Als je op deze manier gelanceerd wordt, kun je moeilijk iets anders doen dan de motor aanzetten en vliegen. Een paar maanden geleden ben ik dan ook daarmee begonnen en sinds kort ben ik dan ook solo. Weliswaar op een trainertje, maar toch.
Tijdens het lesvliegen, en een paar landingen met een snelheid die wat aan de (erg) hoge kant was, kreeg ik het idee om het toestel met flaps en eventueel air-brakes uit te voeren.
Voor de flaps zouden de ailerons ingekort worden en de air-brakes moesten kleppen zijn en geen schuiven.
Het plan om voor dit project een extra vleugel te kopen en deze om te bouwen, werd al snel ingehaald (en versneld). Tijdens het aanvliegen voor de landing zag ik kans het toestel in een van de drie aanwezige lantaarnpalen te parkeren. De romp bleef onbeschadigd, maar de stuurboordvleugel had in het midden een forse deuk.
Na het verwijderen van de folie, bleek de reparatie relatief simpel en opende dit perspectieven voor het project.
De bovenste en onderste dragers waren nog heel. Alleen een paar spanten, een stuk van de voorste drager en een deel van de boven en onderbeplating moesten vervangen worden.
Hieronder een foto met het gerepareerde deel.
Als voorwaarde voor de flaps stelde ik de eis, dat deze niet als een deur onder de vleugel mochten hangen, maar het oppervlak van de vleugel werkelijk moesten vergroten. Dat betekent dat de flap naar beneden én naar achter moeten bewegen en dat de spleet die daarbij tussen flap en vleugel ontstaat, afgedekt moet worden. Enigszins vergelijkbaar met de slotted Fowler-flap
slotted Fowler-flap, maar dan zonder de luchtspleten. Dit kan gerealiseerd worden door het scharnierpunt achter en onder de achterrand van de vleugel te plaatsen. Het afdekken van de spleet zou mogelijk moeten zijn door tijdens het uitzetten een folie uit de vleugel te trekken. En om het geheel nog wat eenvoudiger te maken vond ik dat de aandrijving niet aan de buitenkant geplaatst mocht worden, maar in de flap geïntegreerd moest zijn. Dit leverde al een paar interessante vraagstukken op:
a. Hoe ver het scharnierpunt naar achteren en naar onder plaatsen?
b. Waar en hoe de spleet in de achterrand te plaatsen.
c. Kan de vleugel verzwakt worden en hoeveel?
d. Hoe de verzwakking op te vangen?
e. Wat voor folie kan hiervoor gebruikt worden en hoe die te bevestigen?
f. Hoe maak ik het scharnier en hoe bevestig ik dit?
g. Hoe duw ik de flap naar beneden en hoe trek ik hem weer op zonder dat de bediening zichtbaar is?
h. Waar laat ik de aileron- en andere servo’s?
Een en ander resulteerde in onderstaande ontwerpschets.
Na wat proefnemingen is er voor gekozen voor een scharnierpunt dat 6 mm onder en 10 mm achter de achterrand van de vleugel ligt. Een ongewenst effect van deze scharnierpositie is, dat bij het kantelen de voorkant van de flap boven de vleugel uit gaat steken. Dit heeft ook tot gevolg dat de folie, die door een spleet in de achterrand van de vleugel loopt, omhoog gewrongen gaat worden. De oplossing is even simpel als doeltreffend: De bovenzijde van de flap afronden.
Hieronder het detail van de eerdere tekening
en de uitwerking; zonder
en met folie
Het bepalen van de verzwakking van de vleugel is een gevoelskwestie. Dit is niet zomaar te berekenen; zeker niet bij een bestaande vleugel. In de eerste plaats heb ik er voor gekozen de spleet in de achterrand zo in te frezen dat deze schuin door de deklijst en de achterste drager gaat.Hierdoor krijg ik maximale aansluiting op het bovenvlak en voorkom ik dat de deklijst losgesneden wordt. In de detail tekening is dat al weergegeven en op de volgende foto is nog net de aftekening te zien.
Omdat de folie ongeveer 3 - 4 cm naar binnen schuift, moet deze spleet in de spanten doorgefreesd worden.
De verzwakking wordt daarbij gecompenseerd door dwars op de draadrichting van het hout lipjes te lijmen.
De scharnieren van de gewenste afmeting zijn gewoon niet te koop in de afmeting. Maar …. het bleek mogelijk deze samen te stellen uit een deel van een flap-scharnier en een roer-horn. Om de gewenste hoogte van het scharnierpunt onder de vleugel te bereiken moest op de onderlijst een kleine verhoging gemaakt worden.
Het is van belang om de scharnieren zo te plaatsen dat er, in neutrale (bovenste) positie ruimte blijft tussen de flap en de achterrand van de vleugel. Doe je dit niet dan bestaat de kans dat de servo bij "flaps-up" niet zijn eindpositie bereikt en blijft trekken. Op de volgende foto is deze spleet goed te zien.
De folie is een verhaal apart. Deze mag niet te slap zijn want dan waait deze tussen de flap en vleugel weg en mag ook niet te sterk zijn want dan buigt het niet bij het uitdraaien. Daarnaast moet het op (balsa)hout gelijmd kunnen worden, want schroeven is in mijn ogen geen optie en zou een mat oppervlak mooi zijn. In een handwerkzaak heb ik folie kunnen vinden die in eerste instantie wat betreft stijfheid en oppervlaktestructuur aan mijn wensen leek te voldoen. Het lijmen was daarentegen een probleem. Twee componenten epoxy hield niet, maar gewone (blanke) bisonkit voldeed uitstekend.
Naar later bleek was de stijfheid te groot en kon de (standaard) servo het niet aan om de twee flaps gelijktijdig te bedienen. Maar warm voorbuigen heeft ook dat probleem opgelost.
Op de volgende foto zijn een aantal delen samen te zien:
1 De spleet voor de folie
2 De gaten van de oude scharnieren van de ailerons
3 Het proefblokje
4 De nieuwe flap met folie
5 De scharnieren
Een voorwaarde was dat de aandrijving van de flap niet zichtbaar mocht zijn; de scharnieren zijn al rommelig genoeg. Daarmee is bepaald dat het aanhechtingspunt aan de voorkant van de flap komt, waardoor deze als het ware naar achteren geduwd kan worden. Hieronder nog even de detailtekening.
Door de cirkelvormige beweging kan dit niet met een massieve draad uitgevoerd worden en is gekozen voor een stugge staalkabel. Deze wordt in een plastic buisje door de achterzijde van de vleugel gevoerd. Ondanks de buiging van de kabel moet de bevestiging aan de flap ook scharnierend zijn.
Het scharnier in de flap wordt gevormd door een cilindervormig blokje, dat aan het einde van de staaldraad is bevestigd en dat kan draaien in een box die in de voorzijde van de flap gefreesd is.
Het scharnierblokje is gemaakt van een stukje dikwandige messing buis van 4 mm waarin 3 mm draad getapt is. In het midden is dwars een gaatje geboord voor de staaldraad. Deze wordt met twee inbusbouten gefixeerd.
Het scharnierblokje wordt in de box op zijn plaats gehouden door twee schroeven met grote kop. Gemonteerd (scharnieren los) ziet het er zo uit.
Het, in een duw situatie, gebruiken van staalkabel geeft een grote kans op knik in de niet in een buis opgesloten delen. Het is altijd weer een kwestie van afwegen wat bij een gegeven kracht en afstand gebruikt kan worden.
In eerste instantie heb ik gebruik gemaakt van de standaard bowden-kabel zoals die in de modelbouw aangeboden wordt. Deze bestaat uit een witte plastic buis en daarin een met blank plastic ommantelde staaldraad. Op een van de vorige foto’s is dat nog te zien.
Om twee reden was dat niet bruikbaar. Allereerst is de wrijving van de draad door de buizen, zeker met de scherpe bochten die ik had, te hoog. Noch met talkpoeder, grafiet of olie was hieraan wat te doen. Daarnaast bleek de knikbelasting voor mijn toepassing te laag. Ook de hoge wrijving, met de navenant grotere krachten, was hier debet aan. Het ene probleem versterkt daarbij het andere.
Na een aantal proeven ben ik overgestapt op een iets ruimere grijze plastic buis en een wat zwaardere soort remkabel voor een fiets. Is veel goedkoper en werkt uitstekend.
Denk er om: NIET ZOMAAR OP LENGTE AFKNIPPEN! Eerst de plaats ruim vertinnen met soldeertin en dan doorslijpen met een klein slijpschijfje. Heel voorzichtig want anders smelt de soldeer.
Om kosten, gewicht en ruimte te besparen is gekozen voor een aandrijving met 1 centraal geplaatste servo. Dit brengt extra problemen en risico’s met zich mee, maar die zijn er om opgelost te worden.
Door de constructie van de vleugel was niet mogelijk om de bowden-kabels in een mooie bocht via de voorkant, of dwars op de servo, naar de flaps te laten lopen. Het alternatief, naar achteren gericht, gaf een paar gemeen scherpe bochten.
Ook lag richting van de kabeluitgangen hierdoor precies de verkeerde kant op, maar dat was met een paar tuimel of balans armen te verhelpen.
Door aan stuurboord de kabels aan beide zijden en aan bakboord aan dezelfde zijde van de balans te monteren is ook het probleem van de tegengestelde beweging opgelost.
Om knikverschijnselen bij duwkrachten zo veel mogelijk te voorkomen is het noodzakelijk de servo’s zo te monteren dat het draaivlak evenwijdig loopt met de uittreedhoek van de kabels en daarmee in het verlengde ligt. De moeilijkheid zit in het onder dezelfde hoek monteren van alle kabels (in dit geval 4 i.v.m. de air-brake). Dit is mij niet in alle gevallen gelukt, zoals op de foto te zien is, maar het heeft nog net geen knik tot gevolg.
De voorste servo is voor de air-brake en de achterste voor de flaps. Door nauwkeurig afstellen heb ik een (visueel) goede gelijkloop van de BB en SB flap gekregen. Of dit in de praktijk ook zo is, moet nog blijken.
Tot zo ver het verhaal van de flaps. Dat van de Airbrakes moet helaas even wachten, want ik ga 14 dagen weg. Hierbij alvast de ontwerpschts (doorsnede) van de vleugel en een paar uitgewerkte details.
