Mehrzelliger Flügel

[Pfeiffer]

Hallo Allerseits,

gestern habe ich meinen ersten Mehrzelligen Flügel aus der Form genommen. Jetzt wollte ich mal Euch fragen was ihr davon haltet.

Generell mistraue ich der Bauweise noch etwas. Am Boden fühlt sich der Flügel sehr fest an, ob er es wirklich ist wird dann erst die Flugerprobung zeigen. Was halten die Profis von dieser Bauweise?

Interessante Links zu diesem Thema sind:
http://www.rc-network.de/forum/showthread.php?t=23222
Vorallem weil die Experten sich hier nicht einig sind ob der Holmsteg aus GFK oder CFK sein soll. Ist dies Mehrzellige Bauweise wirklich so gut? Auf was sollte man nach der Theorie achten?

Dieser Beitrag ist nicht ganz so interessant:
http://www.rc-network.de/forum/showthread.php?t=137970
Aber er zeigt einige Überlegungen die ich mir vor der Umsetzung gemacht habe.

Und hier noch ein Bild vom Ergebnis.

Ich würde mich wie gesagt über jede menge (auch kritische) Meinungen zu dieser Bauweise und über einen Erfahrungsaustausch freuen.

Für mich hat die Bauweise einen riesigen Vorteil. Unter den Umständen unter denen ich bauen muss bin ich jetzt beim bauen doppelt so schnell. Wenn ich eine richtige beheizte Werkstadt hätte würde das wahrscheinlich anders aussehen.

Viele Grüße aus Hessen

Bernd

 

[j-o-j-o]

Macht ein Grundsätzlich Interessanten Eindruck, wobei ich jetzt aber nicht der Profi bin der das genau einschätzen kann.

 

[laqui]

Hallo Bernd,

ist das ein NF Pfeil oder ne F3b Maschine?
Wir überlegen auch beim Triad sowas zu machen, vom Prinzip her gleich aber die Bauweise komplett anders.

Gruß
Thomas

 

[Pfeiffer]

Hallo Thomas,

es ist die dritte Vespertilio, also ein Nurflügel für F5F (Vielleicht packe ich es ja nächstes Jahr mal auf einen Wettbewerb). Im Moment habe ich keinen Platz und keine Zeit die Winde aufzubauen, meine F3B Nurflügel gehen gerade durch Staub kaputt.

Das größte Problem bei der Bauweise sehe ich in der Dimensionierung der Kohleschläuche. Meiner Ansicht nach reicht es nicht die notwendigen Gewebestärken für einen Holmsteg zu berechnen und diese dann auf die Holmstege zu verteilen. Grund dafür ist, dass es einige Stege geben wird die stärker belastet sind als die anderen und wenn der am stärkste belastete Steg zu schwach dimensioniert ist, hilft es nicht an anderer Stelle zuviel Material in den Flügel laminiert zu haben.

Ich bin deshalb folgendermaßen vorgegangen.

1. Berechnung der Gewebelagen für einen konventionellen Holmsteg.
2. Aufbau eines vereinfachten CAD Modells. An diesem Modell habe ich dann in einer FEM Analyse eine Biegung und eine Torsion drauf gegeben und die Stege identifiziert die am stärksten belastet werden. Die Frage ist halt ob ich hier nicht zuviele Vereinfachungen gemacht habe.
3. Die Materialstärke eines konventionellen Holmes wurde dann auf diese identifizierten Stege verteilt.

Die Frage ist aber:
Ich habe mit einem vereinfachten Modell gearbeitet, das bedeutet bei einem detailgetreueren könnten andere Stege als stark belastet identifiziert werden.
Außerdem haben wir bei den im Modellbau zur Verfügung stehenden Stegen kaum Möglichkeit zu variieren, meist stehen nur zwei oder drei unterschiedliche Schläuche zur Verfügung, die z.B. vom Durchmesser passen. Damit ist die Überlegung sowieso rein akademisch.

Im Moment baue ich noch ein Modell auf, das sich eher an der physikalischen Realität orientiert.

Ich vermute es gibt einige im Forum die schon Erfahrungen mit dieser Bauweise haben, es wäre deutlich einfacher von deren Erfahrungen zu profitieren als sich alles selbst zu erarbeiten. Die Bauweise habe ich übrigens schon an Winglets vorher ausprobiert und da einiges an Lehrgeld bezahlt. So einfach ist es nämlich nicht.

Hier noch ein Bild von meinem aktuellen FEM Modell, es ist noch im Aufbau

Grüße aus Hessen

Bernd

 

[laqui]

Hi,

hast du auch noch Holmgurte verbaut?
Wir überlegen gerade eine extra Form für eine Art Wabe zu machen. Die Stege dienen ja nur dazu das die Schale nicht beult.
Für die Schale könnte man dann das Driaxial Gewebe verwenden und vielleicht auf die Gurte ganz verzichten.
Die Dimensionierung ist in der Tat ein Lotteriespiel, da ja auch die Schale mit einbezogen werden muss.


Gruß
Thomas

 

[Pfeiffer]

Hallo,

ich habe ganz konventionell noch Holmgurte eingebaut, zum Servoeinbau muss ja die Schale noch eingeschnitten werden, und da will ich ganz genau wissen, wo die Holmgurte liegen, dann weiß ich auch wo ich schneiden darf und wo nicht.
An eine vorgefertigte Wabenstruktur hatte ich auch schon mal gedacht, allerdings erschien mir die Bauweise mit den Kohleschläuchen zuerst einmal einfacher. Vielleicht macht es aber gewichtsmäßig Sinn auf eine art Wabe zu gehen.

Mir geht es bei dieser Bauweise in erster Linie um eine Zeitersparnis. Für einen kompletten Außenflügel brauchte ich früher drei Tage (Tag 1: Unterschale, Tag 2: Oberschale, Tag3: Einpassen der Holmgurte und Verkleben der Schalen) Da ich pro Woche nur einen Tag Zeit zum bauen habe, dauert ein Außenflügel folglich drei Wochen. ein kompletter Flügel somit 12 Wochen (ich brauche irgendwann eine richtige Werkstadt). Mit den Kohleschläuchen, baue ich ein Flügel Segment in einem Tag. Ein kompletter Flügel dauert somit nur noch vier Wochen.

Wabenstrukturen müssen sehr gut geplant werden, aber sie haben wahrscheinlich den Vorteil, dass man nur das Material einbaut was benötigt wird.

Viele Grüße

Bernd

 

[kurbel]

Ich würde annehmen, die Schubbelastung wird dort am größten, wo die Gurte liegen.
Man sollte die Stege dort so dimensionieren, dass sie alleine an der Stelle schon halten.
Damit die Stege nicht wegkippen oder knicken, wenn Druck drauf kommt, sollten sie wirklich senkrecht stehen und nicht rund sein.
Ich glaube, dass die Fasermenge hier nicht das Problem ist, sondern eher, wie die Fasern liegen.

Kurbel

 

[Fibricus]

Sorry, aber die Schubkräfte im Stege verlaufen DIAGONAL!!! Also sind Stege (statisch sinnvoll) auch immer diagonal belegt!
Das Ausknicken ist bei dieser dünnwandigen Stegbauweise das eigentliche Problem!

Gruß

Tobias

 

[Pfeiffer]

Hallo Kurbel,

ich vermute mal Du meinst mit senkrecht, ob der Steg senkrecht die beiden Kohleschalen verbindet und nicht die Faserlage. Dann wäre Steg 1 von der Nase aus gesehen optimal, Steg 2 aber nicht, weil dieser rund ist? Leider ist genau dies bei dieser Bauweise noch nicht komplett kontrollierbar. Allerdings heben sich die Rundungen des Steges auf beiden Seiten auf.

Kann man das Ausknicken das Du Thomas erwähnt hast am Boden vernünftig testen? Ich gehe mal davon aus, dass es nicht reicht einfach mal fest mit dem Daumen zu versuchen den Steg einzudrücken. Berechnen kann man dies leider auch nicht vernünftig. Gibt es irgendeine Möglichkeit das zu testen, oder zu berechnen außer den Flieger aus 200m Sturzflug abzufangen?

Viele Grüße

Bernd

 

[laqui]

Hi,

@Kurbel, die Schub und Zugbelastungen sind auf der ganzen Schale nur macht es an der höchsten Stelle den meisten Sinn, weil dort mit weniger Material mehr Last aufgenommen werden kann.
Übrigens ist die Diana in 1:1 Holmlos gebaut!!!
Wir werden dazu auch unsere Versuche machen, ich werde das in Triad Thread posten.

Gruß
Thomas

 

[kurbel]

Tobias, ich meinte es so, wie Bernd es interpretiert.
Faserorientierung im Steg diagonal und die Stegwand selbst eben und senkrecht.
Und genau auf das Ausknicken wollte ich doch damit hinweisen.

Es ist wohl zweckmäßig den Schub zwischen den Stegen auf kürzestem Wege zu übertragen.
Die weiter von den Gurten entfernt liegenden Stege bekommen Schub aus den Gurten ja nur über den Umweg der Schale zu sehen.
Der Umweg wird eher der weicher sein, als der direkte Weg, womit den größeren Teil des Schubs eh wieder die Stege direkt zwischen den Gurten abbekommen werden.

Diana holmlos?
Habe ich auch schon gehört.
Aber solange UD im Flügel liegt und Schubstege dazwischen ist das für mich nix anderes als eine in der Bauausführung Sonderform eines Holmes.

Kurbel

 

[laqui]

Hi Kurbel,

da hast du schon recht, im Prinzip ist es immernoch ein Holm.
Es ist aber ein erheblicher Unterschied im Bauaufwand und man erhält eine sehr steife Schale.

Gruß
Thomas

 

[Steffen]

Moin,

sorry, aber mit so einem FE-Modell braucht man FE mit Fasern nicht anzuwenden.
Das ist vielleicht für dickwandige Bauteile in isotropen Werkstoffen geeignet, aber nicht für dünnwandige, orthotrope Strukturen.

Ansonsten würde ich bei den stark gewölbten Stegkonturen mal die Holmabtriebskräfte prüfen. Dann kann man gut abschätzen, ob die Steg so funktionieren oder nicht.
Bei den anliegenden Lasten und den aufgrund der verfügbaren Lagendicken doch meistens recht dicken Stegen könnte es sein, dass man mit den verwölbten Stegen noch immer beser ist, als mit den vielfach verwendeten, mäßig angebundenen Stegen aus belegten Schaumplatten.

Gruß, Steffen

 

[Pfeiffer]

Hallo Steffen,

Du brauchst Dich nicht zu entschuldigen, ich lerne gerne dazu. Die Tage werde ich die Holmabtriebskräfte berechnen.
Aber Du hast im weiteren einen wichtigen Punkt angesprochen. Der Flügel wird mit den Kohleschläuchen nass in nass in einem Stück gebaut. Bei der konventionellen Bauweise mit den belegten Schaumplatten ist das ja nicht der Fall. Letztens konnte ich die Verklebung meines allerersten Schalenflügels mal von innen betrachten. Es gab da einige wenige Stellen, da war der Steg mit dem Holmgurt nur teilweise verklebt. Die Mumpe (aus Uniwssenheit noch ein Microballon Gemisch) ist beim Schließen zur falschen Seite herausgequollen.

Hier noch mal ein Bild durch den Flügel hindurch. Das Licht am Ende des Tunnels ist zu sehen :-) Leider ist es schwer hiervon vernünftige Bilder zu machen.

 

[Steffen]

Moin,

Du brauchst Dich nicht zu entschuldigen, ich lerne gerne dazu.

Och, meine Erfahrung ist halt oft die, dass so mancher solche Hinweise gleich als Theoretikerkram oder Besserwisserei abtut.

Leider denken viele, dass man mit einem FEM und ein paar Stunden Einarbeitung ein aussagekräftiges Rechenmodell hinbekommt. Dazu gehört aber sehr viel Erfahrung und Vergleich mit realen Bauteilen im Bauteilversuch.

Der Flügel wird mit den Kohleschläuchen nass in nass in einem Stück gebaut

Der Bau Nass in Nass wird meiner Meinung nach überschätzt.
Die Bauteile müssen auch dann funktionieren, wen sie nicht nass in nass verklebt sind. Der Einzige Vorteil eine Naßverklebiung ist der, dass man sie nicht vorbehandeln muss.

Ein fasergerecht ausgelegter Aufbau braucht keine nassen Verklebungen, solange man zum Schluß tempert.

Gruß, Steffen

 

[Detlef]

Ein fasergerecht ausgelegter Aufbau braucht keine nassen Verklebungen, solange man zum Schluß tempert.

Und genau da ist das Problem, wer von uns Modellbauern hat schon
die Möglichkeit und die passenden Formen um das zu schaffen!!

Gruß

Detlef

 

[Steffen]

Moin Detlef,

erstens muss man nicht in der Form tempern und zweitens nicht bei sehr hohen Temperaturen.

Es geht darum, dass man kalt vorgehärtete Harze durch die Wärmebehandlung endgültig vernetzt und damit über die Klebestelle hinweg vernetzt.

Dazu reichen 30-40 Grad schon aus und das geht auch ausserhalb der Form (passiert eh spätestens im nächsten Sommer)

Jede Segelflugzeugreparatur wird auch ausserhalb der Form getempert, oder?

Und ganz ohne tempern hat man halt nur andere Probleme als die Frage ob die Verklebung naß oder trocken war.

wer von uns Modellbauern hat schon
die Möglichkeit

Negativformen für Flügel besitzen, aber keinerlei Temperkiste?
Ist irgendwie wie ein Formel1 Auto ohne Boxencrew...

Gruß, Steffen

 

[Detlef]

Hallo,

wozu ne Temperkiste wenn ich doch die Sonne habe

Ob jede Rep. am Segelflugzeug auch ausserhalb der Form getempert
wir wage ich zu bezweifel es sei denn wir bauen auch da auf die Hilfe der Sonne

Und schon eingelebt?

Gruß

Detlef

 

[Steffen]

wozu ne Temperkiste wenn ich doch die Sonne habe

ich bevorzuge halbwegs ordentliche Temperparameter...

Ob jede Rep. am Segelflugzeug auch ausserhalb der Form getempert
wir wage ich zu bezweifel

Doch, _jede_ Reparatur wird getempert und die Formen hat man halt nicht bei der Reparatur. Ausserdem geht das Flugzeug eh nicht wieder rein.

Frag doch Helge oder schau ihm bei der ASH zu. Da gibt es viel zu lernen

Und schon eingelebt?

Jau, alles gut hier. Modellflugplatz 10 minuten entfernt (Hang und Asphaltbahn, alte Müllkippe).
Segelflugplatz 1 Stunde entfernt, dicker Hang, besser als Bisperode. Von da aus Einstieg in die Appalachen.
Nur keine interessanten Flugzeuge für mich


Ciao, Steffen

Nachtrag: für andere ist das vielleicht nicht klar, aber da Detlef und ich uns vom großen Segelfliegen kennen, geht es mir da logischerweise um große Flieger

 

[Detlef]

Hallo,

bei Helge würde ich mir da auch keine Sorgen machen!!

Macht auch ne menge Spass mit Helge in der Werkstatt zu arbeiten und zu lernen.

Freut mich wenn du einen schönen Flugplatz für Modell wie auch
Manntragend gefunden hast.

Ein passendes Flugzeug wird sich schon noch finden.

Wir ( Jürgen und ich )holen die 21 morgen nach Hildesheim
in der Hoffnung im Winter ein wenig am Hang
oder Welle ( wenn wir sie finden ) zu fliegen.

Gruß

Detlef