Schuimsnij testobject Milan.

Zolang mijn malletjes voor het snijden van mijn 3 m Prandlt nog niet beschikbaar zijn, houdt ik me bezig met het leren van wat mogelijk is met mijn recentelijk gebouwde zwaartekracht aangedreven schuimsnijder.
Het onderwerp van vandaag is de Milan160, een vliegende vleugel waarvan ik hier een beschrijving vond:
https://www.ig-nurfluegel.ch/milan_160.html
Ik gebruik het hier genoemde profiel MH62, maar heb de maatvoering aangepast, zodat beide vleugelhelften uit één plaat 100 x 50 x 4 cm Polystyreen gesneden kunnen worden:

Zo kom ik geleidelijk door de rest van dit isolatieschuim heen...



Het profiel is wat dikker, zodat er standaard servo's in passen en de vleugel wat steviger is in dit schuim.
Als mallen heb ik het profiel in drie afmetingen geprint, op karton gelijmd en uitgesneden. Een paar laagjes watergedragen lak om het karton schuurbaar en wat stabieler te maken.

Dit is een tijdrovende aangelegenheid, dus ik heb eenzelfde CNC tafelfrees besteld als ISOLA in zijn Cumulus topic laat zien (of ik ooit met de software overweg zal kunnen, valt nog maar te bezien...).

Eén van de opmerkingen (4) uit het artikel met betrekking tot een opvolger model betreft het eindeloze doorglijden in het grondeffect, waaronder een paar remkleppen.
Behalve de spoiler op mijn SIG Riser 100 en de ailerons op mijn Sophisticated Lady, heb ik hier weinig ervaring mee, dus het lijkt me wel een idee, om die hier toe te passen, zodat de optie butterfly beschikbaar is.

Door mijn aanpassingen is de spanwijdte ook toegenomen tot rond de 185 cm, dus ik maak de vleugel deelbaar, met de mogelijk tot nóg meer spanwijdte door een motorpod, mocht dat noodzakelijk blijken.

Carbon buis als vleugelverbinder (Ø8 mm Excel strong i.o.d. in messing of alu buis) en een paar carbon strips van 5 x 1 mm rechtopstaand in de vleugels.
Zodra ik de vleugelhelften met de 230 mm zijden tegen elkaar aan gelijmd heb en de versteviging er in zit, bepaal ik of het papier en verdunde houtlijm wordt, of glasweefsel en epoxy.

Het snijden van de vier delen was weer een uitdaging, want ik had maar een paar centimeter speling binnen mijn snijboog, die maar 51,5 cm ruimte binnen de poten heeft.
In plaats van te beginnen of eindigen met de snijdraad haaks op het trek mechaniek, waren beiden onder een hoek, wat voor veel trial and error met betrekking tot de lengte van de lijnen zorgde.
De tipverdraaiing van het buitenste segment heb ik op 1,5° gehouden.

Ook weer geleerd, dat de in- en uitloop van de malletjes nooit te lang is...

Morgen verder.

Groeten, Jan.

 

Vraag aan de vliegende vleugel experts.

In afwachting van beter weer, ben ik verder gegaan met mijn 'pré-Prandlt' project in Styropor.
Daar ik de afmetingen heb aangepast, wijken de maten af van het origineel, dus ik weet niet of het volgende grote gevolgen zal hebben voor het vlieggedrag; plaats en formaat van de vier 'flappen' hoogte- en richtingsroer).

Uit de Gebrauchsanleitung:

Klappen Flügel (Butterfly) also gute Bremswirkung oder Störklappen.
Wölbklappen 30% von 160 cm = 2 Klappen je 24 cm
Querruder ab 50% Spannweite bis 5 cm vor Winglets

De spanwijdte (zonder middendeel voor motor) bedraagt 181 cm, de achterlijst is 92 cm.

Als ik bovenstaande percentages hierop los laat en de flappen 5 cm van de winglets en de hartlijn laat beginnen kom ik op elevons van 27 cm en ailerons van 45 cm.
Ik houd dus 10 cm over.

Laat ik die 10 cm achterlijst 'kaal' of verdeel ik die 10 cm over beide flappen zodat ze 32 respectievelijk 50 cm lang worden en aan elkaar grenzen?

De achterlijst wordt een conische strip balsa van 40 x 6mm, die lijm ik aan het schuim en snijd, na droging, de flappen uit het balsa, zodat die 35 mm breed worden.
Op die manier hoop ik het slappe schuim te verstevigen aan de achterlijst.

Ik ga voor kunststof scharniertjes van 24 x 12 mm, waarin ik, vóór het monteren van de balsa strip, de gleuven ervoor in het balsa frees, zodat ze (hopelijk) ook eens strak gemonteerd gaan worden i.p.v. slingerend, zoals het er bij mij meestal gaat...

Andere vraag: hoe realiseer ik straks de remwerking?
Binnenste flappen (verder dan nodig voor reflex) omhoog en de buitenste omlaag, of andersom?

Groeten, Jan.

 

Wat is de pijlstelling van je vleugel (voor-en achterlijst)? Hij lijkt wat tussen een plank en een pijlvleugel in te zitten.
Bij een plank krijg je de beste vliegeigenschappen met doorlopende roeren over de spanwijdte (1 links, 1 rechts) en een absoluut spelingsvrije klepaansturing.
Bij een pijlvleugel < 30 graden pijling: Alleen roeren aan de tip, lengte 50 tot 30% van de halve spanwijdte.
Bij meer dan ca 30 graden pijling kun je bij de wortel nog een klep maken. Lengte 10 tot 20% van de spanwijdte. Deze klep werkt dan als hoogteroer en flap.
Kleppen tussen de 20 en 50% van de spanwijdte hebben bij een eenvoudige pijlvleugel uit schuim weinig zin. Vandaar de eerste vraag, bouw je een plank of een pijlvleugel?

 

Pijlvleugel.
Voorlijst 40°, achterlijst 23°.

Groeten, Jan.

 

Weet je het zeker? De pijling lijkt op je tekening van post 1 veel minder.
Mogelijk een kwestie van definitie. Ik bedoel de hoek die de voor (of achter)lijst t.o.v. een rechte vleugel maakt. Gemeten per vleugel helft.
Een pijlvleugel van 30 graden heeft een tophoek van 120 graden ( zo definiëren schermvliegers de hoek heb ik wel eens begrepen)

 

Achterlijst ~ 16 ° voorlijst ~ 25°

 

[QUOTE="MaartenCornelissen ( zo definiëren schermvliegers de hoek heb ik wel eens begrepen)[/QUOTE]
Je bedoelt deltavliegers denk ik, schermvliegers hebben nauwelijks neushoek... bij deltavliegers was de neushoek ooit een item, maar tegenwoordig eigenlijk niet meer.

 

Zoiets?


Groeten, Jan.

 

De achterwaardse pijl stelling word zo gemeten, volgens je maten is dat ~ 25°

 

Bedankt René,

Weer wat geleerd.
Als ik een haakse lijn op de hartlijn (320 mm) trek en dan meet, kom ik op 20°voor de voorlijst en 12° voor de achterlijst:

Tussen de buien door een paar foto's van the real thing; klopt aardig met de op de maatschets gemeten hoeken, tenminste recht van boven gezien, voorlijst 20 °:


Achterlijst 12 °.

De optische afwijkingen komen van de groothoeklens en het feit dat ik met de rug tegen de muur sta...

Blijft de oorspronkelijke vraagstelling: hoeveel flappen, hoe groot en op welke positie?

Groeten, Jan.

 

Ik zou alleen elevons (hoogte en rol gecombineerd) vanaf ca 50% spanwijdte tot de tip (of 5 cm daarvoor) doen.
Een klep in het midden (0 tot 20%) zou je als welvingsklep en remklep kunnen gebruiken, als hoogteroer zal het effect weinig zijn. Maakt de bouw wel weer wat complexer (en je hebt nog heel wat meer interessante projecten op stapel staan ;-). Tussen de 20% tot 50% zou ik geen klep doen.

 

Dat zou dan een elevon van 45 cm en een remklep van 18 cm worden, zoiets:

De elevons zijn dan dezelfde maat als de bouwbeschrijving, maar de remkleppen zijn 9 cm korter.
Zou je dat eens willen uitleggen, waarom geen kleppen ertussen in?

Als ik de remkleppen onder 45° (of meer) naar beneden zet, zal de vleugel willen duiken.
Heb ik dan voldoende elevon om daarvoor te compenseren? Lijkt me wel...

Voor de aansturing van de remkleppen (slider op de zender) zou ik de elevons middels een mix proefondervindelijk omhoog laten gaan.

Ik beschouw dit als een studieproject voor de Prandlt, zo heb ik vast wat meer idee van de mogelijkheden en onmogelijkheden daarvan.
Als ik de filmpjes van de NASA Prandlt bekijk, zie ik alleen de elevons, geen remkleppen.
Een soortgelijk (pré NASA) Al Bowers ontwerp van Nestofdragons is voorzien van remkleppen bovenop de vleugel, ook nog een optie.

Groeten, Jan.

 

De kleppen 'er tussen in' hebben geen effect op hoog/laag en slechts gering op rol. Ze veranderen wel de liftverdeling over de vleugel wat (tenzij je het heel precies uitzoekt en ontwerpt) tot meer weerstand leidt. Ook de bouw wordt wat moeilijker. Kortom meer na- dan voordelen.
Grote kans dat als je de remkleppen naar beneden doet, de neus van de vleugel juist omhoog gaat. Het effect van de remklep op hoog/laag zal niet heel groot zijn. Je kunt dat je prima compenseren met een mixer op de elevons.

 

Goed, dan ga ik voor 45 en 18 cm.

Door het gekozen materiaal en de bouwwijze, worden de kleppen maar 35 mm breed, zou dat een reden kunnen zijn de remkleppen langer te maken?

Ik ga als volgt te werk:
Een opstelling gemaakt met twee aluminium profielen met een paar stokjes van waterijsjes eronder, zodat de profielen iets gekanteld staan om de hoek van 7,5° te kunnen klemmen.

Op de foto zit er een reststuk ingeklemd, de volledige lengte van een meter past er ook in, die schuif ik na het frezen van drie gleuven twee keer op, het balsa loopt dan nét 3 mm vrij van de verticale steunen van de freesmachine.

De scharnieren die ik gebruik, zijn 12 mm diep en door de frees twee millimeter dieper te laten frezen dan de 10 mm die eigenlijk kan, valt het hele scharnier in het hout. Met dank aan het zachte balsa...

Mijn gedachtengang is, om alle sleuven in het balsa te frezen, dusdanig diep, dat ze nog zichtbaar zijn als ik de elevon en remklep er op 35 mm breedte heb afgesneden, nadat de balsa strips aan het schuim zijn verlijmd.
Ik kan dan de losgesneden delen opnieuw inspannen op het bed en de resterende diepte voor de scharnieren er in frezen, met de zichtbare gleuven als referentie.
De gleuven in het deel dat aan het schuim is gelijmd zijn dan maar 5 mm diep, maar die zijn eenvoudig dieper in het schuim te snijden.

Met een beetje geluk staan ze dan ook netjes en strak aan de vleugelrand...

Maakt het voor de werking nog uit of ik de elevons en remkleppen haaks op de achterlijst uit snijd, of dat ik ze parallel aan de hartlijn laat lopen, wat optisch mooier is (maar scherpe kwetsbare randen oplevert...)?

Groeten, Jan.

 

Je wilt natuurlijk met je nieuwe freesmachine aan de gang maar een tape scharnier lijkt me veel eenvoudiger. Met name bij de remklep die alleen een uitslag naar beneden heeft. Hoef je daar ook geen grote V bij de scharnier lijn te frezen.
35 mm is 11% van de koorde bij de wortel en 20% bij de tip. T.o.v. de gebruikelijke 25 a 30% klepbreedte heb je dan meer klepuitslag nodig.
Vanuit aerodynamisch oogpunt is een snede parallel met de vliegrichting (denk dat je dat met hartlijn bedoeld) het beste. Omdat de pijlstelling van de achterlijst gering is, kan haaks op de achterlijst ook wel. Hetzelfde probleem kom je straks tegen met stuurstang voor de kleppen. Mechanisch is haaks op de scharnierlijn het beste, aerodynamisch parallel met de vliegrichting. Onderschat de weerstand van schuin op de vliegrichting geplaatste 10 (20?) cm lange stuurstangen niet. Die is hoger dan de romp en staartvlakken van een conventioneel vliegtuig.

 

Genade! 25% wordt dan 80mm aan de root en 43,75mm aan de tip...
Dat zijn wel serieus grote lappen.

Daar zal ik nog een nachtje over slapen, want dan moet er materiaal bij, bij mijn slechts 40 mm brede balsa.
Eens kijken wat ik nog heb staan.

Groeten, Jan.

P.S.: Natuurlijk had ik de sleuven in de 40 mm brede lijsten al gefreesd, toen ik dit las...

 

Met name voor de elevons is het zinvol. Als je een elevon met een constante breedte van 50 mm neemt, krijg je aan de tip (waar het roer het grootste moment heeft) ook relatief de meeste kracht per graden klep uitslag.
Voor de remklep maakt het niet zo veel uit, daar is extra weerstand t.g.v. een grotere uitslag juist gewenst.

 

Gelukkig heb ik geen last van de weerstand van een romp, hooguit de winglets.
Ik heb nog even gekeken naar RDS voor de aansturing, maar dat wordt wel een gepriegel in een schuimvleugel met het bevestigen van de servo's.
De geringe dikte van de elevons en remkleppen maken de diameter (en noodzakelijke lengte) van de asjes het installeren van de pockets ook tot een uitdaging.

De RDS aansturing bewaar ik voor de Prandlt, waar iets meer materiaaldikte voorhanden is.

Ik begin met het aanlijmen van de 40 mm brede conische strip; mocht het helemaal niet werken, kan ik er altijd nog extensies aan lijmen...

Groeten, Jan.

 

Weinig voortgang; tape verwijderd en de overgang van de balsa strip naar het schuim geplamuurd met spackle.
De hele vleugel moet geëgaliseerd worden, anders blijf je de structuur van de Styropor door het papier zien.
Vast wat 5 x 1 mm carbon strips klaargelegd om (rechtopstaand) aan de onderzijde in de vleugels te lijmen en een stuk Ø8 mm carbon buis als vleugelverbinder.
Nu nog een stuk alu buis van Ø10 mm uitwendig en Ø8 mm inwendig.

Groeten, Jan.

 

De alu buis is binnen en het is me te koud om te gaan vliegen, dus vandaag reparatie- (Falcon) en bouw dag.
Hoe ver laat ik de vleugelverbinder in de vleugelhelften steken?
Dit varieert bij de diverse vliegtuigen in mijn collectie, dus ik heb geen idee wat bij styropor wenselijk is.
Bovenaanzicht:

Met de buis 30 cm in elke helft:

Dichterbij:

In elke vleugelhelft komt nog een carbon strip 5 x 1 ter hoogte van de grootste dikte, die kruist de alu buis.
Suggesties zijn welkom!

Groeten, Jan.