Aiolos/ bouw van een F3B model

[Berrie]

Hier staat meer over het accuraat fabriceren van vleugels:

Zone Foils - Page 4 - RC Groups

(het hele draadje is wel interessant. Ik ga er wat dingen van proberen.)

[Ron Gijzen]

Ik heb de aanwijzingen van Norbert Habe verwerkt in een nieuw bovenaanzicht:

Belangrijkste wijzigingen:
- TNT Dornier tips
- 20mm langere neus
- kortere staart
- veel groter oppervlak V-staart
- kleinere ingesloten hoek V-staart

Ik moest eerst even opzoeken wat TNT Dornier tips eigenlijk zijn.
TNT staat voor "Tragflügel Neuer Technologie", een ontwikkeling van vliegtuigbouwer Dornier eind jaren zeventig. Deze vleugel had opvallende, sterk gepijlde tips die enorm in zwang raakten bij he F3B vliegen in de jaren tachtig.
Volgens Sieger Hartmann ( aerodesign.de ) durfde niemand zijn huis nog uit zonder een TNT-tip aan z'n kist. Inmiddels is de tip verdrongen door de nog wat efficientere sikkel-randboo, en vrij complexe vorm maar voor een kist uit CNC gefreesde mallen geen probleem.

Als ik het goed begrijp gaat het erom dat de vleugel aan het uiterste uiteinde (ca. 5% spanwijdte) sterk in koorde wordt gereduceerd, naar achteren (pijlstelling), en dat daarbij het profiel overgaat naatr een symmetrisch profiel. Het idee is om aan de tip weinig drukverschil boven en ondre de vleugel te hebben (lage Cl) om zodoende de tipwervel en dus de geinduceerde weerstand te verkleinen. Vermindering van weerstand bij lage snelheid dus, ten koste van een beetje weerstand op hoge snelheid.
Wel handog ook dat zo'n driehoek-achtige tip heel goed te maken is met het een snijdraad uit schuin, eigenlijk nog beter dan gewoon afronden (Hörner-tip?) wat ik eerst had.

De V-staart moest volgens Norbert minstens 5,2dm2 opp hebben, gezien vanuit de zij.
Ik heb het ingetekend maar het is behoorlijk groot. De Fletcher heeft bijna de helft minder V-staart, alle moderne topkisten hebben ruim 30% minder staartoppervlak. Misschien heb ik hem niet goed begrepen?

[Ron Gijzen]

Zojuist per e-mail ontvangen:
***
Hallo Ron.

Das sieht jetzt schon sehr gut aus. Jetzt geht es aber an die "Feinarbeit".
Ich werde Deine Zeichnung ein bischen überarbeiten, dann schick ich sie Dir.
Mach Dich aber schon mit dem Gedanken vertraut, die "Wurzeltiefe" des Flügels
zu vergrössern. Mind. um 5 mm. Das bringt Dir auch Fläche (und RE-zahl).
Auch den Bereich Flügel zu Leitwerk wirst Du um ca 20 mm verlängern müssen!

Bis bald
Norbert

***
En kort daarna:
***
Hallo Ron.
Hier mein Vorschlag.

Gruss
HN-

***

[lecraM]

ah, cool.

nog een tikje meer naar de elliptische kant.

ik ga de tips snijden met de snijdraad op een bepaalde afstand naast het schuim om een vast punt bewogen(dus geen symmetrische tip) en heb zo geen tip snij rib nodig.

over die v-staart, geen idee zover.

over de tnt tip (welke ik ook koos in verband met de goede effectiviteit
en de handigheid voor vacuum bag vleugels) het loont nauwelijks de moeite om echt een symmetrische tip te gebruiken (staat ook ergens bij aerodesign geloof ik).

volgens mij had ik ook eens in nog een artikel of thread van mark drela gelezen dat hij niet erg weg is van "bijzondere" tips, maar zelf houd ik erg van sikkel tips, na verschillende balsa propellers en dergelijke, alleen al omdat het gewoon super stil is (weinig turbulentie), supra vorm tips zijn echter ook stil. mijn default vorm die ik schuur is een mengeling van de twee.
maar de echte winst van een tipvorm zit in het zo breed mogelijk maken van de wake tussen de tip vortexen, en daarmee de effectieve spanwijdte, en equivalent de laagste geinduceerde weerstand.
bij een vierkante tip, of een piper cub tip zeg maar, laten ze een stuk verder naar binnen los, dus de vleugel is dan niet zo effectief als ie wijd is.

ik maak me klaar om serieus aan het bouwen te slaan. ik open wel een specifieke thread als het zover is, met een ontwerpstudie van m'n kist.
ik heb al een plaat floormate, wat erg druk vast is. ik zag eens een tabelletje waaruit bleek dat het een van de betere model schuimen is voor vleugels (niet ultralight natuurlijk, maar sterk en licht ala f3b).

ik zit nog te denken aan cnc snijden, of de aanschaf van zo'n apparaat. (liefst een grote frees natuurlijk, maar te duur ;p)

[Ron Gijzen]

De afgelopen weken wat héén en weer gemailed met Norbert Habe.
Eerst heeft hij me laten schaven aan tipvorm, romplengte en staartafmetingen, wat resulteetr in onderstaande lay-out:


De verhouding vleugel-oppervlak-staartoppervlak en romplengte bepaald hij op basis van de 'stabiliteitsfaktor', zie definitie onder:


Ten slotte heeft hij me 5 profielen gestuurd; HN-RG-01 t/m -04 voor de vleugel en HN-841S voor de staart.
Ik mag de profielen alleen zelf gebruiken en niet doorgeven of publiceren.
Habe ontwerpt ook profielen voor commerciële gebruikers (tegen betaling, naar ik aanneem), dus dat moet ik respecteren.
Vrijgeven van polaires vond hij echter geen probleem.

Vergelijking van polaire voor speed (Re=700K, Cl=0,03):


Tja, opnieuw lijken de verschillen tussen DD92-8416, MH43 en de HN-RG-01 verwaarloosbaar klein te zijn.
Ook bij andere Re-getallen en Cl-waarden zijn de verschillen klein.
De HN-RG profielen zijn 8,05-7,85% dik en daarmee iets dunner dan de DD92-8416 en MH43.
Ik heb Norbert gevraagd wat hi jnog meer als kriterium gebruikt voor het beoordelen van profielen, want polaires alleen is kennelijk niet genoeg.
Norbert laat daar niet veel over los:" Ja, ich verwende bei meinen Profilen zusätzlich noch den Anströmwinkel. Eine Erklärung dazu würde aber zu weit führen."

Echt veel geleerd heb ik dus niet van deze exercitie, maar ik ga de HN-RG profielen in elk geval toepassen.

Voor de buitenste (Dornier)-tip gebruik ik het symmetrische profiel van de staart (HN-841S).
Het idee is naar de tip toe steeds minder drukverschil tussen boven-en onderzijde te hebben en zodoende een kleinere tipwervel op te wekken.
Nadeel:
Bij speed vliegt de hoofdvleugel bij een iets negatieve invalshoek (-0,5graden indien de flaps 2 graden omhoog worden gezet). De symmetrische tips maken dan dus 'downforce'.
Dit blijkt echter slechts Cl=-0,05 te zijn, heel weinig dus.
Dit is af te lezen in de grafiek beneden links:


Opvallend hoe groot het verschil is van die flap 2 graden omhoog. Als het rolroer bij de tip ineens zou stoppen krijg je daar dus een behoorlijk drukverschil. Ik zal daarom proberen het rolroer aan de tip in een puntje te laten eindigen (zoals ook bij de moderne kisten te zien).

Nou, ik kan nu dus vooruit.
Ik denk dat ik eerst maar aan de staartvlakken gaan beginnen, kan ik het snijden en vacuumbaggen weer in de vingers krijgen. Tot over een paar weken.

[Berrie]

Oorspronkelijk geplaatst door Ron Gijzen

De V-staart moest volgens Norbert minstens 5,2dm2 opp hebben, gezien vanuit de zij.
Ik heb het ingetekend maar het is behoorlijk groot. De Fletcher heeft bijna de helft minder V-staart, alle moderne topkisten hebben ruim 30% minder staartoppervlak. Misschien heb ik hem niet goed begrepen?

Hey Ron,

ik las in de eerste Aufwind van 2010 (artikel over Oktoberfestpokal 2009) dat de Radical een grotere V-staart heeft gekregen. Ik moest gelijk aan je opmerking in dit draadje denken...

De maatregel is ter verbetering van de handeling tijdens streckenflug en de start.

Dit te weten stelt je misschien gerust........

[Ron Gijzen]

Hoi Berrie,

Op het laatst heeft Norbert met de V-staart iets laten verkleinen. Het zij-oppervlak is nu 4,7dm2, toch nog ruimschoots meer dan de Fletcher (2,6) en de Radical/Ceres/Evolution (3,6). Inderdaad bemoedigend dat de Radical nu iets gaat vergroten

Ik ben iets verder gekomen, zie onderstaande foto's.
Op basis van de profielen van Norbert templates voor boven- en onderzijde op papier geprint en op 1,5mm triplex geplakt:


Netjes uitgezaagd, geschuurd, kopse zijde gelakt, gepolijst en met potlood gekleurd (grafietlaagje, glijdt de snijdraad lekker overheen):


Opstelling met snijboog (draad 0,4mm, 2A stroom vanaf 12V accu), hefboom om goede snelheidsverhouding te krijgen tussen linker- en rechter template, blok schuim met aan weerszijden een template. De boog is midden achter opgehangen aan het plafond zodat deze wrijvingsloos in twee richtingen kan bewegen.



Zo zijn alle kernen van staart (4 stuks) en vleugel (8 stuks) gesneden:

[Ron Gijzen]

Uit de grootste kern van de V-staart op 30% een 2mm breed strookje schuim weggesneden en aan weerszijden beplakt met pre-cured 93grams carbon, als 'web' tussen de rovings die straks in de lay-up komen.
In het midden bovendien een strookje schuim vervangen door 2mm kops balsa, voor meer druksterkte:


Het geheel weer dichtgeplakt:


In elke helft is een 0,4mm koperdraadje zig-zag in het schuim gedrukt, als antenne.
In het midden een paar cm meer-aderig kabel vastgesoldeerd en in een kamertje in het schuim opgefrommeld. Na het baggen en doorsnijden kan dit worden opgegraven, aan elkaar gesoldeerd en uitgevoerd voor aansluiting op de romp.


Hier beide helften aan elkaar gezet, sleufjes tbv antenne geplamuurd, neuslijst, achterlijst en stuurvlak beplakt met diagonaal 61grams aramide (dmv rubbercement-spuitlijm). Het strookje schuim tussen staart en stuurvlak is beplakt met tape zodat dit na het baggen en scharnier lossnijden kan worden verwijderd:


Kern, mylars, weefsel etc. klaar voor de lay-up.
Voor buigsterkte wordt boven en onder één NF24 carbon roving op het diagonale 61grms aramide gelegd. Door de roving flink uit te walsen wordt hij ca. 15mm breed en is er geen 'ribbel' in het oppervlak waarneembaar:


Lay-up onder vacuum (-0,7bar in de slang).
Ik gebruik geen aparte plastic 'envelop' met breather aan de buitenkant meer, zoals Phil Bares in zijn DVD wel voordoet. Aanvankelijk deed ik dit wel maar nu ik er over na denk heeft het geen zin om een breather tussen envelop en vacuumzak aan te brengen. Het enige dat je hier me bereikt is dat de envelop hard tegen de vacuumzak wordt aangedrukt (niet zinvol), maar het doet niets voor de druk tussen mylar en kern (wat je eigenlijk wilt).
Ik stop de kern met de twee mylars dus rechtstreeks in de vacuumzak, zonder breather. Ik leg wel een grof nylon koord vanaf het aanzuigpunt in een lus rondom de lay-up om een zo gelijkmatig mogelijke onderdruk te verkrijgen:


Lay-up in een 'hotbox'; een kist van 3,5mm triplex en 3cm styrofoam, met gloeilampen als verwarming.
Mijn schuurtje is 8 à 10C, met één 60W lamp ging de kist naar 28C, met twee lampen naar 44C (was eigenlijk te heet, 1 lamp was beter geweest).


Staart uit de zak, epoxy-braam van neuslijst geschuurd, scharnieren losgesneden en dichtlip gemaakt tape, microballoons en epoxy:


Staart doormidden gesneden, schuim een beetje uitgehold (wordt opgevuld met epoxy+microballoons) en antennedraden verbonden:


Beide helften verbonden onder hoek van 102graden.
De onder-bedden van de kernen gebruikt om de helften ook in de twist-richting uitgelijnd te houden. Een beetje een opvulling gemaakt met microballoons-papje in het midden, waar straks de boutjes doorheen moeten:


Deelnaad versterkt met strookje ortogonaal aramide boven en onder.
Antenne-draad uitgevoerd (komt stekkertje aan):


V-staart gereed, afgezien van gaatjes voor de romp-bevestiging en heveltjes voor de aansturing:

[Berrie]

Hey Ron, leuk om je eerste product te zien! Grappig dat de meeste mensen met de staart beginnen. Ik doe het ook altijd, en bij vrijwel alle Supra bouwdraadjes zie je dit verschijnsel ook....

Ik heb een paar vragen/opmerkingen met de bedoeling er zelf wijzer van te worden danwel je, mogelijk, te helpen:

1) De ongedeelde V-staart weegt 53 gram, al wel met de "whipers" aangebracht. Als de Vstaart gereed is, weegt deze 62 gram. Waar komt dat gewicht vandaan?

2) Goed idee, de antenne mee baggen! Die zal ik onthouden.

3) Nu je geen plastic enveloppe gebruikt tussen werkstuk en breather, heb je dan geen last dat de breather aan de neuslijst vast gaat zitten?

4) Iets waar ik over twijfel. (hoewel geen belangrijke zaak) Volgens mij wordt het mooier als je de twee helften met glas tegen elkaar aan zet. Ik denk zelfs dat ik in de lay-up er al voor gezorgt zou hebben dat er geen kevlar op de aan te schuinen rand van de deling zou komen. Als je daar glas zou hebben zitten, en een vol balsa rib, kan je dit heel nauwkeurig op maat schuren. Ik denk namelijk dat die 9 gram extra van de V-verbinding komt. Lijkt me onnodig zwaar. Zie 1).

5) Mooi gedaan, met die webbing en roving. Dat moet een erg stijve V-staart zijn! Voel en zie je echt niets van die roving? Als dat zo is, probeer ik dat bij mijn eerst volgende Mini vleugel ook........

[Ron Gijzen]

Hoi Berrie,
ad 1) die 9 gram komt van de epoxy-microballoon mix en de twee strookjes kevlar over de naad.
ad 3) Ik gebruik géén breather. Als je een stuk PE-folie tussen breather en de mylars/neuslijst doet, heeft de breather geen zin meer, en kun je hem net zo goed weglaten. Ik gebruik alleen het nylon koord rondom de layup in de zak
ad 4) Mee eens, die 9 gram heb ik wel een beetje makkelij over de balk gegooid door zo royaal epoxy en microballoons te gebruiken. Bij een dikke balsa rib in het midden moet je denk ik wel iets van een v-verbinder maken ter plaatse van de rovings, om de treksterkte van de beide rovings goed met elkaar te verbinden. Of de rovings helemaal weglaten, veel buigsterkte heb je eigenlijk niet nodig van een staart.
ad 5) Als je de roving goed plet zie je er niets van terug in het oppervlak

[arno888]

2 vraagjes
ik zal er wel overheen gelezen hebben maar welk schuim heb je gebruikt ?
in het ik meen één na laatste artikel zeg je dat je de antennedraadjes ih het stab weggeplammurd hebt ; waarmee heb je dat weer effen gemaakt ?

Arno

[jeroens]

Ha Ron,

hoe heb je de 2 helften met elkaar verbonden?
Je hebt misschien niet zoveel buigingkrachten, maar ik denk dat je tijdens een landing behoorlijke krachten krijgt in BEIDE richtingen.

[Ron Gijzen]

Arno,

Het schuim is styrofoam, FINA X van de multimate, dichtheid 32kg/m3.

Voor de antenne snijd ik met een scalpel zig-zag patroon in de kern, waarna ik de 0,3 (0,4?) koperdraad er met een plat schroevendraaiertje in duw. Je hoeft dus maar heel weinig te plamuren. Het plamuren heb ik gedaan met lichtgewicht polyesterplamuur (Prestolith easy, art. nr. 160107-1 bij R&G) Ik gebruikte dit voor het eerst en het was geen succes. De pot life is maar een paar minuten, dan wordt het te dik en wordt het een steeds grotere bende als je blijft strijken. Volgende keer kleinere beetje aanmaken of toch maar weer gewoon epoxy&microballoons&thixotropeermiddel.


Jeroen,
Op de 3 na laatste foto zie je dat ik de het schuim op de deelnaad een beetje heb uitgekamerd. Deze ruimte heb ik opgevuld met een dik mengsel van epoxy+microballoons+thixo+katoenvlokken. Het idee is dat dit een massieve, harde verbinder vormt tussen de carbon rovings, en tevens een harde basis geeft om de M3 boutjes in te laten dragen. De toelaatbare spanning van epoxy&microballoons is niet zo hoog, maar de doorsnede is wel behoorlijk dus ik denk dat het wel goed gaat. Het strookje kevlar over de deelnaad (orthogonaal) is een extra versterking.
Sommige F3K vleugels worden zo aan elkaar gezet, het kàn dus wel degelijk sterk zijn.

[dzjaivnt]

Ron,

Hoe staat het met het project?, het is angstig stil op dit moment in dit topic.

Groeten Mark

[Ron Gijzen]

Hoi Mark,

Het gaat nog wel vooruit hoor, alleen niet zo snel de laatste tijd.
Ik heb de ligger van één vleugelhelft gemaakt en wil die testen op sterkte voor ik er een complete vleugel van maak. Ik ben er echter achter gekomen dat dit testen niet gaat zonder dat ik een vleugel-verbinder (joiner) heb. Het is anders niet goed mogelijk om de ligger zo vast te klemmen/houden dat de momentbelasting (ca. 150Nm) wordt ingeleid zonder het web te laten knikken of scheuren.
Dus...ben ik aan de verbinder begonnen. Ik heb inmiddels een mal hiervoor gemaakt en ga dit weekend het eerste test-verbindertje maken. Met 'test' bedoel ik dat ik een beetje twijfel of de verbinder die uit de mal komt wel voldoende vlak en constant van dikte is om een strak passende joinerbox omheen te kunnen maken. Ook moet ik even zien of m'n plan met de opblaasbare siliconenslang wel werkt.
Op zich zou het interessant en voor mij nuttig zijn om regelmatig al die overwegingen en bouwstapjes te posten, maar ik weet dan ik me dan laat verleiden tot allerlei zeer interessante discussies waardoor ik nog minder tijd over blijft voor bouwen. Dus kies ik ervoor om, tenzij ik het echt niet meer weet, steeds een bouwfase af te ronden en dan pas hier te posten. Het risico bestaat dat iemand daarna met een gouden tip komt die mij goed van pas had kunnen komen, maar dat moet dan maar toegepast worden in het volgende project.
Als ik een bruikbare verbinder heb ga ik weer posten!
Oh ja, ik heb ook nog een programmaatje geschreven om spanning en doorbuigen van de ligger en de joiner te berekenen (in Matchcad). Ik zal het tzt ook posten.

Bedankt voor de interesse en tot binnenkort!