Thermy 3 (auf 4 m vergrößert): Bei Vollgas flattern Querruder & Wölbklappen. Ursache?

[robbi9670]

Thermy 3 (auf 4 m vergrößert): Bei Vollgas flattern Querruder & Wölbklappen. Ursache?

Hilfe an die RCN Gemeinde.
Ich habe letzten Winter den Thermy 3 auf eine Spannweite von 4 Meter vergrößert und gebaut. (Jetzt gibt es ihn ohnehin von Hersteller)
Alles sauber am CAD konstruiert, gefräst und gebaut und vor einer Woche den Erstflug absolviert.
Traumhafter Steigflug mit halber Motorleistung..bei voller Motorleistung plötzlich Ruderflattern an Querruder und Wölbklappen erkennbar.
Die Segel- und Gleiteigenschaften sind einfach ein nur genial, Abfluggewicht 3950 Gramm.
Wenn ich jedoch etwas andrücke und den Thermy schneller fliege, entsteht wieder Ruderflattern.
Strukturell und anlenktechnisch kann ich mir eigentlich keine Fehler vorstellen.
Um eine dünne Endkante zu erreichen habe ich die Querruder und Landeklappen in Schalenbauweise erstellt.
Angeschlagen sind die Ruder mittels beidseitigem, stabilen Scharnierband.
Servos Futaba S3150 mit zusätzlich kugelgelagertem Abtriebshebel.
Also wirklich alles absolut Spielfrei.
Mir ist schon klar dass es ein Modell für eher langsame Fluggeschwindigkeiten ist aber wenn es mal richtig trägt sollte man doch etwas beschleunigt aus dem Bart herauskommen.
Aus meiner Sicht bleibt eigentlich nur noch eine aerodynamische Lösung mittels Turbolatoren übrig.
Da ich aber damit keine Erfahrung habe wo diese positioniert werden sollten, wende ich mich an euch.
Bitte um eure Hilfe.
Gruß Robert

 

[reinika]

Turbulatoren helfen nicht gegen flattern.
Das muss auch gar nicht an den Klappen / Anlenkungen liegen, das kann genauso gut der ganze Flügel sein, der nicht steif genug ist.

Mit fast 4Kg kommt da sofort gute Fahrt rein, dann muss die Fläche einfach torsionssteif sein.
Schade, aber da hilft nur langsames fliegen, oder evtl eine Gewebebespannung unter 45° ? Vielleicht hat da wer Erfahrung.

Vielleicht postest Du mal den Aufbau für die erfahrenen "Holzwürmer".

Mein Beileid
Reini

 

[robbi9670]

Reini danke für ein erstes Feedback.

Ehrlich gesagt kann ich es mir nicht vorstellen dass es an der Stabilität des ganzen Flügel mangelt.
Er ist für meine Begriffe sehr biege- und torsionststeif.
Ich habe schon viele Modelle gebaut aber mit so einem Problem war ich noch nie konfrontiert.

Vielleicht postest Du mal den Aufbau für die erfahrenen "Holzwürmer".

Hier einige Bilder die hoffentlich den Aufbau erkennen lassen.





Kann es nicht doch ein aerodynamisches Problem sein..Ablösung an ungünstiger Stelle....??

 

[reinika]

Kann es nicht doch ein aerodynamisches Problem sein..Ablösung an ungünstiger Stelle....??

Dann müsste ja die kleinere Variante auch flattern....... oder hast Du auch das Profil geändert?

Du kannst es ja ausprobieren, die Bänder sind ja rasch wieder runter. Mach sie aus Tesa Krepp (Maler- Abdeckbänder), dann gehen die gut runter. Um sicher Wirkung zu haben würd ich es 3-fach nehmen und vor die grösste Dicke kleben (25-30% t). Das Modell wird dann wahrscheinlich anders klingen, das wäre ein Zeichen dass die Bänder wirken. Wenn es dann immer noch flattert wars das eben nicht, was ich so erwarten würde.

Das einzige was imho leichte Besserung bringen könnte, ist nur mit Klappen negativ (-2°) schneller fliegen, da fallen die Torsionslasten geringer aus. Das dürfte jedoch letztlich auch nicht reichen, wenn die Struktur zu weich ist.

Es bleibt Dir nur, es auszuprobieren.

Btw. Schön gebaut!

 

[reinika]

Was mir auf den Bildern grad noch auffällt:
Die Steckung wirkt verflixt dünn für 4m und 4Kg. Falls da ein Glas- oder Karbonstab reinkommt, würde ich den mal gegen Stahl austauschen. Das kann ausreichen um eine allfällige Biegeschwingung zu höheren Geschwindigkeiten zu verschieben.

Oder ist das nicht die Wurzelsteckung?

Noch was zum testen.....

 

[robbi9670]

Wie gesagt ich habe von Aerodynamik wenig Ahnung und mal gelesen dass in so einem Fall auch solche Ablösungen einen Einfluss haben können.
Warum es beim 3 Meter nicht ist - keine Ahnung.
Eine wage Theorie von mir...durch die große Flächentiefe und das dünne Profil reist die Strömung an ungünstiger Stelle ab und "reist" an den Rudern.
Bitte um Nachsicht für meine Ausdrucksweise aber wie gesagt Aerodynamik ist nicht mein Fachgebiet.
Hilft nix, dann wird es zum probieren.

Was mir auf den Bildern grad noch auffällt:
Die Steckung wirkt verflixt dünn für 4m und 4Kg. Falls da ein Glas- oder Karbonstab reinkommt, würde ich den mal gegen Stahl austauschen. Das kann ausreichen um eine allfällige Biegeschwingung zu höheren Geschwindigkeiten zu verschieben.

Heißer Tipp, habe ich bereits auf Stahlstab ausgetauscht, bin aber seitdem noch nicht geflogen.

 

[reinika]

Vergiss die Aerodramatik in dem Zusammenhang. Zu 99% hast Du ein strukturelles Problem eingebaut und da steht die Steckung auf der Poleposition.

Ist die Fläche gar 4-Teilig? Sieht oben so aus. Dann hättest Du schlimmstenfalls 3 "Scharniere" in Biegerichtung eingebaut. Ein Verbinder sollte so steif sein wie die Fläche, nicht nur so fest.

Also viel Spass beim testen.
Reini

 

[robbi9670]

Nein ist eine zweiteilige Fläche. was so aussieht wie eine Steckung sind Verbinder welche fix vetklebt sind. Also die Steckung an der Wurzel war beim Erstflug tatsächlich etwas lapprig und jetzt mit dem Stahlstab der saugend in die Rohre paß, fix und fest. Hätte jetzt nicht vermutet dass es daran liegen könnte, ist aber einleuchtend. Ich werde vorerst mal so fliegen und schaun was es bringt. Eins nach dem anderen.

 

[Torfi]

Hallo,
das gleiche Problem hatte ich auch bei meinem vergrößerten Thermy Fläche 360cm.
Bei mir war die Ursache, die Steckung der Flächenenden. Diese war zwar fest, hatte aber die Biegekräfte nicht wieder
geleitet.
Nachdem ich die Fläche fest verklebt hatte war ruh.
Hier hätte ich doch eine Vierkanntsteckung einbauen sollen.
Nicht umsonst haben die Hochleistungssegler dies ja auch.
Bis denne
Thomas

 

[robbi9670]

Interessant, könnte dann tatsächlich an der zu lockeren Mittel-Steckung gelegen haben.
Die Kohlestäbe sind einfach nicht so präzise gefertigt dass sie sauber ins Rohr passen und auch weicher wie der Stahlstab.
Bin gespannt, wenn es das Wetter zulässt werde ich morgen testen und dann berichten.
Vielen Dank auch gleich mal für eure Unterstützung.

 

[robbi9670]

neuer Versuch

neuer Versuch

Hallo hier bin ich wieder.
Endlich nach dem langem Schmudelwetter konnte ich gestern wieder einen Testflug machen.
Leider trotz der Stahlsteckung im schneller Flug keine wesentliche Verbesserung erkennbar.
Also dass es ein strukturelles Problem der gesamten Fläche ist , glaube ich immer noch nicht.
Sie sind wirklich, für eine Rippenfläche außergewöhnlich fest und vor allem verdrehsteif.
Ich denke ich probiere jetzt noch etwas mit Zackenband bzw. Kreppband herum.
Wenn das nichts hilft, bleibt es eben ein langsamer Thermikschleicher.
Oder gibt es neue Ideen von euch?

 

[MarkusN]

Längere Ruder haben eine tiefere Eigenfrequenz. Sprich niedrigere kritische Geschwindigkeit. It's as simple as that.

Was hilft: Anlenkung in der Mitte des Ruders (halbiert die frei schwingende Länge). Diagonalrippen oder -Belegung um die Torsionssteifigkeit zu erhöhen. (Wichtig: wirksam ist die SPEZIFISCHE Steifigkeit. D.h. steifer, aber um den gleichen Faktor schwerer, hilft nicht.) Massenausgleich.

Ein Turbulator kann helfen, wenn die Anregung von einer instabilen Ablöseblase kommt, aber nur dann.

 

[robbi9670]

schwere Ruder

schwere Ruder

Hallo Markus,
danke für deinen Kommentar, das mit der "spezifischen Steifigkeit" klingt einleuchtend und ist vermutlich auch das Problem.
Angelenkt habe ich spielfrei ziemlich in der Mitte der Ruderlänge aber die in GFK-Schalenbauweise laminierten Ruder sind zwar extrem torsionssteif haben ab er ein im Verhältnis zur restlichen Bauweise höheres Gewicht.
Habe leider nur wenige Bilder vom Ruderaufbau aber man kann glaube ich den Aufbau erkennen.
Stützrippen:

Form mit Gelcoat eingestrichen:

Laminierte Ruder mit 2 Lagen 80g Gewebe, 1,5mm Balsa als Stützstoff und Kohleroving an Nasenleiste und Hinterkante:


Gibt es eine Idee wie man bei einem Segler einen Massenausgleich einigermaßen ästhetisch erstellen könnte?

 

[reinika]

Hallo
Schade dass es immer noch flattert. Ich hatte gehofft, dass es sich erledigt....
Jetzt bleibt Dir noch die Liste von Markus abzuarbeiten. Schwere Klappen sind grundsätzlich sehr ungünstig für die Schwingresonanz -> Pendelgesetz.
Das Klappen Gewicht ist dabei umso schädlicher, je weiter sich der Schwerpunkt der Klappe hinter dem Scharnier liegt. Also, zb. ein steifes Rohr fast im Drehpunkt ist da viel unproblematischer.

Ich würde die Liste noch um die Servos erweitern. Billige, oder gar analoge Servos haben meist schwache Haltekräfte um den Nullpunkt. In Kombination mit schweren Klappen kann das die Resonanzgeschwindigkeit des Systems deutlich senken.
Wie ist die Übersetzung des Servos? Nutzt Du den ganzen Servoweg, oder hast Du stark Software seitig den Weg reduziert? Die Servobefestigung sollte auch nicht nachgeben können. Das alles macht die Anlenkung auch weicher, selbst bei null Spiel.



Viel Erfolg auf der Suche

 

[robbi9670]

Servos

Servos

Servos sind Futaba S3150 auf 6 Volt.
Beim Servoweg bin ich sehr penibel und versuche das möglichst mechanisch zum einen auf Mittellage und zum anderen auf die max. Endausschläge einzustellen.
Derzeit 100% ins - und 96% ins +.
Servogestänge schnurgerade und aus 2,5mm Stahl.
sollte von daher eigentlich kein Problem geben.

Servos in eigens gefrästen Rahmen mit extra Kugellager am Abtrieb.

 

[reinika]

Sehr gut!
Daran sollte es nicht liegen.
Diese Fragen sollen nicht respektlos sein, aber bei so einer Ferndiagnose muss man halt alles abklappern.

 

[robbi9670]

Problem gelöst

Problem gelöst

Ich habe jetzt auf der Flächenunterseite entlang von Querruder und Wölbklappen ein Zackenband geklebt.
Nachdem Video:
https://www.youtube.com/watch?v=Ki7jrKRpzXc
habe ich das einfach mal ausprobiert und es hat Wunder gewirkt.
Ich kann den Thermy jetzt anstechen und flott fliegen ohne irgend ein Anzeichen dass etwas flattert.
Es heißt nicht umsonst "probieren geht über studieren"

Ich bin jetzt erleichtert, habe schon mit dem Gedanken gespielt neue, leichtere Ruder zu bauen.
Die Flugleistung ist gesamt jetzt mehr als befriedend - extrem langsam bis flott unterwegs und vor allem durch die großen Klappen sehr einfach zu landen.
Ich danke euch für eure Unterstützung und die vielen Tipps.
Mit freundlichen Fliegergrüßen aus Österreich
Robert

 

[reinika]

Wie früher geschrieben, habe ich nicht erwartet, dass das hilft. Aber super wenn es doch hilft. Ich hab`s noch nie erlebt.
Der tiefe V-Spalt erzeugt offenbar rabiate Wellen in der Strömung, welche mit der Turbulenz gedämpft werden. (Dann müsste eine Abdeckung auch helfen......Hmmmm)
Mann lernt weiter.........

Viel Spass mit dem Teil
Reini