Aan twee belangrijke eisen moet een vleugel voldoen:
Voldoende buigsterkte en voldoende torsie stijfheid.
-Buigsterkte:
Voldoende buigsterkte is nodig zodat de vleugel bij hoge belastingen niet breekt. Tijdens een vliegfase van bijvoorbeeld 3G is de buigbelasting bijzonder groot. Uiterlijk herkenbaar aan het doorbuigen van de vleugels.
Dit is voor een schaalmodel zoals de Elefant niet storend zolang de vleugels heel blijven. Buigstijfheid is dus voor de Elefant minder gevraagd.
(Ik heb het niet over F3B modellen).
-Torsie stijfheid:
Voldoende torsie stijfheid is nodig, zodat de vleugel niet ondersnijd en fladdert. Of en in welke richting een vleugel door de lift wordt verdraaid, is afhankelijk van een aantal randvoorwaarden. Deze wil ik hier niet verder in discussie brengen. Als gevolg van het samenspel van al deze invloeden ontstaat meestal het volgende vervormingsbeeld:
De vleugeltips verdraaien zich tegenover de vleugelwortel alsof een geometrische tipverdraaing is ingebouwd. Deze verdraaing kan behoorlijke vormen aannemen. Afhankelijk van de torsie stijfheid.
Hieruit ontstaan twee problemen.
Bij het één remt de verdraaide vleugel, waardoor de vliegprestatie afneemt. Bij het ander werkt de vervorming als een diepte-roer uitslag.
Het toestel zal zonder ingrijpen met het hoogteroer al meer snelheid maken en in een duikvlucht overgaan. Dit noemen wij ondersnijden.
Fladderen is de meest gevreesde verschijning in de vliegerij. Deze trillingen belasten de structuur buitengewoon sterk. Meestal bezwijken de betreffende delen en het vliegtuig stort neer.
De ervaring leert, zolang je de kritische snelheid niet overschrijdt is er niets aan de hand.
Voor zoveer ik uit de foto's kan opmaken krijgt deze vleugel voldoende torsie stijfheid door de D-Box.
Hoofdligger:
De hoofdligger heeft als opgave de nodige buigsterkte van de vleugel te garanderen. Buigsterk is een ligger, als hij de buigmomenten en dwarskrachten kan opnemen zonder te bezwijken.
Hoe reageert een hoofdligger op buiging?
De buigspanning is een maat voor de materiaalbelasting veroorzaakt door het buigmoment. Deze spanning is in geen geval gelijk over de hele liggerdoorsnede. Op de neutrale lijn is deze gelijk aan nul. Naar boven en beneden neemt ze continu toe om in de randvezel van de liggerdoorsnede de grootste waarde aan te nemen. De buigspanning werkt op de bovenzijde als druk- en op de onderkant als trekspanning.
(bij negatieve vliegfiguren is dit uiteraard omgekeerd).
De schuifspanning is in de buurt van de neutrale lijn, van de liggerdoorsnede, het grootst en neemt richting de randvezel af tot nul.
Op de foto's kon ik de toegepaste webbing zien. Deze is sterk genoeg om de schuifspanningen op te nemen. Daarom ga ik over de dwarskrachten hier niet verder in discussie.
Nu mijn zorg:
Het maakt niet uit of de boven- en ondergording uit balsa of grenen bestaan. Als hierop alleen wat koolstofvezel gelamineerd, moeten deze de totale buigbelasting dragen. Kunnen zij dat niet, dan bezwijkt de constructie. Dit alles hangt samen met de verschillende E-modulus en met het verschil van breukrek van de toegepaste materialen.
Indien men een hoofdligger uit verschillende materialen bouwt, moet het stijfste materiaal de maximale belasting kunnen dragen!!!
De koolstofvezel bereikt al bij een rek van ca. 0,7% zijn breekpunt.
Gezien deze waarde nemen zij de volle belasting op.
Het hout helpt tot dat punt nauwelijks mee de belasting op te vangen.
Als de belasting te hoog wordt voor het aantal toegepaste koolstofvezel zullen zij breken. Als dat gebeurt breekt ook onmiddelijk de houten ligger.
("geweldbreuk")
Zijn de grenen liggers correct ontworpen voor de verwachte vleugelbelasting, heeft het geen zin om een paar koolstofvezel aan te brengen. Dit verzwakt de vleugel alleen!!!
Johannes