Het bouwen van de Libelle van Robbe

[pieter.peereboom]

Enige tijd geleden kwam ik in het bezit van een incomplete bouwdoos van de Standard Libelle zwever. Dit bouwpakket is in 1975 uitgebracht door de firma Robbe.

· Spanwijdte 3200 mm
· Romplengte 1323 mm
· Vleugeloppervlakte 62,3 dm2
· Vlieggewicht 1800 gr (zonder aandrijving)
· Profiel Naca 6412

Het stabilo en het richtingsroer waren al in ruwbouw klaar. De romp van epoxy en de onderdelen van de cockpitkap waren aanwezig.

Wat ontbrak waren alle onderdelen van de vleugels. De bouwbeschrijving, inclusief een stuklijst, was er wel bij. Het karton van de bouwdoos was een beetje vergaan maar de tekeningen van de romp en de vleugels waren in redelijk goede staat aanwezig.

Ik ga in tegenstelling tot het origineel 4 servo’s in de vleugels bouwen; 2 voor de remkleppen en 2 voor de ailerons. Ook wordt de Libelle voorzien van een elektrische aandrijving aan de voorzijde van de romp.

Na bestudering van de tekeningen heb ik de Engelse bouwbeschrijving voor het bouwen van de vleugels via een OCR-programma gescand en vervolgens vertaald en aangepast.

 

[pieter.peereboom]

Vleugels op zijn kop bouwen of niet

Voor de vleugel is volgens de handleiding een voor mij bijzondere bouwwijze noodzakelijk. In neem aan dat dit zo wordt gedaan omdat de onderzijde van het profiel aan de voorzijde bol is en aan de achterzijde hol.

De ribben worden eerst met spelden gefixeerd op de onderste hoofdligger. Aan de ribben worden aan de bovenzijde de hoofd- en de hulpliggers vastgelijmd. De volgende stap is het lijmen van de voor- en de achterlijsten.

Daarna wordt de vleugels losgemaakt en omgekeerd op de bouwplaat bevestigd. Vervolgens worden de onderste hoofdliggers en de onderindekking vastgelijmd. Ik ben benieuwd hoe dit gaat werken.

Ik overweeg om pootjes onder ribben te maken en zo de ribben op de tekening met spelden te fixeren. Dan worden ook eerst aan de bovenzijde de hoofd- en de hulpliggers en vervolgens de voor- en de achterlijsten aan de ribben gelijmd. Ook dan moeten de vleugels losgemaakt en omgekeerd worden.

In ieder geval moet eerst de indekking aan de onderzijde van de vleugel gemaakt worden. Zo kun je de bussen van de linker en de rechter vleugel uitlijnen met de vleugelpennen voordat de pennen gebogen worden. De foto is een voorbeeld met de Cirrus.

Ik ben er nog niet uit of ik de vleugel op een losse ligger ga bouwen of met ribben met pootjes.

 

[Fotor]

Sodeknetters wat een welving.
Die kist gaat maar 1 snelheid kunnen vliegen. Zou je niet een moderner profiel overwegen?

 

[pieter.peereboom]

Bedankt voor je reactie Raymond. Omdat er geen onderdelen voor de vleugel in de bouwdoos aanwezig zijn kun je inderdaad overwegen om een ander profiel te gaan gebruiken.

Wat de verschillende vleugelprofielen voor vliegeigenschappen hebben is mij onbekend. Ik kan daarom niet zelf bepalen welk ander profiel ik zou kunnen gebruiken voor de vleugels van de Libelle. Via persoonlijk contact zijn mij een aantal uitgangspunten uiteengezet en ben ik verwezen naar diverse publicaties.

Wat dit mij geleerd heeft is het volgende: Vleugelprofielen met heel veel welving presteren slechts goed in een heel klein invalshoek-bereik. Als je de neus wat naar beneden duwt dan ga ja harder zakken zonder dat je veel snelheid oppikt. Bij kleinere invalshoeken presteren deze profielen slecht. Perfect voor niet meer dan relaxt langzaam vliegen. Voor een wat dynamischer vliegtuig kun je voor een profiel met minder welving kiezen.

Ik ga waarschijnlijk kiezen voor het profiel SD7037. Dit profiel voor modelzwevers kom je tegen in meerdere publicaties. Ik ga wel eerst de vleugel uitwerken in DevWing met het originele profiel Naca 6412. In het programma kun je snel het profiel veranderen en dit als een nieuw project opslaan. Dan kun je zien of er verschillen zijn ontstaan.

Ik ben dan benieuwd of het programma nog veranderingen aan brengt in de plaats van de hoofdligger of de vleugelpennen. Ik had begrepen dat de hoofdliggers meestal rond het dikste punt van het profiel liggen en aan de plek van de vleugelpennen niet veel zal veranderen.

Het zwaartepunt zal het zelfde blijven omdat dit afhankelijk is van de maten en afstanden van de vleugels en het stabilo. Ik gebruik hiervoor de bekende Aircraft Center of Gravity Calculator. In de tabel moet je ook de statische marge aangeven. Ik kreeg het advies om voor 15% te gaan voor een heel stabiel model en voor 10-12% voor een iets levendiger model.

 

[pieter.peereboom]

Het uitwerken van de vleugels

Ik heb de vleugel nauwkeurig opgemeten en hier een tekening op schaal van gemaakt. Zo krijg je het verloop van de vleugel, de knik in de achterlijst en hoe de liggers worden, enzovoorts goed en op maat in beeld. De maten zijn nodig voor het uitwerken van de vleugel in het ontwerpprogramma en zo later freesbestanden voor de ribben te kunnen maken.

De ribben komen haaks op de hoofdligger te liggen op de wortelrib na. De wortelrib staat onder een kleine hoek (van de rechter vleugel met de voorzijde naar rechts). Dit staat op de originele bouwtekening aangegeven. Zo sluit de vleugel mooi aan op de romp. De vleugelaansluitingen van de romp lopen niet evenwijdig.

Omdat ik zelf het plan voor de ribben wil uitwerken heb ik mij weer verdiept in het programma DevWing, waarmee vleugels voor modelvliegtuigen kunnen worden ontworpen. Ik heb in het verleden een gratis probeerversie van dit programma gebruikt voor het uitwerken van de vleugels van de Elektro Junior 3.

Na het uitwerken van de vleugels moet er een DXF-bestand gemaakt worden om het frezen van de ribben mogelijk te maken.

Mijn kennis over DevWing was behoorlijk weggezakt. Ik heb deze keer de handleiding van de project wizard door een vertaalprogramma in het Nederlands laten vertalen en samen met de bijbehorende plaatjes in een Word-bestand opgenomen. Het hele stuk moet daarna doorgenomen worden omdat de vertaling niet altijd accuraat is. Zo wordt het Engelse woord “spar” vertaald naar “rondhout” in plaats van naar “ligger”.

Ik ben begonnen met het uitwerken van de vleugels in met het originele profiel Naca 6412. Later ga ik dit omzetten naar SD7037 zoals in de vorige publicatie is aangegeven. Ik doe dit zo omdat ik hier al mee was begonnen en het helpt om goed bekend te raken met het programma.

Het uitwerken gaat in stappen via de project wizzard. De vleugel van de Libelle bestaat uit 2 panelen door een knik in de achterlijst. Het lukt niet om deze twee vleugelgedeelten in 1 project op te nemen. Je kunt in deze versie slechts een vleugel met 1 vleugelpaneel maken. Zo komt er een project voor de binnenvleugel en een voor de buitenvleugel. Je krijgt dan bij het eindresultaat per vleugel 2 dubbele ribben. De “eindrib” van de binnenvleugel en de “wortelrib” van de buitenvleugel zijn gelijk. De linker en de rechter vleugel worden uit één deel gemaakt.

Ik ga met de binnenvleugel beginnen. De maten, die zijn weergegeven in de tekening op schaal, worden ingevoerd in het ontwerpprogramma. Daarna het aantal ribben, de dikte hiervan, de onderlinge afstand en het vleugelprofiel. Na deze stap is er een 3D-weergave beschikbaar.

 

[pieter.peereboom]

Allereerst wens ik iedereen een voorspoedig en vooral gezond 2024.

De indekking, liggers en lijsten
De vleugel is gedeeltelijk ingedekt. De oppervlakte is in zijn geheel ingedekt aan de bovenzijde tot en met de remklep en aan de onderzijde tot aan de remklep. Op de overgebleven plaatsen komen indekkingsstroken op de ribben. Ik heb de maten van de indekking van de 1 op 1 bouwtekening opgemeten en ingevoerd. Dit was best veel werk en leverde het volgende resultaat op:

Achteraf bedacht ik mij dat het voor het “ribbenplan” helemaal niet uit maakt of de vleugel in zijn geheel wordt ingedekt of zoals op de manier die hierboven is omschreven. Dit had mij veel minder werk gekost. Bovendien maak ik pas de indekking handmatig op de juiste maten nadat de ribben aan de liggers gelijmd zijn.

De volgende stappen zijn het bepalen van de neuslijst, de eindlijst, de hoofd- en de hulpliggers.
De neuslijst is overeenkomstig de bouwtekening vierkant en wordt aangebracht onder een hoek van 45 graden. De eindlijst is volgens de tekening 15 mm diep.
Voor de hoofdliggers maak ik gebruik van de mogelijkheid om een “D-box” te maken. Hierbij worden ook de webbings in de tekening opgenomen. De hoofdliggers komen op de plaats die aangegeven wordt door de instellingen, zoals natural curved path of straigth path.

De voorzijde van de hoofdligger bij de wortelrib komt in dit ontwerp op 164 mm vanaf de nullijn aan de achterzijde van de vleugel. Volgens de originele tekening is deze afstand 161 mm. Toch 3 mm verschil. Je kunt de plaats van de hoofdliggers ook zelf aangeven.
De hoek (afwijking ten opzichte van horizontaal) van de liggers moet nog ingesteld worden zodat de liggers het natuurlijke verloop van het profiel volgen.
Voorlopig laat ik alles even zo omdat ik een nieuwe versie ga invoeren met onder andere een complete indekking en een andere neuslijst.

Niet aansluitende webbings
Bij de in het ontwerp meegenomen D-box is er ruimte zichtbaar tussen de webbings en de indekking en tussen de webbings en de ribben; zie blauwe pijlen. Ik maak webbings zelf altijd aansluitend omdat dit volgens mij steviger is.
Ik denk dat de tekening zo wordt gedaan om de constructie van de vleugel goed weer te kunnen geven.

 

[bdoets]

Ik denk dat de functie van webbing is, de afstand tussen de liggers fixeren. De liggers worden zo alleen op duw en trekkracht belast en niet op buiging. De ruimte die je aangeeft lijkt mij voor buiging niks uit te maken. Maar zelf probeer ik ook steevast webbings zo strak mogelijk tussen de ribben in te passen...

 

[Rick NL]

De functie van de webbing is meervoudig.
Zoals Bart schrijft is het op afstand houden van de liggers zodat de ligger onder druk (normaal vliegend de bovenste) niet uit te laten knikken.
Ten tweede word de schuifspanning die op de ligger staat onder invloed van de druk en trekkracht er door opgevangen.
Ten derde wordt de D-box erdoor compleet wat goed is om de torsiestijfheid van de vleugel te verhogen.

Voor de eerste functie is het aansluiten bij de ribben niet echt nodig, maar voor de 2e en 3e functie is het wel wenselijk de webbing aan te laten sluiten.
Het aansluiten bij de indekking is niet echt nodig zolang de aansluiting op de liggers maar ruim voldoende is.

 

[pieter.peereboom]

Bedankt Bart en Rick voor jullie reacties; het is duidelijk. Ik ga de webbings aan alle kanten aansluitend maken.

 

[MaartenCornelissen]

In DEV wing kun je bij slotted spars kiezen voor de tolerantie van de verbindingen. Staat die misschien op 'Full Slot Width'?
Bij gelaserde of gefreesde onderdelen kun je 'Minimal Slot Width' kiezen. (En als je de webbing zelf snijd en pas maakt tijdens de bouw ook.)

 

[pieter.peereboom]

Bedankt voor je reactie Maarten.
Ik heb stap 5 niet kunnen vinden in mijn versie. Ik ben verder gaan zoeken en ik kon bij de D-box onder "modify selected element" naar "more spar webbing options". Daar heb ik de instellingen van de hoogte (was 1 mm) en de breedte (was 2 mm) veranderd naar 0 mm. Nu sluiten de webbings aan aan de liggers en aan de ribben!

 

[pieter.peereboom]

Opnieuw uitwerken middenvleugel voor Naca 6412

Ik heb de middenvleugel opnieuw uitgewerkt omdat ik een paar dingen anders wil aanpakken zoals de neuslijst en de achterlijst. Hiervoor start ik een nieuw project op.
Nadat de maten van de middenvleugel zijn ingevoerd en gecontroleerd geef ik als dikte voor de balsa ribben 2 mm aan. Op originele tekening van Robbe zijn deze 1,5 mm. 2 mm lijkt me zo net even steviger. De eerste 3 ribben worden gemaakt van 2,5 mm multiplex. De vleugel ga ik nu in zijn geheel ingedekt tekenen, ook al is een gedeelte van de ribben voorzien van indekstroken. Dit is minder werk en voor het freesplan maakt het niet uit waar indekking en waar stroken op de ribben komen. De indekking wordt 1,5 mm dik.

De neuslijst wordt rechthoekig, is 8 mm dik en wordt later in profiel geschuurd.
De hoofdliggers worden gemaakt van vuren (8 x 3 mm) en door de instelling "natuurlijke curve" lopen ze mee met het profiel. Op de originele tekening is de maat 7 x 3 mm. Met 8 x 3 wordt het toch iets steviger en ik heb deze latjes in voorraad.
De hulpligger aan de achterzijde van 5 x 3 mm is overeenkomstig de originele tekening. Deze begint bij de wortelrib ter hoogte van de 2e vleugelbus. Hij was oorspronkelijk van balsa en wordt nu van vuren.

In de vleugel is de hulpligger (5 x 3 mm) voor de remklep ingevoerd. Deze is in rood in de tekening hierboven weergegeven en wordt van vuren gemaakt.
Ik laat de achterlijst vervallen. Volgens de originele tekening zou de achterlijst in zijn geheel tussen de indekking komen. Ik ga er van uit dat het zonder achterlijst met de grenen hulpligger en indekking sterk genoeg is.

Het maken van gaten voor de vleugelbussen of voor servosnoeren is niet mogelijk in de gratis uitvoering van DevWing. Adri van ACK kwam met de tip om nieuwe liggers in het project op te nemen en deze dan rond te maken. Je kunt per rib aangeven waar je de ligger wil hebben. Zo krijg je de ronde gaten in de ribben op de plaats waar je deze nodig hebt voor de vleugelbussen en de servosnoeren.
Je moet wat uitproberen met de beschikbare instellingen en uiteindelijk lukt het dan.

 

[wvr]

Lekker bezig Pieter.

Een tip die ik je mee wil geven: Controleer de diktes/afmetingen van je triplex en vuren liggers.

De output van devWing is erg precies, de maten van triplex/vuren niet zo heel erg.

b.v. en vuren lat van 5x3 is opgemeten soms zo maar 5.1 x 3.3 en triplex ipv 3mm soms 2.9 andere keren 3.3 oid

Ookal zijn het maar kleine verschillen, hierdoor past uiteindelijk je vleugel niet zo lekker in elkaar als je zou willen.
ik heb en tijd lang devWing de schuld gegeven, maar het materiaal is net zo belangrijk

succes

 

[pieter.peereboom]

Bedankt voor de tip Winfried.
Ik ga de vleugel ook nog uitwerken met het moderne profiel SD7037. Als het ontwerp definitief is dan ga ik alle maten van het ontwerp nog een keer controleren.
Daar neem ik nu ook de maten mee van de liggers, het triplex en van de rest van het te gebruiken hout.

 

[pieter.peereboom]

Het uitwerken van de binnenvleugel met SD7037

Ik heb lekker geëxperimenteerd en het ontwerp van de middenvleugel is zo ver klaar voor het originele profiel Naca 6412.
Nu ga ik de vleugel uitwerken met het SD7037 profiel. Hierop ben ik attent gemaakt omdat dit profiel zowel geschikt is voor langzaam vliegen als voor iets meer snelheid zonder al te veel hoogteverlies.
Dit vleugelgedeelte wordt 842 m breed, de wortelkoorde wordt 230 mm en de eindkoorde 168 mm.

Allereerst ga ik het laatst opgemaakte dwp-bestand van de middenvleugel met het oude profiel exporteren en op mijn computer opslaan. Dit hernoem ik tot SD7037 01 en importeer het vervolgens in DevWing. Ik open dit nieuwe project en verander het vleugelprofiel naar SD7037.
Het eerste wat mij opvalt is dat de plaatsen van de vleugelbus en de hulpligger aan de achterzijde veranderd zijn. Ik neem aan dat DevWing zelf de meest gunstige plek instelt.

Het einde van de middenvleugel ziet het er zo uit zoals hieronder weergegeven.

Deze constructie wordt veroorzaakt omdat het nieuwe profiel aan de achterzijde minder hoog is en de constructie van de vleugel is afgestemd op het oude profiel. De hoogte van het profiel SD7037 is bij de hulpligger van de eindrib, zoals hierboven weergegeven, ongeveer 5 mm. Daar gaat de dikte van de indekking (2 x 1,5 mm) nog van af. Voor dit profiel is er dus een andere vleugelconstructie nodig.

Invoeren achterlijst

Ik ga uitproberen hoe het eruit komt te zien als ik aan de binnenvleugel een achterlijst van 25 mm opneem die niet binnen de indekking valt. De hulpligger verdwijnt dan. Ik wil wel de originele indekking van de vleugel zo veel mogelijk handhaven. Dat lijkt met een achterlijst wel te kunnen.

Om later het verschil terug te kunnen zien heb ik het huidige ontwerp SD7073 01 geëxporteerd en hernoemd naar SD7037 02. Dit project wordt gïmporteerd en bewerkt.
De indekking wordt aan de achterzijde 25 mm korter en er wordt een achterlijst van 25 mm ingevoerd. De eindrib van de middenvleugel komt er uit te zien zoals hieronder weergegeven.

Hulplijst veranderen

De hulplijst wordt aangepast overeenkomstig het voorbeeld dat ik ken van de Cirrus. Het wordt schuin geplaatst tot en met rib 7. Een tweede hulplijst wordt aan de onderzijde geplaatst. Daar kan ik nog een D-box van maken
De “rode ligger” geeft de plaats aan waar in de ribben gaten komen voor de servosnoeren
De webbings sluiten aan op de ribben en op de indekking door het aanpassen van de instellingen.

De veranderingen aan de constructie van de middenvleugel heb ik op gevoel gemaakt met in het achterhoofd de constructies die ik ken van andere zwevers.

Mogelijk dat ervaren bouwers suggesties voor mij hebben!

 

[pieter.peereboom]

Het uitwerken van de buitenvleugel

Voor de “buitenvleugels’’ met het profiel SD7037 heb ik een nieuw project in Devwing gemaakt.
Dit vleugelgedeelte wordt 690 m breed, de beginkoorde wordt 168 mm en de tipkoorde 104 mm.

De maten worden ingevoerd, vervolgens het aantal ribben (13) en het profiel. De ribben liggen zoals in de originele tekening op gelijke afstand van elkaar.
De indekking wordt opgegeven vanaf de voorlijst tot een afstand van 25 mm vanaf de achterlijst. Ook in de buitenvleugel is gedeeltelijk ingedekt.
Op de niet ingedekte gedeeltes van de ribben komen indekstroken.

De voorlijst is rechthoekig, is 8 mm dik en wordt later in vorm geschuurd.
In de tekening plaats ik een achterlijst van 25 mm. Deze wordt vanaf rib 1 tot rib 12 gebruikt voor het aileron. Tussen rib 12 en 13 wordt de achterlijst vastgelijmd.
Het aileron is volgens de originele tekening van Robbe 25 mm. Ik vraag mij af of deze groter moet worden voor de effectiviteit. De V-stelling is overigens 2 maal 6 graden!

Op ongeveer 1 mm afstand van het aileron komt een balsa eindlijst van de ribben van 3 mm dik (rood in de afbeelding). Hieraan wordt later het foliescharnier voor het aileron bevestigd.
De D-box met vuren latten (8 x 3 mm) en webbings van 2 mm dik worden ingevoerd.
De gaten van 6 mm voor de bedrading van de aileronservo worden aangegeven door een ronde ligger in de tekening van rib 1 tot en met rib 5.

Wat op valt in de 3D-tekening van de buitenvleugel is dat de hoofdliggers in de tiprib wel erg dicht op elkaar komen. Bij het originele profiel bestaat de hoofdligger van de wortel tot en met de tip uit 2 latjes van 7 x 3 mm. Het originele tipprofiel duidelijk dikker; zo’n 14 mm. Ik moet dit dus nog in de tekening aanpassen met een kleinere hoofdligger.

 

[pieter.peereboom]

Verder met de buitenvleugel

Diverse aanpassingen zijn gemaakt:

De vierkante neuslijst is recht gezet en volgt niet meer het natuurlijke verloop van het profiel.

De hoofdliggers van de buitenvleugel zijn verkleind van 8 x 3 naar 8 x 2 mm. Ik ga er van uit dat dit voldoende sterk is omdat de D-box gehandhaafd blijft. Misschien ga ik bij de eerste ribben van de buitenvleugel aan beide zijden van de hoofdligger webbings plaatsen.

PS De hoofdligger loopt over de hele vleugel recht, is evenwijdig aan de nullijn en haaks aan alle ribben (behalve de eerste rib)

In de tekening van de buitenvleugel heb ik een achterlijst opgenomen van 30 mm. Bij het bouwen van de vleugel wordt de 30 mm verdeeld over een achterligger van 4 mm balsa, 1 mm ruimte voor het scharnier van polyesterfolie en 25 mm voor het aileron dat wordt gemaakt tot rib 12.

De indekking is aangepast aan de neuslijst en aan de nieuwe “achterlijst”. De instelling van de indekking staat standaard ingesteld als natuurlijk gevormd pad. Dit heb ik veranderd naar recht pad. Er zat er natuurlijke kromming in de indekking zodat de voor- en de achterlijst bij rib 2 tot en met rib 12 niet aansloten op de indekking.

Er zijn bouwpootjes toegevoegd aan de onderzijde van de ribben. De positie van de pootjes moest aangepast worden omdat de laatste pootjes richting tip terecht kwamen onder de hoofdligger.

In de export wizzard ziet de opbouw bij rib 8 van de buitenvleugel er als volgt uit:

De binnenvleugel moet naar aanleiding van mijn ervaringen met de buitenvleugel nog aangepast worden.

Daarna worden alle maten van de bouwtekening gecontroleerd met de maten van het vleugelontwerp. Er zal bekeken worden of de binnen- en de buitenvleugel in lijn liggen. De exacte maten van het te gebruiken hout moet ook nog opgemeten worden en worden meegenomen in het vleugelontwerp.

 

[Sebastiaan3Z9]

Hi Pieter, je bent goed bezig in DEV, ik heb in PB een paar kleine tips neergezet, kijk maar even wat je er mee doet (positieve opmerkingen overigens).

 

[pieter.peereboom]

Hoi Sebastiaan. Bedankt voor de vele tips die je hebt gegeven in je PB. Dit is voor mij een van de redenen om in het forum te publiceren. Niet alles is mij direct duidelijk, maar ik ga het bestuderen.

 

[wvr]

nu worden we natuurlijk wel nieuwsgierig naar die tips!