Austria Elefant

Raymond,
Ik probeer jou optimaal advies te geven.
Zoals ik al eerder heb aangegeven is het belangrijk om van een onbekende
en bekende te maken. De houten constructie van de Elefant vleugel is voor zoveer ik het op afstand kan zien sterk genoeg voor normaal gebruik.
Als je nu koolstofvezels aan de bovenzijde aanbrengt, moet je weten
hoeveel krachten zij kunnen opnemen.
Of met andere worden, hoeveel koolstof moet je aanbrengen zodat de vleugel qua sterkte aan jouw verwachting voldoet.
Er is niets mis met een ribbenvleugel en koolstof liggers. Maar deze liggers moeten wel dusdanig gedimensioneerd zijn dat zij de maximale buigkrachten kunnen opvangen.
Nu is het vlees nog vis.
Ik ben niet tegen het aanbrengen van koolstof, mits je hebt uitgezocht hoeveel koolstoof nodig is om de vleugel sterk genoeg te maken.
Als je ook aan de bovenkant koolstof gebruikt, (natuurlijk voldoende vezels) heb je een vleugel zo stijf als beton.

Waarvoor kies je?



Een voorbeeld hoe het niet moet.

Hier zie je een vleugeldoorsnede van een Graupner Soaring Star.
De hoofdligger is van massief kiefer (grenen) gemaakt.
Deze massieve hoofdligger is omsloten door een GFK-slang.
Boven en onder de hoofdligger zijn stroken Unidirectionale koolstofvezels aangebracht. Op het eerste gezicht zou je zeggen dat dit een sterke constructie is.
Maar toch is deze vleugel gebroken bij een normale belasting tijdens de lierstart. Het probleem van deze vleugel is veroorzaakt door de verhouding van koolstof, glasvezels en hout.


een





Johannes

 

Mag ik het van een andere kant belichten?

We zijn het er volgens mij allemaal over eens dat de vleugel met houten ligger op zich voldoende sterk moet zijn voor normaal oldtimer vliegwerk. Volgens mij zijn er geen plannen om de kist aan de lier te hangen.

Er zit nu eenmaal carbon aan de onderzijde. Daar kunnen we zonder hak en breekwerk niets meer aan veranderen.

Stel dat Raymond aan de bovenzijde van de ligger eenzelfde hoeveelheid carbon toevoegt. Dan hebben we op de uiterste vezelafstand een extreem stijf materiaal zitten dat in beginsel de meeste kracht zal opnemen. Dit gaat goed tot het moment dat de zwakste schakel het begeeft.

Nou weet ik niet meer hoe het carbon aan de onderzijde van de ligger is bevestigd, maar ik neem aan dat je dit gewoon met epoxyhars aan het hout hebt geplakt, en er geen rovings of glas om de ligger zijn gewonden.

Twee mogelijkheden. Zwakste schakel bij positieve versnelling kan de bovenste carbon strip zijn, omdat die op compressie wordt belast. Kan niet voorspellen of in dit geval de koolstofvezel het begeeft, of de lijmverbinding op de houten ligger.

Andere mogelijkheid is dat de onderste carbon strip zoveel trekkracht voor zijn kiezen krijgt, dat de epoxyverbinding breekt.

In beide gevallen hou je de solide houten ligger over, die, welliswaar met een veel grotere doorbuiging, de krachten overneemt.

Met andere woorden: hoe erg is het als tijdens de vlucht de "extra" carbon versteviging het begeeft?

Raymond, is het mogelijk om een klein testje te doen met restmateriaal?
Gewoon de ligger inclusief carbon nabouwen, en dan belasten om te kijken wat het doet.
(Heeft Berrie ook hele fijne herinneringen aan....)

 

Johannes, weet je wat nu het probleem is: onder zit het al. Dat heb ik in een vlaag van onwetendheid aangebracht, en daar zal ik het mee moeten doen. Het is geen dikke of brede strook koolstof (slechts een enkele laag en een stuk smaller dan in de soaring star), en als ik een ligger van alleen koolstof had moeten maken had hij vrijwel zeker dikker moeten zijn. En de onderligger is nu net de zwaarst belaste (op trek) tijdens het vliegen.
Ga ik nu de vleugel nog verder 'verzwakken' als ik boven ook koolstof aanbreng, of is de hele constructie toch al gedoemd te mislukken??

Prop-er, het koolstof is inderdaad simpel met epoxy tussen de ligger en de beplanking aangebracht. Nergens omheen gewikkeld. De drukbelasting daar zit ik niet zo over in. Het koolstof neemt nauwelijks druk op, ik vermoed dat het hout daar het leeuwendeel van de belasting gewoon draagt. Op trek, tja, dat is de vraag. Ik vraag me ook af hoe een eventuele breuk verloopt als het koolstof het niet meer houdt. Maar ik zou niet weten hoe ik dat moet testen. Hoe kan ik een stuk hout op zoveel trek belasten dat het koolstof breekt? Dan moet je er toch flink aan rukken.

 

Ik hoop dat dat nu nog lukt
Wat een geweldig leerzaam draadje wordt het toch. Raymond, super dat je al je gedachten aan ons toevertrouwd en zoveel opties durft te overwegen.

 

Nog iets om te overwegen.

Eigenlijk wil je gewoon af van dat koolstofvezel onderop de ligger.

Wat nou als je op een aantal plekken een kleine opening in je vleugel maakt ter plaatse waar de ligger loopt. Slijp met een diamantschijfje heel voorzichtig het koolstof door, zonder het hout eronder te raken. (tricky)

Als je dit gelijk verdeeld over de lengte op een aantal plekken doet, doet het koolstof volgens mij helemaal niets meer.

P.S.: Ligger testen kan op allerlei manieren. Lukt het niet met handkracht, gebruik dan misschien een simpel potkrikje op een stevige personenweegschaal. Soms zie je dat ze een emmer in het midden van de ligger hangen, en daar water of zand in gieten. (=veiliger dan met de hand, plus je kunt aan de hand van de inhoud de kracht uitrekenen). Ik roep maar wat, hoor. Misschien dat iemand met ervaring op dit gebied je kan helpen. (GJVO?)

 

Leuk voorbeeld, Johannes! Het UD pakt door zijn stijfheid de meeste krachten. De interne afschuifkrachten kunnen slechts via de ligger naar de andere kant! Hier wordt hooguit een paar cm breedte van het UD effectief benut.

 

Ga ik nu de vleugel nog verder 'verzwakken' als ik boven ook koolstof aanbreng, of is de hele constructie toch al gedoemd te mislukken??

Indien genoeg koolstof aan de bovenkant wordt aangebracht wordt de vleugel niet zwakker, maar wel stijfer.
Wil je een buigsame vleugel of een stijfe vleugel?

Wat gebeurd als de koolstof vezels breken?
Vóór het zoveer is zal de spanning op de vezels extreem zijn opgelopen.
Het breken gebeurt spontaan. De spanning komt plotseling vrij met groot geweld (geweldbreuk). Er volgt een kettingreactie. De uiteinden van de koolstof breukranden zullen zich in het hout drukken. Kerfwerking is het gevolg. Met gemak breekt de hele vleugel. Einde oefening.

 

Stijfheid is vooral op torsie belangrijk bij zo'n slanke vleugel, en daar helpt het koolstof niet bij. Een beetje doorbuigen mag best. Sterker nog: eigenlijk vindt ik het wel mooi bij zo'n slanke vleugel. Maar dat laatste mag geen factor zijn.

Laat ik voor mezelf nog eens wat punten op een rij zetten die VOOR of TEGEN het gebruik van koolstof op de bovenligger spreken. Hopelijk maakt dat de keuze wat makkelijker.

VOOR
* De vleugel krijgt een symmetrische opbouw. Dit verkleint de kans op kromtrekken.
* Er zijn veel lezers van dit draadje (met ruime bouwervaring) die zeggen het koolstof wel te plakken. Alleen Ariel trekt het in twijfel, maar zegt ook niet dat het fout is (alleen dat onbekend is of het sterk genoeg gaat zijn).

TEGEN
* Het is niet doorgerekend of de koolstof strip de buigkrachten van deze lange vleugel kan opnemen. Dit moet meteen gerelativeerd worden omdat er op de onderligger al koolstof zit. Als het daar niet sterk genoeg is is de kans op falen van de constructie sowieso aanwezig.
* Bij de bovenligger moet het koolstof in een lichte bocht gaan lopen omdat de remkleppen een stukje over de ligger vallen. Daarbij bevalt het met niet dat bij de remkleppen andere vezels (die aan de rand) contact hebben met de ligger dan aan de uiteinden van de ligger (middelste vezels). Dit punt kan ik opvangen door de reep koolstof dubbel te vouwen waardoor hij wel vrijwel helemaal op de ligger kan liggen. Maar dan maak je het toch weer anders dan aan de onderzijde (misschien wel beter).
* Koolstof is niet goed belastbaar op druk (de voornaamste belasting tijdens het vliegen). Hoe gaat dit zich houden op druk? Neemt het hout alle krachten op? Neemt het epoxy in de koolstof een deel van de krachten op en gaan daar cracks in ontstaan? Alleen hout gaat wel werken.

Nou, zoveel makkelijker wordt het hier ook niet van....
Dan hak ik nu de knoop door: er komt WEL koolstof op de bovenligger (dubbelgevouwen, dus smallere maar dubbele strook). Ik ga zo plakken, en dan is er geen weg meer terug .

Wat ben ik toch een eigenwijze klojo dat ik van de tekening af moest wijken. Het ontwerp had goed gevlogen, waarom dan toch anders maken....
Wat? Dacht ik dat hardop???

 

Gaan met die banaan

Juist, besluiten hebben we nodig! Fantje moet vliegen!

Succes met plakken, heb er veel van geleerd voor mijn Countryman. Ga er geen koolstof in de vleugels voor gebruiken, waarschijnlijk wel binnenzijde romp . .

Jacob

 

Ariel omschrijft goed het faalmechanisme bij een dergelijke opbouw van de ligger. Het breken van carbon, plotseling vrij komen van spanning welke onmiddelijk door rest constructie over moet worden genomen.

Ook zijn opmerking over de verhouding koolstof en hout snijdt hout Er is wel te rekenen aan een acceptabele verhouding, maar da's een bewerkelijk karweitje. Je zit met teveel onbekenden. Dan moet je de "verplaatsing" van de ligger tengevolge van buiging erbij betrekken. Deze dan weer omschrijven en invoegen op de plaats van de onbekende variabelen. Ik krijg er nu al hoofdpijn van. Je zal dan ook vast ziet dat het sterktetechnisch weinig zin heeft om zo'n combinatie te maken. Stijver wordt de ligger wel.

Ik wil wel eens in de boeken duiken, die serie Das segelflugmodell, om te kijken of er iets over in staat. Ze hebben wel uitgebreid testen gepubliceerd op houten liggerconstructies, zo weet ik uit mijn hoofd. Of er ook kool/hout getest is weet ik eigenlijk niet meer.

http://www.amazon.de/Trilogie-Segelflugmodell-Grundlagen-Theorie-Profile/dp/3788311541

Raymond, hoeveel werk is het om een stukje ligger na te maken en deze te belasten tot hij breekt? Je neemt daarbij alle twijfel voor jezelf weg. Ik weet uit ervaring dat je daar eerst tegenaan staat te hikken, maar achteraf is het wel erg plezierig. Vooral omdat je daarmee dat knagende gevoel van twijfel hebt weggewerkt.

Het kan namelijk best wel eens zo zijn dat de ligger eerder bezwijkt doordat de ligger opensplijt (de dwarskracht niet goed aan kan) dan dat de ligger breekt op de afschuiving in de capstrips.

Dit heb ik namelijk wel eens gezien bij de ligger van de (ribbenbouw) vleugel van de Thermiek star waar ik schade aan heb gerepareerd. (voor Arno)
http://time.fh-augsburg.de/~erd/Modellflug/textThermikStar.html

 

Berrie, wat bereik ik daarmee? Dat ik weet dat het netaan (niet??) genoeg gaat zijn of dat ik wat meer reserve heb? Ik ga toch wel voorzichtig vliegen met dit apparaat. Als de vleugel een keer breekt, so be it. Als ik hem dan in ieder geval een keer mooi boven de Kuppe heb zien kruisen is het goed. Ik zit nog het meest in over het slepen, daar is het risico het grootst dat de snelheid een keer te ver oploopt door de sleper of doordat je het even niet meer goed ziet op grotere hoogte.

Voorlopig bouw ik lekker verder, misschien ga ik binnenkort wel een meter nabouwen en een test doen. Mag jij uitrekenen hoeveel g de vleugel kan hebben.

 

Precies, dat ja. Om dat je zo sterk twijfelt kan het je rust geven. Maar als het je niet zoveel uitmaakt............ had je ook niet zo hoeven twijfelen (niet vervelend bedoeld hoor! Ik ken dit maar al te goed.)

 

@(dubbelgevouwen, dus smallere maar dubbele strook). Ik ga zo plakken, en dan is er geen weg meer terug .



Dubbelgevouwen is de juiste keus.

Maar wel vanaf de vleugelwortel!

 

De middelste beplanking zit erop, met koolstof eronder. Dubbelgevouwen over de gehele spanwijdte. Wat een vieze kleffe zooi is het toch als er epoxy in zit.

 

Een kleine update met de huidige stand van zaken.

Het stabilo en hoogteroer zijn beplankt, met prima resultaat.






De vleugels zijn ook goed onderweg.
Voor het aanbrengen van de middelste plank met alle lijm en de gewraakte koolstof strip aanwezig:


Een van de vleugeldelen heeft al zijn beplanking, de andere is halverwege.


Het leuke van deze klus is dat het voor je gevoel enorm hard gaat omdat er optisch zoveel verandert in hele korte tijd. En de stijfheid neemt ook enorm toe door deze klus. Het jammere is dat de prachtige constructie nu definitief uit beeld verdwijnt :cry:.

Morgen voor een hele korte vakantie met de vrouw op kosten van de baas naar Egypte, halverwege de week gaan we weer verder.

 

Mooi!

Blijft heel mooi om te zien hoe je steeds weer stappen maakt.

Vanavond heb ik zelf ook voor het eerst een vleugel ingedekt met balsa, soortgelijke plaatjes . . Hoe heb jij de balsa aangebracht op de ribben, vanuit dit forum de tip gekregen om Bison-tix te gebruiken, gedaan en werkt perfect!

Succes met de bouw, geniet van Egypte en tot volgende week!

Jacob

 

Die Bison-tix tip komt vast van JH. Ik durf het niet met zo'n grote vleugel. Vast is vast, geen mogelijkheid meer om te verschuiven. Dat ga ik eens rustig op een kleiner vleugeltje proberen.

 

Klopt

Tip komt inderdaad van een paar oude rotten: JH en Return (Harry). Het pakt inderdaad aardig, maar verplaatsen is goed te doen. Ik ben begonnen door de indekking onder 45 graden op de achterlijst te plaatsen en langzaam naar voren te laten zakken. Truc is dat je over de hele achterlijst de beplanking netjes laat aansluiten en dan valt ie eigenlijk vanzelf op zijn plek. Voor de zekerheid heb ik op regelmatige afstand ter fixering wat CA op de achterlijst aangebracht, verschuift ie zeker niet meer.

Jacob

 

Ik wordt de laatste dagen aardig bezig gehouden door de baas. Zaterdag gaat mijn vakantie van 3 weken in, en de instelling hier is dat je wel iets moet hebben om van uit te rusten! Tussendoor ben ik toch nog wel regelmatig op zolder aanwezig. Steeds kleine klusjes, wat overhangende randjes wegzagen, wegschuren etc. Alle beplanking is aangebracht en netjes aan de randen op maat gemaakt. Niet echt interessant werk voor veel foto's. Straks worden de neuslijsten aangebracht.

Komende zondag ga ik naar de vintage glider meeting in de NO polder (als het nu tenminste wel een keer doorgaat.....). Ik neem de Elefant mee en ga kijken of ik hem daar kan monteren. Er zijn dan allemaal liefhebbers van oude zwevers, die vinden het vast leuk om hem even te zien (en ikzelf natuurlijk ook! ).

 

Jacob, nog even over het lijmen. Ik gebruik gewoon witte houtlijm.
Laat jij de bison-tix eerst drogen? Van JH begreep ik dat hij de lijm aanbrengt, beplanking er even op en meteen er weer af. Dan lijm wat laten drogen en de beplanking er weer op leggen. Dan zou het meteen vast zitten. Ik krijg de indruk dat jij na het aanbrengen van de lijm meteen de beplanking erop legt en ook laat liggen. Droogt alles dan wel goed vast op?