Geometrie und Profilierung der Tragfläche nun überdacht habe, muss ich mir nun Gedanken über die weitere Konstruktion machen.
Da ich jedoch nur teilweise mit der Verarbeitung von GFK-CFK-Rovings-Schläuchen........... habe wäre ich über weitere Hülfe von den Experten hier sehr erfreut.

Ich habe schon einiges bezüglich des Aufbaus einer Positiv Tragfläche gelesen, doch handeln die meisten Berichte hier irgend wie nur von >4,5m :cool:
(Ich sollte wohl doch was größeres bauen...)

Meine Vorstellung des Tragflächen Innenlebens bisher wäre Styrokern, 0,8mm Abachi zur Beplankung, D-Box mit 80g CFK, erstes viertel im Steckungsbereich vollflächig. Die Ruder werden auf ganzer Länge mit Balsa Verkastet und mit einem Streifen 80g GFK überzogen (oben und unten). Das Abachi wird vorbehandelt und zum verkleben wird zum Harz noch ein Aufschäummittel hinzugefügt.

Kommen wir zum Holm, da stellen sich mir einige ??? in den Weg.
Zuerst wird die Unterseite des Abachi zugeschnitten, mit CFK im D-Boxbereich belegt und mit dem Styrokern verharzt, Pressen oder Vakuumieren, weiß ich noch nicht, jenachdem ob jemand im Verein ne Vakuumpumpe hat. Nach dem Trocknen den Bereich des Holms ausarbeiten, Rovings unten einlegen, Balsaholz einpassen und mit CFK-Schlauch überziehen, welche Stärke muss der Schlauch haben, worauf muss ich achten, Querschnittsfläche, Umfang???
Dann kommen die Rovings von oben.

Fragen zur Roving auslegung:
Das Programm von C.B. habe ich herangezogen, die auswahl der Rovings ist Jedoch begrenzt, welche Stärken soll ich mir also zulegen?
Desweiteren hat der Flügel einen Knick, wird jedoch nicht geteilt, wie bekomme ich das in einem zug verarbeitet??? Kann ich da einen Dicken Block Styro nehmen und die 'Wurzelrippe sehr Tief ansetzen und die Außenrippe entsprechend dem tan(a) nach oben verschieben oder habe ich dann keine Profiltreue mehr? Das Styro des Außenflügels währe entsprechend noch Dicker... Die Wurzelrippe wäre dann Parallel zum Rumpf und ich müsste den Winkel nicht mehr anpassen:)
Zum Schluss Oberes Abachi drauf und Pressen/Vakuumieren.
Querruder außschneiden und anscharnieren, achso die plätze für die Servos werden auch vorher noch mit GFK-Rechtecken verstärkt und die Kabel werden natürlich vorm "zumachen" eingelegt.

Eine Frage zu den Kernen noch, da ich diese selber schneide, weiß ich nicht in wiefern ich das CFK und den Holm in die Schablonen einbeziehen muss, die beplankung wird ja vom Proviel für die Schneiderippe abgezogen...

MFG Chris
 

Chrizz

User
Danke an Harry für die PN, hat mir sehr geholfen
Danke Rolf für die Links, sind mir teilweiße sogar schon über den weg gelaufen.

Mal ne doofe Frage, zu der Holmberechnung von C.B.

Die berechnete Rovinganzahl gilt für einen Holmgurt, muss also für die ganze Fläche x4 genommen werden, da kommen bei mir dann schon 74m Rovings raus, is das richtig oder verstehe ich da was falsch???:confused:

MFG Chris
 

Chrizz

User
Guten Morgen,

Wo genau liegt eigentlich der Unterschied zwischen Kohle und Aramid??? Spricht etwas dagegen den Holmsteg z.B. mit einem Aramidschlauch zu fertigen oder ist das nicht so fest wie ein Kohleschlauch?

MFG Chris
 

Chrizz

User
Eine weitere Frage noch hintendran,

Ist es zulässig Gewebe hintereinander mit Überlappung zu stückeln???? Da das Gewebe ja recht teuer ist und es leider keine Passenden langen Rollen oder so gibt. Man bekommt ansonsten ja sehr massiven Verschnitt...

Danke schonmal

MFG Chris
 
Hallo Chris,

Glasfasern, Aramidfasern und Kohlefasern haben grundsätzlich einen unterschiedlichen chemischen Aufbau und damit unterschiedliche mechanische Eigenschaften. Hier geht es für die Dimensionierung zunächst um die Größen Zugfestigkeit (das gilt natürlich immer in Faserrichtung gemessen) und Elastizitätsmodul. Dieses E-Modul gibt an, wie stark sich das Material bei einer bestimmten Spannung dehnt - es ist also eine Größe die angibt, wie steif das Material gegen Biegung ist. Kohlefasern haben eine hohe Zugfestigkeit und ein extrem hohes E-Modul und werden deshalb vor allem für Bauteile eingesetzt, die bei hoher Belastung aufgrund ihrer Verformung versagen würden. Ein Nachteil ist die geringe Kerbschlagzähigkeit. Das ist das Terrain der Aramidfasern. Sie sind sehr zäh und eignen sich besonders dann, wenn hohe dynamische Lasten auftreten oder wenn örtlich begrenzte Spannungen in die umliegende Struktur verteilt werden sollen. Holme sind damit nicht der typische Einsatz vom Aramidfasern, höchstens als Kohle/Aramid Hybrid im Obergurt.

Für den Holm einer normalen Freizeitflieger-3m-Fläche sind je nach Profildicke Glasfasern aus E-Glas für den Holm völlig ausreichend. Man macht den Holm in E-Glas etwas größer im Querschnitt. Wie die genaue Dimensionierung ist, muß man trotzdem mit einer Rechnung der Biegefestigkeit prüfen und sich langsam an das praxisgerechte Ergebnis herantasten. Der Vorteil ist, das das E-Modul eines Glasfaserlaminats näher an dem des Abachifurniers ist, als das von Kohlefasern. Kohlefasern setzt man dann ein, wenn aufgrund der geometrischen Verhältnisse (dünnes Profil und hohe Biegebelastung im Wurzelbereich) Glasfasern keine ausreichende Festigkeit mehr bieten oder die Verformung ein kritischer Faktor wird.

Also kurze Antwort: Hast Du die Holme in Kohlefaser dimensioniert, kannst Du sie nicht in Aramid bauen.

Es gibt bei Aramidfasern und besonders bei Kohlefasern unterschiedliche chemische Zusammensetzungen, die unterschiedliche "Moduln" je nach speziellem Einsatzzweck ergeben. Zusätzlich schwanken die Angaben der mechanischen Eigenschaften je nach Hersteller (=genauer chemischer Zusammensetzung). Als Bereich kann man grob folgendes angeben (die Werte gelten nur für die Faser selbst, nicht für die Matrix = das Laminat):

Zugfestigkeit (nur Faser):

E-Glas: 2600-3400 N/mm²
Aramid: 2800-2900 N/mm²
Kohlefaser: 3500 - 4500 N/mm²


E-Modul (nur Faser):

E-Glas: 70-80 KN/mm²
Aramid: 60-130 KN/mm²
Kohlefaser: 230 - 450 KN/mm²

Für das Laminat (Matrix) muß natürlich je nach Harz und Gelegeanteil umgerechnet werden.

Du mußt immer und in jedem Fall dein Gelege in voller Länge aufbringen. "Stückeln" ist nicht zuläßig, bzw. erfordert das Einhalten bestimmter Regeln. Stell Dir vor, daß sich die (Biege-)Spannung durch die Faser bewegt wie elektrischer Strom. Unterbrechungen darf es da nicht geben. Einfaches Überlappen wäre zur Not möglich, ist aber wegen der Sprünge in der Steifigkeit nicht ratsam und setzt ja wegen der Profiltreue auch voraus, daß Du die zusätzliche Dicke im Untergrund "versenkst". Ohne jetzt näher auf das Thema Schäftungen einzugehen: Du baust gerade mal 1,5m lange Flächen, da gibt es natürlich ausreichend lange Rollenlängen!! Das Argument mit "viel Verschnitt" kann ich nicht nachvollziehen.

Hoffe Dir weiter geholfen zu haben. Viel Erfolg mit Deinem Bauprojekt!

Marc-Oliver
 
Oben Unten