Mc Roissard

Zo, de eerste vleugel helft ligt in de vacuumzak uit te harden. 24 uur, een eeuwigheid. Om die tijd door te komen een kort verslag van de bouw. Laat ik beginnen met een plaatje wat het moet worden.


333 cm spanwijdte, 1250 gram. 2 rolroeren en drie welvingskleppen, waarvan de middelste ook de rem is.
F5J zal niet meer hetzelfde zijn

 

Constructie spreadtow koolstof op schuim (18 segmenten, nauwkeurig gesneden op de schuimsnijder van een bekend forumlid).
Elektrisch is het allemaal al in kannen en kruiken.


Volgens autocad zou het allemaal in een rompje van 3x 4 cm moeten passen. Ik had er een hard hoofd in, maar het is gelukt.

Het is een sandwich romp: van binnen kevlar, van buiten glas en daartussen 1,5 mm balsa. De romp huid is een plaat die om spanten heen gevouwen is (dat ging overigens een stuk lastiger als ik me voorgesteld had). Maar het eind resultaat is licht en sterk. 350 gram met alles er in.

 

Nog 16 uur.

Waarom een vliegende pijlvleugel? Om z'n looks natuurlijk. Dat majestueuze vliegbeeld als ie langs komt zweven. En het vervoer, geen romp, alles past in een bescheiden platte kist, say no more. En last but not least, hier valt voor de bouwer nog wat eer te behalen. Het ontwerp van pijlvleugels is nog lang niet uitgerijpt. De kans dat je een beter staart-vliegtuig maakt dat wat Dr. Drela ontwerpt en onze Oost Europese vrienden bakken, is nagenoeg nul. Nee dan een pijlvleugel, daar kan je als ontwerper nog over dromen.

En daarbij, F5J is op het lijf geschreven van de pijlvleugels: geen lierstart! (met z’n afschuwelijke torsie moment, de ongeschiktheid om een hoge Ca te behalen en altijd die kans op de gevreesde “propellor”). In plaats daarvan rustig naar boven met een bescheiden elektromotor, ideaal. Je kan licht bouwen (F3K stijl: koolstof op schuim). Heb daarbij veel gehad aan de youtube DLG bouw filmpjes van Jan Henning. Die heeft een zeer efficiënte bouwwijze ontwikkeld die perfect voldoet aan de twee eisen die DLGers aan een vleugel stellen: een tadeloos spiegelend oppervlak en een laag gewicht .
Bij pijlvleugels zijn vorm nauwkeurigheid (profiel welvingslijn, vleugelverdraaiing) en torsie stijfheid toch nog iets belangrijker. Dat is alleen te bereiken door de vleugel inclusief schaal (de stukken die overblijven na het snijden) te vacumeren.
Voor de (torsie)stijfheid is versterking bij de scharnierlijn nodig. Methode Drela & Barns.


Ook gebruik ik ribben om de krachten van de vleugelpennen zo snel mogelijk over te dragen naar de huid.

(exact gefreesd op de machine van een clubgenoot)

En dan die servo gaten, sterkte technisch een ramp. Dus vooraf bakjes van kops balsa in de vleugel om boven- en onderhuid te verbinden en 200 gram koolstof onder in.

Al met al ben je dan ruim een week bezig de kernen gereed te maken (zal er bij vleugel nr 2 een foto van maken.)

 

De vacuüm opstelling:


De mylars kunnen niet helemaal tot de voorlijst reiken, daarom is vooraf de neuslijst onder vacuüm al van koolstof voorzien (met abreisgewebe voor een goede hechting)

 

Nog 10 uur
De vleugel bestaat uit 3 delen, een gebogen middenstuk van 80 cm en twee rechte vleugels elk 145 cm lang. Aan de tippen twee winglets van 30 cm hoog. Op het middenstuk komt 100 grams unidirectionaal koolstof met daaroverheen 160 gram spreadtow onder 45 graden. De vleugels hebben een UD koolstof ligger band en 80 grams spreadtow onder 45 graden. De winglets zijn bekleed met 25 grams glas en een koolstofbandje als ligger.



Ik weet, een fragiele constructie die vleugels, maar weinig massa aan de tippen is het geheim van een stabiele vlucht van een pijlvleugel (en natuurlijk een graadje negatieve V-stelling, dat is algemeen bekend).

 

Van de Jan Henning video’s weet ik ook hoe het op maat knippen van glas en koolstof goed en goedkoop kan: met een rol mes op een grote plaat hardboard. Als liniaal een strook plexiglas van 150 cm lang en 15 breed. Na het snijden de hardboard plaat aan de kant, zo blijft hij schoon en heel.
Het vergde daarna wel enige moed om het mes onder 45 graden in dat peperdure koolstof te zetten.


Op de foto plak ik transfertape op het spreadtow voor de neuslijst. Transfertape werkt prima, alleen spreadtow is niet echt geschikt voor de neuslijst, het rafelt te veel na het opplakken. Wat dan wel het ideale neus materiaal is, daar ben ik nog niet achter.

 

De vleugel is uit de zak. En gelukt! Oke, de witte verf die ik op de mylar voor de bovekant gespoten had, is niet echt fraai op de vleugel gekomen. En het koolstof bij een van de servo bakjes is wat ingedeukt (het schuim opvulstuk moet dus perfect passen weet ik nu). Maar het profiel en de verdraaiing zit er perfect in en de torsie stijfheid is ongelofelijk.

Voor de liefhebber : 241 gram.

 

Een heel apart bouwverslag! Zowel qua soort model en bouwtechniek ken ik er niets van dus ik lees ademloos mee

 

Boeiend! Ik ben benieuwd.
Ik ga dit volgen ...

 

Nadat alle paas verplichtingen achter de rug waren, was het tijd voor vleugel nummer 2.

Alles ligt klaar. De kern is al voorzien van koolstof neuslijst, kevlar scharnier en servo versterkingen.
Het belangrijkste staat overigens niet op de foto: mijn persoonlijke bagging coach, zonder wiens adviezen (“blijf oefenen”) weinig van mijn ontwerp in koolstof gerealiseerd zou raken.

Detail van het scharnier. Met transfertape in elkaar geplakt. Na het insmeren met epoxy komt er een met tape omwikkelde balsa lat tussen die na het uitharden en opensnijden weer verwijderd wordt.

 

Nu het weer verplicht 24 uur wachten is tot de vleugel uitgehard is, voor de liefhebber aerodynamische details .

Het profielverloop (variaties op AG41 en PW75), de schrankung en de klepinstellingen in de thermiek respectievelijk speed stand.

Altijd een hele uitdaging om de aerodynamisch gewenste klep uitslagen met de stabiliteitsmarge (zwaartepunt) en de instelhoek in balans te krijgen. Een ragfijn spel wat aan staartvliegers voorbij gaat aangezien die in onwetendheid gewoon met het hoogteroer willekeurig welke instelhoek kiezen.

Om er bij de McRoissard uit te komen heb ik de toevlucht moeten zoeken tot experimentele (dwz, heb ze nog bij geen ander vliegtuig gezien, ik weet dat geeft te denken) torsie kleppen. Deze worden bij profiel 2 ( 400 mm uit het midden) tussen de 0 en 5 graden verdraaid, terwijl ze bij profiel 3 (1000 mm uit het midden) vast zitten.
Alleen daarom al wil je hem zien vliegen.

 

Dit is inderdaad een apart bouwverslag van een apart model met een aparte bouwwijze.

 

Vleugel twee is uit de zak. Slechts 6 gram zwaarder dan nr 1 (beginners geluk ). Deze keer geen ingedeukt servo bakje, dus ik ga vooruit. Het oppervlak is nog niet smetteloos, maar wel glad en (belangrijk) het profiel en de verdraaiing lijken er perfect in te zitten. Sta nog steeds te kijken van die ongelofelijke torsie stijfheid

Inmiddels zijn ook de servogaten gemaakt en de roeren los gesneden. Heb daarbij halverwege wel het kevlar aan de vleugel zijwand kant geraakt, ai. Had alles nog wel voor en na het baggen met de schuifmaat uitgemeten. Als iemand nog een tip heeft hoe je zorgt dat je je mes binnen die 1mm brede marge zet graag (complicerende factor: je ziet niks door dat koolstof).

 

Op de foto ziet het er prima uit.
Ben benieuwd vrijdagavond als ik al die onderdelen eens kan betasten.

 

Tijd voor het middenstuk. Een fraai stukje freeswerk uit 12 mm hardhout verbind de pilons van de romp met de vleugel.

fraaistukje freeswerk door MaartenCornelissen geplaatst op 30 mrt 2016 om 22:05

Geklemd tussen twee stukken schuim en bedekt onder een dikke laag koolstof zal het straks onzichtbaar zijn. Gelukkig heb ik de foto’s nog.

kernstukken samenvoegen door MaartenCornelissen geplaatst op 30 mrt 2016 om 22:05

kern middenstuk door MaartenCornelissen geplaatst op 30 mrt 2016 om 22:05

Gesoldeerd door een professional. Eigenhandig heb ik vanavond 8 draadjes aan elkaar gesoldeerd, Dat is gelukt, maar laat ik zeggen, mijn hobby zal het nooit worden.

soldeerwerk door MaartenCornelissen geplaatst op 30 mrt 2016 om 22:05

 

Euuuuh, geen krimpkous, ook geen smeltlijm?!!!
Krimpkous kan niet meer (denk ik), smeltlijm nog wel. Doen!!!
Wel opletten dat je het schuim niet raakt en wegsmelt!
Misschien toch maar een kloddertje dikke epoxy ...

 

En PUR? De holle ruimtes worden volgepurt om de vacuumdruk bij het baggen te weerstaan. De kabels liggen vast in de vleugel (aan beide uiteinde een vaste stekker). Ze bewegen dus niet meer en er wordt ook niet aan getrokken.

 

Oké. PUR-lijm dan. ±1 cm3 in een bakkie, 1 druppel water erbij en goed doorroeren, en dan vullen.
Met dat water erbij krijg je een veel mooier schuim met fijnere belletjes. Dan is het steviger en vooral gelijkmatiger.

 

Had eind vorig jaar nog de stille hoop voor de eerste F5J wedstrijd van dit seizoen vliegklaar te zijn, dat is dus niet gelukt. En de tweede is al over 3 weken . Heb hem denk ik dan wel af (optimist), maar of ie dan ook al getemd en afgericht is..... Bij vliegende vleugels gaat dat over het algemeen niet zonder slag of stoot. Sterker nog, je mag bij zijn als ie de eerste worp überhaupt overleeft. De vluchten daarop gaat ie als een krant (in de storm), maar als je volhoud, dan, misschien. We zullen zien.
Voor het nog ontbrekende middenstuk ligt alles klaar:

Van boven naar beneden: 160 grams diagonaal spreadtow koolstof, 100 grams unidirectionaal koolstof, de mylars en tenslotte de vleugelkern in zijn onderschaal. Op het hardhouten middenstuk komt het allemaal overlappend samen.
Heb er de afgelopen maanden over ingezeten of de mylars wel de tweezijdig kroming van het middenstuk netjes zouden kunnen volgen (stel je een bananenschil voor die je plat drukt). En zo niet, hoe dan te baggen? Zou geen enkel probleem zijn volgens Dirk Schipper (kwestie van voldoende vacuum).
Heb het nu op elkaar kunnen passen en inderdaad, geen enkel probleem De mylar volgt het vleugeloppervlak probleemloos. Ik heb de mylar wel 8 mm voor de neuslijst laten eindigen en de voorkant is afgeschuind. Dat laatste gaat overigens snel en makkelijk met een afbreekmes waarvan je de punt in een dwars stukje hout fixeert. (hoop dat de foto voor zich spreekt).

Stil en stofvrij.

 

Het middenstuk ligt uiteindelijk ook te bakken in de oven. Dacht nog een laagje van 25 grams glas toe te voegen om een mooi strak oppervlak te verkrijgen. (en bewondering te oogsten op het veld voor de start). Nou dat ging dus goed mis, het glas lag vol kreukels in de dikke laag epoxy op de mylar. Kreeg die er niet goed uit. Vrees het ergste.. Er zit niets anders op dan weer 24 uur te wachten om het resultaat te aanschouwen.

In de tussentijd wat aerodynamisch ontwerp achtergrond informatie (mocht iemand zich daarvoor interesseren).
Zoiets eindigt natuurlijk met een hoop simulaties in XFLR5, maar in het begin (en ook om te beseffen wat je nu in XFLR5 eigenlijk aan het prutsen bent) geeft de benaderingsformule voor de dwarsstabiliteit van Helmut Schenk een hoop inzicht en houvast:

Geloof me, dit ziet er op het eerste gezicht ingewikkelder uit dan het is. Ik licht hem toe.

Ca : de lift coëfficiënt.
STM: De stabiliteitsmarge. De afstand tussen zwaartepunt (ZWP) en vleugel neutraalpunt (NP) in % van de koorde.
Cm : de moment coëfficiënt van het vleugelprofiel
γ : de pijlstelling van de vleugel in graden
α : de (aerodynamische) verdraaiing van de vleugel in graden
λ : de slankheid van de vleugel

Eerst de simpele variant: de plank. Daar is γ = 0 en vervalt de laatste term. Na wat omwerken krijg je

Het neutraalpunt wordt bepaald door de vleugelgeometrie, bij een plank ligt deze op 25% van de voorlijst. De Cm volgt uit het gekozen profiel en is in theorie constant (bij voldoende hoge reynoldsgetallen). N.b. die Cm moet bij een plank dus positief zijn, alleen te bereiken met een s-slag profiel.
Blijft over het zwaartepunt, daarmee beïnvloed je direct de liftcoefficient. Hoe meer naar achteren, hoe langzamer de plank vliegt en daalt en hoe kleiner de STM is. Dat gaatbij een plank tot 2 a 3%, nog lager en hij wordt onbestuurbaar. Voor een pijlvleugel is 10% STM wel een minimum, bij een echte horten heb je soms aan 20% nog niet genoeg.

Dan de pijlvleugel. De tweede term in de formule zorgt er voor dat we ook vleugelprofielen kunnen kiezen met een negatieve Cm! Of te wel de normale, beter presterende zweefprofielen. En hoe groter we deze term maken, hoe hoger de Ca is waarmee onze pijlvleugel vliegt. Om wat gevoel voor de cijfers te krijgen hieronder de formule ingevuld met de gegevens van de Roissard in de thermiek stand:

Natuurlijk zit er een behoorlijke marge in de uitkomst van deze simpele formule, maar hij maakt wel inzichtelijk waar je aan moet draaien om een pijlvleugel ook met een hoge Ca te laten vliegen:
Meer pijlstelling γ ? Tot een graad of 30 gaat dat goed, daarboven krijg je zulke andere stromingen over de vleugel dat de gangbare modellen niet meer werken. Zelf durf ik niet verder te gaan dan 20 graden.
Meer verdraaiing α ? Prima voor de thermiek stand, maar als je sneller wilt vliegen en daarvoor de instelhoek (en daarmee de Ca) verkleint, kunnen de tippen een negatieve instelhoek krijgen. Dat remt enorm. Truc is om de kleppen zo te bewegen dat de aerodynamische verdraaiing kleiner wordt in de speed stand (inderdaad, vandaar die torsie kleppen)
Grotere slankheid λ. Ja, de verlokking in het pijlvleugel ontwerp Niet alleen de geïnduceerde weerstand verminderd (net als bij gewone zwevers), je vliegt ook met een hogere Ca. Hij zit er zelfs met een macht in, dubbel prijs. Waarom zie je dan zo weinig pijlvleugels met grote slankheden? Torsiekrachten en Reynolds gooien weer eens roet in het eten en verhinderen een te kleine koorde.