Bau Nurflügel Schneewittchen

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Andres
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Re: Bau Nurflügel Schneewittchen

Beitrag von Andres » Di 28. Jul 2020, 09:39

Hallo Tim,

ja, die Lasten sind nach der neuen LTF-UL 481 bestimmt. Ich finde sie auch etwas hoch, aber die Bestimmung liefert eine gute Grundlage zur Auslegung. An sich sind sie physikalisch korrekt: Lasten entstehen durch das Trägheitsmoment um den Sporn. Die Bestimmung nimmt ein Lastvielfaches von 4 an, was höher als z.B. 3 für's Hauptfahrwerk ist. Nur die vereinfachte Bestimmung des Trägheitsmoments iy ist möglicherweise nicht ganz kompatibel mit dem Format der Schneewittchen – und könnte hinterfragt werden (was ist ihre gesamte Rumpflänge?!).

Übrigens, statisch lasten bereits um die 40 kg drauf. Dann wirken 200 kg dynamisch nicht mehr so übertrieben …

Viele Grüße,
Andrés
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Andres
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Re: Bau Nurflügel Schneewittchen

Beitrag von Andres » Mo 3. Aug 2020, 09:55

Hallo allerseits,

wir haben das schöne Wetter am Wochenende ausgenutzt um wieder unterwegs zu sein (Kurztrip nach Baltrum und Wyk). Das war herrlich! Nächster Ausflug wird hoffentlich Peenemünde in 3 Wochen sein – sofern das Wetter mitspielt. Bautechnisch ist daher wenig passiert, obwohl wir weiter am Spornlager gearbeitet haben. Heute kommen die letzten Verstärkungen dran.

Zum Aufbau des Lagers:

Als erstes musste die Schale verstärkt werden. Sie ist ein Aramidwaben-Sandwich, das nicht annähernd die hohe Drucklasten aushalten würde. Daher muss zwingend die Last vernünftig ohne Belastung der Schale eingeleitet werden. Dazu haben wir eine dickere Lage Kohlefaser drauf geharzt:

spornlager.jpg
IMG_2119.jpg


Die Verschraubung wird über übliche M6-Gewindebuchsen zum Einlamnieren realisiert (siehe R&G). Der vordere Schraubpunkt wird auf Zug nach außen hin belastet, während die hinteren Schraubpunkte auf Druck nach innen hin belastet werden. Die Gewindebuchsen drücken somit loal auf das Kohlefasergewebe, weshalb die Stellen mit Vectran verstärkt wurden. Das ist eine sehr zähe Faser ähnlich zu Aramid. Nachdem die Lage soweit ausgehärtet war, haben wir mit einer Schablone die Löcher für die Buchsen gebohrt, die Buchsen eingeleimt und weitere Lagen Kohlefaser und Vectran verarbeitet. Das bereits gefertigte Lager wurde mit Baumwollflocken eingedicktes Harz in einem Abwasch eingeleimt:


IMG_2126.jpg
IMG_2127.jpg


Zusammen mit dem Lager und die darin vorhandenen Längsverstrebungen, bildet die Faserverstärkung eine Art Membran, die brav alle Querlasten in die Lagerstruktur und in ihre Holmstummel einleitet. Die vordere Verschraubung konnte direkt unter dem vorderen Holm platziert werden, sodass die Lasten direkt eingeleitet werden. Für die hinteren Verschraubungen gab's einfach kein Platz mehr, weshalb sie einige cm vor dem Holm liegen. Deshalb entsteht ein Moment zwischen Verschraubung und Holm und der Bereich muss noch mit Holz und Fasern verstärkt werden. Zudem kommen noch spantenartige Stützen der Holme, die großflächig die Last in die Schale einleitet. Das sind kurze Spanten aus CFK-Airex-Sandwich mit ±45° Orientierung , die die Holmgurte mit der nahezu dazu senkrechten Schale großflächig verbinden. Damit wird die Last nicht punktuell, sondern flächiger eingeleitet. Diese zwei Punkte machen wir heute fertig, und dann wäre erstmal das Lager fertig …

Viele Grüße,
Andrés
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Re: Bau Nurflügel Schneewittchen

Beitrag von Andres » Di 4. Aug 2020, 09:40

Hallo allerseits,

gestern haben wir die Lasteinleitung des Spornlagers fertiggestellt. Jeweils vier 50 k Rovings verstärken die verbindung der Spanten zu den Holmen. Die Verstärkung der hinteren Schraubpunkte ist nicht ganz fertig geworden und wir müssen heute noch dran. Danach ist endlich das Lager fertig und wir können uns dem Sporn selbst wieder widmen. Danach kommt die Konstruktion der Ansteuerung. Die ist etwas komplizierter, weil sie bis zu den Pedalen hinführt …

Viele Grüße,
Andrés

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Re: Bau Nurflügel Schneewittchen

Beitrag von Andres » Do 6. Aug 2020, 13:03

Hallo allerseits,

wir sind wieder ein kleines Stückchen vorangekommen! Gestern haben wir das Spornlager fertig gestellt. Eigentlich fehlte nur die Verleimung der Holzböcke und eine kleine Kohlefaserlage zur Verstärkung. Heute sind die Befestigungspunkte am Sporn dran gekommen. Diese bestehen aus zwei Vollcarbon-Platten mit 4,5 bis 5 mm Stärke (quasi-isotropes Material). Gestern Abend habe ich noch die Teile aus der Platte gefräst, kam aber erst heute dazu sie zu verleimen.

Die vordere Verschraubung geht durch den Sporn selbst und die Platte bildet nur so eine Art Auflage. Dieser Befestigungspunkt wird vorrangig auf Zug beansprucht, so dass die Verleimung der Platte keine große Beachtung benötigt. Das gilt für das hintere Lager weniger. Dieses Lager drückt ins Flugzeug rein und muss u.U. die Torsion des Sporn aufnehmen. Daher wurde mit einer dreiecksförmige Sperrholzleiste die Ecke ausgerundet und die Klebefläche vergrößert. Nach dem Anhärten wird's in Form geschliffen und mit biaxial Kohlegelege verstärkt. Danach muss nur noch getempert werden. Der Rest ist Optik, d.h. Spachteln, schleifen, Lackieren, usw. Das hat keine Priorität …

Nun kann ich mich von der Seitenruder-Ansteuerung nicht mehr drücken. Da gibt's einiges an Konstruktionsaufgaben, auf denen ich gerade nicht so viel Lust habe :oops: Aber wat mutt, dat mutt.

Viele Grüße,
Andrés
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Re: Bau Nurflügel Schneewittchen

Beitrag von reifendietmar-2008 » Do 6. Aug 2020, 20:07

Hallo , die ..Klammer'n für die 3 Ecksleisten sind ne geile Erfindung ... :P Mfg. Dietmar
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Re: Bau Nurflügel Schneewittchen

Beitrag von Uwe Seimetz » Do 6. Aug 2020, 21:03

Dietmar,

das sind Gehrungsklammern, ursprünglich von Ulmia und sündhaft teuer (Zange ist dann dabei).

Geht aber einfacher:

man nehme eine alte Federkernmatratze, zerlege sie und schneide die Federn in einzelne 3/4 Kreise oder nach Spannbedarf. Die Enden etwas spitz schleifen. Aufbiegen zum Spannen muß man aber von Hand.
Kosten nichts und aus einer Matratze bekommt man unendlich viele Klammern. Man muss nur den restlichen Müll entsorgen. :mrgreen:

Uwe
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Re: Bau Nurflügel Schneewittchen

Beitrag von reifendietmar-2008 » Fr 7. Aug 2020, 04:43

Danke .. wieder was gelernt . Und ich dachte schon wir können Andre's einen Designpreis vermachen : :lol: . Meine Devise ist auch immer : ..Faule müssen pfiffig sein :mrgreen: Die Topfzeiten sind zu Zeit auch Optimal für einen Baufortschritt , gottseidank binn ich mit der ..Kleisterei durch . Mfg. Dietmar
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Re: Bau Nurflügel Schneewittchen

Beitrag von Andres » Fr 7. Aug 2020, 06:18

Hallo Uwe,
hallo Dietmar,

ja, das sind Ulmia-Klammern. Keine Erfindung von mir. Die Teile sind super praktisch. Hatte schon lange mit der Idee welche zu kaufen gerungen, und dann hat mir mein Schwiegervater seine als Geburtstagsgeschenkt vermachtet 8). Laut Google sind sie neu ab 120 - 130 EUR zu haben, wie zum Beispiel:

https://www.profishop.de/ulmia-arbeitsgarnitur-104-041

Sind zwar nicht billig, aber wenn sich ein Kauf lohnt, dann wenn man einen Holzflieger baut. Wegen der paar Euro würde ich nicht anfangen eine Matratze auseinander zu reißen ...

Viele Grüße,
Andrés
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Re: Bau Nurflügel Schneewittchen

Beitrag von Andres » Do 13. Aug 2020, 10:31

Hallo allersits,

es ging in den letzten Tagen etwas im Verborgenen weiter. Viel am CAD konstruiert. Wie angekündigt habe ich mich um die Steuerung des Sporns gekümmert. Die Kinematik ist etwas verzwickt um sie in 2D zu modellieren. Auf der einen Seite wäre eine genaue Bestimmung in 3D schick, auf der anderen fehlen mir die Software, die Zeichenkünste, und was am schwersten wiegt: es bringt nicht viel sie auf zehntel Grad genau zu bestimmen. Also bleibt's altmodisch mit Seitenansichten:

spornkinematik.png


Die Auslenkung sollte ausreichen um einen schönen Wenderadius von 3-4 Meter zu haben. Bautechnisch haben wir uns um den Formenbau für die Hebel gekümmert und eine große Kohlefaserklammer für einen Hebelbock hergestellt. zudem haben wir an den anderen Hebel-Lagerböcke gearbeitet. Die Bauart haben wir bereits im Elevonmischer verwendet. Letztendlich baut man die Grundform aus Sperrholz und Airex auf, wickelt das ganze in Kohlefaser und verleimt einen Bolzen mit Gewinde ein:


P1150254_s.JPG
P1160270_s.JPG
Das ist eine sehr leichte Bauart, die sich vor allem für große Böcke eignet. Diesmal haben wir auf das Airex verzichtet, weil die Lagerböcke ziemlich niedrig sind. Bauart bleibt aber gleich …

Viele Grüße,
Andrés
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Re: Bau Nurflügel Schneewittchen

Beitrag von Andres » So 16. Aug 2020, 10:50

Hallo allerseits,

letzter Urlaubstag :| Ab Morgen geht's wieder ins "Hamsterrad". So schlimm ist es nicht – ich liebe meinen Job – aber der Flugzeugbau kommt entsprechend langsamer voran …

Wir hatten uns den Sporn und die Seitenruderansteuerung für den Urlaub vorgenommen. Ganz haben wir das Pensum nicht geschafft, weil es doch etwas aufwendiger wurde und wir etwas häufiger Fliegen waren als gedacht. An sich sind wir gut vorangekommen. Das Lager des Sporns wurde deutlich aufwendiger als gedacht. Alleine da sind fünf oder sechs Laminiersessions drauf gegangen. Die Konstruktion vom lager und der Ansteuerung waren auch nicht ohne. Als Urlaubsabschluss haben wir die Lagerböcke der Spornansteuerung hergestellt und werden heute noch mit den Hebeln anfangen. Als Einizges fehlen somit die Steuerstangen. Die kann man aber auch gemütlich nach und nach im Feierabend herstellen.

Lagerböcke:

P1180013_s.JPG


Hebel:

P1180016_s.JPG



Übrigens, ein Lagerbock mit Hebel wiegt insgesamt nur 42 g! Das meiste Gewicht darin sind die unausweichlichen Stahlteilen: Bolzen und Gelenklager. Die 120 kg Leergewicht verlangen ein konsequentes Vorgehen: Wenn man nicht von vornherein drauf achtet und leichte Lösungen entwickelt, erlebt man böse Überraschungen. Jedes Gramm zählt. Wenn man 10 - 20 Umlenkhebel hat, kann man schnell ein paar hundert Gramm sparen – auch wenn es pro Hebel nur wenig erscheint. Leichtbau kostet Zeit, Geld und Köpfchen :shock: . Manchmal wünscht man sich schneller und einfacher voranzukommen, aber mal soeben 25 kg oder mehr im Nachhinein abzuspecken ist keine leichte Aufgabe … Das kann uns dennoch noch treffen, aber immerhin haben wir vorher soviel wie möglich gemacht ;-)

Viele Grüße,
Andrés
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Re: Bau Nurflügel Schneewittchen

Beitrag von Timpilot » So 16. Aug 2020, 13:16

Andres hat geschrieben: So 16. Aug 2020, 10:50 ...
Übrigens, ein Lagerbock mit Hebel wiegt insgesamt nur 42 g! Das meiste Gewicht darin sind die unausweichlichen Stahlteilen: Bolzen und Gelenklager. Die 120 kg Leergewicht verlangen ein konsequentes Vorgehen: Wenn man nicht von vornherein drauf achtet und leichte Lösungen entwickelt, erlebt man böse Überraschungen. Jedes Gramm zählt. Wenn man 10 - 20 Umlenkhebel hat, kann man schnell ein paar hundert Gramm sparen – auch wenn es pro Hebel nur wenig erscheint. Leichtbau kostet Zeit, Geld und Köpfchen :shock: . Manchmal wünscht man sich schneller und einfacher voranzukommen, aber mal soeben 25 kg oder mehr im Nachhinein abzuspecken ist keine leichte Aufgabe … Das kann uns dennoch noch treffen, aber immerhin haben wir vorher soviel wie möglich gemacht ;-)

Viele Grüße,
Andrés
Dieses professionelle Engagement würd eich mir von manchem kommerziellen Hersteller wünschen - dann würden sie es auch schaffen leichte Flugzeuge zu bauen und müssten nicht auf Bauvorschriften schimpfen.
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Re: Bau Nurflügel Schneewittchen

Beitrag von Andres » So 16. Aug 2020, 13:56

Hallo Tim,

da ist was dran :roll: Neulich eine Diskussion mit einem Fliegerkollegen gehabt: Aquila 210 vs. Sportstar RTC. Beide mit Eco-Zulassung (LSA und VLA). Beide haben um die 250 kg Zuladung. Während der Sportstar 600 kg MTOW hat, geht die Aquila auf 750 kg hoch. Wo gehen die 150 kg um die gleiche Ladung zu tragen denn hin?! Die Geschwindigkeiten erklärt es jedenfalls nicht. Meine wortwörtliche Hypothese war:
In der General Aviation gilt häufig: Je höher das erlaubte Gewicht, umso weniger
Aufwand wird in Leichtbau reingesteckt. Leichtbau kostet Geld und
Gehirnschmalz. Ich habe bereits ein paar Mal gehört, dass Hersteller von Eco-
Maschinen wenig Notwendigkeit sehen abzuspecken. Die Muster-Zulassungskosten
schlagen viel höher als bei z.B. UL's und erlauben daher auch weniger
Spielraum in den Produktionskosten. Das führt unweigerlich zu höheren Gewichten.
Viele der Eco-Maschinen könnten problemlos 50 kg abspecken. Es lohnt sich aber
für den Hersteller einfach nicht.
Die Diskussion hat damit geendet, dass eine der Aquila, die er Chartert, einen Schaden hatte und einen neuen Flügelsatz bekam. Danach war der Flieger 30 kg schwerer! Gleiches Muster und Zuladung. Die Flügel waren einfach 30 kg schwerer! Damit war mein Fliegerkollege von der Hypothese überzeugt …

An dieser Stelle kann ich dein Standpunkt sehr gut nachvollziehen: Je mehr erlaubt ist, umso schlampiger geht man mit dem Gewicht um. Dennoch finde ich 120 kg Leergewicht sehr knapp bemessen. Es würde ja schon reichen, wenn das Rettungsgerät nicht dazu zählen würde, so wie bei normale UL's von 450 auf 472,5 kg ;-)

Viele Grüße,
Andrés
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Re: Bau Nurflügel Schneewittchen

Beitrag von Liebernickel » Mo 17. Aug 2020, 05:33

Hallo Andrès,
zur Spornradanlenkung kann ich Dir nur die gängige Methode mittels zweier Stahlseile empfehlen. Mit einer einseitigen Schubstangenanlenkung
wirst Du vielleicht Probleme bekommen. Und die Seile zu verlegen ist einfach und vor allem sind die leicht!
Hier ein Foto von der Anlenkung des Ulf 2:
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Re: Bau Nurflügel Schneewittchen

Beitrag von Andres » Mo 17. Aug 2020, 06:41

Hallo Michael,

danke fürs Foto! Das kannte ich noch nicht. Glücklicherweise habe ich Zugang zu den Plänen des Ulf2 – weil mein Schwiegervater einen hatte – und kenne daher die Umsetzung recht gut. Übrigens, die Ausführung wie im Bild ist wohl suboptimal und wiegt viel und wird von Ulf2-Erbauern gerne verändert.

Die Art der Anlenkung hat mir sehr viel Kopfzerbrechen bereitet. Trotz der Vorteile der Seilanlenkung, habe ich mich um eine starre Anlenkung mit einer Stange entschieden. Es gibt wohl auch ein prominentes Muster von FK-Lightplanes mit einer starren Ausführung. Was das Foto oben nämlich nicht zeigt, ist, dass die Spornanlenkung gerne mit Fußspitzenbremsen kombiniert wird. Auch beim Ulf2. Sie ist daher meist nur unterstützend. Seile wirken etwas verspätet und man arbeitet mit Impulsen. Da es meine einzige Seitenrudersteuerung ist, wollte ich diese indirekte Ansteuerung nicht haben.

Das mit dem Gewicht relativiert sich ziemlich schnell bei der Schneewittchen, weil es nur um die letzten 75 cm geht:
- zwei Stahlseile statt eins werden benötigt
- die Seile müssten entweder deutlich länger verlegt werden oder ein großer Hebel müsste angebracht werden
- Seile benötigen Federelemente aus Stahl
- die Stange ist aus Kohlefaser und wiegt auch nicht die Welt

Seile machen bei langen Rümpfen durchaus Sinn und ergeben sicherlich eine leichte Lösung. Bei meinem Kurzen "Rumpf" bringen sie nur Umlenkungsaufwand mit sich. Zudem flößt mir die indirekte Steuerung vor allem bei Seitenwindlandungen Respekt ein. Ich habe keine Lust auf die gefürchtete Ringelpietze. Die starre Anbindung wird leider nicht nicht so gut federn und wird u.U. erhöhten Wartungsaufwand kosten. Das wäre ein hinzunehmender Preis gegenüber den Vorteilen. Sollte es Probleme damit geben, kann ich es immer noch nachträglich auf Seile umbauen ;-)

Viele Grüße,
Andrés
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Re: Bau Nurflügel Schneewittchen

Beitrag von Andres » So 27. Sep 2020, 07:18

Morgen zusammen,

Kleinvieh macht auch Mist! Seit Wochen sind wir mit der Seitenruder- und Spornradsteuerung beschäftigt. Die Steuerstangen mussten gestaltet werden, Böcke gebaut und positioniert werden. Sogar Klammern mussten wir herstellen, weil wir die passende Größe nicht auftreiben konnten. Wir hangeln uns nach und nach zum Spornrad hin. Wie immer sieht alles im CAD schön einfach aus, doch dann erkennt man beim Bauen, dass die Rippen im Weg sind oder die Stangen mit dem Elevonmischer kollidieren, usw. Wir mussten unser Konzept etwas anpassen. Die ursprünglich gerade Steuerstange zwischen Pedale und den Umlenkhebeln musste geknickt werden. Das kostet zwar etwas Verstärkung im Bereich des Knickes, das war aber die pragmatischste Lösung. Die Stange hat ohne Knick eine recht großen Hub und wäre mit dem Holmbrücke kollidiert. Hätte man den Bock weiter nach außen bewegt, so wär's mit der Holmbrücke gegangen, dafür aber hätte der Umlenkungshebel mit der Verstärkungsrippe knatsch gehabt. Weiter nach hinten hätte es mit dem Elevonmischer nicht geklappt. Also ein einfacher Knick musste her. Gebogene und geknickte Stangen sind keine Seltenheit in anderen Fliegern … Ein Belastungstest wird zeigen ob ich die Verstärlung richtig berechnet und ausgeführt habe.

Hier ist ein Video vom Anpassen der Steuerstange und Bockposition -und Höhe :
https://vimeo.com/462287722

Viele Grüße,
Andrés

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P1180285_s.JPG
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