Eigenkonstruktion Allround Motorsegler Invincible

[pcdoc2000]

Hallo David,

Danke für die Ausführung. Wie schon geschrieben mache ich Rippen, sowie alle anderen Holzteile für meine Modell seit mehr als 20 Jahren selbst und von Hand (Dekupiersäge, Band- und Tellerschleifer, Bohrmaschine usw. werden natürlich verwendet). Den Thermy SL den ich gerade bauen macht da keine Ausnahmen.



Ich hätte die FMT Pläne alle digitalisieren bzw. nachzeichnen können um sie zu fräsen, hab ich mir aber nie angetan und lieber die Zeit damit verbracht die Teile selbst herzustellen. Unter anderen auch weil ich jedes Modell nur einmal baue.

In diesem ganz konkreten Fall der Eigenkonstruktion muss ich allein schon wegen der Planung Zeit am Computer verbringen und habe damit keine große Zusatzarbeit die Sachen für die CNC Fräse vorzubereiten. Abgesehen davon kann es durchaus sein, dass sich beim ersten Prototypen Fehler eingeschlichen haben und ich dementsprechend mehrere Versionen von dem Modell bauen muss um dorthin zu kommen wo ich will. Da ist alles von Hand zu machen zu zeitaufwändig.

 

[Svener]

Hallo,
finde deine Konstruktion gut. Bin mal gespannt wo du am Ende mit dem Gewicht landest. Und wie du die Flugeigenschaften findest ( Thermik und Top Speed).
Um deine noch Steifer zu machen könntest du auch CFK-Holme einsetzen.

Wenn mein Baubrett wieder frei ist, baue ich für meinen Thermy3 eine neue Fläche...Meine erste Eigenkonstruktion, aber halt 3m Spw.
Meine Beplankung wird 2mm Balsa wie die original Fläche und die ist schon sehr Steif. Profil hat 8% Dicke und 2% Wölbung. Bin schon gepannt, wie er Fliegt.

Viel Spaß beim bauen.
Gruß Sven

 

[pcdoc2000]

Danke!

Thermik steht bei meinem Allrounder jetzt wie gesagt nicht im Vordergrund, aber mal sehen wie er sich da macht. Das wird wohl auch sehr vom Fluggewicht abhängen als allem anderen. Aber hier mal der aktuelle Wetterbericht wo ich wohne. Man beachte den Wind! Mit Thermikfliegen ist da eher weniger....



Beim Thermy würde ich auch Balsa nehmen und generell leicht bauen, hängt aber auch immer davon was für ein Profil du verwendest. Ein sehr dünnes Profil mit 8% wird da im Außenbereich schon sehr dünn. Bei 3m Spannweite würde ich Kiefernleisten mit 3x5mm für den Spant nehmen. Problematisch ist da aber, dass wenn die Rippen dann klein werden dir schon mal 6mm von der Rippenhöhe wegfallen. Bei nochmal 2mm Beplankung wären das dann schon 1cm! Dh da musst du aufpassen, dass die Fläche entweder außen tief genug ist, oder du die Holme etwas dünner schleifst, oder du reduzierst am Ende auf einen holm oben oder unten (ich würde unten bevorzugen). Genau da hat die Sperrholz Beplankung schon einen deutlichen Vorteil, da viel dünner!

Auf CFK Holm möchte ich bewusst verzichten, aber glaube mir der Kiefernholm mit dem 0,6mm Sperrholz ergibt schon eine extrem steife Kombination! Fast zu steif, da die Fläche damit wenig Kräfte abfedert und die Steckung sehr belastet wird. Deshalb ist bei meiner Planung die Steckung auch doppelt ausgeführt und hoffentlich nicht zu schwach. Ich wollte ursprünglich Kohle nehmen, aber die bricht bei Überlast. Stahl verbiegt sich erstmal, was mit viel Glück immer noch eine Landung ermöglicht. Wenn ich die Fläche mit Balsa beplanken würde und gerade bei 3m Spannweite würde ich den Holm auch dementsprechend in min. 2, wahrscheinlich 3 Stufen abschwächen nach außen hin. Für den Thermy mit 3m Fläche würde ICH einen Hauptholm mit 2x 3x5 Kiefer machen, der beidseitig verkastet ist. Zusätzlich im Innenbereich einen 2. Holm der von der hinteren Steckung schräg in den Hauptholm einmündet bei ca. 1/3 der Fläche. Dann geht der doppelte Hauptholm weiter für ca ein weiteres Drittel und von dort geht der Holm nur mehr als einfacher Holm weiter. die 1/3 Angaben sind jetzt mal schnell aus dem Bauch heraus, aber ich glaube du verstehst die Idee? Dadurch sparst du nicht nur etwas Gewicht ein, du erlaubst der Fläche auch noch sich zu bewegen. Deshalb hab ich weiter oben auch gemeint eine 3m Fläche ist von der Konstruktion her nochmal was anderes, weil auch anderen Sachen mehr Beachtung geschenkt werden muss. Bei 2m Spannweite ist das noch relativ unkritisch.

Aber wie gesagt, nur meine Gedanke und ich bin kein Profi was das angeht und mache da auch zum ersten Mal.

 

[Svener]

Schon sehr anständig der Wind bei dir. Da hätte ich allerdings ein Profil mit ca 1,5% Wölbung genommen, an deiner stelle.

Deine Bemerkung hat mir keine ruhe gelassen. Und so hab ich die letzte Rippe mal vermessen...was soll ich sagen abstand der Holme 1,5mm (das Original hat ca 2,5mm), das ist nicht wirklich viel. Nehme jetzt auch 0,6mm Sperrholz zum Beplanken. Macht etwa ein Mehrgewicht von ca. 100gr gegenüber Balsa.

Gruß Sven

 

[mipme_kampfkoloss]

Ich muss mal schauen. Irgendwo hab ich einen Vergleich der hq Profile gemacht für 73.000 Re*sqrt(ca). Ich glaub da war eigentlich das 8/1.25 das beste. Und die acro grundsätzlich besser als die „normalen“

 

[pcdoc2000]

Schon sehr anständig der Wind bei dir. Da hätte ich allerdings ein Profil mit ca 1,5% Wölbung genommen, an deiner stelle.

Hallo Sven,

Es ist zum Glück nicht immer so, aber tendenziell wohne ich in einer der windigsten Gebiete von Österreich und Wind unter 10kmh ist sehr selten. Daher auch die Auslegung eher stabil und nicht unbedingt zu leicht, ABER ich möchte ja durchaus noch die Allroundereigenschaften erhalten. 1,5% hatte ich mir ursprünglich überlegt, aber da wird die Fläche schon ziemlich dünn, was der Stabilität nicht unbedingt zuträglich ist. WENN ich den Flieger wirklich hinbekomme, dass er gut fliegt plane ich wie gesagt noch ein paar Modelle und eines davon wird ein 1,5m Softliner, der bekommt dann ein sehr dünnes Profil, aber auch einen anderen Aufbau und wahrscheinlich mit GFK Beschichtung, aber das wird dann ein anderer Thread!

Deine Bemerkung hat mir keine ruhe gelassen. Und so hab ich die letzte Rippe mal vermessen...was soll ich sagen abstand der Holme 1,5mm (das Original hat ca 2,5mm), das ist nicht wirklich viel. Nehme jetzt auch 0,6mm Sperrholz zum Beplanken. Macht etwa ein Mehrgewicht von ca. 100gr gegenüber Balsa.

Das gehört jetzt nicht wirklich hier in diesen Thread, aber was hast du denn vor mit dem Thermy? Bzw. was erwartest du von der neuen Fläche? Davon würde ich die Beplankung auch abhängig machen. 1,5mm ist nicht viel, kann aber reichen, speziell wenn es nur die letzte Rippe betrifft. Man kann gegen Ende auch den Holm etwas dünner schleifen, was auch wieder mehr Material an der Rippe erlaubt.

Ich muss mal schauen. Irgendwo hab ich einen Vergleich der hq Profile gemacht für 73.000 Re*sqrt(ca). Ich glaub da war eigentlich das 8/1.25 das beste. Und die acro grundsätzlich besser als die „normalen“

Wäre interessant, wenn du den Vergleich findest wäre ich durchaus interessiert!


Und mal wieder zurück zum Thema: Rumpf Planung ist am werden, aber da hätte ich noch eine Frage bzw. Niveau HLW und Flächen. Macht es aus aerodynamischer Sicht einen Unterschied, ob diese auf gleicher Höhe sind, oder wie z.B. bei einem T-Leitwerk auf unterschiedliche Höhe? Ich denke an an Verwirblungen von der Fläche und ähnliches. Also es geht mir nicht um die EWD.

 

[Kyrill]

Es macht meiner Meinung nach Sinn, wenn es zu planen geht, das Leitwerk in eine Zone ohne Verwirbelung durch den Hauptflügel zu legen.

 

[Bosko]

Soweit ich weiß ist die Wirbelwalze, die die Flächen Richtung Leitwerk schieben, so hoch, dass ein ausgewachsenes T-Leitwerk gerade knapp darüber liegt oder immernoch knapp darin. Ich würde mal in den Raum stellen, dass sich die Lage des Leitwerks hauptsächlich nach ästhetischen und konstruktiven Aspekten richten darf.
LG David

 

[pcdoc2000]

@Kyril: Könntest du das etwas konkreter sagen? Dass es ohne Verwirblungen besser wäre ist mir klar, nur wie man berechnen kann (oder per Faustregel) wo diese Zone liegt wäre interessant. Ich sehe das ähnlich wie David und bezweifle, dass da ein paar CM rauf oder runter viel Unterschied machen. Ein T-Leitwerk kommt für das Modell nicht in Frage, weshalb der Spielraum eingeschränkt ist.

Was ich in Erfahrung bringen kann, verbreiten sich die "bösen" Verwirblungen von den Flügelspitzen eher nach außen und unten. Die sollten also wenig Einfluss haben auf das HLW. Ohne es zu wissen würde ich mal behaupten, dass Verwirblungen von der Fläche sich auch nach unten bewegen, aber ob das relavant wird zwischen dem Abstand der Flächen und dem HLW kann ich nicht sagen und bezweifle das fast. Es handelt sich dabei ja nur um ca. 60cm und ab einer gewissen Geschwindigkeit würde ich mal behaupten, dass das wirklich egal ist. Speziell auch weil ich bei einem Schulterdecker den Rumpf hinten schon sehr hoch ziehen müsste, dass ich mit dem HLW über den Flächen liegen.

 

[Kyrill]

Microsoft PowerPoint - K7_Folien.pptx (mwn.de)

Schau mal bei 7.2... Vielleicht hilft das weiter. Ich bin leider auch nicht in der Lage das zu berechnen.

Lage, Ausdehnung und Richtung der auftretenden Wirbel sind ja auch von der Fluggeschwindigkeit und damit dem Anstellwinkel der Tragfläche abhängig. Ich denke die Position ist tatsächlich nur für einen Zustand fix. Ändert man eine Variable sieht es schon wieder anders aus. Ich habe es immer so gehalten mich an schon vorhandenen Konstruktionen zu orientieren, bei denen es offensichtlich funktioniert.

 

[Bosko]

Der Vollständigkeit halber... Berechnungen scheinen möglich, sind mir aber aufgrund mangelndem mathematischen Verständnis unmöglich.

 

[Kyrill]

Also Programme wie Winlaengs4 zur Schwerpunktberechnung berücksichtigen die Lage des HLW in der Höhe nur wegen der sich ändernden Abstände der Flächen zueinander. Einfluss von Wirbeln findet keinen Niederschlag.

Aber ich hab hier noch was gefunden:
Modellierung abgelöster Profilströmung und Untersuchung des Einflusses auf das Höhenleitwerk (dglr.de)

Und hier was Bosko schon zitiert hat:
Aerodynamik des Flugzeuges: Zweiter Band: Aerodynamik des Tragflügels (Teil ... - Hermann Schlichting, Erich Truckenbrodt - Google Books

 

[mipme_kampfkoloss]

Einfacher sind hlws unten. Die sind meist außerhalb der Wirbel. T-leitwerke können bei hohen anstellwinkel in die wirbelschleppe geraten.

 

[C-J-S]

T-leitwerke können bei hohen anstellwinkel in die wirbelschleppe geraten.

Ja, aber doch eher nur bei Motorflugzeugen bzw. Motorsegler mit eingeschaltetem Motor. Ein normaler Segler erreicht kaum solch einen Anstellwinkel im Segelflug damit das relevant wird, oder?

 

[mipme_kampfkoloss]

Hmm, da könntest du schon recht haben.
Jedoch mit gesetzten Klappen (Butterfly) könnte er es dann doch erreichen und dann mit dem Heck als erstes aufplumpsen...
Da habe ich zu wenig Erfahrung. Aber da gibt es genug Vorbilder (alte F5B maschinen?) um sich was abzuschauen.

Ich hab @pcdoc2000 mal die Vergleiche am HQ gemacht - Re*sqrt(CL) = 85.000 - das sollte ca. hinkommen...

Man sieht natürlich schön: mehr Wölbung und/oder Dicke -> mehr Auftrieb und mehr Widerstand.
Nach dem der Flieger ja bei mehr Wind und etwas schneller bewegt werden soll, würde ich jedoch auch auf den Polarenbereich zwischen 0.2 - 0.4 schauen. Und da sind die Acro wesentlich besser als die alten originale vom herrn Quabeck.

Mein Favorit ganz am Ende HQA 1,5/8!
Da hat sich beim Herrn Quabeck schon einiges getan in den 10 Jahren in seiner eigenen Entwicklung!

#1: Anstieg von Auftrieb und Widerstand je mehr Wölbung das Profil hat - Standardpolare

#2: Anstieg des Gleitzahl

#3: Anstieg Auftrieb/Widerstand nach Dicke:

#4: Veränderung Gleitzahl mit Profildicke

#5 Dicke vs. mehr Wölbung: das HQ2/8 und das HQ 2.5/9 haben gleiche max. gleitzahl - natürlich das dünnere viel besseres Gleiten/Widerstand bei geringen Cl

#6: Vergleich der Profilfamilien - Widerstandspolare

#7: Familienvergleich Gleitpolare

#8: Mein Favourit HQA 1,5/8 im Vergleich

 

[pcdoc2000]

Hmmm.... Danke erstmal für die vielen Antworten. Ich glaube beim HLW werde ich keine großen Sprünge machen und es bei der Planung so hoch wie möglich ansetzen, aber ohne da jetzt große Sprünge oder Experimente einzugehen. Wird wohl von dem Aspekt ein ganz "normal" Rumpf und ich orientiere mich da an diversen anderen ähnlichen Modellen.

@mipme_kampfkoloss: Danke, dass du dir die Mühe gemacht hast. Mit meinem Beschränkten Wissen über Profile, bin ich mir nicht ganz sicher ob ich da auch alles herauslese, was möglich ist.. Die Acro Profilserie von HQ hab ich mir auch mal auf der HQ Seite angeschaut. Interessant ist, dass es dort garkein HQ Acro 2/9 zu geben scheint!? Auch ist das Acro eher für größere und vor allem deutlich schwerere Kunstflugsegler gedacht um die Gleiteigenschaften die Normal- wie auch die Rückenflugeigenschaften zu optimieren.

Das HQA 1,5/9 klingt nach dem fast perfekten Profil für den 1,5 Softliner der vielleicht als 2. Modell kommt. Bis auf die oben erwähnte Auslegung für größere und schwerere Modelle. Glaubst du der Vorteil vom HQA ist auch merkbar bei kleineren und vor allem leichten Modellen?

 

[pcdoc2000]

Ich hab mir auch mal Gedanken gemacht was alles an Elektronik zum Einsatz kommen soll.

Geplant hätte ich folgende Komponenten:

• Motor: Irgendein 3542er mit ca. 135g und 450W (müsste um die 2kg Schub bringen) zum Bsp den D-Power AL35-09 oder ein ROXXY 3542/05
• Regler: ein 50/60A Regler wird es wohl sein müssen. Mit einem 40er wird das leider schon recht knapp. 60er müsste ich sogar noch arbeitslos herumliegen haben.
• Akku: 3S 2200er
• Servos Fläche: D-Power DS-140BB MG D bzw. Corona DS-843MG (baugleich) oder als Alternative die Robbe FS166BB MG (passen alle in die vorgesehenen Ausfräsungen) Hätte ich von allen noch genug auf Vorrat!
  
• Servos Rumpf: Irgendwas in der 12mm Klasse wie das Robbe FS155BB MG oder das Savöx SH-0261MG. Da muss ich mal schauen ob ich noch etwas passendes im Fundus habe oder etwas neues kaufen muss.

Mit den Komponenten werde ich mal den SP berechnen und ich kann jetzt schon sagen, dass die Servos ganz nach hinten unter die Fläche kommen, der Akku wird vorn über eine Haube zu wechseln sein, aber sehr wahrscheinlich in Richtung Fläche unter diese geschoben werden. Da muss ich mir noch überlegen wie ich den am besten befestige, aber ich habe da schon eine Idee die klappen könnte. Sobald der SP korrekt ermittelt ist würde ich den Akku hinten mit einem Anschlag und oben einer Art "Klemmung" in Position halten und vorne klassisch mit einem Klettband. Regler und Empfänger dementsprechend zwischen Motor und Akku in der Nase.

Zum zeichnen vom Rumpf bin ich leider noch nicht gekommen, musste heute endlich wieder mal etwas basteln um die aktuell im Bau befindlichen Modelle endlich fertig zu bekommen.

Beim Namen bin ich noch etwas unschlüssig, aber ich glaube es wird Dominator werden. Mal abgesehen von einer B-32 Dominator kenne ich kein anderes Flugzeug mit dem Namen und er soll ja den Wind "dominieren" und nicht so leicht unter zu kriegen sein!

 

[C-J-S]

Beim Namen bin ich noch etwas unschlüssig, aber ich glaube es wird Dominator werden.

Anderer Vorschlag: "Determinist" ... da gibts auch keinen Flieger dazu, sondern nur ein Raumschiff . Hier ist die Liste mit vielen sehr, sehr coolen Namen - welche leider manchmal etwas lang ausfallen können, aber dafür gibts ja Abkürzungen:
https://theculture.fandom.com/wiki/List_of_spacecraft
LG
Christian

 

[mipme_kampfkoloss]

Interessant ist, dass es dort garkein HQ Acro 2/9 zu geben scheint!? Auch ist das Acro eher für größere und vor allem deutlich schwerere Kunstflugsegler gedacht um die Gleiteigenschaften die Normal- wie auch die Rückenflugeigenschaften zu optimieren.

Das HQA 2/9 hab ich im XFLR5 schnell gemacht - ist ja jetzt kein Hokuspokus.

Bzgl. Eignung für kleinere Segler: Das Acro hat die max. Profilhöhe und Wölbung weiter vorne. Das bedeutet eigentlich bessere Flugeigenschaften bei niedrigen Re-Zahlen als die beiden Brüder HQ und HQW.
Die Nase ist etwas flacher und nach unten gezogen. Dadurch werden wohl die Rückenflugeigenschaften besser...
Hinten raus ist der Druckanstieg flacher, da ja auch das Dickenmaximum weiter vorne liegt. Das sollte bei Ablösungen Vorteile bringen.

Wenn man sich die Ablöseposition der Strömung auf der Oberseite ansieht, kann ich das Argument vielleicht nachvollziehen, dass das Acro mehr für große Flieger gedacht ist. Viel Unterschied wird da jedoch nicht sein. Der Ablösepunkt beim "normalen" HQ wandert etwas gemütlicher nach vorne mit steigendem Anstellwinkel / Cl. Aber da reden wir eigentlich schon über Bereiche in denen längst mit den Klappen gearbeitet werden sollte...
Die Ablöselänge ist annähernd gleich, da ist das HQW etwas besser.

Von der Theorie her finde ich, dass das Acro eigentlich an Vorteilen verliert je schneller der Flieger wird.
Hier der Vergleich bei 85.000 Re-sqrt und bei 140.000 Re-sqrt (weiter links):

 

[pcdoc2000]

Hmm, vielleicht ändere ich es wirklich noch auf das Acro ab. Muss mal schauen dass ich die Koordinaten bekomme um das in Winghelper zu füttern. Du kannst die nicht einfach aus XFLR5 exportieren? Und dann ob das Profil so wie es ist ersetzt werden kann, oder ob das eine größere Umplanung erfordert, wovon ich aber nicht ausgehe. Die etwas geringere Wölbung im hinteren Teil kommt mir da sehr entgegen um ehrlich zu sein und ich glaube auch, dass es besser zum Charakter des Modells passt! Somit danke schon mal für den Tipp!

Nachdem ich mit der 3D Planung in FreeCAD mit dem Rumpf nicht wirklich weiter gekommen bin hab ich mich entschlossen mal in 2D zu starten mit den Seitenteilen. Das ist aktuell nur mal ein grober Entwurf, damit ich ein Grundmodell habe an dem sicher noch einiges zu ändern ist. Ein Beispiel wäre, der Schwerpunkt mit den gewählten Komponenten stimmt noch nicht (und wenn wäre es ein reiner Zufall). Die Profilanformung und die EWD würden schon passen und der Rumpf ist soweit angepasst, dass er die gewünschten Komponenten aufnehmen kann. Gesamtlänge ist derzeit ca. 1m ohne Spinner und ohne die Überstände vom HLW. Das sind wie gesagt nur die Seitenteile, da kommt oben und unten noch die Beplankung drauf, was in dem Fall 3mm Balsa und am Rumpfbauch stellenweise 3mm Pappelsperrholz (dort wo er aufsetzt und der Akku ist) sein wird. Die Ansicht von oben mit den Spannten mache ich erst wenn die Seitenansicht ziemlich final ist. Motorsturz ist noch nicht berücksichtigt, der ist etwas mühsam zu verschieben, deshalb kommt er ganz zum Schluss.