Stevige zwever met v-staart

Nu wordt het interessant!
Ik stel voor om deze discussie te verhuizen naar het
subforum Modelbouw wetenschap.

 

Al maak je de huid van staal (of 2 lagen 160 grams carbon); de ligger neemt de buigkrachten op ........................

 

Mijn opmerking "Abachi" was bedoeld om de werkelijke situatie niet uit het oog te verliezen.
Nogmaals, dit is een belangrijk onderwerp voor het wetenschapsforum.

Johannes

 

@arno888: Leuke stelling.
Ik heb een 4m asw24 zonder hoofdligger. Vliegt al 22 jaar.
Styro-abachi aanvankelijk met folie, later glas opgezet voor de stevigheid.
Vliegt ook, zij het niet al te ruige, kunstvlucht.

Groeten,
André

 

Heftig oneens!

Hierna praat ik igv. buiging over de buiging die optreedt bij positieve vliegbelasting. Vleugel(ligger) buigt dus omhoog. Andersom geldt hetzelfde verhaal, maar zo praat het makkelijker.

Een ligger is een object dat buigkrachten kan weerstaan (in meer of mindere mate).

​

Bij buiging wordt het deel boven de neutrale lijn onder druk gezet, het gedeelte onder de neutrale lijn op (trek)spanning. Hoe verder van de neutrale lijn weg (erboven / eronder) hoe groter die druk- en trekkrachten.
Daaruit kun je concluderen dat de boven-en onderkant van een op buiging belast object het meest bijdragen aan de weerstand-tegen-buiging. Het middengebied rond de neutrale lijn draagt daaraan niet tot nauwelijks bij, de interne spanningen zijn er ook veel kleiner.

Aangezien gewicht / massa in de vliegerij een essentieel criterium is, is het een zinvolle gedachte om die minder belaste delen te vervangen door lichter/minder sterk materiaal, of door minder materiaal (de I-balk). De enige functie van dat tussendeel is namelijk het op afstand houden van de buitenste delen (de hoogte van de ligger behouden).

Als je er op deze wijze naar kijkt (een schuimvleugel zonder 'ligger', maar met een abchi/balsa/glas huid) is die vleugel zelf de ligger.
- het schuim is de tussenstof/afstandhouder rond de neutrale lijn,
- het abchi/balsa/glas vormt de buitenste delen die op druk en trek worden belast.

Aangezien de hoogte van een ligger (zeg maar afstand tussen die trek- en druk-belaste delen) de sterkte van de ligger met de derde (!) macht beïnvloed (2x zo hoog is 8x zo sterk) is het dus erg belangrijk een ligger zo hoog mogelijk te maken. Dit is ook de reden waarom men bij grote spanwijdtes dikke profielen kiest: de hoogte van de ligger neemt daardoor toe.
Door de vleugel van een glasdoek te voorzien, maak je het op trek en druk belaste deel iets dikker. Maar vooral: je voegt het toe aan de buitenste delen (in de hoogte dus). Dat glas wordt het zwaarst op trek/druk belaste deel van de vleugel, en draagt daardoor het meest bij aan de weerstand tegen buiging.

Hier geldt één 'maar': de gecombineerde materialen moeten een vergelijkbare elasticiteit hebben. Anders gaat het verhaal niet op.

Voorbeeld:
Ik heb een elastiekje dat ik op trek belast. Er moet 1 kg aan kunnen hangen. Helaas kan het elastiekje maar 900 gram houden, daarboven breekt het. Ik heb wel touwtje dat 500 gram kan houden. Idee! : ik hang mijn kg suiker aan allebei tegelijk!

Helaas, als de kilo het touwtje maximaal belast (het touwtje is 1 mm uitgerekt onder de spanning) wordt elastiekje nog nauwelijks belast, want die bereikt zijn maximale spanning pas als het 100 mm is uitgerekt. Het touwtje breekt dus, de kilo schiet naar beneden en op het eind aangekomen wordt het elastiekje met 1000 gram plus de remkracht belast. Alleen al bij het idee aan al dat geweld geeft het elastiekje de moed op en breekt.

Gr. Dirk.

 

Dirk,
Een ingedekte styropor vleugel is het zelfde dan een standaard ribbenvleugel met hoofdliggers zonder webbing. Een juist geconstrueerde hoofdligger is in staat om de dwarskrachten op te vangen. Dus je hebt pas een buig sterke vleugel op het moment dat de dwarskrachten optimaal worden afgeleid.
De functie en werking van een webbing wordt vaak verkeerd begrepen.
Een webbing met vezelrichting onder 45 graden is de meest stijve holmconstructie.



Johannes

 

Opnieuw niet mee eens!

Wellicht is de weerstand tegen buiging zonder een vuren ligger oid. veel minder groot. Hij is er wel!

En, de invloed van de buitenhuid op de torsiestijfheid lijkt veel groter, maar is dat niet. De torsiekrachten (in Newtons gemeten) zijn vele malen kleiner dan de optredende trek- en drukkrachten bij buiging.

Mijn verhaal ging ook enkel over de buigbelasting.

Kijk ook even naar het berichtje #84 van Andre. Net als mijn oude ASW-19 heeft hij geen ligger. Volgens jullie stelling is dat onvoldoende sterk. Het feit dat mijn kist het jaren heeft volgehouden zonder ligger, volledig bestand tegen fors lieren, het feit dat al 22 jaar vliegt zonder interne ligger zou toch voldoende duidelijk moeten zijn dat het zo ook kan. En mijn bericht #85 geeft daarvoor de verklaring.

Gr. Dirk.

 

Het lijkt me toch interessant om te weten of er een ligger aanwezig is en, zo ja, tot waar deze dan loopt.
Er is een trucje om dit te weten te komen. Vleugel binnenshuis goed op temperatuur laten komen en dan 's avonds als het flink afkoelt buiten in de open lucht neerleggen. Als er dan ook een goede uitstraling is en liefst wat hoge vochtigheid in de lucht (geen regen) dan gaat de vleugel beslaan. Op delen van de vleugel waar het warmer blijft doordat er nog warmte van binnen wordt aangevoerd (t.p.v. de ligger, eventuele steunribben voor de vleugelpen, servo's) beslaat de vleugel pas een stuk later en is dus goed te zien of er onder het oppervlak wat zit.

De kwaliteit van een eventueel aanwezige ligger is dan natuurlijk nog wat anders.

Wat is de indruk van de torsiestijfheid van de vleugels?

 

Goeie Harm. ik had al lopen denken aan doorlichten met een lamp, maar dat geeft alleen bij erg dunne vleugels zinvolle resultaten.
Deze had ik over het hoofd gezien.

Gr. Dirk.

 

Volgens mij zijn jullie aardig op weg het draadje van topicstarter uit het oog te verliezen
Ik zou dit onderwerp graag in het wetenschapsforum zien komen (zoals Johannes al voorstelde)! De discussie en aangehaalde voorbeelden/argumenten zijn voor mij zéér leerzaam.

 

Met dwarskrachten bedoel ik niet torsiekrachten!
Dwarskrachten ontstaan in de webbing op het moment dat de hoofdligger op buiging wordt belast.
Mij gaat het hier niet om of een vleugel nu sterk genoeg is maar uitsluitend over de mechanismen tijdens het belasten van een vleugel.

Johannes

 

OK Johannes,
Ik had je verkeerd begrepen.
Ik heb met een vriendje (HTS werktuigbouwkunde) ooit eens buigbelastingen en liggers doorgerekend. Onze conclusie was dat als je voor de afschuifkrachten in de ligger (bovenkant wordt richting tip gedrukt) 1/10-de neemt van de trek- en drukkrachten in de ligger, dan zit je altijd goed. Veelal lagen die krachten op 1/20-ste.

Dat is meteen ook het zwakke punt van een schuimvleugel zonder ligger. Het feit dat de bovenindekking is vebonden met de onderindekking via neus- en achterlijst verbetert dat iets, maar niet veel. Feitelijk vervult het schuim hier ook de functie van webbing. Het is duidelijk dat de sterkte ervan niet veel voorstelt.

Overigens heb ik dat plaatje wat jij laat zien over buiging en torsie, en hoe dat te beïnvloeden/verbeteren vaker gezien. Wat ik daaraan verwarrend/onduidelijk vind, is dat het uitgangspunt een vleugel MET ligger is. Terwijl een (schuim)vleugel zonder aparte ligger ook vaak gebruikt wordt, en zeker in het verleden erg gangbaar was.

Gr. Dirk.

 

Het trukje van je vleugel in een goed verwarmde kamer te leggen en dan buiten in de koude vochtige lucht te leggen ga ik eens proberen.
Wat mijn indruk de torsiestijfheid van de vleugels is?
Dat is nu een beetje het probleem, als je een vleugel apart neemt en wat wringt en plooit lijkt deze superstevig en stijf, maar in de lucht vertellen ze een heel ander verhaal.

Ik ga in alle geval eerst nog eens vliegen en dit filmen, maar ik heb zitten bedenken als ik nu eens een groef van ergens een centimeter of 2 frees aan de onderkant van de vleugel ter hoogte van de ligger, hiet over heel de lengte carbonstrengen inleg en netjes met 3u epoxy inwerk?
Dit is een makkelijk werkje en zou toch al wat stevigheid meebrengen.

 

Dirk,
Nu zitten we op één lijn!
Arjan gaf ook al aan om een draadje te starten op het wetenschapsforum. Zie jij dat zitten?

Johannes

 

Ik reageer wel (kan ik toch niet laten )
Aerodynamica is niet het geschikte sub-forum.
Er zou een nieuw sub-forum binnen het forum "modelbouwwetenschap" moeten komen. "Mechanica"?

Dirk.

 

Naast het aerodynamica sub-forum kun je ook gewoon in het wetenschapsforum posten. Daar staan al meer van dit soort dingen zag ik.

 

Ik weet niet of jullie hier wat aan hebben maar zoals hij nu op de foto's ligt raakt zijn wiel de grond niet en dit is ongeveer het beeld qua vleugelbuiging die hij ook vertoond in de vlucht bij het optrekken.

 

Zo ziet de vleugel van mijn Alpina er ook uit als ik hem met 80 km/u (schatting) vol up trek. Het is niet echt wat ik verwacht van de vleugel van een acro-kist ... Ik zou er toch een beetje voorzochtig mee vliegen.

Ik schat de buigbelasting zoals die op de foto's is te zien op 2 à 2,5 G.
Normaliter ligt het gemiddelde aangrijppunt voor buiging op ongeveer 40% van de halve spanwijdte uit het midden. Het aangrijppunt ligt hier (vrijwel) bij de tip. Het buigmoment is dus 100/40=2,5x zo groot.

Dirk.

 

Deze doorbuiging zoals op de foto te zien is absoluut geen probleem.
Wil je minder doorbuiging bij dezelfde spanwijdte is maar één oplossing, nieuwe vleugel bouwen met een uitgekiende hoofdligger.

Johannes

 

[media=youtube]K2GVtGdsXrM[/media]