Vragen/eisen/ideen mbt thermiek electrozwever (F3J-“E”)
Omdat ik naast modelpiloot ook modelbouwer ben, verkeer ik in een eeuwig duurende strijd tussen wat te kopen of wat zelf te bouwen.
En met die achtergrond wil ik het “samenstellen” van een goede thermiekzwever bespreken:
De constructie wordt met die gedachte samengesteld dat het mogelijk moet zijn een goede thermiekzwever te maken met de gangbare middelen. Hierbij kan een volkunstof F3J-machine als voorbeeld dienen, zonder dat die kwaliteit gehaald kan worden. Dit met betrekking tot de stevigheid en prestaties. Dat is maar beperkt te betreuren, want de omstandigheden van een WK kampioenschap F3J zijn anders als de omstandigheden van die “Jan met de petthermiekvlieger”. De eerste man wil het beste wat er is, en een prijs van 600,- tot 1200,- wordt met gemak neergelegd voor een kale zwever. De tweede man wil ook een goede zwever maar stelt daar minder zware eisen aan, stel ik mij zo voor. Hij zou best die zwever van de WK meneer willen hebben, maar als hij naar zijn hongerige kindertjes kijkt weet hij dat hij die uitgave niet zo maar kan verantwoorden…….. Bovendien vindt hij het prettig om thuis te knutselen aan een zwever. De uitdaging van een “eigen” constructie is natuurlijk ook aanlokkelijk, zo niet doorslaggevend in de “besluitvorming”.
Wellicht kunnen jullie onderstaande relaas aanvullen en optimaliseren!!!!!!
Opzet:
Spanwijdte 3.3 m
Vleugelprofiel mogelijkheden (ook combinaties): MH32/SD7037/RG15
Profiel V-staart: HQ0-9 – HQ0-7
Vlieggewicht: 2.4 kg
Vleugelvorm laat ik nog even buitenbeschouwing.
Constructie vleugel
Ribben+ capstrips met beplankte schuim D-box
Hoofdligger koolstof buis/staf
Men zegt dat de constructie van een modelvliegtuig op minimaal 5G berekend moet zijn. Dus volgt nu een controle berekening betreffende de buigweerstand van de hoofdligger.
Ik ga uit van een rechthoekige liftverdeling over de vleugels. Ongunstige situatie. Dus het halve vlieggewicht grijpt aan op het midden van een vleugelhelft. Oftewel bij een spanwijdte van 3300/2 is de halve vleugelspanwijdte 1650. De kracht grijpt aan op 1650/2=825mm uit het midden van de romp.
Treksterkte koolstof circa 420 n/mm^2
Vlieggewicht = 2.4 Kg
Lastaanname = 5*9.81*2.5=122.625 N
Buigend moment in het midden van de vleugel (M): 0.825m*(0.5*122.625)=50.582 NM (50285Nmm)
M=Wb * treksspanning
Weerstandsmoment tegen buiging (Wb) staf = 0.1d^3
Voor staf Ø8mm = 51.2 mm^3
Trekspanning = 50285 / 51.2 = 982.1 N/mm^2 Een staaf met een diameter van 8 mm voldoet niet aan de lastaanname van 5G
Voor staf Ø10mm Wb=100 mm^3
Trekspanning = 50285 / 100 = 502.1 N/mm^2. De optredende spanning is nog steeds hoger als de beschikbare 420 N/mm^2. De lastaanname van 5G is ook behoorlijk zwaar! En het aangrijpingspunt van de belasting zal, ivp met elliptische liftverdeling, ook dichter bij de romp liggen dan de aangenome 825mm uit het midden van de romp.
Optredend moment mag zijn:
M=Wb * treksspanning
= 100 * 420 = 42000Nmm
42000/50285 * 5 = 4.1G
Voor buis Ø12/10mm
Wb=pie/32*((D^4 – d^4)/(D))
=0.09817477 * (20736-10000)/(12))
=0.09817477 * (10736/12)
= 87.83mm^3
trekspanning = 50285 / 87.83 = 572.5 N/mm De optredende spanning is duidelijk hoger dan de max. trekspanning van koolstof zoals deze aangenomen is.
Optredend moment mag zijn:
M=Wb * treksspanning
= 87.83 * 420 = 36888.6 Nmm (36.8 NM)
36888.6/50285*5= 3.6G
Conclusie: met een massiefe koolstofhoofdligger Ø10mm kan de zwever een last aan van 4.1G. Dat is natuurlijk zeer betrekkelijk. Want er treed ook nog een torsie belasting op, en er zijn ook meer componenten die krachten opnemen. Maar ter indicatie is het wel belangrijk om te weten.
Gewicht van zo’n ligger (www.bacuplast.de) 115*1.3M = 150gram
Gewicht van Ø12mm = 220 gram (wat ik al te zwaar vindt worden)
Vraag: waar kan je koolstofstaf kopen van minimaal 1.3mtr lang?
De ribben worden gemaakt van 2mm balsa, voorzien van 2mm capstrip. Uiteindelijk word de vleugel in zijn definieve vorm geschuurd door zorgvuldig gemaakte aluminium eindribben (die fungeren als mal)
Van de neusligger tot de hoofligger komt een schuimkern. Hier denk ik dat blauwe schuurbare schuim voor gebruiken. Verlijmen wil ik het met de HEMA schuimlijm. Dat spul bevalt me namelijk goed.
Vraag: waar is dat te koop? En, hoe heet dat schuim?
In doorsnede ziet dat er, een beetje schematisch, zo uit.
En Peytr, wellicht wil jij ons op de hoogte houden van je bevindingen met je F3B achtige zwever?
Constructie romp
Met een lange slanke romp heb ik al goede ervaringen. De eerste is nog van eenvoudige opzet. Zie doorsnede tekening. (Voor een pure zwever versie kan de doosnede van de romp best teruggebracht worden)
(Een eventuele nieuwe romp wil ik iets vloeiender gemaakt hebben.)
De beplanking bestaat uit 3mm dik zacht balsa, verstevigd met 5mm grenen liggers, over de hele lengte van de romp. De beplanking is met HEMA schuimlijm verlijmd. Natuurlijk zit er her en der een spant in de romp.
Zie het aanzicht van de romp. De rode lijnen geven de ligging van de 5*5mm grenen lat aan.
Ik heb mijn camera uitgeleend, dus ik kan geen plaatje van de vleugel bevestiging laten zien.
Het gewicht van de romp bedraagt ongeveer 250gram, all in. De robustheid overtreft mijn verwachtingen. Maar daar hebben jullie natuurlijk geen gevoel bij………
Constructie staart
Ook hier heb ik goede ervaringen met een bepaalde methode voor V-staarten. Een 4mm koolstofligger en 2mm balsaribjes. Deze zijn met dunne secondenlijm verlijmd aan de koolstofligger. De koolstofligger wordt tpv de romp in een soort blik geklemd.
Gewicht gefolied en al: 75 gram. (ik heb hem vanmorgen maar ff losgeschroefd Peytr)
Er staan enkele foto’s met betrekking tot de romp en staart op het volgende draadje:
http://www.modelbouwforum.nl/phpBB2/viewtopic.php?t=10713
Wat betreft de stevigheid. Een tollende landing in hoog gras heeft het al overleeft en met “aanduiken” blijftie ook zitten.
Constructie ailerons en flaps
Over hoe de flaps en ailerons te maken ben ik het nog eens met mezelf. Ribbenstructuur of uit “massief” zijn een beetje de mogelijkheden die ik zie. Iemand ideeën?
Er staan, als je ff zoekt goede beschrijvingen op internet over hoe je netjes de scharniering van flaps en ailerons kan maken. De meeste methoden vindt ik erg bewerkelijk.
Alleen van de “Hohlkehlen” methode, toegepast bij de “Hybrid” van Schmierer, begrijp ik niet hoe dat zit. Iemand een idee?
Tot nu toe denk ik maar tape/foliescharnieren toe te passen en de roerspleet met het tape van Graupner af te dekken. Lekker makkelijk.
Vragen:
I. Hoe belangrijk is de torsiestijfheid van de vleugel voor de hoogtestart F3J/F3B
II. Hoe belangrijk is de torsiestijfheid van de vleugel voor het normale thermiekvliegen. De vleugel hoeft niet kunstvluchtbestendig te zijn. Wel veilig sterk voor het normale thermiekvliegen.
III. Hoe kan, in vergelijking met de antwoorden op voorgaande vragen, de belasting van de vleugel vast worden gesteld? Uitgedrukt in veelvouden van het vlieggewicht (G).
Na, dit is een heel verhaal. Ben benieuwd wat jullie er van vinden, en wat er aan optimalistatie uit voor komt. Ik denk dat er nog een gebied “blank” licht mbt tot het gericht toepassen van glasmatjes. Maar daar heb ik geen ervaring in.
Omdat ik naast modelpiloot ook modelbouwer ben, verkeer ik in een eeuwig duurende strijd tussen wat te kopen of wat zelf te bouwen.
En met die achtergrond wil ik het “samenstellen” van een goede thermiekzwever bespreken:
De constructie wordt met die gedachte samengesteld dat het mogelijk moet zijn een goede thermiekzwever te maken met de gangbare middelen. Hierbij kan een volkunstof F3J-machine als voorbeeld dienen, zonder dat die kwaliteit gehaald kan worden. Dit met betrekking tot de stevigheid en prestaties. Dat is maar beperkt te betreuren, want de omstandigheden van een WK kampioenschap F3J zijn anders als de omstandigheden van die “Jan met de petthermiekvlieger”. De eerste man wil het beste wat er is, en een prijs van 600,- tot 1200,- wordt met gemak neergelegd voor een kale zwever. De tweede man wil ook een goede zwever maar stelt daar minder zware eisen aan, stel ik mij zo voor. Hij zou best die zwever van de WK meneer willen hebben, maar als hij naar zijn hongerige kindertjes kijkt weet hij dat hij die uitgave niet zo maar kan verantwoorden…….. Bovendien vindt hij het prettig om thuis te knutselen aan een zwever. De uitdaging van een “eigen” constructie is natuurlijk ook aanlokkelijk, zo niet doorslaggevend in de “besluitvorming”.
Wellicht kunnen jullie onderstaande relaas aanvullen en optimaliseren!!!!!!
Opzet:
Spanwijdte 3.3 m
Vleugelprofiel mogelijkheden (ook combinaties): MH32/SD7037/RG15
Profiel V-staart: HQ0-9 – HQ0-7
Vlieggewicht: 2.4 kg
Vleugelvorm laat ik nog even buitenbeschouwing.
Constructie vleugel
Ribben+ capstrips met beplankte schuim D-box
Hoofdligger koolstof buis/staf
Men zegt dat de constructie van een modelvliegtuig op minimaal 5G berekend moet zijn. Dus volgt nu een controle berekening betreffende de buigweerstand van de hoofdligger.
Ik ga uit van een rechthoekige liftverdeling over de vleugels. Ongunstige situatie. Dus het halve vlieggewicht grijpt aan op het midden van een vleugelhelft. Oftewel bij een spanwijdte van 3300/2 is de halve vleugelspanwijdte 1650. De kracht grijpt aan op 1650/2=825mm uit het midden van de romp.
Treksterkte koolstof circa 420 n/mm^2
Vlieggewicht = 2.4 Kg
Lastaanname = 5*9.81*2.5=122.625 N
Buigend moment in het midden van de vleugel (M): 0.825m*(0.5*122.625)=50.582 NM (50285Nmm)
M=Wb * treksspanning
Weerstandsmoment tegen buiging (Wb) staf = 0.1d^3
Voor staf Ø8mm = 51.2 mm^3
Trekspanning = 50285 / 51.2 = 982.1 N/mm^2 Een staaf met een diameter van 8 mm voldoet niet aan de lastaanname van 5G
Voor staf Ø10mm Wb=100 mm^3
Trekspanning = 50285 / 100 = 502.1 N/mm^2. De optredende spanning is nog steeds hoger als de beschikbare 420 N/mm^2. De lastaanname van 5G is ook behoorlijk zwaar! En het aangrijpingspunt van de belasting zal, ivp met elliptische liftverdeling, ook dichter bij de romp liggen dan de aangenome 825mm uit het midden van de romp.
Optredend moment mag zijn:
M=Wb * treksspanning
= 100 * 420 = 42000Nmm
42000/50285 * 5 = 4.1G
Voor buis Ø12/10mm
Wb=pie/32*((D^4 – d^4)/(D))
=0.09817477 * (20736-10000)/(12))
=0.09817477 * (10736/12)
= 87.83mm^3
trekspanning = 50285 / 87.83 = 572.5 N/mm De optredende spanning is duidelijk hoger dan de max. trekspanning van koolstof zoals deze aangenomen is.
Optredend moment mag zijn:
M=Wb * treksspanning
= 87.83 * 420 = 36888.6 Nmm (36.8 NM)
36888.6/50285*5= 3.6G
Conclusie: met een massiefe koolstofhoofdligger Ø10mm kan de zwever een last aan van 4.1G. Dat is natuurlijk zeer betrekkelijk. Want er treed ook nog een torsie belasting op, en er zijn ook meer componenten die krachten opnemen. Maar ter indicatie is het wel belangrijk om te weten.
Gewicht van zo’n ligger (www.bacuplast.de) 115*1.3M = 150gram
Gewicht van Ø12mm = 220 gram (wat ik al te zwaar vindt worden)
Vraag: waar kan je koolstofstaf kopen van minimaal 1.3mtr lang?
De ribben worden gemaakt van 2mm balsa, voorzien van 2mm capstrip. Uiteindelijk word de vleugel in zijn definieve vorm geschuurd door zorgvuldig gemaakte aluminium eindribben (die fungeren als mal)
Van de neusligger tot de hoofligger komt een schuimkern. Hier denk ik dat blauwe schuurbare schuim voor gebruiken. Verlijmen wil ik het met de HEMA schuimlijm. Dat spul bevalt me namelijk goed.
Vraag: waar is dat te koop? En, hoe heet dat schuim?
In doorsnede ziet dat er, een beetje schematisch, zo uit.
En Peytr, wellicht wil jij ons op de hoogte houden van je bevindingen met je F3B achtige zwever?
Constructie romp
Met een lange slanke romp heb ik al goede ervaringen. De eerste is nog van eenvoudige opzet. Zie doorsnede tekening. (Voor een pure zwever versie kan de doosnede van de romp best teruggebracht worden)
(Een eventuele nieuwe romp wil ik iets vloeiender gemaakt hebben.)
De beplanking bestaat uit 3mm dik zacht balsa, verstevigd met 5mm grenen liggers, over de hele lengte van de romp. De beplanking is met HEMA schuimlijm verlijmd. Natuurlijk zit er her en der een spant in de romp.
Zie het aanzicht van de romp. De rode lijnen geven de ligging van de 5*5mm grenen lat aan.
Ik heb mijn camera uitgeleend, dus ik kan geen plaatje van de vleugel bevestiging laten zien.
Het gewicht van de romp bedraagt ongeveer 250gram, all in. De robustheid overtreft mijn verwachtingen. Maar daar hebben jullie natuurlijk geen gevoel bij………
Constructie staart
Ook hier heb ik goede ervaringen met een bepaalde methode voor V-staarten. Een 4mm koolstofligger en 2mm balsaribjes. Deze zijn met dunne secondenlijm verlijmd aan de koolstofligger. De koolstofligger wordt tpv de romp in een soort blik geklemd.
Gewicht gefolied en al: 75 gram. (ik heb hem vanmorgen maar ff losgeschroefd Peytr)
Er staan enkele foto’s met betrekking tot de romp en staart op het volgende draadje:
http://www.modelbouwforum.nl/phpBB2/viewtopic.php?t=10713
Wat betreft de stevigheid. Een tollende landing in hoog gras heeft het al overleeft en met “aanduiken” blijftie ook zitten.
Constructie ailerons en flaps
Over hoe de flaps en ailerons te maken ben ik het nog eens met mezelf. Ribbenstructuur of uit “massief” zijn een beetje de mogelijkheden die ik zie. Iemand ideeën?
Er staan, als je ff zoekt goede beschrijvingen op internet over hoe je netjes de scharniering van flaps en ailerons kan maken. De meeste methoden vindt ik erg bewerkelijk.
Alleen van de “Hohlkehlen” methode, toegepast bij de “Hybrid” van Schmierer, begrijp ik niet hoe dat zit. Iemand een idee?
Tot nu toe denk ik maar tape/foliescharnieren toe te passen en de roerspleet met het tape van Graupner af te dekken. Lekker makkelijk.
Vragen:
I. Hoe belangrijk is de torsiestijfheid van de vleugel voor de hoogtestart F3J/F3B
II. Hoe belangrijk is de torsiestijfheid van de vleugel voor het normale thermiekvliegen. De vleugel hoeft niet kunstvluchtbestendig te zijn. Wel veilig sterk voor het normale thermiekvliegen.
III. Hoe kan, in vergelijking met de antwoorden op voorgaande vragen, de belasting van de vleugel vast worden gesteld? Uitgedrukt in veelvouden van het vlieggewicht (G).
Na, dit is een heel verhaal. Ben benieuwd wat jullie er van vinden, en wat er aan optimalistatie uit voor komt. Ik denk dat er nog een gebied “blank” licht mbt tot het gericht toepassen van glasmatjes. Maar daar heb ik geen ervaring in.
:wink:
