Svenskt Modellflyg



                

Bläddrar i: Byggforum / Hur man beräknar/konstruerar egen modell
2015-04-04 10:26:09
Hur man beräknar/konstruerar egen modell    
oveb
Skicka mail
Den här tråden handlar om att beräkna och konstruera en helt egen modell av valfri typ. När man köper en ARF så vet man att den kommer att flyga hyfsat bara man håller TP enl anvisning. Men att beräkna och konstruera en egen modell ger en väldigt tillfredsställande känsla när man ser att modellen går som man tänkte sig. Man måste ta god tid på sig, så man flyger de vanliga modellerna som vanligt och gör det egna bygget under tiden när man har lust.

Jag visar delar av mitt eget bygge för att visa hur beräkningarna går till och hur det till slut blev. Men det är inte meningen att du skall kopiera mitt bygge utan göra din helt egna modell. Beräkningarna är allmängiltiga för en modell med motorn fram och stabben bak.

Första punkten
är att du bestämmer dig för vad du skall ha planet till. 
Vill du glida runt fältet i sakta mak eller bogsera – högvingat
Vill du ha infällbart ställ eller WW2-stuk – lågvingat
Vill du göra figurer i luften – mittvingat
Hur stor modell vill du? Vad skall driva planet, metanol, bensin, el?
Vilken byggmetod? Balsabygge eller laminat? Spryglad vinge eller plankad cellplast?

Antingen vet du redan vad du vill ha eller också skissar du fram något på ett papper tills du känner att du har något du vill bygga. Är du inte en hejare på modellflyg ännu, tänk så här, säg att det tar dig 2-3 år i sakta mak, om 3 år är du nog ganska duktig, då vill du ha ett riktigt bra plan, kanske ett stort plan.

Så här tänkte jag själv. Ju större modell desto lugnare och mer på riktigt flyger det. Men hur stort? Kroppen kan jag ha på taket på Passaten men vingarna måste in där bak. Så varje vinghalva kunde vara max 1,6 m. Det betyder en spännvidd bortåt 3,5 m. Klarar jag att bygga en så lång kropp i mina utrymmen? Ja, på golvet. OK, så får det bli. Modellen skulle vara mittvingad och klara av alla vanliga figurer, och symmetrisk vingprofil givetvis. Bensin förstås. Klarar vårt fält den storleken? Hmmm, det måste vara ordentliga klaffar på vingarna för så kort landning som möjligt. Klaffar, då kan den inte hovra – men jag vill inte hovra, sådant gör helikoptrar inte flygplan. Då hade jag en ganska bra idé om vad jag skulle bygga.

I efterhand vet jag att allt bara är en fråga om bygga utom huven över sittbrunnen. Den måste vakumformas om den skall vara glasklar. Om din modell är måttligt stor så går det bra att vakumforma med en dammsugare, på nätet kan du hitta hur man gör. Men min huv är  stor och jag klarade inte att forma den själv utan måste anlita en vakumformare. Tänk redan nu på de alternativ du har, för om du vill köpa en reservhuv till något plan på marknaden så måste du rita en kropp som huven passar på.

OK, dags att starta upp konstruerandet.  Clas Ohlson har vitt papper på rullar och jag ritade  i skala 1:1 med vinkelhakar, kurvmallar mm. Om du vill bygga stort så går det åt mycket papper att rita på. Jag gjorde inga detaljerade ritningar utan bara de stora dragen med spant och spryglar och längsgående lister mm. Min arbetsbänk är bara 2 m lång, men det är bara att rulla ritningen fram och tillbaka så kunde jag rita ett plan som är minst 3,5 m långt.

Vingen
Det är vingen som du flyger med och som bestämmer resten av planet, så du börjar med att bestämma vilken typ av vinge du skall ha. Skall det vara hög- eller låg- eller mittvingat? Skall vingen vara rak eller avsmalnande? Vilken vingprofil skall du ha? En högvingad är ofta flatbottnad som en Cub och är bra som nybörjarmodell och bogserplan, och en rak och jämtjock vinge är enkel att göra. Skall du flyga figurer så skall du ha en symmetrisk vingprofil. Det finns ett otal vingprofiler som du kan hitta på nätet och skala om till din storlek, en bra profil för aerobatic är NACA 0015. Eller så tittar du på någon modell lik den typ du skall bygga, ritar av dess vingprofil och skalar om till din storlek. Jag gjorde inte ens det, jag bara ritade en vingprofil som jag tyckte den skulle se ut.
Bestäm dig för en spännvidd. Jag bestämde mig för 1550 mm/vinghalva och kroppsbredd mellan vingarna 400 mm vilket ger spännviden 3500 mm. Förhållandet spännvidd/vingbredd skall vara omkring 5 -6, så min vingbredd skulle vara 3500/5 = 700 mm. Jag ville ha avsmalnande vinge för att få bättre rollar och bättre spinn och då bör vingspetsen vara ca 70 % av vingroten, jag valde vingspets 600 mm och vingrot 800 mm.
Vingtjockleken bör vara runt 15 % av bredden vid roten och gärna lite tunnare i spetsen, säg 12 %, men inte tunnare än 11 %. Om den är relativt tunnare i spetsen så stallar inte hela vingen samtidigt vilket är viktigt för att inte planet skall klippa över ena vingen ohanterligt när planet stallar.
I detta skede började jag leta efter kolfiberrör på nätet men hittade inget längre än 1 m. Jag ville ha ett längre rör och valde till slut ett aluminiumrör diam 50 x 1,5 mm. Då visste jag att vingtjockleken måste kunna rymma en glasfibergjuten hylsa som al-röret skulle skjutas in i.

Om planet är lågvingat så skall du ha minst 1o  V-form, om det är högvingat kan du ha mer. Är det mittvingat borde det inte ha V-form om man ofta flyger inverterat, men man har ändå en viss V-form för att minska koppling mot roder i rollarna. Ett enkelt sätt om vingen är avsmalnande  är att vid bygget lägga vingens översida plant på arbetsbänken och montera vingrörshylsan parallellt med bänken. Då kommer vingarnas ovansida att ligga ens medan undersidorna får V-form. Om vingen är avsmalnande skall man då svepa vingen? Det gör man som man tycker ser snyggt ut. Enklast är att ha framkanten eller bakkanten rak. Jag själv valde att ha 25 % av kordan rak vilket gör att framkanten sveper bakåt och bakkanten framåt. Jag tycker det är snyggast, men det gör man som man tycker.

Om det är ett högvingat plan med rak vinge du tänker bygga så bör du skränka vingspetsarna något så att spetsarna får mindre anfallsvinkel än vingroten. Det gör du för att spetsarna skall bära så länge som möjligt när resten av vingen har börjat stalla. När du bygger upp vingen och den ligger plant på arbetsbänken så lägger du något under vingenspetsens bakkant innan du börjar limma så att hela vingen blir lite vriden/skränkt.

Medelkordan
Det finns ett enkelt sätt att grafiskt ta fram medelkordan när du har en svept vinge. Som på figuren nedan ritar du upp vingens form, dra en mittlinje i vingen som är 50 % av kordan. Mät vingspetsens bredd och förläng rotlinjen åt endera hållet med den längden. Mät sedan rotlinjens längd och förläng vingspetsens bredd med det åt motsatt håll. Dra en linje diagonalt från den förlängda vingspetsen till den förlängda vingroten. Där diagonalen skär mittlinjen har du medelkordan, och den projicerar du in till centrum.


Nu har du beräknat/konstruerat vingen, nu är det dags för stjärtpartiet.

Stabben
Stabilisatorns uppgift är att kontrollera/styra vingen.  Stabbens nettoyta, d.v.s. stabbe utan mellanliggande kropp, skall vara omkr. 20 % av vingens bruttoyta, d.v.s. inkl mellanliggande kropp. Dess förhållande spännvidd/korda skall vara mindre än vingens, säg omkr. 4,5. På min modell är vingytan brutto omkr. 35x7= 245 dm2, så stabbens nettoyta bör vara 49 dm2.  Jag valde spv netto 1100 mm och korda 450 mm.
För ett litet plan kan stabben vara platt, för ett större plan bör tjockleken vara 6-10%. Välj samma form som vingen så ser det snyggt ut. Ingen V-form.  Höjdrodret bör vara omkr. 20-30% av hela kordan. Låt gärna rodrens spetsar gå fram till stabbens framkant så får du balans på rodren. Jag beskriver senare roderfladder, som du absolut bör undvika, det leder förr eller senare till att något går sönder.

Fenan
Fena + roder skall ha en yta av 30-50% av stabbe + roder, och 20-40% av detta kan vara rodret. Profilen gör du lika som för stabben så ser det harmoniskt ut. Låt gärna roderspetsen gå fram som för höjdrodret för balans. Ett litet plan kan ha en platt fena men ett större skall ha en profilerad fena.

Nu har du beräknat och konstruerat vinge och stjärtparti, då behöver du en kropp för att binda ihop vinge och stjärt.

Kroppen
Tänk dig en linje längs vingen som ligger 25 % av kordan från främre kanten. Om vingen är svept så skall du tänka dig punkten där linjen skär medelkordan. Tänk dig motsvarande punkt för stabben. Avståndet mellan dessa punkter (projicerade in i kroppens centrum) kallar vi momentarm. För normala plan skall denna momentarm vara 2,5-3,5 x vingkordan. För mitt plan blir det mellan 2,5x700=1750 och 3,5x700=2450 mm, jag valde 2100 mm för ett lugnt uppförande men ändå kapacitet att loopa. En längre kropp ger stabilare och lugnare flygning och en kortare kropp ger snabbare loopar men nervösare beteende, så ett 3D-plan har kortare kropp än ett F3A-plan. Nu kan du skissa fram kroppen fram till brandväggen  så som du vill att den skall se ut. Skissa ändå hela planet till det utseende du vill ha, men längden av nosen vet du inte än, den bestäms senare.

Du har nu ett papper framför dig som är så stort att du kan rita din kropp i profil från nos till stjärt. Börja med att rita en centrumlinje horisontellt som skall placeras på lämpligt ställe t.ex. genom nosens spets. Linjens placering är valfri men du skall använda denna som en referenslinje för måttagning och den skall vara horisontell  när planet ligger i planflykt. Låt oss kalla linjen för centrumlinje även om den inte ligger i centrum.  Rita in vingprofilens medelkorda med den infästningsvinkel mot centrumlinjen som du vill ha. Det är inte anfallsvinkel eftersom anfallsvinkel är vingens vinkel mot luftströmmen i varje ögonblick, men om planet tänkes flyga planflykt så blir vinkeln detsamma som anfallsvinkeln. Markera punkten 25 % av medelkordan från framkanten och mät din momentarm bakåt och markera 25 % -punkten för stabben, och där ritar du in din stabbe. Nu kan du rita in kroppsformen och vingprofilen och fenan och roder mm. Ännu vet du inte hur långt fram motorn skall sitta, men du kan ju skissa lite lätt och skapa fram modellens profil som du vill ha den.

Om motoraxeln ligger över eller under vingplanet så bildas ett moment som vill trycka ned eller upp planets nos olika starkt beroende på hur mycket gas du ger. Därför lade jag min centrumlinje genom motoraxel, vingplanet och också stabbens plan.

Vilken infästningsvinkel skall vingen ha? Det beror på vilken typ av plan du har, långsamt plan mer vinkel, kanske 3°, snabbt plan mindre vinkel, kanske 1° blir bra. En symmetrisk vingprofil som ofta går inverterat kan man tycka skall ha 0°, men då måste man ge lite höjd i normal planflykt för vingen måste ha en anfallsvinkel för att få lyftkraft. Jag själv valde vinkeln 1°, men jag beskriver senare i byggandet hur man gör för att kunna ändra vinkeln om man behöver efter att man har flugit in sig ett tag.

Stabbens infästningsvinkel?  Sätt den parallell med centrumlinjen om du inte bygger en typ som du vet skall ha en viss vinkel.

Om du har valt en rak vinge så har du redan ritat vingens placering i kroppen, men om vingen är svept så har du bara ritat in medelkordan. Då ritar du på ett nytt papper modellen i planvy med den svepning och avsmalning av vingarna som du vill ha. Då ser du var vingroten hamnar och det läget kan du överföra till sidovyn så du ser var vingen sitter mot kroppen.

Nu skall vi ta oss an den mycket viktiga tyngdpunkten, och dess läge  beräknar man fram. Först behöver vi ett förhållande som jag här bara kallar för F, och det är F=(ytan av stabben)/vingytan x momentarmen/vingkordan, och F skall för normala plan vara 0,5 – 0,6. För min modell får jag 49/245 x 2100/700=0,6. Som du ser är F dimensionslös, alltså en konstant. Följande formel är för normala monoplan med motorn fram och stabben bak: TP(läget)=0,1 + 0,25x(fjärderoten av F). Fjärderoten får du enkelt genom att ta kvadratroten två gånger på din räknedosa. För min modell får jag TP(läget)=0,1 + 0,25x √4 0,6 = 0,32
vilket betyder 0,32 eller 32 % av vingkordan från framkant. För min modell blir detta 0,32x700=224 mm från framkanten på medelkordan. Om du har en svept vinge som jag så får du projicera denna TP från medelkordan in till centrumlinjen och där har du din tyngdpunkt, vilket är en väldigt viktig punkt som du måste markera tydligt på ritningen och hålla reda på.

Så hur får du TP att hamna rätt i planet du bygger? Jo, du placerar motorn så långt fram att den balanserar upp planet någorlunda i TP och senare får du fintrimma med placering av elektronik mm. Det innebär att du antingen tidigt får göra en grovkalkyl på vad olika material och saker väger så du kan ta summan av alla vikter x momentarmar och få en ungefärlig uppfattning om hur långt fram motorn skall sitta, eller så får du göra som jag att vänta med allt framför brandväggen tills det mesta av planet är klart så du kan väga av det med motor och allt annat. Då ser du hur långt fram motorn skall sitta och kan konstruera motorkonsol och motorhuv etc. Men när du väger av se till att det blir framtungt, för det är väldigt lätt att vid slutlig installation flytta bak accarna tills du får TP perfekt men det är svårt att flytta fram grejer om det är baktungt.


Här väger jag av modellen över TP och får  hur långt fram motorn skall placeras

Motor
För att kunna väga av TP så måste du ju veta vilken motor du skall ha. Vilken typ av motor har du bestämt redan när du började skissa på bygget, men vilken storlek skall man ha? Tja, här har jag inget annat tips än att titta på andra plan i samma storlek och av samma typ och bestämma dig för en storlek. För mitt plan köpte jag tidigt en 160 ccm tvåcylindrig som jag var säker på skulle räcka. Och visst flög planet runt fältet med den motorn, men inte mer. Jag fick byta till en 220 ccm fyrcylindrig, vilket krävde en viss ombyggnad och ombalancering.

Nu har du skissat och beräknat fram ett plan som fungerar i luften, men om du inte skall handkasta planet för start så behöver du köra det på marken också, och då behöver du ett landningsställ under.

Landningsställ
Om du skall ha noshjul så bör du helst ha det hjulet 25 % av spännvidden framför huvudhjulen, som skall vara strax bakom TP. Om du har sporrhjul så skall huvudhjulen vara ungefär 25 mm framför medelkordans nos, och huvudhjulen bör vara isär ungefär 20 % av spännvidden i båda fallen. Hjulen bör ha lite toe-in för att få en lugn körning på backen, precis som bilar.

Roderfladder
Om du skall göra ett högvingat och långsamt nybörjarplan behöver du inte tänka på mer än att det inte finns något glapp i upphängning av roder och linkage, men om du skall göra en modell som är större eller  går ganska fort så kanske en tanke på roderfladder kan vara bra. Varje modell har en kritisk hastighet när roderfladder uppkommer, det gäller bara att se till att den hastigheten ligger högre än modellens prestanda. Detta problem orsakas av att rodrets tyngdpunkt ligger bakom gångleden. Teoretiskt uppkommer inget fladder när tyngdpunkten ligger i gångleden. Därför kan man fästa en arm i skevrodret som går fram  under vingen med en vikt så att rodrets tyngdpunkt kommer närmare gångleden, då undviker man fladder i modellens fartregister. Ett annat sätt är att flytta gångleden bakåt in i rodret t.ex. när rodrets framkant är format som en halv cylinder som vrider sig inne i vingens bakkant, och den metoden har jag valt för alla mina roder. Att låta roderspetsarna gå fram till stabbens och fenans och vingens framkant är också ett sätt att flytta fram rodrets tyngdpunkt mot gångleden, och det gjorde jag också.

När jag för länge sedan hade köpt och byggt en modell som skulle kunna göra figurer i luften, så lät jag en F3A-flygare göra första provflygningen. Han ville ju kolla balanceringen så han tog upp den på höjd, gjorde vertikal rakt ned och planade ut. I den vertikalen blev farten hög och orsakade alldeles säkert roderfladder, och strax därefter lossnade ena skevrodret. Det betydde betydligt mindre bärkraft på den vingen och ingen trevlig landning i åkern. Roderfladder är inte att leka med.

Flaps
Utan flaps så kommer du flackt på finalen till banan och flyter ut, flyter ut, flyter ut, flyter ut och landar. Med flaps nedfällda kommer du brant på finalen och flyter ut och landar. Det är stor skillnad på landningssträcka.  Om du har flaps så kan du inte hovra d.v.s. hänga i propellern, för då måste du ha skevroder i propellerströmmen. Jag hade en gång en modell som heter Giant U-Can-Do, och det var en enorm skillnad mellan att landa med och utan flaps nedfällda. Med flaps nedfällda kunde finalen vara 45° och med lite motvind kunde den nästan helikopterlanda på några meter. Mitt eget bygge har stora flaps för att jag överhuvud skall kunna landa på vårt fält. Servona till flapsen slår 180°, ena ytterläget vid flaps upp och andra ytterläget vid flaps fullt ned, däremellan läge 2 på 3-switchen på sändaren. Det innebär att flapsen blir stabilt låsta i läge 1 och 3, och eftersom flapsens framkant är halv cylinder som ligger i vingens halvrörsformade bakkant som blir flapsen som en fast del av vingen i uppfällt läge. På håll syns det inte att vingen har flaps.



På lite avstånd syns det inte att vingen har flaps.

Sätt igång
Nu skall du kunna konstruera fram din egen modell, så det är bara att sätta igång med detaljerad konstruktion och bygge. Ett stort papper på arbetsbänken, en vinkelhake, en rätvinklig triangel och linjal är allt som behövs. Något som är väldigt viktigt är att du innan du börjar bygget tänker igenom hur du skall få allt rakt där det skall vara rakt och liksidigt där det skall vara så.  För mindre plan kan du nog nåla balsan direkt på ritningen, för större plan måste du bygga monterings-jiggar. Efter allt arbete du lägger ned på bygget så vill du absolut inte att planet skall uppföra sig en skadeskjuten kråka.

En sak till. Man skall givetvis bygga ett så lätt plan man kan, ursparning överallt där det går. Men det finns ju en gräns där planet blir för klent. Bestäm dig för vad planet skall tåla. Jag själv ville ha ett starkt och robust plan och det har ju kostat vikt, men det har varit avsiktligt.



Så här blev mitt plan.  Spännvidd 3,5 m, vikt 25 kg, marschfart  170 km/h, bensinförbrukning 6 liter/tim.

Några moment från mitt bygge
Vingen
Jag bestämde mig för att ha flaps/skev i proportionerna 40/60 %, och gånglederna skulle vara som en halv cylinder liggande i ett halvt rör med 4 st pinngångjärn för varje roder. Inte så enkelt när vingen är avsmalnande, men som ett vuxet plan.  Jag valde 2 st servon per flaps, 180° servon för att få låsning i uppfällt och helt nedfällt läge.



Mallar gjordes för rotsprygel och toppsprygel, och mellan dessa lades ena vingens alla sprygelämnen av 5 mm balsaplywood, hela paketet skruvades ihop med 2 st 10 mm genomgående skruvar, och alla ämnen slipades till form. Urtag gjordes för längsgående lister och ursparingar gjordes. Skruvarna lossades och de spryglar som skulle ha vingrör i sig ställdes på bordet med ryggen nedåt och justerades exakt för borrning av hål för vingrör. Varje sprygels rygg skulle ha kontakt med bordet därför att vingarnas ovansidor skulle vara i linje men undersidorna skulle bilda V-form. Paketet klämdes ihop och borrades med lite större hål än vingröret, 52 mm.

Två st 10 mm runda och 1,8 m långa stålstänger lades på ett antal exakt lika höga klossar på arbetsbänken och spryglarna  träddes på stängerna i de hål där skruvarna suttit. Nu hade jag spryglarna placerade absolut rakt och vingen skulle bli helt rak.


Två stålstänger ger rak vinge

Jag byggde upp hela vingen som om den inte skulle ha skev och flaps, dessa skulle sågas ut senare. På så sätt kunde jag vara säker på att vinge + roder fick rätt form. Först när jag limmat på 3 mm balsaflak framtill och baktill på vingen och nosprofil så att vingen blev riktigt stabil sågade jag ut skevroder och flaps, formade gångleden  etc. Vingen skulle plankas med 3 mm balsa och sedan få glasfiber + epoxi utanpå.







I både vingar och kropp måste sitta hylsor för vingröret.  Sådana hylsor görs enkelt  genom att täcka en bit vingrör med gladpack och gjuta på glas- eller kolfiber med epoxi eller polyester.  Man får perfekt passning sedan utan gladpacken.

För att montera hylsan i vingen så lade jag den halvfärdiga vingen med ryggen ned på arbetsbänken och förde in vingrörret med  hylsan på i borrhålen. Sedan pallade jag under vingröret  med två exakt lika höga klossar så att hylsan kom parallellt med arbetsbänken. Eftersom hålen var större än hylsan så fanns utrymme för rätt positionering. Sedan limmades  hylsan i spryglarna med epoxilim.



Gångled skevroder
Roder skall följa konturen av vinge, stabbe och fena, och särskilt skevroder skall hålla tätt mot vinge, annars rusar luften genom springan från undersidan till översidan och du förlorar lyftkraft. Om du som jag väljer gångledstypen halv cylinder i halvt rör och vingen är avsmalnande så blir det knep och knåp att få till det tätt.

Försök inte ens att slipa till cylinderformen  på ett långt skevroder med en liten slipkloss. Balsa är olika hårt så slipningen blir ojämn. Köp sandpapper på rulle och limma på en bit planka som är minst 1 dm längre än skevrodret. Se till att plankan ligger still på bänken och för hela rodret över slipplankan. Om du har ritat en korrekt halvcirkel på varje kortsida av rodret så har du koll på hur mycket du skall slipa ned, och kolla att passningen mot vingens bakkant blir tight.

Roderhorn
Det finns ju mängder av roderhorn att köpa, men jag behövde ändå göra sådana själv som passade. Jag prövade två helt olika metoder:

Metod 1, hårdlödning. Problemet med hårdlödning är att lodet har bara något lägre smälttemperatur än de aluminiumbitar man skall löda. Det går, men man måste träna på några bitar innan. Jag använde en liten gasolflaska med munstycke på. Bitarna måste ha bra passning så springan blir väldigt liten, lägg på flussmedel och en bit lod, värm bitarna och lodet tills det smälter och sugs in i springan. Lödningen blir väldigt stark.



Metod 2, gjutning kolfiber. Jag klippte ut en pappersbit  som hade formen av roderhornet med halva foten, så om man har 2 sådana och lägger ihop och viker ut fotdelen åt vardera hållet så skall det ha formen av roderhornet. Klippte ut 6 st bitar kolfiberväv lite större än pappersmodellen. Lägg plast eller fetpapper över en träkloss, vik ned över en sida.  Lägg på väven med gjutepoxi med fotdelen precis över kanten på klossen. På med ny plast och en ny kloss, pressa ihop. Fotdelen sticker ut över klossarnas kant, vik hälften åt ena hållet och hälften åt andra hållet, lägg på några bitar väv över foten. Klampa de två klossarna hårt, en ny kloss över foten och klampa den hårt. Efter härdning såga rent till rätt form. Kolfiber är starkt men dåligt mot nötning så jag limmade på en alu-bit på varje sida just där hålen skall göras för linkaget.



Linor till sidoroder
Om du placerar servot till sidorodret lägre fram i planet så har du förmodligen pull-pull-linor från servot till rodret. Tänk på att korsa linorna så att linan som drar för vänstersväng skall gå till servots högra arm. Orsaken är att om du skulle låta linan gå från vänster servoarm till vänster roderok och svänger vänster så blir högersidans avstånd geometriskt kortare än vänstersidan och högra linan skulle då spännas hårdare, det motverkar din styrning. För korsande linor så slackas istället den passiva linan. Som lina hittade jag i en fiskedragsbutik en stålwire på 0,62 mm som klarar 20 kg, och som jag lägger dubbel.

Kroppen
Kroppen måste bli absolut rak och symmetrisk, och eftersom den skulle bli större än min arbetsbänk så måste bygget ta sin början på golvet.  Jag tog 2 st lika hyllskivor, något längre
än kroppen och bredare än halva kroppsbredden. Jag ritade in halva horisontalprofilen på ena skivan så att kroppens centrumlinje kom längs skivans långsida. Sedan lade jag skivorna på varandra och såg till att långsidorna, som utgjorde centrumlinjen, låg exakt kant i kant, klamrade med skruvtvingar, sågade ut halv-profilen med en vanlig sticksåg, filade så att det blev jämt och bra och kollade hela tiden med en vinkelhake att den sågade kanten var vinkelrät mot hyllplanet. Sedan lade jag skivorna bredvid varandra så att utsågningen nu blev identisk med kroppens form, fäste ihop skivorna med tvärgående bitar framför och bakom utsågningen. Och satte några identiskt långa ben under så att jiggen kunde stå på golvet.

På detta sätt hade jag en monteringsjigg med ett referensplan som skulle gå genom modellens centrumlinje genom nosen. Och kroppsformen var absolut symmetrisk. Jag markerade var brandvägg och alla spanten skulle vara.



Brandväggen limmade jag av 4 st 5 mm flygplywood, dvs 20 mm. Det är viktigt att förbereda för senare infästning av motorkonsol genom infräsning av spår. Jag tog ur ett stort fyrkantigt hål i mitten för viktbesparing, och också ett stort urtag i underkanten för kylluftsutsläpp, vilket skall vara  större än kylluftsinsläppen.


Fräsning av spår i brandvägg för motorkonsol



Spanten gjorde jag av 25 mm breda remsor av 5 mm plywood längst fram, sedan 3 mm plywood och längre bak av 5 mm balsaplywood. Glöm inte att urtagshåla spanten för viktreducering, jag glömde det och har därför en del onödig vikt.

Nu placerade jag spanten i den ursågade jiggen och fäste hjälpligt med nålar och klämmor där de skulle vara. Spanten satt tight inklämda. Jag limmade ihop 5 mm balsaflak på längden och limmade på dessa på spanten på så sätt att flaken stod på referensplanet längs hela kroppen på bägge sidor, och nålarna och klämmorna kunde tas bort. Det fiffiga med detta är att jag kunde lyfta upp och lägga ned den påbörjade kroppen i jiggen igen  som jag ville ända tills jag skulle börja planka kroppen under centrumlinjen. Därför fortsatte jag bygget med övre plankning och arbeten inuti och väntade med undre plankning. Så t.ex. kunde jag placera vingrörshylsan med stor precision genom att palla under kroppen med exakt lika höga stavar så att hylsan med istoppat vingrör hamnade rätt både horisontellt och vinkelrätt mot centrumlinjen.



Jag plankade kroppen med 5 mm balsa för att senare slipa ned till 4 mm och sedan lägga på glasfiber + epoxi. Kroppen är både rundad och bitvis även lite dubbelkrökt. Det går att böja balsaflaken ganska snävt om man först basar i hett vatten några minuter och sedan nålar och klamrar på plats. När flaket har torkat på plats behåller det formen och det blir väldigt enkelt att limma fast. T.o.m. en liten dubbelkrökning går bra.
Du har tre källor för stora krafter på modellen: landningsstället, vingarna och motorn. Det är  en bra ide att konstruera/bygga så att krafterna kan sprida ut sig längs kroppen och klinga ut. Koncentrerad kraftpåverkan innebär stor lokal påkänning.  Min konstruktion har i princip en fyrkanstbalk längs kroppen på varje sida, och motorkraften leds via brandväggen till dessa balkar, liksom kraften från vingröret och landningsstället.

Infästningsvinklar
Vad gäller stabben så har jag monterat den parallellt med centrumlinjen, ingen vinkel. Om du skall ha någon positiv eller negativ  infästningsvinkel beror helt på din modell.

När en modell flyger i planflykt måste vingen ha en anfallsvinkel, dvs en positiv vinkel mellan vingkordan och luftströmmen. Min modell har mittvinge och symmetrisk profil och skall ofta flyga inverterat. Teoretiskt borde väl infästningsvinkeln då vara noll, och då måste modellen ha lite höjdroder i normal planflykt och lite dykroder inverterat. Jag valde  vinkeln 1° att börja med.

Så här gör du styrpinnarna i vingen (och stabben) så att du får det rätt och kan ändra vinkeln senare vid behov. Montera först och limma fast dina styrpinnar i vingen så att de kommer absolut parallellt med vingröret. Jag har 2 st 10 mm pinnar på varje vinghalva. Tillverka ringar som pinnarna skall gå in i, dessa gör du av plywood med hål som passar pinnarna med glidpassning och med säg 15-20 mm större ytterdiameter. Markera på kroppen centrum för styrpinnehålen, ta upp hål i kroppen som är några mm större än styrringarna. Sätt ringarna på styrpinnarna, montera vingarna på vingröret så att styrringarna, som sitter på pinnarna, kommer in i hålen i kroppen. Finjustera vingarna så att du får just den infästningsvinkel du vill ha, vanligen 0-2°, och se till att bägge vingarna får exakt samma vinkel, vilket är lätt om du gör detta medan kroppen ligger i monteringsjiggen, då är det bara att mäta bakkanternas höjd över referensplanet på tiondelen när. Fixera tillfälligt med tejp eller något. Sedan fyller du ut utrymmet mellan styrringen och kroppssidan med epoxi. Om du senare vill ändra vinkeln så fräser du bort epoxin runt styrringen, ändrar din vinkel och fyller i ny epoxi.


Detta är stabben med påbörjade ringar att sättas runt styrpinnarna

Motorn behöver också monteras med infästningsvinkel. Normalt vinklar du motorn åt styrbord med omkr 2° och ser till att propelleraxeln fortfarande kommer i centrum i motorkåpan efter vinklingen. Vanligt är att också vinkla nedåt någon grad, men det varierar. För vissa modeller med motorn ovanför vingplanet skall motorn riktas något uppåt. Min motor har 0° nedåt/uppåt och 2° åt höger.

Positionsljus?
I så fall dra kablar innan du plankar vingar och kropp färdigt. Jag drog av isoleringen från mina +/- kablar och limmade de nakna koppartrådarna på skilda lister i vingar och kropp. Det blir en försumbar viktbelastning, och lysdioder väger inget. Däremot väger elektroniken som styr blinket. Men det är häftigt med blinkande positionsljus och starka landningsstrålkastare.

Landningsstället
Du behöver ju inte tillverka landningsstället än, men du måste ha klart för dig hur det skall fästas i kroppen och vart kraften vid en hård landning skall ta vägen. Det är inte stötkraften vid nedslaget som är besvärligast, utan vridmomentet om du kommer brant ned i banan eller kör ned i en liten grop eller på en tuva eller annat hinder. Då vill stället bryta sönder kroppens buk. Jag valde därför att göra stället 100 mm brett vid infästningen för att göra momentarmen lång och därmed påkänningen på buken mindre.  Stället fäster jag med 6 st M8 plastskruvar. Tanken är att skruvarna skall gå av innan buken rivs upp, men vet inte om det fungerar. Jag har förbundit infästningen med de längsgående fyrkantsbalkarna för att sprida ut påkänningen vid häftig landning.

Jag gjöt först landn-stället själv, men jag tyckte det blev onödigt tungt, så jag köpte ett färdigt kolfiberställ från Kina. Hjulen bör också ha vinkel toe-in som på bilar så att modellen rullar lugnt på backen. Skulle du få till toe-out istället så blir det en orolig körning på banan.

Motorkåpa
Motorkåpan vill man ju ge en slät ytteryta för lackering. Då får man först gjuta en form med en mycket fin invändig yta och sedan gjuta kåpan i den. Jag limmade ihop några block cellplast och skar grovt fram ett förstadium till en kåpa  med en värmetråd, sedan formade jag vidare med en rasp tills det började likna en motorhuv, sedan på med sandpapper tills jag var nära det jag ville ha.


Plugg av cellplast för gjutning av form

Nu var frågan om motorn med tändstift skulle få rum under den kåpan. Det går självklart att mäta fram, men det är många punkter i tre dimensioner att hålla rätt på med tändstift och avgaskrökar mm,  och jag ville inte ha onödigt stor huv. För att skaffa mig en uppfattning om detta så täckte jag cellplasten med flera lager med vått tidningspapper med tapetklister emellan.  När det hade torkat över natten skar jag upp på en sida för att få av kåpan. Nu hade jag en styv kåpa av papper för kontroll av utrymmen och utseende.
När du har fått till din cellplastplugg som du vill ha den och den ansluter perfekt mot kroppen så slipar du ned den lite och spacklar och slipar och lackar tills du har en riktigt slät och fin plugg. Då gjuter du en form på pluggen och sedan gjuter du din motorhuv i formen. Jag gjöt kåpan med kolfiber.  Du kan gjuta formen i ett stycke runt pluggen och krafsa ut cellplasten ur den färdiga formen. Tänk på att använda gjutvax och släppmedel. Sedan gjuter du drygt halva delen i taget av huven och trimmar delarna och limmar ihop dem till en hel huv. Alternativt gjuter du 99,9% av huven i formen men lämnar en smal strimma öppen från noshål till bakkant för att kunna dra ut den gjutna kåpan ur formen. Lägg en smal remsa maskeringstejp i formen som guide. När du tagit ut huven ur formen fyller du springan med epoxi. Jag gjorde så, det var lätt.

Hjulkåporna gjorde jag på samma sätt, en modell av cellplast som delades i två halvor, gjuta en form över varje halva, gjuta en halv kåpa i varje form, limma ihop halvorna, slipa och lacka.

Kabinhuv
Om din huv skall vara glasklar så måste du antingen försöka hitta en passande huv på marknaden, t.ex. en reservdel, som du kan modifiera så den passar, eller tillverka den själv. Då är det vakuumformning som gäller. Om ditt plan inte är stort så är det lämpligt att värma
plasten i ugnen i köket och ha din vakuumformning alldeles intill spisen, för plasten kallnar fort. Hur du gör finner du på nätet. Beroende på vilken plast du väljer eller får tag på så brukar temperaturen ligga omkr 150 grader. Tjockleken kan vara omkr 0,5-1,5 mm.

Min huv  var för stor för ugnen i spisen så jag gjorde en plugg och lät en vakumformare dra huven.  Kostade  2500 kr. Jag gjorde min huv av polykarbonat, som är mycket tålig, men det finns ju andra plaster t.ex. PET.




Tyngdpunkten
När du har kropp med fena, vingar, stabbe, landningsställ med hjul på mer eller mindre färdigt så kan det vara dags att balansera planet lite grovt för att bestämma hur långt fram motorn skall placeras. Du har ju tidigare beräknat var TP skall ligga, så sätt ett par remsor tejp under vingarna där TP skall vara. Gör någon form av stöd under vingarna så att hela bygget balanserar kring TP. Nu  lastar du på vikter här och där motsvarande motorkåpa, huv över sittbrunnen, elektronik, ackar, ljuddämpare, bensintank, material som inte är monterat än och allt annat du skall ha med på och i modellen. Allt som väger något måste med. Sedan sätter du ett par pinnar som sticker ut framför nosen på vilka du lägger motorn och proppen och spinner. Nu skjuter du motorn framåt eller bakåt tills du ser att modellen börjar väga jämt över TP.



Låt det bli framtungt för det är mycket lättare att senare tynga ned stjärten genom att placera ackarna längre bak än att tynga ned nosen. Har du fått med allt i modellen nu? Då vet du hur långt fram motorn skall placeras  och då vet du längden på motorkonsolen, så då kan du bygga den och få fast den på brandväggen.  Min konsol skulle vara 190 mm lång. Motorkonsolens delar bör monteras ihop med tandade fogar som griper i varandra så att det håller för motorns krafter.  Konsol + brandvägg blir 6 delar som skall ha tandade fogar som passar ihop tight. Mycket pussel-pyssel.



Glasning
Min byggmetod var att planka vingarna med 3 mm balsa och kroppen med 5 mm balsa. Jag räknade med att slipa ned vingarna till 2,5 mm och kroppen till 4 mm. Jag tätade balsan med en uttunnad klarlack, sedan lade jag på glasfiberväv 25 g/m². Det var mycket enklare än jag hade trott, bara spackla ut epoxin över väven med en stålspackelspade, stryk ut hårt. Efteråt syns det inte att det ligger glasfiber på träet, det ser ut som klarlackat. Det har blivit ett riktigt starkt bygge som tål att hanteras en smula ovarsamt.

Slipning
Nu kommer hästjobbet om du vill ha en slät och blank yta. Jag köpte en klar PU-lack med härdare, och vitsen med den lacken var att jag kunde torrslipa utan att slippapperet beckade igen, och det var lättslipat också, och trots lång pot-tid så måste jag vara snabb med penseln så den inte härdade fast på modellen. Så det är bara att lacka och slipa och lacka och slipa  ända tills du har en riktigt jämn och slät yta.

Sedan lackade jag med rätta färger och våtslipade först med 240-papper och sedan med 400 och 800-papper. Ett bra sätt att kunna se slipresultatet är att lacka med först en färg, slipa, lacka med en annan färg, slipa, första färgen igen, slipa osv. Man slipar ned varje skikt helt tills det undre skiktet kommer fram. Då ser man alla ojämnheter tills ytan är helt slät, då är det dags för finaste papperet och slutlackering.

För lackering använde jag Biltemas bättringsfärg på sprayburkar, det gick åt väldigt många, men det mesta är lösningsmedel som avdunstar. Överst hade jag klarlack. Även om jag visste det innan så har jag senare fått erfara  att sådan lackfärg inte tål bensin. Man måste ha härdande lack om det skall tåla bensin. Men nu är det för sent att ångra sig så jag får leva med det. Härdande lack på sprayburk är dyrt och kan inte lagras när väl härdaren är iblandad.

Resultat?
Första provturen var bara att lätta några meter och landa, för att känna på rodren och se hur den uppförde sig. Fick punktering på ena hjulet vid landning, så det blev bara den lyftningen. Nästa gång fick jag punktering på andra hjulet redan vid uttaxning, men nu hade jag extra hjul med mig. Flög runt ett varv och kände på alla roder och på flapsen som jag såg behöver mycket dyk inmixat. Tredje gången flög jag runt lite och kände att motorn på 160 ccm var alldeles för klen, vågade inte ens rolla.

Köpte ny 4-cylindrig 220 ccm DLE från Kina. Måste korta av motorkonsolen för att få TP rätt och måste förlänga motorkåpan. Måste baffla in motorn så att de bakre cylindrarna säkert får kylning. Planet var byggt med invändig tunnel för 2 st canistrar, men den nya motorn hade 30 mm avgasrör och så stora canistrar fick inte plats i tunneln. Jag hade ingen lust att bygga om invändigt så jag monterade på medföljande ljuddämparburkar som ju inte dämpar ljudet något utan bara leder avgaserna.

Bafflingen är viktig så jag satte fast Futabas värmesensor för telemetri på en bakre cylinder, och den sensorn tål max 180 grader enl Futaba. Ut på gräsmattan och starta upp den nya motorn. Ojojoj vilket drag med en 32x12 prop med 21 hk bakom!! Tempen gick upp till 160 grader redan vid knappt halvgas så jag vågade inte mer. Hmmm, vad gör jag då? Sökte på nätet och lärde mig att en propeller inte ger mycket lufttryck nära centrum utan mest snurrar runt på luften där. Det som ger lufttryck in i kylluftsintagen är fartvinden, inte propellern.



Bafflingen eller snarade kylkåporna har limmats ihop av 3 mm balsa som sedan har fått ett skikt tunn glasfiberväv på utsidan. Enkelt, starkt och effektivt. All kylluft tvingas in mellan kylflänsarna.

Så ut till fältet för testflygning av planet med den nya motorn. Telemetrin sade att tempen nu blev högst 140 grader, och då är motorn helt ny och inte inkörd. Alltså, bafflingen var bra. Hastigheten enl installerad Futaba GPS visade 170 km/h i planflykt och 250 km/h i svagt dyk. Prövade rollar och loopar och den går helt underbart. Men ljudet!!! Ni som har kört en DLE 55 med orginalburken på vet hur det låter, och min DLE 220 har 4 st sådana cylindrar samtidigt!! Men jag tycker att motorn med 2 st förgasare är helt underbar. Den drar alla 25 kg vertikalt rakt upp hur långt som helst.



BOB

2015-04-06 10:12:00
RE: Hur man beräknar/konstruerar egen modell    
Lars 41an
Skicka mail
Lysande Ove!!!

Det här är ju en hel artikel om att bygga från scratch. Det tar tid att läsa igenom artikeln och idag är det flygväder...
Bra att du bygger robust, jag ogillar "försvagningshål" överallt. Två kommentarer har jag nu, mer kan komma senare.

1. Vissa modeller, t.ex. Funtana har avsmalnande vinge med konstant tjocklek. Kordan/tjockleken kan vara 400/50 mm vid vingroten och 300/50 mm vid vingspetsen. I procent är en så'n vinge 12,5% vid vingroten och 16,7% vid vingspetsen. Vad kan det vara bra för?

2. Motorvalet och propellervalet kan bli en artikel för sig.
Från elflyget har jag lärt mig att dimensionera motorn i Watt per kg total modellvikt och det fungerar bra med förbränningsmotorer också. Värden från 100 W/kg till 1000 W/kg förekommer. I stora drag kan man säga att:
100 W/kg är extremt men kan få en högvingad oldtimer att flyga bra.
1000 W/kg är också extremt och används i F3D pylon som flyger över 300 km/h.
200 W/kg kan räcka för en trainer.
3D-flygning kräver minst 500 W/kg.
Du hamnade på 630 W/kg med den DLE220 och det räcker ju ett tag...

Vad heter din fina modell?
Lars

2015-04-06 13:35:29
RE: Hur man beräknar/konstruerar egen modell    
Wikström
Skicka mail
Grymt imponerande bygge.
Har bara kikat igenom din text lite snabbt men blir nog en ordentlig genomläsning senare.
Har själv konstruerat egna modeller i mer än 15 år men ser här att än har man mycket att lära.
Bra förklaringar av hur du tänkt vid utformning av vingar, stabbe och fena.

Dubbeldeckers är snyggast men jag gillar det mesta som flyger!

2015-04-06 16:42:03
RE: Hur man beräknar/konstruerar egen modell    
oveb
Skicka mail
Det var intressant att höra om ett plan med avsmalnande vinge men med samma tjocklek. Då skulle vingspetsen ha större lyftkraft i vanliga farter, men då luften sveper från undersida till ovansida runt spetsen så förloras lyftkraft där, och vad summan blir har säkert konstruktören räknat ut. Jag vet inte vad avsikten med detta är. Man har ju normalt en relativt tunnare vingspets för att spetsen fortfarande skall bära när vingroten har börjat stalla för att ha skevroderverkan kvar så länge som möjligt. Men om den jämtjocka vingen skränks tillräckligt så kommer säkert spetsen att stalla efter vingroten ändå, annars blir det ju galet.

Det var också intressant att få veta att min modell har 630 W/kg. Tack för den uppgiften! Det känns väldigt lagom i luften. Det är ingen racer jag har utan den känns väldigt normal och farten ser bra ut i luften för den storleken. Jag har ju full trottel bara i vertikaler, annars bara 1/2-3/4 gas.

Nja, jag inte döpt modellen, men i sändaren måste jag ju något namn på den och där har jag Xeris.
BOB

2015-04-06 18:09:07
RE: Hur man beräknar/konstruerar egen modell    
Flygsmurfen
Skicka mail
Detta var ett scratch-bygge av rang!!
Grattis till det lyckade resultatet.
Hur lång tid tog det?

// Mats W

2015-04-12 12:20:23
RE: Hur man beräknar/konstruerar egen modell    
oveb
Skicka mail
Jag har byggt mest under vinterhalvåret, i början ganska flitigt men mot slutet allt mer sporadiskt. Det blev nog bortåt 4 år. Jag lade ner en hel del tid på huven och byggde en "pizzaugn" av masonit och glasull jag hade liggande med glas i luckan och klädd med tjock al-folie inuti. Hetluftspistol för uppvärmning, stektermometer för koll. Fick upp tempen till 180 grader. Detta fungerade bra, plastskivan värmdes tills den hängde ned. Men när jag skulle dra den över pluggen för vakumformning med dammsugare så stelnade plasten så fort att det inte fungerade. När jag sedan lät en vakumformare ta över så lärde jag mig att först måste plastskivan vara ett dygn i en ugn för avfuktning, sedan måste pluggen förvärmas till minimum 50 grader, helst 70 grader. Där blåses plastskivan först upp till en stor bubbla, sedan förs pluggen upp i bubblan men utan att röra plasten, så plasten kallnar inte. Sedan så drar vakumet ned plasten snabbt över pluggen. Detta går inte att åstadkomma hemma.

Ett så pass stort bygge kräver lite större maskiner än en liten Dremel, men har man det så ger bygget inga svårigheter.

Om det är någon som är intresserad av beräkningarna så har jag hela byggtråden på ett Word-dokument - utom bilderna - så det är enkelt att maila tråden till den som vill ha. Istället för bild står t.ex. Bild nr 1220. Men det går ju att maila bilder också separat.
BOB

2015-04-19 11:52:04
RE: Hur man beräknar/konstruerar egen modell    
robspace
Skicka mail
Tack för att du delar med dig. Fantastiskt att få alla måttrelationer på ett ställe.

Jag skulle vilja ha denna artikel sticky, just för den infon...

R