Het bouwen van de Libelle van Robbe

[Rick NL]

Ik ben geen zwever waarbij thermiek vliegen op de eerste plaats komt. Mijn rolroer toestellen hebben een V-stelling van 2x 2.5 à 3°.
Wanneer je naar 2x 5° terug gaat wordt het al weer makkelijker een rechte pen toe te passen.
Als je dan de bovenste ligger bij de wortel wat taps maakt, houd je nog wat meer ruimte over.

De kracht in de ligger wordt zo ook goed overgebracht op de pen. Wel een goede webbing aan beide kanten van de ligger toepassen, zeker vlak bi de pen/pocket.

 

[aurectar]

Nou, er zit wel een groot verschil in de treksterkte van koolstof vezels (>700 N/mm2) en de sterkte van een epoxy lijmverbinding (ca 70 N/mm2). Daardoor is een gelijmde koolstof pen veel minder sterk dan een waar de koolstofvezels doorlopen.
Voor de liefhebbers wat getallen.
Het maximaal buigend moment wat een vleugelpen kan opnemen is de maximale trekspanning van het materiaal / het weerstands moment tegen buiging > Mb = σ / Wx
Voor een buis is Bekijk bijlage 567795Waarin D de buitendiameter en d de binnendiameter van de buis.

Een massieve staaf van 4 mm heeft een Wx van 6,3 mm3
Een buis van 6 mm en 4 mm heeft een Wx van 17,0 mm3

De 6 mm buis heeft dus bijna een 3x hoger weerstandsmoment, maar omdat het materiaal bij de lijmverbinding een 10x lagere trekspanning aan kan, is een gelijmde 6 mm buis toch ruim 3x minder sterk dan een 4 mm massieve koolstof staaf.
Maar ho ho, het 4mm verenstaal in de buis, dat draagt toch ook bij aan de sterkte? Helaas erg weinig. Koolstof heeft een hogere elasticiteitsmodulus dan staal en het zit aan de buitenkant waar de grootste rek is. Daardoor neemt het koolstof en de epoxy lijm verbinding het leeuwendeel van de buigkrachten op (het verenstaal veert). Pas als de lijmverbinding breekt vangt het verenstaal de buigkrachten volledig op, maar ja, dan heb je dezelfde sterkte als 4 mm verenstaal zoals Nico schreef.

Voor een zwever van die grootorde moeten verenstalen vleugelpennen van respectievelijk 8 en 5 mm diam ruimschoots volstaan.
Empirisch bewezen.

https://www.modelbouwforum.nl/threads/kranich-iii-op-grootmoeders-wijze.252604/page-9

 

[MaartenCornelissen]

Eens, komt hij niet aan de lier, dan vallen de krachten mee.
De zwever heeft een spanwijdte van 3.200 mm las ik en de romp gewicht van 2.000 gram?
Neem je een maximale trekspanning van 1000 N/mm2 voor zowel verenstaal als koolstof compensiet, dan krijg je de volgende veiligheidsfactoren ( = maximale g kracht).

Een 4 mm pen is niet sterk genoeg.
Ga je zelf een geknikte koolstof pen maken, dan zul je waarschijnlijk de 1000 N/mm2 voor het koolstof composiet niet halen. Een verenstalen stalen pen kun je wel zelf buigen (hoewel dat bij 8 mm nog niet mee valt)

 

[pieter.peereboom]

Spoiler

Ik heb zoals in de tip van Sebastiaan bedoeld voor de spoiler een 2e stuk indekking ingevoerd dat 0,8 mm dik wordt. Dit komt aan de onderzijde van de spoiler en ik ga dit van triplex maken. De samenstelling is dus 1,5 m balsa (de dikte van de indekking) en 0,8 mm triplex. Je moet voor het ontwerp de dikte van van het 2e gedeelte van de spoiler optellen bij de originele indekkingsdikte (1,5 + 0,8 = 2,3 mm). De spoiler van de Libelle is 20 mm breed.

Dan komt het er in de 3d-weergave uit te zien zoals hieronder. Het rode gedeelte is het 2e gedeelte van de spoiler van triplex. Voor deze 3d-weergave heb ik de onder indekking tijdelijk weggelaten.

De weergave van de lijsten wordt hieronder weergegeven. De indekking van 1,5 mm komt vanaf de achterlijst tot en met de blauwe hulplijst en van de webbing tot de voorlijst. Daartussen komt de spoiler van 20 mm breed en 2,3 mm dik.

De constructie ziet er sterk genoeg uit en er hoeft alleen aangevuld te worden met een montageplaatje voor de spoilerservo.

Overigens kun je in Devwing een maat van bijvoorbeeld de indekking aanpassen door de betreffende instelling aan te klikken (in dit geval Start 62.1 mm), de cursor op de nieuwe afstand te zetten en dan dubbelklikken. Werkt met inzoomen zeer nauwkeurig.

 

[pieter.peereboom]

Ik stel overigens de reacties op prijs en ik ervaar het als leerzaam.

 

[pieter.peereboom]

Bouwpootjes

In tabblad 16 worden de bouwpootjes toegevoegd.

Ik heb er voor gekozen om geen bouwplaat in het ontwerp mee te nemen. Hiervoor moet het vinkje verwijderd worden in “building structure > create building platform”.

Ik heb de minimale hoogte van de pootjes ingesteld op 1 mm. Zo heb je zo min mogelijk “snijverlies” bij de indeling voor het frezen van de ribben.

Bij Draw-Print-Export parts wordt rib 8 weergegeven zoals deze gefreesd wordt. Dat ziet er uit zoals hieronder weergegeven. Het bouwpootje aan de voorzijde is mooi laag.

Ik heb in deze afbeelding zwarte streepjes gezet om de spoiler aan te geven en om aan te geven tot waar de achterlijst loopt (ivm insluiting ribben in achterlijst).

 

[aurectar]

Die digitale tekeningen zijn prachtig en ik sta er soms met verbazing naar te kijken.
Maar vergeet nooit dat Balsa en spruce levende materies zijn.
Die vluchtboordeinde zou ik iets dikker maken en liefst in hard balsa. (1.5 mm)
Ofwel opteer je voor een ingedekte vluchtboord maar dan ook is hard Balsa mijn keuze.
Op tekening blijkt het soms mooi, maar praktisch met soms onaangename verassingen.
Wees op u hoede daarvoor.

 

[MaartenCornelissen]

DEVwing werkt met 'panels'. Ik denk dat die oorspronkelijk bedacht zijn als los te bouwen vleugelsecties. Doe je dat dan gaat alles goed.
Soms zijn er echter meerdere panels in een vleugeldeel nodig. In een panel definieer je namelijk ook het profiel en de vleugelverdraaiing. Veranderen die binnen een vleugelsectie (zoals bij mijn vliegende vleugels) dan moet je oppassen. Met name bij de pootjes. Kies dan altijd voor 'Apply full diedral' anders gaat het mis (ik spreek uit ervaring).

Zelf vind ik een bouwplaat (buildingstructure) voor de pootjes erg makkelijk. De ribben staan vanzelf rechtop en op de juiste afstand.
Ik reduceer in autocad de bouwplank tot strips voor de voor- en achtervoeten. Die lijm ik op de bouwplank en de voeten van de ribben daar weer in.
Rotsvast en een nauwkeurig eindresultaat gegarandeerd.

Hieronder de instellingen als je de bouwstrips uit 3 mm populier maakt.

Tip: In panels kun je ook de achterlijst een dikte geven. Kies b.v. 1 mm, dat maakt de achterlijst veel sterker en (bij de libelle) aerodynamisch niet slechter.

 

[aurectar]

Is voor een vleugelspanwijdte van die grootorde een SD7037 profiel van 9% dikte niet aan de lage kant.
Zeker in de wetenschap dat de gemiddelde koorde net geen 2000 mm bedraagt.
Ware een Eppler 203-205 of een Ritz variant geen betere keuze voor dit soort vleugelgeometrie.
Deze genoemde profielen hebben een dikte van 12 a 13% en sluiten bij deze beter aan bij het oorspronkelijk NACA profiel.
Een HQ 25/12 zou hier ook niet misstaan.
Besef dat de ontwerpers van Robbe geen klunzen waren op het gebied van zweverdesign.

 

[Rick NL]

Bij een koorde van 2000 mm is een E205 prima.
Maar bij een 3 m zwever van 1800 gram, dus met een lage vleugelbelasting en koorde van 200 mm niet zo goed en zeker niet bij de tippen.
De E203 en E205 willen graag een Reynoldsgetal van > 120.000. Dit wordt zowel door de theoretische XFoil berekeningen als wel de ervaring van mij zelf en anderen bevestigd.

Beter dan de HQ25/12 is om de SD7035 tot 12% op te dikken, met behoud van de originele skeletlijn. Bij de tip, waar je met lagere Reynoldsgetallen zit zou je zeker de originele dikte van ~9% moeten houden, voor het beste resultaat. Zowel op prestaties als wel tipovertrek.

 

[aurectar]

Bij een koorde van 2000 mm is een E205 prima.
Maar bij een 3 m zwever van 1800 gram, dus met een lage vleugelbelasting en koorde van 200 mm niet zo goed en zeker niet bij de tippen.
De E203 en E205 willen graag een Reynoldsgetal van > 120.000. Dit wordt zowel door de theoretische XFoil berekeningen als wel de ervaring van mij zelf en anderen bevestigd.

Beter dan de HQ25/12 is om de SD7035 tot 12% op te dikken, met behoud van de originele skeletlijn. Bij de tip, waar je met lagere Reynoldsgetallen zit zou je zeker de originele dikte van ~9% moeten houden, voor het beste resultaat. Zowel op prestaties als wel tipovertrek.

In Duitsland is er een tendens om oude modellen te restylen.
Met de bedoeling de vliegeigenschappen op te waarderen.
De Cirrus (ons aller bekend), en ook van die grootorde, is ook object van deze oefening.

Hier gezien op RC network

modernisierter Flächenplan:
Kenndaten:
Holme 4x12 innen, 4x8 aussen
Steckung 8er Stahl
Profil HQ 2,5/12 (innen Clark-Y angeformt)
Schränkung ab QR-Anfang nach aussen 1°
V-Winkel je 3°
Querruder

https://www.rc-network.de
/threads/cirrus-69-von-graupner-sammelthread-f%C3%BCr-nachbauer-teile-pl%C3%A4ne.306217/

 

[Rick NL]

Dat zou ik dan doen met betere profielen dan de 40 jaar oude Quabeck's. Met de genoemde SD7037 (ook met 12% bij de wortel gestraakt naar 9% aan de tip) krijg je een toestel met de zelfde vliegstijl als origineel, maar met betere prestaties zowel langzaam als vlot vliegend

 

[pieter.peereboom]

Er zijn weer meerdere reacties binnengekomen, bedankt. Interessant omdat de vliegeigenschappen van verschillende profielen mij niet bekend zijn. Een bouwplaat lijkt inderdaad handig. Voor strips moet je wel de mogelijkheden hebben om tekeningen van de bouwplaat om te zetten en er is een groot freesoppervlak nodig om de strip of bouwplaat in een keer te frezen. Aurectar: graag verneem ik nog wat vluchtboorden zijn; ik kon dit nergens vinden.

Buitenvleugel

De hoofdliggers van de buitenvleugel lopen in het verlengde van de binnenvleugel in een stuk rechtdoor. Per vleugel worden de 2 panelen vast aan elkaar in een stuk gebouwd. Het is belangrijk om de positie van de hoofdligger in de binnen- en de buitenvleugel goed op elkaar af te stemmen.

In de buitenvleugel komt een aileron van 25 mm breed van massief balsa, die loopt tot de een na laatste rib. Hiervoor wordt een achterlijst geplaatst van 8 mm balsa. Tussen de aileron en de achterlijst komt 1 mm ruimte voor de scharniertape.

Het profiel SD7037 is veel dunner dan het oorspronkelijke profiel Naca 6412. De ruimte tussen de lijsten wordt steeds krapper naar de tip toe. De hoofdlijsten van de buitenvleugel heb ik daarom voorlopig verkleind van 8 x 3 naar 8 x 2 mm. Ik weet niet of dit sterk genoeg is.

In de afbeelding hieronder is te zien hoeveel ruimte er over blijft bij de tiprib met 2 hoofdliggers van 8 x 2 mm. Verder zie je dat het aileron “schuin” eindigt en niet haaks zoals hierboven weergegeven. Dit kan ik niet wegkrijgen maar het maakt niet uit voor het frezen van de ribben.

Ik houd de mogelijkheid open om de bovenligger weer terug te zetten naar 8 x 3 mm en de onderligger in de maat 8 x 2 mm niet helemaal door te laten lopen tot de tip. De webbings lopen dan wel door tot de tip. Ik ga dit later definitief beslissen.

 

[MaartenCornelissen]

Per vleugel worden de 2 panelen vast aan elkaar in een stuk gebouwd

Bedoel je dat je voor de binnen- en buitenvleugel een aparte DEVWing tekening hebt gemaakt? Makkelijker is om de gehele vleugel in een DEVwing tekening te zetten. De ligger kun je dan van wortel tot tip laten doorlopen. DEVWing zorgt dat het allemaal op elkaar aansluit. Twee mogelijkheden:

1. In tab 2 de omtrek van de tekening invoeren. Dan kun je de hele vleugel als 1 panel invoeren (er van uitgaande dat de verdraaiing en het profiel lineair verlopen tussen tip en wortel).
2. In tab 3 een panel voor de binnen- en een panel voor de buitenvleugel invoeren.

Zit er een V-stelling tussen binnen- en buitenvleugel, gebruik dan de panelverbinder wizard van DEVwing, anders kun je de vleugel in een stuk maken.

Het is aan te bevelen om opzoek te gaan naar een tekenprogramma waar je de onderdeeltekeningen in aan kunt passen. Er is altijd wel wat te doen, bijvoorbeeld de nummering, het nesten van de onderdelen, of de bouwplank tot bouwstrips verwerken. Die hoeven niet in een stuk gefreesd te worden, Teken een zig-zag lijn er op en plak ze daar later weer in elkaar.

Krijgt de vleugel een ingedekte D-box? Dan zou je ook de laatste 20-30 cm van de vleugel, de indekking van de D-box als ligger kunnen gebruiken. De webbing loopt dan wel door, maar de vuren ligger strips stoppen 20-30 cm voor de tip.

 

[aurectar]

https://outerzone.co.uk/plan_details.asp?ID=5136[/URL]

 

[aurectar]

Achterrand of in het engels " trailing edge".

Je kunt deze massief uitvoeren ofwel ingedekt.
Beide oefeningen liefst in hard Balsa.
Voor een SD7037 zou ik opteren voor een ingedekte achterrand.
Massieve uitvoeringen zijn meer geschikt voor profielen met een dikte percentage van boven de 11%.

Voorbeeld ingedekte achterrand.

Zie werktekening.
https://outerzone.co.uk/plan_details.asp?ID=5136[/QUOTE]

 

[Rick NL]

Engels: Leading edge - Trailing edge
Frans: Bord d'attack - Bord de fuite
Vlaams: Aanvalsboord - Vluchtboord
Nederlands: Voorlijst - Achterlijst
Duits: Nasenleiste - Endleiste

 

[pieter.peereboom]

Weer bedankt voor alle reacties; ik heb er weer van geleerd. Ik heb er voor gekozen om de uitprobeer-versie van het ontwerpprogramma te gebruiken. Dan loop ik, zoals ik mij van te voren realiseerde, tegen bepaalde dingen aan die in deze versie niet werken zoals het gebruik van meer dan 1 paneel per vleugel, het exporteren naar DXF, enzovoorts. Voor mij is dit geen reden om te stoppen. Ik ga de gegeven tips weer doornemen en voor zover voor mij mogelijk toepassen.

 

[pieter.peereboom]

Het project staat momenteel op een laag pitje. Ik ben nog bezig met het maken van een nieuwe romp voor een andere zwever, de Climaxx, en met het maken van de indoorvliegtuigje, de Hafli.

Ik ga de vleugels voor de Libelle ook uitwerken met het originele profiel, Naca 6412. Later maak ik de definitieve keuze voor het profiel. Een van onze clubleden gaat binnenkort beginnen met het bouwen van de Thermy SL, een zwever met het profiel SD7037. Ik wil zien hoe een moderne zwever met dit profiel vliegt.

Er zijn ook nog wat dingen waar ik mij verder in moet verdiepen zoals de aansluiting van bouwpootjes tussen de binnen- en de buitenvleugel. Ook de aansluiting van de vlegels op de romp verdient extra aandacht. De linker en de rechter rompzijde lopen bij de wortelrib niet evenwijdig. Verder is de hoek van de romp bij de vleugelaansluiting ruim 10 graden in plaats de 6 graden die nodig is voor de originele v-stelling.

Kortom: nog genoeg te doen.

 

[aurectar]

Het project staat momenteel op een laag pitje. Ik ben nog bezig met het maken van een nieuwe romp voor een andere zwever, de Climaxx, en met het maken van de indoorvliegtuigje, de Hafli.

Ik ga de vleugels voor de Libelle ook uitwerken met het originele profiel, Naca 6412. Later maak ik de definitieve keuze voor het profiel. Een van onze clubleden gaat binnenkort beginnen met het bouwen van de Thermy SL, een zwever met het profiel SD7037. Ik wil zien hoe een moderne zwever met dit profiel vliegt.

Er zijn ook nog wat dingen waar ik mij verder in moet verdiepen zoals de aansluiting van bouwpootjes tussen de binnen- en de buitenvleugel. Ook de aansluiting van de vlegels op de romp verdient extra aandacht. De linker en de rechter rompzijde lopen bij de wortelrib niet evenwijdig. Verder is de hoek van de romp bij de vleugelaansluiting ruim 10 graden in plaats de 6 graden die nodig is voor de originele v-stelling.

Kortom: nog genoeg te doen.

Ik denk, een juiste beslissing om het bij het originele profiel te houden.
Recent in modelbouwblad RCME van Februari-Maart de werktekening van de FOKA (Chris Williams).
Een beetje een zwever van dezelfde grootorde als de Libelle.
Ik heb me deze twee tijdschriften aangeschaft.

Spanw: 3350 mm
Gew:3800gr
Profiel HQ 35/12