Leitwerk Verspannung durch Carbon Rovings vermeiden

ET76

User
Servus Zusammen,

ich baue grade eine Lanier Ultimate Pitts 1,6 m als Holz-Baukasten.
Für die Leitwerke ist eine Verspannung vorgesehen. Ich könnte in der Bauphase Kohlerovings in die Leitflächen einarbeiten, so dass diese deutlich verbiegungssteifer werden.
Wie ist euere Erfahrung damit? Erspare ich mir so die Verspannung?

Gruß
Tobias
 
Parallelogramm

Parallelogramm

Hallo Tobias,

eine adäqaute Aussteifung des Leitwerkes während der Bauphase ist sicherlich möglich, im vorliegenden Fall wohl aber weniger sinnvoll.

Bei Zugbelastungen können Bauteile kleiner dimensioniert werden. Deshalb bei vielen Flugzeugen dieser Epoche als Verspannung des Leitwerkes vorgesehen. Die oberen und unteren Abspannugen des Leitwerkes, wie vom Konstrukteur vorgesehen, haben aber auch den Vorteil, dass die Kräfte sich im Parallelogramm aufheben.

Daraus folgend können die Höhenleitwerksverbinder, üblicherweise über Bolzen zum Rumpf, kleiner ausgelegt werden und somit Gewicht am Heck gespart werden.

Robert
 

ET76

User
Servus Robert,

Danke für die Einschätzung.

Lass mich mal ein Beispiel anführen:
Abschwung mit Abfangmanöver (Höhe Ziehen). Was passiert am Leitwerk?
Die Dämpfungsflächen werden sich nach oben biegen. Die komplette Last wird an der Schnittstelle Leitwerk-Rumpf übertragen.
Schlimmstenfalls brechen sie / klappen sie zusammen.
Mit Verspannung: die beiden unteren Seile gehen auf Zug, die Kräfte werden zwischen Knotenpunkt der Seile am unteren Rumpf sowie der Schnittstelle Rumpf / HLW übertragen.
Eine wesentliche Biegung wird es nicht geben.

Somit geb ich Dir da schon recht: mit der Verspannung verringert sich die Durchbiegung der Dämpfungsflächen und die Lasten verteilen sich auf Schnittstelle und Seilangriffspunkte.

Wenn ich jetzt die Dämpfungsflächen horizontal jeweils oben und unten mit Kohle-Rovings belege - dann dürfte sich die Verbiegung in Grenzen halten. Längs-Scherung im Balsa gibt es hoffentlich keine.
Allerdings löse ich damit immer noch nicht das Problem mit der Krafteinleitung in den Rumpf.

Was schätzt Du als gravierender ein: die Durchbiegung der Dämpfungsflächen oder die Krafteinleitung in den Rumpf?
(Im Fall der Lanier ist die Schnittstelle HLW - Rumpf ein einfacher Schlitz im Sperrholz-Kasten des Rumpfes. HLW wird dann plan eingeklebt.)

Gruß
Tobias
 
Belastung am Höhenleitwerk

Belastung am Höhenleitwerk

Moin Tobias,

beide Versionen gibt es ja im Flugzeugbau.

Mit der Verspannung läßt sich wertvolles Gewicht im Heck einsparen, was bei Nichtbeachtung zu Bleizugabe in der Nase des Fliegers führt. Er wird also im gesamten schwerer, was wiederum zu einer höheren Fluggeschwindigkeit mit höheren Manöverlasten führt. Ist zwar ein wenig akademisch betrachtet, aber allgemein gilt der Leitsatz: So leicht und stabil als möglich bauen.

Zu Deinem Beispiel. Die größten Kräfte sind ohne Abstrebung in der Mitte der Tragflächen (Höhenleitwerk) bei Manövern zu erwarten. Deshalb muss der Holm dort aber auch der Holmverbinder stärker dimensioniert sein, als an den Enden des Leiwerks. Stärker bedeutet mehr Gewicht ... und nun kann man darüber philosophieren was die Abspannung wiegt usw.

Ein doppelter T-Holm fängt gut die normalen Kräfte im Flug auf, kombiniert mit einer D-Box oder Vollbeplankung auch sehr gut die Torsionskräfte einer Fläche. Ein Rohrholm ist verwindungssteifer als ein konventioneller Holm bei guter Gewichtseinsparung. Bei Holmen gilt es die maximale Bauhöhe auszunutzen.

Persönlich würde ich die Abstrebungen wählen. Dünnes Stahlseil (Toni Clark) gekrimpt und in Ösen geführt wiegt kaum etwas. Der Bauaufwand ist minimal und das Flugzeug kommt dem Original näher.

Viele Grüße

Robert
 
Bei den Originalen geht es wohl auch um Vibrationsfestigkeit. Das sind ja normalerweise nur stoffbespannte Rohrrahmen. Ich weiss, dass die Ecke an unserem Piper Schlepper immer ein Kandidat für Risse in den Schweissnähten ist.

Bzgl. Festigkeitsanforderungen am LW-Rumpf Übergang: Wenn das LW durchgehend ist, müssen da nur Querkräfte übertragen werden, das ist unkritisch.

Ich habe allerdings schon ein F3A Modell sein Balsa-Brett LW einseitig verlieren sehen. Man darf also die Biegelasten, die da aufs LW kommen nicht unterschätzen.
 
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