Burt Rutan "Boomerang" (M1:3,5): Baubericht

ggrambow

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Moin,
da der Baubericht inzwischen auf Seite 4 abgerutscht ist scheint mir ein Lebenszeichen sinnvoll. Es geht weiter, aber es gibt wenig Besonderes zu berichten. Etwas speziell ist für mich folgendes Thema: da wir (siehe #180) ziemlich große Löcher für die Fenster in den Rumpf gefräst haben müssen die ja auch wieder verschlossen werden. Eigentlich nur als Eingriffsöffnung zur Montage gedacht, war ursprünglich geplant die ausgeschnittenen Teile zu nehmen. Jetzt wollen wir aber doch Fenster einbauen.
Meine einfache Idee war: den Rumpf in die Form legen, eine Vivak-Platte innen auf die Fensteröffnung legen, warm machen, mit dem ausgeschnittenen Teil in die Fensteröffnung drücken und fertig. Hat nicht funktioniert, das Vivak wird so schnell kalt dass es Falten gibt. Also hat Erwin eine Form konstruiert, dann 30 Stunden 3D Druck und wieder spachteln und schleifen :cry:. Morgen wird die Stützstruktur auf der Rückseite der Form noch mit Gips ausgegossen und dann wird das Fenster mit einer Vakuumbox tiefgezogen. So der Plan B, wir werden sehen wie es ausgeht.
Sollte das Ergebnis zufriedenstellend sein, müssen wir für jedes Fenster eine eigene Form machen, auch hier ist ja wieder nichts symmetrisch.


Fenster RH 2.jpg

Gruß Gerhard
 
Hallo Gerhard,

könnt Ihr nicht ein Teilstück in der Form laminieren, welches dann für den Tiefziehklotz aufgebaut und verstärkt wird?

Viele Grüße
Michael
 

ggrambow

User
Hallo Gerhard,

könnt Ihr nicht ein Teilstück in der Form laminieren, welches dann für den Tiefziehklotz aufgebaut und verstärkt wird?

Viele Grüße
Michael
Hallo Michael,

haben wir auch überlegt, wäre eine weitere Option (Plan C). Durch die völlig asymmetrische Form wäre der Hinterbau aber auch nicht ohne Aufwand. Nach unserem nächsten Bautag wissen wir mehr :) .

Gruß Gerhard
 
Moin zusammen,

wir hatten mal wieder ein bisschen Zeit zum Bauen.

Gerhard hat es ja schon angedeutet. Wir haben uns aus PLA Tiefziehformen für das Thermoformen der Frontfenster gedruckt. PLA ist mit seiner niedrigen Erweichungstemperatur von 60-70°C nicht gerade geeignet für das Umformen einer ca. 130° heißen und 0,7 mm dicken Vivak-Platte. Das gilt besonders dann, wenn man an den kritischen Ecken mit dem Heißluftgebläse nachhelfen muss. Wir haben daher die gitterförmige Stützstruktur von der Rückseite mit Gips ausgegossen, um schnell die Wärme vom PLA in den Gips abzuleiten.

20230323_210800.JPG

Von der Stützstruktur gibt es leider kein Bild, daher hier die Ansicht aus der Cura-Software.

20230323_210617_2.jpg

Tipp an Nachahmer: Wartet bis der Gips richtig hart ist sonst könnte er beim Bohren der Vakuumbohrungen herausbröckeln und muss wieder eingeklebt werden ;).

20230323_210352_2.jpg

Das Umformen hat bei der einfachen Geometrie auch ganz gut geklappt. Hier ist die Frontscheibe schon entformt und beschnitten. (Im Hintergrund sind die zum Einbau vorbereiteten Tanks auch zu sehen.)

Es hat dann auch gut in den Fensterausschnitt gepasst. Auf die Kabel und die Harzflasche kommen wir noch später zurück.

20230323_120504_3.jpg

Wir hatten schon zu einem sehr frühen Zeitpunkt des Projektes unter Benutzung doch einiger Annahmen die zu erwartenden unterschiedlichen Lasten auf die Fahrwerksbeine berechnet, um beim Fahrwerkshersteller die richtigen Federn direkt in die Beine einbauen zu lassen. Mittlerweile reifte aber auch durch bessere Kenntnis die Erkenntnis, dass der Vogel doch um ca. 10% schwerer wird. Daher haben wir erst einmal mit einfachen Hilfsmitteln (Ständerbohrmaschine und Digitalwaage) die Federkennlinien der Fahrwerksbeine überprüft. Dabei muss man natürlich das Fahrwerk langsam auf die Waage drücken, damit die eingebaute Fettdämpfung das Ergebnis nicht verfälscht. Durch den Versuchsaufbau wird auch die Federwirkung der Räder gleich mitgemessen. Ob diese dann der Federwirkung auf natürlichen Boden entspricht sei mal dahingestellt. Hauptsache man hat ein Messergebnis und glaubt daran :D .

20230314_122951_2.jpg

Das Ergebnis war dann doch beruhigend. Die Fahrwerke (insbesondere die beiden Hauptfahrwerke) werden sich beide aufgrund der eingestellten Vorspannungen am Beginn der Federweges bewegen wenn der Boomerag auf dem Boden steht. Die Federwege der Hauptfahrwerke sind mit ca. 16 mm aber recht knapp um eine etwas ruppige Landung auszufedern. Gerhard ist aber zuversichtlich, dass er den Abfangbogen raus hat.

Gerhard schraubte also fleißig weiter und verkabelte. Da kommen so mancher Kabelstrang und noch mehr Kabelstecker und Flächenverbinder zusammen!

20230315_143854_2.jpg

Wir haben alle rechten Winkel erst einmal in Urlaub geschickt und waren selber erstaunt wie genau sich alles einpassen ließ.

Dann gab es kein Zurück mehr und die Stunde der Gewichtwahrheit war gekommen. Alles zusammen gebaut und die paar fehlenden Komponenten durch Dummys ersetzt. Tankfüllung durch Harzflaschen simuliert und Spinnerplatte und Spinner durch Auswuchtgewichte ersetzt…...

20230323_120504_2.jpg

Die Räder stehen auf drei Wägezellen und das Smartphone zeigte sofort Gesamtgewicht und Schwerpunktlage an.

Schwerpunkt hui, Gewicht pfui!

Der Schwerpunkt war mit ein wenig Verschieben der Empfänger- und Zündakkus schnell auf den Punkt gebracht.

Das Gesamtgewicht lag bei 24,0 kg und somit ca. 10% höher als (vor zwei Jahren 😕) berechnet. Ärgerlich sind die schon berücksichtigten 440g Ausgleichsgewicht am äußeren Flügelende der rechten Tragfläche um den Schwerpunkt auch quer zur Flugrichtung zu justieren. Der Seitenrumpf erzeugt natürlich einiges an Rollmoment was ausgeglichen werden muss. Das eine oder andere Gramm werden wir noch rausholen können. Zunächst sparen wir uns noch eine vollständige Lackierung. Der Vogel muss erst einmal seine fliegerischen Fähigkeiten unter Beweis stellen dann kommen die Feinheiten. Bis dahin gibt es noch einiges zu tun.

Gruß Erwin und Gerhard
 
Hallo Erwin und Gerhard,

Schön das ihr Kurz vorm Erstflug seit!
Mich wundert das Ausgleichgewicht an der rechten Tragfläche, sollte so was doch durch die Grundkonstruktion nicht nötig sein. Aber ihr macht das schon, da bin ich sicher.
Ich drück euch die Daumen für den Erstflug. Zeitlich passt es ja genau. 👍

Grüße Bernd
 
Moin Bernd,

danke fürs Daumendrücken! Wir können es bestimmt gebrauchen. Zum Erstflug werden bestimmt noch über 2 Monate vergehen. Es ist noch Einiges zu tun und die Zeit die wir für den Boomerang aufwenden können ist begrenzt.

Dein Hinweis auf die Grundkonstruktion ist berechtigt. Aber die hat Burt Rutan hingelegt (man vermutet nachdem er ein Pfeifchen geraucht hat). Mit zwei Rümpfen ist man gewichtsmäßig schon bestraft. Wenn es dann noch asymmetrisch ist besteht zusätzlich die erhöhte Herausforderung Auftriebs- und Gewichtsverteilung quer zur Flugrichtung ins Gleichgewicht zu bringen.

Beide Rümpfe tragen fast ¾ zum Gesamtgewicht bei. Die Rumpfstrukturen haben dabei einen Anteil von nur 1/3. Der Rest ist Ausrüstung (Motoren, Fahrwerke, Akkus, Tank und Sprit …….) und nicht so sehr zu beeinflussen. Es ist an mehreren Stellen noch etwas herauszuholen. Da sind wir dabei. Grundsätzliches wird sich aber beim ersten Flieger nicht mehr ändern. Beim zweiten Flieger reduzieren sich die 440g auf 150g aufgrund unterschiedlicher Motorenauswahl. Dafür müssen wir dann 320g vorne in den Hauptrumpf packen :mad:.

Wir können uns noch nicht einmal sicher sein, dass die aerodynamische Schwerpunktberechnung stimmt. Wer kann uns sagen, welchen Auftrieb die Rümpfe liefern und wie wird die Schwerpunktlage davon beeinflusst? Wir haben stark bauchlastige Annahmen getroffen und diese haben u.a. zu den 440g geführt. Wir leben also mit der Hoffnung, dass alle Fehleinschätzungen beim Erstflug ungestraft durch Ruderwirkungen ausgleichbar sind. Danach müssen/werden wir tiefer über ein Gewichtsreduzierprogramm nachdenken.

Wenn jetzt jemand fragt warum wir keinen ARF-Flieger kaufen und so einen Blödsinn überhaupt machen können wir nur antworten: Wir finden den Flieger immer noch schön und seine Herausforderungen reizen uns auch immer noch.

Gruß Erwin
 

ggrambow

User
Moin,

liebe Freunde des Boomerangs, leider schlechte Nachrichten heute. Kurz vor der Fertigstellung haben wir heute intensiv über die Rahmenbedingungen des Erstfluges diskutiert. In der Kluft zwischen Erwins Berechnungen und meinem pragmatischen Ansatz “wird schon fliegen” haben wir uns nicht einigen können wer die Verantwortung für den Erstflug übernimmt und wie wir mit einem Misserfolg umgehen. Das Gespräch hat sich schwierig entwickelt und bevor wir uns nachher nicht mehr in die Augen sehen können haben wir das Projekt beendet.

Schade, aber ist so. Danke an alle die uns mit Tips unterstützt haben.

Vielleicht gibt es irgendwo eine Modellausstellung mit unvollendeten Projekten, da waren wir für einen Hinweis dankbar, dann hätte es zumindest noch einen Sinn gehabt.

Gruß Gerhard
 

Bosko

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Hi ihr zwei, ich versuch's mal so diplomatisch wie möglich:

Dieser Plan wird vom Forum NICHT genehmigt!

Als Nebenbestimmung wird verfügt, dass ihr mindestens nochmal in die Schlichtung geht. So eine geile Kiste... aus Angst vor Verantwortung für den Erstflug aufzugeben... da stimmt doch was nicht...

Ach ja, das Datum 😂
 
Moin Boomeranggemeinde,

bin durch Zufall auf eine neue Veröffentlichung im Internet gestoßen. Danach wird der Boomerang von AEROCRAFTED weiter betrieben. Wer Interesse hat kann es sich hier anschauen.

The Rutan Boomerang – Aerocrafted | EDC made in USA

Es sind ein paar interessante Erklärungen (Fahrwerkspositionen, Aufbau, Überziehverhalten….) und zwei Bilder vom Bau enthalten.

Die Ausführungen über das Überziehverhalten kann ich nicht nachvollziehen.

Due to the forward swept wings, the wing roots stall long before the wing tips. This means the pilot retains full roll control of the airplane while it naturally drops its nose, increases airspeed, and begins flying again.

Aufgrund der Vorfeilung der Flügel reißt die Strömung an der Flügelwurzel lang vor den Flügelenden ab (Anmerkung: beim Überziehen). D.h. der Pilot behält die volle Kontrolle über das Flugzeug während es auf natürliche Weise die Nase senkt, Fahrt aufnimmt und wieder zu Fliegen beginnt.


Es ist bekannt, dass der Strömungsabriss bei vorgefeilten Flügeln vorzugsweise am Innenflügel auftritt. Die Vorzüge der dann immer noch wirksamen Querruder (Strömung liegt ja hier immer noch an) nehme ich auch gerne mit. Aber ich würde in dieser Situation damit rechnen, dass der Boomerang die Nase hochnimmt und nicht runter. Habe mir schon ganz zu Anfang den Kopf darüber zerbrochen, ob wir schnell genug den Knüppel nach vorne bekommen und ob das Höhenruder dann auch genug Wirkung zeigt!

Habe mir dann überlegt, diese Situation in Vortex zu simulieren, da Vortex alle zur Beurteilung notwendigen Ergebnisse ausgibt. Das Ergebnis der Rechnung ist hier dargestellt.

20230415_2117.jpg


Bei ca. 12° Anströmwinkel reißt die Strömung in Flügelmitte ab (rote Bereiche an de CA-Kurve). Querruderwirkung ist futsch aber es entsteht wenigstens ein Nickmoment mit Nase runter!

Achtung: die Positionen für den Druckpunkt und Neutralpunkt sowie der CA-Verlauf ist auf den gesamten Flieger bezogen und nicht nur auf die Tragflächen.

Die Vortex-Simulation kann die Rumpfeinflüsse nur sehr rudimentär berücksichtigen. Daher besteht die Möglichkeit, dass die Strömung tatsächlich zuerst an den Flügelwurzeln abreißt. Ok. aber eine Antwort auf Nase runter oder rauf wäre schon beruhigend.

Was mein ihr???

Bin natürlich ständig unter Gerhards Kontrolle. Er hat dann mal schnell zwei alte Bilder verglichen.

20230415_2030.JPG


20230117_145347_2.jpg


Sein Ergebnis: Wir sind auf dem richtigen Wege und machen weiter!

Sonst gibt es nicht viel zu berichten. Der Hintern ist zumindest geometrisch vollständig. Gerhard war begeistert von dem Rot. Er ist sich sicher, dass er nun vorne und hinten unterscheiden kann.

20230401_002622_2.jpg


Gruß Erwin
 

ggrambow

User
Der Hintern ist zumindest geometrisch vollständig. Gerhard war begeistert von dem Rot. Er ist sich sicher, dass er nun vorne und hinten unterscheiden kann.

Moin,
das stimmt soweit, aber meiner Bitte die Steuerboard-Seite in grün zu drucken ist er nicht nachgekommen. So könnte ich wenigstens sehen, ob ich nicht im Rückenflug bin. Sei es drum, wird schon schiefgehen.

Gruß Gerhard
 

Window

User
Ggf. Haben Leitwerkeinstellung und Leitwerk Ca einen Nickmomenteinfluss in Richtung "Nase runter" im Fall des Strömungsabriss der zum Großteil tragenden mittleren Fläche - jedoch ohne über die Seite abzukippen - im Sinn der geometrischen Schränkung - nur ein Gedanke - viel Erfolg weiterhin bei dem Ausnahmeprojekt, Claus🍀
 
Zum Thema "Abnicken bei Strömungsabriss" möchte ich nur ein paar Gedanken ins Rennen werfen:

Der Momentenhaushalt am Flugzeug hängt von den Zuständen am Flügel UND am Leitwerk ab. Wie das Leitwerk angeströmt wird hängt wiederum vom Zustand des Flügels ab, also welches ca, Klappen ja/nein, Abriss... Produziert der Flügel Auftrieb generiert er auch einen downwash (Abwind) hinter dem Flügel und der beeinflusst die Anströmung des Leitwerks. Wenn man so will wird das Leitwerk von oben angeströmt, je nachdem wie stark der downwash ist. Das erklärt auch, warum manche Flugzeuge beim setzen der Landeklappen aufnicken und andere die Nase runternehmen. Je nachdem ob der Momentengewinn am Flügel oder der verstärkte downwash am Leitwerk "gewinnt".

Beim Abriss in der Flügelmitte gibt es hier gar keinen oder nur sehr kleinen Auftrieb und damit auch einen stark reduzierten downwash. Dadurch wird das Leitwerk nicht mehr so stark von oben angeströmt und es ergibt sich ein abnickendes Gesamtmoment. Das könnte also schon sehr gut erklären, warum die Boomerang beim stall die Nase runternimmt.

Cheers
Chris
 

Window

User
Die von Chris beschriebenen Abwindfaktor - bzw. Downwash Verhältnisse resultieren bei mancher Doppeldecker -Konfiguration sogar in einer negativen Gesamt EWD um einen stabilen Geradeausflug und Nickmomentausgleich zu erzielen bzw zu ermöglichen. Beste Wünsche, Claus
 
Moin zusammen,

danke Claus und Chris für die Anregungen.

Wir sind uns natürlich darüber einig, dass für Nase runter es eines entsprechend heilenden Nickmoments bedarfs. Nur woher kommt das? Hier mein Erklärungsversuch.
  • Strömungsabriss und damit Auftriebsverlust an einem Flügelteil welcher hinter dem Schwerpunkt liegt ergibt ein Nickmoment welches die Nase weiter anhebt.
  • Der verbleibende Auftrieb an den Flügelenden liegt vor dem Schwerpunkt und hat nun leichtes Spiel in die gleiche Richtung zu drehen => Boomi nimmt arrogant weiter die Nase hoch!:confused:
  • Dann wären da noch mögliche Druckpunktverlagerungen an den Rümpfen. Diese entziehen sich jeder Beurteilung durch uns L.
  • Dann hätten wir noch das Höhenleitwerk! Das ist recht groß und sitzt am langen Hebelarm gemessen vom Drehpunkt (Schwerpunkt). 12° Anstellwinkel + 0,5° Einstellwinkel am Rumpf gibt schon mächtig Auftrieb und führt endlich zu einem Nickmoment mit richtigem Vorzeichen.
  • Weiterhin wäre da noch der Vorschub der Motoren. Alle Betrachtungen waren ja bislang am Segelflugzeug Boomerang. 1° Motorsturz +0,5° Einstellwinkel gibt nicht viel zusätzlichen Auftrieb am Höhenleitwerk, aber man nimmt ja alles mit was man kriegen kann.
  • Der Vorschub und die zusätzlich Anströmung garantieren aber, dass zumindest die Strömung am Höhenleitwerk nicht vor der Strömung am gesamten Flügel abbricht.
Mag eine theoretische Erklärung sein ist aber für mich nicht so ganz überzeugend. Dann hilft nur ein Versuch. Das Verhalten unsere Silhouttenboomis ist auch nicht so eindeutig. Hier mal ein Bild von der steuerbaren Version. Segelflugeigenschaften an der dänischen Nordseeküste bescheiden aber stabil! Eine motorisierte Version gibt es leider nicht.

20230417_115156_2.jpg


Um es genauer zu wissen muss also ein Versuch in größerem Maßstab her. Wir haben uns entschlossen, das im Maßstab 1:3,5 zu wagen 😅.

Wer noch ein bisschen grübeln will hier ein Video von Réne Rosenträger über Flugversuchen mit vorgepfeilten Flügeln

Forward Swept Wing Airflow | Experimental Flights | Stall, Post Stall maneuver - Onboard Camera - YouTube

20230417_1215.png


Das ist kein Boomerang aber man ahnt, auf was man sich so alles einstellen muss.

Gruß Erwin
 

Window

User
Hallo Erwin , das sind sehr interessante Aspekte - habe mir das " Vorward Swept" Video angeschaut- sehr spannend . Gleichwohl handelt es sich um eine andere Gesamtkonzeption , so dass der beschriebene " Blatt im Wind " Effekt erst möglich wird . Ähnlich könnte sich ggf eine Piaggio P180 ( Anhang ) mit forward Swept wings (sie hat keine) verhalten . Eure Maschine folgt trotz forward swept Wings doch eher einem konventionellen , wenn auch ungewöhnlichem Aufbau , ein wenig BV ( Anhang ) . Gleichwohl trägt der forward swept Wing bei eurer Maschine zu einem verzögerten Strömungsabriss erheblich bei - tritt er dann ein wird es wohl m.E kein " taumelndes Blatt " aufgrund des Heckauslegers mit Leitwerk. Die Sicherheit der Flächenkonfiguration erscheint mir eingepflegt um einen Abriss spätmöglichst zu provozieren - was danach passiert ist wohl wie so oft eine Frage der Flughöhe ..... natürlich nur pers. Gedanken, weiterhin viel Erfolg, Claus 🌈
 

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Hallo,

fand das Video sehr interessant.
Zumindest bei der genannten Piaggio ist eine eingebaute Sicherung gegen Strömungsabriss. Der Vordere Flügel (ist keine reine Cannard) hat vom Profil und dem Anstellwinkel einen früheren Strömungsabriss und so bleibt die Strömung am Hauptflügel erhalten. Das klappt sogar im Modell. Die Avanti nimmt die Nase leicht runter und beschleunigt einfach. Hab ich mit dem Modell oft durchgeführt, um die Grenze im Langsamflug auszutesten.

Grüße Bernd
 

Dix

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Erwin und Gerhard,

Lasst Euch mal vom Thema vor-Pfeilung und diesem Video nicht verrückt machen.

Diese Su57 ist aerodynamisch völlig anders. Viel weniger Streckung. Die Flügelansätze sind kürzer und stärker gepfeilt. Der Delta-artige Rumpf trägt sehr viel.
Keine ausgeprägte Leitwerkskonfiguration.

Das Ding ist aerodynamisch eine völlig andere Baustelle!

Die Avanti ist ein Leitwerkler. Sie hat den Kopfflügel bekommen, damit man den Flügel schön nach hinten schieben kann für Platz in der Kabine.
Der Kopfflügel holt den Neutralpunkt wieder nach vorne zum Schwerpunkt.
Natürlich muss dort der Strömungsabriss zuerst erfolgen, sonst ungesund...
 

ggrambow

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Garderobenständer á la Erwin

Moin,
heute wieder mal was Praktisches, gestern Nachmittag haben wir uns der Tragflächen angenommen. Ich hätte erst die eine Seite gespritzt und nach dem Trocknen die andere, weil ich Sorge gehabt hätte das die Farbe läuft. Wir haben dann Erwin´s Variante genommen und gleich beide Seiten gespritzt. Mit dem Ergebnis sind wir super zufrieden und ich habe wieder was gelernt :) . Jetzt können wir als nächstes die Ruderblätter anscharnieren. Die Rümpfe bleiben für den Erstflug wie sie sind.

IMG_6380.jpg
 

ggrambow

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Das leidige Thema Gewicht ...

Moin,
da die Maschine ja doch etwas schwerer geworden ist wie berechnet kratzen wir jetzt alles raus was noch änderbar ist. Die beiden Tanks haben jeder mit Befestigung ca. 170 g auf die Waage gebracht. In der Jet-Fliegerei sind Beuteltanks ja relativ üblich und so habe ich mich mit der Frage beschäftigt ob und wie das hier umsetzbar ist. Geholfen hat mir hierbei der Thread
https://www.rc-network.de/threads/beuteltank-selbst-herstellen.11828438/#post-12465140 mit Anregungen zu Schweißgerät und Material.
Das ist das Ergebnis: 50 g pro Tank, das macht satte 240 g insgesamt gespart. Das reicht locker für die gesamte Lackierung der Rümpfe. Die Tanks haben jetzt etwa 500 ml, wenn das von der Flugzeit zu wenig ist schweiße ich halt zwei neue :). Material habe ich bis ans Ende meiner Tage, es gab da leider eine Mindestabnahmemenge für das gewählte Material, LDPE mit 200 my :cry: .

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IMG_6413.jpg


Im Laufe dieser Woche werden die Motoren am Modell angeworfen, dann werden wir sehen wie´s funktioniert.

Gruß Gerhard
 
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