RES Eigenbau "Calisto" - im Stil der MPX-Segler der 80er - aber mit U statt V

C-J-S

User
Mit einem Multiplex "Scout" 2m-Segler hab ich das Modellfliegen gelernt und ich hab das Modell geliebt. Flamingo Contest und eine 4m ASW19 waren auch toll, aber ich hab jahrelang nur Motorflugzeuge konstruiert und gebaut.
Und jetzt, wo ich wieder mehr im Verein fliege, hab ich den Reiz des Segelns wieder entdeckt - und wollte auch wieder das gute Gefühl eines 2m-"Floaters" erleben. Genau da haben mir die RES-Regeln in die Hände gespielt: Es soll nach Regelment gebaut werden, aber es müssen ein paar weitere Vorstellungen eingebaut werden:
  • das Modell darf nicht wie ein "Zweckmodell" aussehen
  • der Rumpf sollte möglichst die Form des Flamingo Contest bzw. der Alpina bekommen - jedenfalls rund bzw. mit elliptischem Querschnitt
  • Kreuzleitwerk, wobei das Höhenleitwerk soll bei rd. 1/3 des Seitenleitwerks liegen
  • zwei Spoiler sollen es sein, nicht einer
  • der Name muss mit "C" beginnen
Lange nachgedacht, erste Skizzen gemacht, viel im Internet gelesen, mit Kollegen im Verein gequatscht und schon bin ich bei weiteren Vorgaben gelandet:
  • es sollte eine ~elliptische Flächengeometrie werden
  • statt starker V-Form bzw. Mehrfachknick möchte ich ein "U" - also elegant gebogen Flächen, möglichst wieder elliptisch
Und da hab ich mich dann an die wunderschönen Formen der Supermarine Spitfire erinnert und hab versucht dieses Design in einen Segler zu übertragen.
Konstruktionstechnisch hab ich mir überlegt, einen stehenden Hauptholm aus Balsa zu machen und oben/unten mit einem dünnen Kohleflachstab die Kräfte aufzunehmen.
Die Drehsteifigkeit will ich erreichen, indem ich alle Rippen 15° diagonal (zick-zack) anordne. Durch einen ~1,5mm Kohlestab in der Nase müsste das ein stabiles Gerüst - trotz der Biegung - ergeben.

Wenn nun die elliptische Grundform so angenommen wird, dass die Viertelellipse vor dem Holm nur halb so tief ist wie die Viertelellipse hinterm Holm, dann lässt sich eine schöne Symmetrie erzeugen: vorne lassen sich 4 Halbrippen mit 2 Halbrippen hinten kombinieren - und alle Rippen laufen noch immer im 15° Winkel!

Das kam dabei heraus:
Calisto_DreiSeitenAnsicht.png


Viel geholfen hat mir auch der Artikel von Dr. Horst Torunski im FMT Extra 23 aus 2020 "Segelflugzeuge selbst konstruiert". Von dort hab ich auch alle meine Auslegungsformeln, um die "Proportionen" richtig hinzukriegen. Schließlich bin ich bei folgender Auslegung gelandet - die natürlich im Wechselspiel mit dem Plan entstand:

Calisto_Auslegungen_01.png
Herstellen will ich die Holz-Teile mit einem Eleksmaker A3 Laser mit 2500mW.
Konstruieren tu ich seit Jahren in CorelDraw, auch wenn's nicht 3D ist. Zum Erzeugen der SVGs für den Laser ist das aber gut geeignet.
Ausgehend von der Drei-Seiten-Ansicht hab ich das Design verfeinert und es wurden immer mehr Details. Hier die Rumpf-Konstruktion (noch unbereinigt, also mit etlichen Hilfskonstruktionen drinnen):
Calisto_KonstruktionsplanRumpf.png
Fürs Leitwerk hab ich mir überlegt, dieses vollkommen abnehmbar zu gestalten:
Unter dem HLW liegt eine vergrößerter Schraubenkopf, der links und rechts aus dem Seitenleitwerk rausragt und gedreht werden kann. Die Schraube zeigt nach oben und auf diese wird einfach das Höhenleitwerk gesteckt und dann das restliche Seitenleitwerk mit der eingebauten Einschlagmutter festgezogen. D.h. das HLW wird zw. Ober- und Unterteil des Seitenleitwers eingeklemmt. Ähnlich ergeht es dem Seitenruder, welches oben und unten drehend gelagert ist und somit ebenfalls abgenommen werden kann. Angelenkt wird das Seitenruder durch einen Dorn, der aus dem Rumpfende rausragt und der über Seile angelenkt wird. Das Ruder ist auf der Unterseite halbrund "hohl", damit der Dorn da drinnen liegen kann.
Deutlich mehr Kopfzerbrechen hat die Anlenkung des Höhenruders gefordert. Pendelleitwerk wollte ich einfach nicht - auch wenn die Position dafür optimal wäre und der Flamingo Contest das einst so hatte, also musste eine Umlenkung her. Gelöst hab ich es wieder mit Seilen, die ein großes Rädchen am Ende bewegen und daran angeschlossen . an einem Ausleger - 0,8mm Stahldraht, der nach oben führt und die Ruder bei ca. 50% der Tiefe anlenkt.
Zum Abnehmen bzw. zur Montage muss man vorher das Servo voll auf Höhe geben, dann ragen die gewinkelten Enden weit genug über das untere Drittel des Seitenleitwerks hinaus, so dass man sie zusammendrücken kann und damit aus dem Ruder "ausfädeln" kann. So weit erst mal die Theorie.

Nachdem der geistige Durchbruch für die Leitwerkskonstruktion da war, kamen noch zwei weitere Ideen dazu:
  • Aufgebaut sollte das Leitwerk (Höhe und Seite) durch eine 0,6mm starke Birkensperrholzplatte, die beidseitig mit Balsrippen aufgefüttert wird.
  • da nun alles so schön zerlegbar ist, könnte man doch gleich mehrere Varianten für die Leitwerksform draufsetzen, oder?
Der erste Punkt hat leider dazu geführt, dass beim "Auskonstruieren" irgendwie das Detail mit mir durchgegangen ist. Sorry. Schließlich bin ich bei 250 Teilen alleine fürs Leitwerk gelandet. Okay. Ein wenig übers Ziel geschossen, aber nicht schlimm. Hat Spaß gemacht und die meiste Arbeit hat nun eh der Laser; das Bauen geht wahrscheinlich schneller als das Konstruieren!
Ja und zum zweiten Punkt, hier meine Ideen:
Calisto_VariationenSeitenleitwerk.png
Variante "Spitfire" passt m.E. zum Gesamtstil; meine bessere Hälfte empfahl mir "Feuer und Flamme".

Bevor ich die Flächen konstruiert habe, hab ich mir noch ein paar Überlgeungen zur Anlenkung der Spoiler gemacht, die natürlich "unsichtbar" (im Sinne von "keine Hebel oder Anlenkungsteile außen!) sein soll:
Calisto_VariantenSpoileranlenkung.png
wobei ich alleine aus Schwerpunktgründen zur Variante 1 und 4 tendiert habe, um das Servo in den Rumpf nach vorne in die Nase zu legen. Schließlich hab ich mich doch für die reine Seilanlenkung entschieden - auch wenn diese zwei Umlenkräder pro Flächenhälfte erfordern.

Zur V-Form: Anfangs hatte ich mir ein reines U - also echte Ellipse überlegt. Ist aber unnötig viel kompliziert. Da ich die Flächen wegen der diagonalen Rippen sowieso zweiteilig und nicht dreiteilig machen wollte, hab ich zusätzlich 2° V-Form je Seite in der Mitte spendiert und die ersten 377mm die Fläche gerade konstruiert und dann erst mit der elliptischen Aufbiegung begonnen - bis 90° nach oben stehende Ohren am Ende!

Und damit die Rippen so richtig "saugend" auf den Hauptholm passen, hab ich mir folgendes überlegt: der Hauptholm wird dreiteilig: 2mm Balsa vorne, 3mm Balsa in der Mitte mit Kohle oben und unten, 1mm Balsa hinten. Das 2mm Balso vorne und das 1mm Balsa hinten erhalten "Fensterchen", in die ich die Rippen vorne bzw. hinten reinstecke. Nun der Clou: damit die Rippen auch im 15° Winkel richtig stecken, werden sie auch im 15° Winkel aus dem Balsabrett gelasert! Dazu möchte ich meinen Laser umbauen, um den Kopf eben um diese 15° zu neigen.

Die ersten Stunden des Konstruierens machten Spaß und es gab große Fortschritte: die Rippen waren groß (aber dünn, nur 7,1%) - aber dann stellte sich ein unbedachter Effekt heraus: da gegen Flächenende die Ellipse kleiner wird, wird auch der Abstand zwischen den Rippen immer kleiner. Und damit werden es plötzlich immer mehr Rippen! Zuerst hatte ich mit ca. 30-40 Rippen gerechnet, geworden sind es aber je Flächenhälfte 56 vorne und 28 hinten! Das war dann schon etwas zäh.
Hier der Screenshot von den Konstruktionsplänen:
Calisto_KonstruktionsplanFlaechen.png
Ich hab dann noch aufgrund der Teileflut - Mensch, ich bin bei über 750 (!) gelandet - etwas Angst, mein Zielgewicht nicht zu erreichen. Nach einer aufwändigen Durchrechnung würde ich bei rd. 490g landen mit nur 2g Blei inder Nase, wenn ich den 800er Eneloop nehme und als zusätzlichen Balast ein viertes Servo in der Nase für eine optionale Schleppkupplung.
Das ist vielleicht noch kein Bestwert, aber mit ca. 13g/dm² Flächenbelastung ist alles im grünen Bereich! Ist doch ermutigend, oder?

LG
Christian
 

Kyrill

User
Sehr schöne Konstruktion! Ich bin echt gespannt wie nahe du deinem Zielgewicht kommst... Bitte weiter berichten ruhig auch mit Baustufenfotos...

Ich kann dir nur raten die Anlenkungstechnik (Leitwerk /Spoiler) deutlich abzuspecken. Viel zu viele Rädchen und Umlenkungen die alle hinten nur Gewicht machen und das ist tödlich fürs Gesamtgewicht. Mehr als 20 Gramm sollte das komplette bespannte Leitwerk nicht wiegen. Aber eigentlich weißt du das ja schon... Das wichtigste ist Rückstellgenauigkeit und Spielfreiheit in der Anlenkung!

(ein 1000er Lipo 1S Rundzelle geht auch gut)
 
Zuletzt bearbeitet:
Hallo Christian,

Ein sehr elegant aussehendes Modell hast Du Dir da erdacht.
Ich würde den Holmaufbau überdenken. Der muss ja einen Hochstart aushalten.

Gruß Hans
 

Tunc Uzun

Vereinsmitglied
Christian,

schicker Entwurf! 👌

Hier noch meine bescheidenen 2cts was ich ändern würde:
Die Flügelenden nicht so weit nach oben ziehen (also tangentialen Auslauf der Randbögen in die Vertikale vermeiden) aus zweierlei Gründen :

1. baulich deutlich einfacher wenn Du ca. 10% vor Flügelende den Kurvenverlauf auslaufen lässt und
2. der Raumbedarf beim Transport nimm ab und die Gefahr die Tips zu beschädigen verringern sich auch.
 

pfeiferl

User
Hallo Christian,

Sieht interessant aus.

Oft gehen Theorie und Praxis ein wenig auseinander. Aus praktischen Gründen.

Wenn es nur ums Machbare geht, dann hast du ein schönes Projekt gestartet.
Wenn du aber Wettbewerbe fliegen willst, dann überleg dir gut, die ganzen Umlenkungen zu machen.
Einfach ist da oft der bessere, stabilere Weg.
Hast du dir schon überlegt, wie deine hochgezogenen Ohren zu Bügeln gehen?
Der Bogen ist bei meinen Elfen ähnlich, nur eben gestückelt, wegen der Baubarkeit.

Lese gerne sehr interessiert hier mit!

Viele Grüße, Georg
 

mipme_kampfkoloss

Vereinsmitglied
Teammitglied
Hallo Christian,

der Entwurf ist wirklich sehr schön und viel Arbeit hast du dir auch noch angetan. Ob's der richtige Weg ist, wird sich erst zeigen.

Was ich nicht ganz verstehe ist die Profilwahl bzw. der Strak. Also von AG26 auf AG35 ist etwas ungewöhnlich.
Ein dickeres Profil außen als innen ist schon diskussionswürdig.
Dass das Profil außen mehr Wölbung hat, finde ich bei der geringen Tiefe außen gar nicht so dumm. Aber ob das in Bezug auf Nasenradius und Re-Zahlen-Festigkeit die richtige Wahl ist, wag ich mal zu hinterfragen.

Die Flächenform der Spitfire ist ja wirklich schön, jedoch war die Original-Spit ein ziemliches Luder, und das gerade wegen der Ellipse!
Die Fläche war optimal auf die elliptische Auftriebsverteilung ausgelegt und zwar über die Flächentiefe, nicht über die Profilierung oder Schränkung.
Dadurch war zwar der Flügel widerstandsarm, jedoch kam der Abriss sehr hart und rasch. Darum wird sie als zickig beschrieben.
Daher sollte man die schönen elliptischen Flügel mit gewissen Auftriebsreserven außen bauen - wohl deswegen das AG35?

Ich wünsche dir viel Erfolg beim Laserpuzzle!

p.s.: Sind bei der Teilezahl auch die Bauteile der Helling mitgerechnet?
 

C-J-S

User
Hallo - und gleich mal Danke für die vielen guten Reaktionen. Trifft sich mit vielen meiner Überlegungen...

Die Flügelenden nicht so weit nach oben ziehen
Hab ich mit Corel rumprobiert, aber die letzten 3-4 cm gehts erst so richtig hoch und da hoffe ich, dass sich das nicht negativ auswirkt - aber der Designeffekt überwiegt. Schönheit muss leiden :-)

Falls es das Modell dann noch als Baukasten geben würde …
Darüber sollten wir reden, aber etwas später, falls der Vogel (gut) fliegt.

Hast du dir schon überlegt, wie deine hochgezogenen Ohren zu Bügeln gehen?
Ja, das Problem ist ja nicht die Unterseite, sondern die konkav-konvexe Oberseite ("Sattelfläche").
Meine Strategie wäre weder von der Nase noch der Endleiste noch vom Mittelholm loszubügeln, sondern ich will die ersten 20% beplanken und da würde ich die Folie über die gesamte Spannweite anheften (also genau zw. Nase und Hauptholm) und dann nach vorne über die Nase dann nach hinten erst mal bis zum Hauptholm und dann aus der Flächenmitte nach innen und außen bis zum Ende. Darüber hinaus möchte ich die weiße Oralight für die Oberseite verwenden und die lässt sich bei 170-190° wie ein Gummilappen dehnen. Ach ja: der Oracover Heißkleber soll auch noch vorher aufs Holz, damit Halt gegeben ist.
Die 20% Nasenbeplankung möchte ich mit 1mm Balsa machen - aber damit es druckfest wird, wird sie mit weiteren 3-5mm breiten und 1mm starkem Balsa im Abstand von 1-1,5 cm hinterlegt. Weiter draußen dann nur mehr die 3-5mm breiten Streifen. Da sind dann die Rippen schon so klein und ausserdem weiß ich sonst nicht wie ich ein Balsabrett konkav-konvex aufbringen soll.

Was ich nicht ganz verstehe ist die Profilwahl bzw. der Strak. Also von AG26 auf AG35 ist etwas ungewöhnlich.
p.s.: Sind bei der Teilezahl auch die Bauteile der Helling mitgerechnet?
Schon wieder bin ich durchschaut worden, ja wegen der Dicke war es meine Wahl... hab aber bis 80% der Spannweite das AG26 belassen; d.h. wir reden hier über die restlichen 10% der Fläche (nicht 20% - am Ende wirds ja schmäler) - und das gestrakt. Ehrlich gesagt aber hab ich das Gefühl, dass du da deutlich mehr Ahnung dazu hast als ich...

Und zur Teileanzahl: No. Keine Helling. Ich hab mir das anders überlegt: Der Rumpfvorderteil soll in drei größeren Baugruppen zusammengesetzt werden, wobei die Gruppen selber durch rechtwinkligen Aufbau der Spanten ausreichend genau werden sollen.
Die Fläche möchte ich auch ohne Helling bauen: auf dem liegenden Hauptholm zuerst die vielen Halbrippen vorne aufsetzen, ausrichten und mit Sekundenkleber fixieren. Dann die hinteren Halbrippen mit der Endleiste zusammenbauen und dann überlegen, wie ich das mittels einer Vorrichtung sinnvoll zusammensetzen kann. Ist jetzt schwer zu beschreiben...

(ein 1000er Lipo 1S Rundzelle geht auch gut)
Hier aber nun zuerst der fertig gezeichnete Plan - mit der ebenfalls eingezeichneten 1000er 1s - falls das Leitwerk viel zu leicht wird (da hab ich aber vorerst keine Angst), sowie die Laserschablonen im Überblick mit BOM und Aufteilung auf die Balsabrettchen:
Calisto_Plan.png Calisto_Laserschablonen.png Calisto_SchnittplanBrettchen.png

LG
Christian
 
Wird der Rumpf bespannt? Da sind eine Menge Längsstringer. Ohne Helling ist das eine große Herausforderung den Rumpf gerade zusammenzukleben.
Auch sehr ambitioniert die Tragfläche ohne Helling zusammenzusetzen, vor allem mit der Krümmung in Spannweitenrichtung.
Und ohne Vorrichtung wirst du scheitern die Kohleleisten auf den Balsasteg zu kleben.
Folie bügeln ist dann eine noch größere Herausforderung.
AG26 und AG35 stammen aus verschiedenen Auslegungsstrategien und passen so garnicht zusammen.
Vielleicht mal überlegen ob es sinnvoller ist bei einem Profil (oder einer Profilfamilie) zu bleiben und dann Modifikation in der Dicke zu machen.
Hoffe du hast deine Ziele nicht zu hoch gesteckt...

Gruß
Mike
 
Hi Christian,

der Flieger wird bestimmt gut fliegen, so chic wie er aussieht.

Das Modell sieht wirklich gut aus, wieso muss dann auch noch “jedermann” damit die DM gewinnen können.

Viele Grüße und viel Spaß beim Bauen
Peter
 

C-J-S

User
Wird der Rumpf bespannt? Da sind eine Menge Längsstringer. Ohne Helling ist das eine große Herausforderung den Rumpf gerade zusammenzukleben.
Ja, wird bespannt. Fürs gerade bauen hab ich eigentlich die "Kufe" unten aus 3mm Pappelsperrholz angelegt - und die sollte es ermöglichen, die vordere Hälte der Rumpfkeule gerade zu bauen. Der hinterste Teil der Kufe, der sich ans CFK-Rohr anlehnt, den bekommt man ausgerichtet ans CFK-Rohr auch gerade hin. Wenn dann nun die Führung für den Hochstarthaken im richtigen Winkel dran ist, dann kann man diese großen Teile zueinander ausrichten und fixieren...

AG26 und AG35 stammen aus verschiedenen Auslegungsstrategien und passen so garnicht zusammen.
Wieder was gelernt. Wußte ich nicht. Hoffentlich wissen das die Profile auch nicht ;-)
In der Konstruktion im Bild hier siehst du rechts oben in Farbe die Profile: helles Violett ist AG26, das dunklere Türkis ist das AG35 - 1,5° und die Farbtöne dazwischen sind der "Strak". Das Ganze spielt sich also eig. nur auf den letzten 10cm ab und tw. mit 20° und mehr... ich denke (hoffe), dass sich das nicht wirklich negativ auswirkt... wenn ich denke, dass andere als "Winglet" eine grade Platte dranmachen...

LG
Christian
 

C-J-S

User
Den Plan hab ich auch in DIN A3 aufgeteilt und in ein PDF mit 23 Seiten gesteckt; leider ist es mit 11 MB aber zu groß, um es hier direkt anzuhängen.
Ich habs hier zum Schmökern bereitgestellt: Calisto_Planset_A3.pdf - die Details sind viel besser zu erkennen.

Jetzt kann ichs aber grad selber nicht ausdrucken; irgendwie bekomme ich das bereits etwas ältere Brother Multifunktionsgerät nicht zum laufen, trotz neuer Tinte. Jetzt muss ich erst auf A4 "stückeln".
 

C-J-S

User
So richtig schneidet mein Laser das 0,6er Birkensperrholz nicht durch. Auch 0,4er schafft er nicht ganz. Musste alles nacharbeiten. Auch hat mein Balsavorrat unterschiedlich auf den Laser angessprochen: manche Brettchen sind abgebrannt, andere kaum angeritzt. Vorsortierung wäre schlau gewesen.
Das Bauen hab ich mit dem Höhenleitwerk begonnen. Der Sperrholzeil ist ja größer als meine Schnittfläche in A3. Habs somit in 2 Schritten geschnitten und dazwischen entlang einer Schiene (parallel zur X-Achse das Lasers) verschoben. Ist fast auf 1/2mm genau geworden.

Baubilder HLW:
Calisto_2021_001.jpg Calisto_2021_002.jpg Calisto_2021_003.jpg Calisto_2021_004.jpg
Ausgedruckten Bauplan als Unterlage braucht man hier nicht, da die Position der Rippen auf dem Birkensperrholz ja vorgegeben ist.

Ganz glücklich bin ich nicht, da das HLW zwar schwer kaputtbar ist, aber wabbelig. Ich hatte mir von der Bauweise mehr erhofft. Vielleicht wäre (böser) Superkleber besser als (guter) Kaltleim gewesen. Vielleicht hilft ja Folie später... oder das Ruder., wenn es angeschlagen ist.. Vielleicht sollte das Balsa an der Nase besser durchgängig sein und das an der Hinterkante mit weniger tiefen Einschnitten? Egal, Version 1.0 ist nun mal so; ich kann ja später mal ein besseres Teil dazu nachbauen...
LG
Christian
 

C-J-S

User
Und viele, viele Teile fürs Seitenleitwerk & -ruder. Die Umlenkteile haben ~1g.
Bauweise ist wie beim HLW wieder eine Ebene Platte aus 0,6mm Birke, wo zuerst auf der einen Seite die Halbrippen aufgeklebt werden und dann auf der anderen.
Calisto_2021_005.jpg Calisto_2021_006.jpg Calisto_2021_007.jpg Calisto_2021_008.jpg

Calisto_2021_009.jpg
Die Schraube ist nur provisorisch als Platzhalter da drinnen, um das "Lager" für den 2mm Stab für das Seitenruder später im richtigen Winkel zu positionieren. Der Rumpf muss bei den Rädchen aufgeschlitzt werden, damit die Seile schön gerade nach vorne laufen:
Calisto_2021_010.jpg Calisto_2021_011.jpg Calisto_2021_012.jpg Calisto_2021_013.jpg
Vorerst nur mit Klebeband mal rangehalten, um zu sehen, wie es passt. Verklebt soll es ja erst werden, nachdem Rumpf und Flächen fertig sind, damit der Winkel dann passt.
Calisto_2021_014.jpg Calisto_2021_015.jpg
LG
Christian
 
Erst einmal ist das bisher gezeigte ganz einfach nur schön.

Gleichzeitig fällt mir spontan ein, was ein Kollege in dieser Woche auf dem Modellflugplatz sagte: " Man muss ein Modell dreimal bauen bis es so richtig wird, wie man es will." Er meinte damit ein Baukastenmodell. ... Da ist schon etwas dran. Eigentlich nur ehrlich und realistisch.

Bei einer solchen Eigenkonstruktion zumal in einer solch besonderen Bauweise würde ich daher auch nicht unbedingt nach solchen Kleinigkeiten wie nach dem Gewicht fragen. Im Gegenteil: Wenn das z.B. mit 700 Gramm ausgeht würde ich bewundernd sagen: Toll. Optimieren kann man dann immer noch.

Erste Priorität hat nach meiner Sicht erst einmal die Statik und das merkt man während des Bauens schon, wenn an irgend einer Stelle etwas zusätzlich unternommen werden muss.
In diesem Sinne: Toll! Weiter so! Etwas Mut braucht man immer.

Gruß Norbert
 

Dix

User
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