Innenlage einer Sandwich-Fläche

[Tobias Reik]

Hallo!

Ich verschiebe einige Beiträge wegen leicht OT von dieser Stelle:

http://www.dynamic-soaring.de/forum/showthread.php?p=2437#post2437

mal hier hinein.

Viel Spaß!

Herzliche Grüße

Artur

.................................................. .....................



Hallo Jungs,

mal eine doofe Frage am Rande: Macht es sinn die 93er-Kohle innen auf den Stützstoff zu legen ? Wäre sie nicht unter der Aussenlage besser aufgehoben ?

... als innenlage (gegen Beulen) sollte doch eine 49g-Glaslage genau so funktionieren.

Viele Grüße
Tobi

[Mark Walz]

Hallo Jungs,

... als innenlage (gegen Beulen) sollte doch eine 49g-Glaslage genau so funktionieren.



....ähm, wie soll eine Innenlage aus 49er Glas genauso funktionieren wie eine aus 93er Kohle? :rolleyes:

Gruss Mark

[Tobias Reik]

Hi Mark,

nicht was ich schreibe, was ich meine...

Die Innenlage dient doch ausschließlich gegen das Beulen, welches hauptsächlich beim "befingern" lokal auftritt.

Die teure 93er-Kohle für diesen Zweck zu gebrauchen ist doch oversized - die würde als 2. D-Box-Lage in der Außenlage doch mehr bringen und ein 49er Glas könnte dann entspannt den Job der Innenlage übernehmen...

Ich sehe ein, daß eine Schwarze Innenlage das grüne Zeug schön versteckt und somit bestimmt auch verkaufsfördernd ist, aber Funktionell leuchtet mir das nicht ein.

Viele Grüße
Tobi

[Mark Walz]

Hallo Tobi,

jetzt mal langsam. ;-)

Die D-Box erhöht die Torsionsteifigkeit.
Die Innenlage erhöht die Torsionsteifigkeit und vorallem die Beulsteifigkeit (Sandwich).

Hier gehts weniger ums befingern, sondern dass die Schale beim Fliegen nicht einknickt!!!

...äh und was meinst du bitte mit verkaufsfördernd?? Hört sich ein wenig provokant an. ;-)
Verkaufen tu ich nichts.

Gruss Mark

[Tobias Reik]

War nicht provokant gemeint.

Wie ich sehe sind wir übereinstimmend, daß die Innenlage gegen das Beulen dient.
Ich frage mich halt wie viel Beulen während dem Fliegen auftritt.

Wenn ich dann den Gedanken weiter verfolge überlege ich halt ob der Materialeinsatz der 93er Kohle in der Aussenlage nicht automatisch durch seine zusätzliche Materialdicke in der Aussenlage diese (in kombination mit einer 49er Innelage) die Beulferstigkeit den selben wert ergäbe (oder sogar einen höheren) wie der jetzige Aufbau - nur mit dem Unterschied, daß die Torsion nochmals erhöht würde...

Grüße
Tobi

N.S.: Wo beult ein Flügel eigentlich im Flug zuerst ? Nasenleiste ? Hinter der Max. Dicke ???

[Mark Walz]

Bin ich anderer Meinung, aber probiers halt aus! ;-)

Gruss

[Tobias Reik]

Schade, ich hatte die Hoffnung das es auch für dieses Thema ein Excell-Sheet á la Baron gibt.

Tobi

[Artur Blömker]

Wo beult ein Flügel eigentlich im Flug zuerst ? Nasenleiste ? Hinter der Max. Dicke ???

Hallo!

Zwischen Flächensteg und Flächenabschluss-Steg, da wo auch die Servos sind. Rippen insbesondere in dem Bereich sind sinnvoll. Um so mehr Rippen verbaut werden, um so dünner kann die Innenlage ausfallen.

Innenlage CFK 93er:

Ich bin sicher, es ist richtig wie Mark es macht. Ausserdem käme das Gewicht einer 49er Glaslage dann dazu. In der Außenlage verschiedenartige CFK-Gewebe zu verbauen halte ich für ungünstig, da das CFK-Gewebe mit den eher liegenden Filamenten (also das dünnere) stärker beansprucht wird als das andere, zusätzlich das am weitesten aussen liegende auch am stärksten. So gesehen ist das dünne 93er CFK innen auf dem Stützstoff liegend vielleicht am genau richtigen Ort aus der Sicht der Belastbarkeit (auf Torsion). Noch dazu ist das Sandwich mit CFK innen deutlich beulfester.

Davon abgesehen: wenn Mark schreibt "probiers halt aus" würde ich das nicht tun ... bau es gleich so! ;):D

Herzliche Grüße

Artur

[Tobias Reik]

Hallo Artur,

danke für die Ausführungen :)

... das habe sogar ich versanden.
(selbst die Ausführung zur verwendung verschiedener Gewebe in einer "ebene")

Gibt es für das Beulen rechnerische Werte, die jemand wie ich beherrschen kann.
Letztenendes müßte es sich doch aus der Fluggeschwindigkeit, der Stützstoffhöhe und dem verwendetem Profil (und dem daraus entstehenden Unterdruck beim abbremsen der Luft) ermitteln lassen...

Tobi

[Jaro_U]

Gibt es für das Beulen rechnerische Werte, die jemand wie ich beherrschen kann.

Nein!

Letztenendes müßte es sich doch aus der Fluggeschwindigkeit, der Stützstoffhöhe und dem verwendetem Profil (und dem daraus entstehenden Unterdruck beim abbremsen der Luft) ermitteln lassen...

Der reine Staudruck ist bei diesen Anwendungen viel weniger das Problem, als ein evtl. Beulen hervorgerufen durch die Torsion des Flügels...

Ciao,
Jaro

[Tobias Reik]

Danke fürs verschieben, Artur :)

[Thomas Nothdurft]

Hallo Tobias,

das mit der Innenlage sehe ich prinzipiell genauso wie Du. Ich bin der Meinung, daß wenn man eine zweite Lage Kohle einbringt diese gegen verdrehen(Torsion) wahrscheinlich außen deutlich mehr bringt als innen. Allerdings sollte die Innenlage in Kohle besser gegen beulen sein als eine Innenlage in Glas gleicher Grammatur. Wie groß die Beulsteifigkeit allerdings sein sollte wissen die Götter.

Viele Grüße
Thomas

[ArneF]

Tach Jungs,

interessantes Thema, hatte ich schon desöfteren drüber diskutiert, auch und gerade mit Thommy.
Ohne dass ich irgendeinem zu nahe treten will, macht ihre es euch bei den Argumenten und der Art der Betrachtung vermutlich etwas zu einfach. Ein wenig technischer sollte man das ganze schon angehen und ohne eine genauere Betrachtung, welche Kräfte auf den Flügel wirken und wo sie duch was und wie aufgenommen werden (toller Satz...) macht das ganze keinen Sinn. Ich schreibe morgen gerne nochmal meine Anschauung dazu, heute abend habe ich auf den dann doch etwas längeren Beitrag keine Lust mehr. Ohne dass ich jetzt derjenige wäre, der das alles durchschauen oder wissen würde, denn es ist durchaus ziemlich komplex, auch ohne komplette aerolelastische Untersuchung. Also morgen mehr von meiner Seite.

Gruß Arne

[Tobias Reik]

Hallo Thomas und Arne,

vielen dank für euren (vorläufigen) Input.

Ich bin gespannt wie Flitzebogen auf deine Erörterung morgen.

Tobi

P.S.: Mich erinnert das Thema ein wenig an die Diskussion in RCN als es darum ging wie ein Holmsteg aussehen muß, welche Kräfte er aufnehmen muß und wie die Verklebung zu geschehen hat.
Nachdem da ein paar Cracks ewig gerechnet haben kam erstaunlicher weise heraus, daß die beanspruchung gar nicht so groß wie vermutet ist.

[ArneF]

Moin,

ein wenig muss ich wohl ausholen.

Klar machen muss man sich als erstes die Kräfte. Die Torsionsbelastung muss hauptsächlich von der Schale aufgenommen werden und sorgt dort für Zug- und Druckspannungen. Die wiederum müssen von den dort verarbeiteten Geweben/Fasern aufgenommen werden. Diese wiederum müssen dafür (vor allem für die Druckbelastung) bestmöglich in Position gehalten/gestützt werden.
Weiterhin muss man sich die Zusammenhänge mit der Bauhöhe klar machen. Torsion ist nix anderes als ein Drehmoment, in dem Fall liegt der Drehpunkt vereinfacht (und in der Ebene der Flügeldicke) betrachtet in der Profilsehne. Der Rest ist im Prinzip einfaches Hebelgesetz, welches sich dann in dem Widerstandmoment eines geometrischen Körpers wiederfindet. Das vertiefe ich jetzt aber nicht. Jedenfalls nimmt man die Kräfte am sinnigsten möglichst weit außen auf. Je länger der Hebel, desto kleiner eben die Kraft (und dadurch die Spannungen). Daher kann man mit einer gegebenen Materialbelegung das Drehmoment am wirkungsvollsten ganz außen in der Schale abfangen.
Betrachten wir dazu die Steifigkeit, denn um die geht es. Festigkeit ist in der Schale nachrangig, man kommt dort fast nie an Bruchspannungen der Faser, Festigkeit ist hier also eh gegeben.
Bei der Steifigkeit geht die Bauhöhe in der 3. Potenz ein. Daher ist es logischerweise sehr wichtig, die lastaufnehmenden Fasern möglichst weit nach außen zu bringen.
Das als basic für die Frage der Aufteilung der Fasern auf Außen- und Innenlage.

Damit die Fasern die Lasten aufnehmen können, müssen sie wie gesagt bestmöglich gestützt werden. Dafür sorgt i.d.R. das Sandwich. Aus den oben genannten Gründen bringt man die Kohle aber im ersten Schritt mal nach außen. Innen können die verwendeten Fasern die Verwindung des Flügels deutlich schlechter verkleinern. Um die Sandwichschale zu stabilisieren ist Glas (mit weniger Gewicht als die Außenlage) erstmal gut und ausreichend, komplett ist das Sandwich ja erst mit der Innenlage. Das Glas innen(bzw. die Inneblage generell) sorgt also für die Vervollständigung des Sandwiches, welches so die Außenlage stützen kann.
Möchte man nun für mehr Steifigkeit mehr Kohle einsetzen ist es nach der Anschauung sinnig, sie auch nach außen zu bringen.
Wieviel schlechter es wird, wenn sie stattdessen in der Innenlage liegt hängt natürlich vom Verhältnis Schalendicke zu Flügeldicke ab. Beispie: Bei 1mm Schalendicke und 100mm Flügeldicke macht es nicht viel aus, bei 1mm Schalendicke und 2mm Flügeldicke gigantisch viel. Überspitzt zur Veranschaulichung.
Klar ist es, das man trotzdem Steifigkeit gewinnt, wenn man bei gegebener Außenlage die Innenlage aus Glas durch eine in Kohle gleicher Gewichtsklasse ersetzt. Hier sind die Faktoren nur Kosten und entsprechend dünne Kohle zu bekommen, wenn man leicht bleiben will. Insofern ist ne 66er Kohle als Innelage sicher besserals 49er Glas bei unwesentlich mehr Gewicht.
Wenn jetzt zusätzliche Kohle engesetzt werden soll ist die Frage ja Inne- oder Außenlage. Bzw. könnte man sich auch fragen, die Kohelaußenlage etwas schwerer zu gestalten und stattdessen eben innen keine Kohle zu verwenden sondern ein dünneres und leichteres Glas.
Ab hier fängt es bei mir auch an etwas spekulativer zu werden. Die Abwägung wird hauptsächlich durch zwei Faktoren bestimmt, bei denen es um die jeweiligen Anteile an der Lastaufnahme geht. Das ist einmal der beschriebene Faktor, dass die Kohle außen deutlich mehr bewirkt (gegen Torsion) als innen. Der zweite, konträre Faktor ist, dass eine demgegenüber innen eingelegte Kohle die Sandwichschale besser bzw. weiter stabilisiert. Wwas wiederum dazu führt, dass die außen liegenden Fasern sich unter Last weniger bewegen können und so die Spannungen besser/mit weniger Verformung aufnehmen können, so die Torsion also auch verkleinert wird.
Die Frage bzw. eine wichtige Frage ist also, wie sich diese beiden Faktoren anteilig auswirken, was von beidem also mehr bringt. Das kann ich auch nicht beantworten, sondern nur einschätzen bzw. spekulieren.
Als kleines Resumee würde ich im Sandwich immer dahingehend differenzieren, außen mehr und innen weniger Material einzubauen, was ja auch gängig ist. Kohle innen ja/nein hängt vom eingesetzten Geld ab. Wenn ich die gewünschte Materialmenege innen in Kohle bekomme (Grammatur) und das Geld ausgeben will rein damit. Wenn es stabilere Flügel mit mehr Kohle werden würde ich anfangen, auch innen definitiv Kohle einzusetzen. Immer aber deutlich weniger als außen.
Bei einem klassischen Aufbau (als Beispiel) 93er Kohle außen und 49er Glas innen würde ich bei einem gewünschtem Mehr an Materialeinsatz dazu tendieren, dies außen einzubauen bzw. eine Kombination aus außen und innen.

Eine weitere Differnzierung kann dann lokal über den Flügel erfolgen, z.B. eben Innenflügel und D-Box mehr Material als der Rest. Da sich auch die Torsionsbelastung ja nicht gleichmäßig über den Flügel verteilt. Das ist aber ja nix neues.

Ich halte die oben genannte Abwägung zwischen Material außen wegen der 3. Potenz im Widerstandsmoment einerseits und der Stützwirkung vom Innenmaterial für die Sandwichschale und die damit einhergehende Verrinfgerung der Torsion für eine recht wichtige.

Soweit (und so lang) von mir,
Gruß Arne

[Artur Blömker]

Hallo Arne!

Danke Dir - Deine Ausführungen stimmen ja. Mir fehlt aber noch etwas - ich denke da kann man noch näher an eine Lösung kommen.

Die Frage war:

93er Kohle in die Außenlage bringen oder lieber als Innenlage verwenden. Ich denke schon, daß man da ohne Mathematik eine Tendenz erdenken kann. Ich überlege mir eine Formulierung und schreibe morgen was dazu.


Liebe Grüße

Artur

P.S. zur Erinnerung - der Aufbau der Donnerlotte-Hangflugversion von Mark:

Der Aufbau ist kein Geheimnis: 49er Glas, 160er Kohle, 1,2 Airex, 93er Kohle. Die Gurt ist aus UHM, aber nicht die R&G UHM gebaut. ;)
Gegen Torsion sind noch Rippen eingebaut, aber das sieht man ja ganz gut.

[Artur Blömker]

Mache ich´s doch gleich: ;)

Wie Arne geschrieben hat, muss die Aussenschale in sich steif bleiben, es darf nichts einknicken/beulen, sonst verdreht sich der Flügel enorm, und verliert seine Profiltreue und Leistungsfähigkeit, es könnte auch ein Flattern auslösen oder strukturelle Schäden verursachen.

Bei einem Profil ist im Bereich der Nase eine größere Wölbung, dann kommt zur Mitte hin der Bereich der Rovings/Gelege/Steg. Diese Zonen sind weniger beulgefährdet, sondern nur weiter hinten, der Bereich zwischen Flächensteg bis zur Ruderscharnier-Linie, da sind die Profile weniger gewölbt und werden nicht unterstützt, erst wieder durch den Flächenabschluss-Steg.

Die Aussenschale kann und muss man in diesem Bereich deutlich versteifen, das kann geschehen durch Rippen (wird immer mehr gemacht, ist aber aufwändig), oder durch Stützstoff kombiniert mit einer Innenlage (Sandwich), oder am besten durch beides gleichzeitig.

Wenn ich mal "ohne Rippen" weiter denke - das Sandwich:

Die Schale hat nun aussen dünnes Glas, dann kommt die 160er CFK, dann der Stützstoff, und dann die Innenlage. Mann könnte nun Probestücke herstellen in diesem Aufbau, sagen wir mal 150 x 150 mm groß, diese hochkant einspannen in einen Schraubstock und seitlich drücken, die Auslenkung feststellen oder ein Beulen erzeugen duch Druck von oben.

Wenn die beiden Materialien rechts und links des Stützstoffes nun sehr unterschiedlich stabil sind, wird das System viel schneller versagen bzw. einer Belastung stark ausweichen. Optimal wäre so betrachtet eigentlich ein symmetrischer Aufbau, durchaus vergleichbar mit dem Holm einer Tragfläche. Mache ich den Stützstoff dicker, wird die Beulgefahr geringer. In Grenzen ist das möglich, bis das Optimum an Steifigkeit zu Gewicht erreicht ist.

Nun ist es aus Gewichtsgründen nicht immer gewollt und erforderlich, auch innen eine schwere Lage CFK einzubauen, aber WENN man nun schon 93er CFK zur Verfügung hat, würde ich diese auch innen einbauen, und eben nicht zusätzlich zur 160er auch aussen, um das System "Sandwich" so optimal wie möglich zu gestalten. Dann können diese beiden Sandwich-Aussenschalen den Flügel besser "in Form" halten.

Gutes Nächtle - spät genug. ;)

Herzliche Grüße

Artur

[Tobias Reik]

Danke Arne und Artur !


Die Frage wäre doch ob ein Aufbau mit 2x93 Kohle + 1,2 Airex + 49er Glas besser wäre - und zusätzlich mit einem leichteren Aufbau.

Grüße
Tobi


Hi Tobi! Ich verkürze Deinen Text etwas zwecks Übersichtlichkeit

[Jaro_U]

Hallo Leute!

Die grundsätzliche Fragestellung hat Arne, in meinen Augen, super und sehr anschaulich beantwortet! Danke dafür! :)
Nur um das Fazit nochmal knapp zu wiederholen: Es gibt für diesen Fall keine pauschale Antwort!!! Man müsste es für jeden Flügel individuell und sehr aufwändig (!) berechnen! Wäre die Frage, ob man bei einer 93er Kohle außen ein 800g Kohlegelege nach innen legen soll, gäbe es eine klare Antwort: nein. Aber hier, 160er außen, 93er innen lässt sich das nicht so einfach sagen...

Was Artur schreibt, Stichwort symmetrisches Sandwich:

Auch wieder schwer zu sagen... Symmetrie ist in erster Linie wichtig um Verzug zu vermeiden. Über den gesamten Flügel betrachtet (mit Unter- und Oberschale) ist er ja symmetrisch und in der Praxis zeigt sich: Verzug ist auch bei 200er Kohle außen und 50er Glas innen kein Problem.
Um das max. Widerstandsmoment eines Sandwiches auszunutzen muss es symmetrisch aufgebaut sein (bei symmetrischer Last), wir haben aber zusätzlich die Anforderung, dass wir ein großes Widerstandsmoment des Flügels gegen Torsion erreichen - was Arne schrieb, weshalb alles möglichst weit nach außen soll...
Also wieder das selbe Problem mit der Abwägung zwischen zwei unterschiedlichen Anforderungen, die sich gegenseitig beeinflussen...
Kleiner praktischer Denkanstoß: Nehmen wir an, ein Sandwich aus 50er Glas (auf beiden Seiten) mit 1,2mm Airex würde uns für die Beulsteifigkeit reichen. Nun brauchen wir aber eine 200er Kohle um die Torsionssteifigkeit herzustellen und legen diese auf eine Seite dazu (mit Verzug durch "Unsymmetrie" haben wir ja keine Probleme, also ist das erlaubt), dann haben wir exakt das, was viele Leute in ihrem Flügel haben.......

Soviel von meiner Seite.

Liebe Grüße Jaro

[Mark Walz]

Hallo zusammen,

ich muss jetzt doch noch was loswerden.

Tobi du verwirrst. Ursprünglich gings doch darum die 93er zusätzlich in die Aussenschale zu bringen und dafür ne 49er Glas einzusetzen.

Die Fragestellung hat sich mittlerweile so oft geändert, dass wir nun hier angekommen sind:



Die Frage wäre doch ob ein Aufbau mit 2x93 Kohle + 1,2 Airex + 49er Glas besser wäre - und zusätzlich mit einem leichteren Aufbau.



Bissle schwierig so zu diskutieren. :rolleyes:

Zu deiner neuen Frage oben in Verbindung mit den super Ausführungen von Arne, zumindest meiner Meinung nach ein klares NEIN.

Warum 2x93g? Das sind 186g mit den oben genannten negativen Eigenschaften und das mit nem sauteuren Gewebe. Denke es leuchtet Dir ein diese unsinnige Kombi mit einer 160er oder 200er Kohle zu ersetzten.
Das nun ein Sandwich mit einer Innenlage 49er leichter wird ist ebenfalls klar, aber sicher nicht so steif wie mit ner 93er Kohle.

Die Frage ist für mich was steht im Lasten- bzw. Pflichtenheft: ein "Standart Flieger", eine superleicht Version, was "DS festes" , solls billig sein usw.

Ein Golf gibts auch in unterschiedlichsten Motorisierungen und Varianten.
Je nach Nutzer kommt eben für jeden was anderes in Betracht.

Ich wollte ne steife und feste Hangversion mit max. 2,7kg und da liege ich mit der 93er Kohle sicher besser als mit ner 49er Glas innen.
Deine Vorschläge waren entweder leichter, schwerer, immer teurer und meines erachtens nicht sinnig dimensioniert/aufgebaut.

@ Danke Arne für deine tolle Erläuterung. Hast offensichtlich dein Feierabend nach nem langen Arbeitstag dafür geopfert. ;-)

Grüsse Mark

[Tim Medhurst]

Hallo Leute,

da es ja nun schon kompliziert geworden ist, möchte ich auch noch etwas
Vewirrung stiften ;)

(Ich beziehe mich hierbei auf einen Kreisquerschnitt, bei allem anderen
bekomme ich einen Knoten im Kopf....)

Grundsätzlich stimme ich Arne zu, allerdings stimmt es für dünnwandige
Schalen nicht ganz, dass das Widerstandsmoment gegen Torison (Wt)
mit der dritten Potenz steigt: (klick für größer)

907
t : Wandstärke
dm : mittlerer Durchmesser

Quelle: Tim.
Was Biegung angeht, hat Arne aber völlig Recht.

Torsion erzeugt immer Schub (Tau), nicht Zug-Druck. Da die Faserorientierung
aber zufällig in Schubrichtung liegt, sehen die Fasern Zug/Druck, es ist
dennoch eine Schubbelastung.

Wenn die Dicke der Schale t viel kleiner dem mittleren Durchmesser dm
(das ist bei Modellflügeln immer der Fall), dann hängt Wt (und damit letztendlich die Steifigkeit)
vom Quadrat des mittleren Durchmessers ab und von der Schalendicke (linear).

Ein anderer Gedanke:
Im Prinzip haben wir bei einer Sandwichschale zwei ineinander liegende Rohre,
welche durch den Schaum verbunden sind. Die (Schub-)Steifigkeit beider Rohre
ist sehr viel größer (um Potenzen) als die des Schaums.
Wenn ich das äußere Rohr (=Ausselage) verwinde, ergibt das Schub.
Dieser wird nur sehr schlecht über den Schaum (da viel weniger steif auf
Schiebung) an die Innenlage weitergereicht. Die Innelage wird nciht
so weit verdreht wie die Aussenlage, der Schaum "frisst die Verdrehung" teiweise
auf...
Je steifer gegen Verschieben der Schaum ist, desto steifer der Gesamtverbund.
Übertriebenes Beispiel: Stahlvollkern (supersteif), weicher Schaum (5mm dick), Kohleaussenlage:
Man kann sich leicht vorstellen, dass wenn man die Aussenschale verwindet,
der Schaum im Extremfall so weit zusammengedrückt wird, bis das Aussen-
laminat den Stahlkernberührt.
Das tritt in der Realität auch auf, nur nicht so schlimm. Es kostet aber
dennoch Steifigkeit.
Abhilfe? Evtl. den Schum mit kleinen Löchern versehen, so dass sich
zwischen den Lagen kleine Harzstäbe bilden, die ein Verschieben
gegeneinander erschweren?


Jetzt kommt das Beulen...
Hier gibt es zwei relevante Fälle, einer ist Beulen durch Verbiegen des
Flügels unter Auftriebsbelastung (also ohne Torsion für die Schale).
Hier ist eigentlich nur die Oberseite betroffen, da diese aber schön gekrümt
ist, ist es nicht so schlimm.
Für diesen Fall ist, wie Artur schon schrieb, ein symmetischer Aufbau ideal,
weil wir es mit einem Ausknicken zu tun haben.

Bei Torsion ist das aber (und hier wird mein Halbwissen zu Viertelwissen ;))
leicht anders.
Wenn ich an einen mit Folie bespannten Rippenflügel denke, beult die Folie
nicht so richtig. Es bilden sich Falten unter 45° in den Rippenfeldern.
Das ist Schub, siehe oben. Dieser wird von den Fasern als Zug/Druck
aufgenommen. Die Fasern müssen also gegen Ausknicken geschützt werden.
Dafür nutzt man das Sandwich...
Was auf der Innenseite liegt, sollte also egal sein, solange es verhindert,
dass die Fasern auf der Aussenseite ausknicken.
Das spricht meiner Meinung nach für leichtes Glas auf der Innenseite.

ABER es gibt ja Erfahrungen, die zeigen, dass Kohle auf der Innelage
erheblichen Steifigkeitsgewinn bringt. Da sind wir wieder bei den beiden
mit Schaum verbundenen Rohren von oben....
Dass die "Handhabbarkeit" einer Fläche mit Kohle innen besser ist, steht
ausser Frage.


Und weil es so schön war, noch ein kleines Bild mit Formeln:

908
l: Länge Rohr
h: Wandstärke
R: Radius Rohr
E: E-Modul

Quelle: Tim

Das rot umrandete gibt die Zusammenhänge der Verdrehung wieder.
Zusammengefasst steht da:
Beulen hängt ab (wird weniger)
-vom E-Modul (linear)
-vom Quadrat der Wandstärke

Beulen nimmt zu mit:
-dem Quadrat der Länge des Teils

Den Rest vernachlässige ich mal...
Rippen sind also super, weil sie die Länge verringern und damit auch die
Beulanfälligkeit. Ausserdem nehmen sie die Schubkräfte auf, verhindern
sozusagen ein Verschieben der Ober-Unterschale zueinander. Also immer
schön Rippen einbauen, wenn man Zeit und Lust hat :D

Ich hoffe das bringt ein wenig Licht ins Dunkel,
auch wenn ich gestehen muss, dass die Praxis wohl der Beste Weg ist,
um hier eindeutige Aussagen treffen zu können.

Und die Praxis sagt: Kohle innen funktioniert super und bringt einen Gewinn!

Gruß
Tim

[Artur Blömker]

Hallo!

Danke Jaro, Mark und Tim! Annäherung ist in Sicht! ;)


(Das Thema Stützstoff machen wir bestimmt mal später - das ist auch sehr interessant, auch die Idee von Tim mit den Löchern im Stützstoff ist es sicher wert, mal drüber zu schreiben)


Wenn man die Anforderungen an einen Flügel "aufdröselt" kommt man weiter - gefällt mir gut!

Ich "drösele" auch mal:

Ich spreche noch einmal einen Teilbereich an, bei dem ich glaube, daß er unterschätzt wird - ich mache einen Schnitt in Flugrichtung:

Ich schneide ein Stück aus einer Tragfläche, sagen wir mal Profiltiefe 200 mm, und Segmentbreite auch 200 mm. An der Endeiste schneide ich 50 mm ab und kann dann von hinten zwischen die Ober- und Unterschale schauen, denn ich habe soeben das Ruder und auch den Flächenabschluss-Steg entfernt ...


... soll ich ein Foto machen ... ? Hab´ noch Absturz-Reste ... :p


Nun habe ich oben und unten Schalen, die sich recht leicht nach oben oder unten oder auseinander drücken lassen. Die Schalen sind für sich gesehen nur mäßig biegesteif.


Das gefällt aber gar nicht! Warum?

1, Bei einem Ruderausschlag schwingt dieser Bereich
2. Das Ruder hat sein Scharnier an einer dieser Schalen, meist an der unteren.


Was kann ich verbessern?

1. Rippen einbauen - super und immer empfehlenswert, und ausser dem Arbeitsaufwand ohne Nachteile (markieren sich höchstens etwas)

2. jede Schale optimieren durch einen Aufbau, der so symmetrisch ist wie möglich.

Ich denke, soweit dürfte - diesen Teilbereich für Sich betrachtet - jeder einverstanden sein.

Meine These ist:

Die Stabilität des Profils (in Flugrichtung) und der Scharnierebene ist als Summe wichtiger als die Erhöhung der Torsion durch eine nach aussen gelegte, zusätzliche Lage 93er CFK. Ich glaube, die Vorteile bei der Torsion würden nicht zum Tragen kommen.

Was meint ihr?

Herzliche Grüße

Artur




P.S. bitte immer beim vorn genannten Aufbau der Tragfläche bleiben ... sonst wird´s zu kompliziert ... :

Thema ist:

Tragfläche für ein stabiles Hangflugmodell:

A) 49er Glas, 160er Kohle, 1,2 Airex, 93er Kohle oder B) 49er Glas, 93er Kohle, 160er Kohle, 1,2 Airex, 49er Glas

Was macht mehr Sinn?

[leinad.w]

hallo artur und alle anderen,

ich nehme B, weil mir "viel" cfk in der außenschicht mehr robustheit und gewicht bietet.

A nehme ich deswegen nicht, weil die delamination droht.

begründung:

ich habe da erstmal auch eine frage zu dem schalenaufbau. bei welcher belastung / geschwindigkeit fängt denn überhaupt so ein flügel an im flug zu tordieren / flattern? ich habe noch nie ein flügel flattern gesehen. vielleicht kommt es auch daher, weil hier vielleicht in 99% der fälle im übermaß alles verbaut wird. ;)

man nehme sich nur mal den eisvogel (http://www.rc-network.de/forum/showthread.php?t=98558). aufbau gfk (weiß leider nicht welches) dann 80er cfk + 80 cfk in der d-box, stützstoff und dann gfk. mit dem aufbau fliegt der beim speed-wettbewerb mit. ohne die d-box ist mal einer zerflattert, ansonsten hält es anscheinend... hmmm, und die > 400 km haben die doch auch schon erreicht, oder? ;)

also denke ich, dass die flügelpatien und deren auslegung, die artur anspricht wichtiger sind als, die auslegung auf torsionsfähigkeit mit der cfk-lage vor oder hinter dem stützstoff... das beeinflußt im größten teil nur die grifffestigkeit. und die delaminationsgefahr wäre übrigens auch zu beachten...

zu den beulen, die gibt es ja nur durch biegung und die biegung sollte größenteils (vielleicht 90 zu 10) der holm und nicht die schale aufnehmen, denke ich... also, würde ich mir mal keine großen gedanken über die schale machen, da die meiner meinung nach nur zur aerodynamischen luftführung dient und natürlich zum anfassen. die ist somit, meist überdimensinoiert, was den flugbetrieb angeht. lieber nen ordentlichen steg und gurt + zusätzliche verbindungen der unter und oberschale (wabenprinziep) einbauen, das ist denke ich wichtiger...

grüße aus hannover vom daniel... :)

ps: ich bin praktiker und habe bestimmt gefährliches halbwissen... :o möchte, das aber ändern! :)

pps: die überlegung mit den löchern im stützstoff, habe ich auch schon gemacht und auch praktisch angewendet...