Svenskt Modellflyg

 
Användarnamn         
Lösenord      Kom ihåg mig
glömt lösenordet?  


                 För att skapa nytt ämne måste du logga in.


Bläddrar i: Byggforum / Beräkn & konstruktion 3, lågvingat
2017-07-16 10:04:14
Beräkn & konstruktion 3, lågvingat    
oveb
Skicka mail
Den här byggtråden kommer att handla om att beräkna, konstruera och bygga en helt egen modell, alltså inte en kopia av ett existerande plan  -  en lågvingad modell med infällbart ställ.  Jag har en 55 ccm motor liggande på hyllan, så planet får bli omkr 2,2 m.

Att jag tar in den som en tråd beror delvis på att jag har en hel del frågor som jag hoppas att någon mer kunnig kan svara på, men delvis också för att beräkningen kan vara av intresse för någon som också vill göra ett helt eget plan.

Sedan jag för många år sedan fick uppleva på en flyguppvisning att en Mustang mullrade förbi över mig efter start och fick lungorna att vibrera av ljudet så har Mustangen varit ett favoritplan. Den har en vacker form! Så jag tänkte att min modell skulle få lite Mustang-stuk, men inte vara en kopia. Mustangen var det första industriellt byggda planet som fick vingar gjorda för laminär strömning. En sådan vinge är tjockast ungefär mitt på vingen eller kanske lite bakom mitten, jag vet inte. Den gjorde över 700 km/tim. Eftersom min kanske kommer upp i 150 km/tim så nöjer jag mig med en vanlig semisymmetrisk vingprofil.

Jag vill ha ett stabilt plan i luften eller möjligen neutralt, men det får inte vara instabilt. Med stabilt menar jag att om planet ligger i planflykt och man ger en pytteliten knuff på höjdspaken så planet kommer i en pytteliten dykning så ökar det farten en aning. Då får vingen en aning mer lyftkraft och lyfter upp planet till planflykt igen. Samma sak med en liten knuff på skev-spaken så planet ligger snett, då skall planet återgå till planflykt. Med neutral menar jag att planet skall behålla sitt läge när spakarna släpps. En mittvingad modell med symmetrisk profil vill jag ha neutral, men en lågvingad vill jag helst ha åt det stabila hållet.

När man har bestämt sig för vilken typ och hur stort så får man ge sig i kast med beräkningar.

Vinge
Eftersom man flyger med vingen och resten är till för att styra vingen och ta last så börjar jag med vingen.
Längd på furulister och balsa/plywood-flak som man köper är 1000 mm, så jag gör vingen lite mindre, säg 980 mm. Om kroppen är 200 bred så blir spännvidden ca 2200 mm. Om bredden görs 500 i roten och 300 i spetsen så är medelkordan omkr 400, då får jag spv/bredd = 5,5. Ett normalt riktvärde är 5-6. Så det blir bra.

Tjocklek vingrot 70mm.  70/500 = 14%  OK  vingspets tjocklek 35 mm  35/300 = 11,6%  OK

Jag väljer vingprofil för vingroten NACA  2415 och för vingspetsen NACA 2412 som är en relativt tunnare profil.

För en jämnbred vinge är alla spryglar likadana, en sådan vinge skränker man, men för en avsmalnande vinge är alla spryglar olika, och därför gör man spetsen relativt tunnare för att den skall stalla senare än vingroten, och en sådan vinge behöver man därför inte skränka. Ett plan med skränkt vinge får ju andra egenskaper i inverterat läge än i normalt läge. (Ingen har väl sett en F3A-modell med skränkt vinge?)

Här kommer mina första två frågor till någon som kan mer än jag.

1. För stabilitet behöver en lågvingad modell V-form. Jag har letat på nätet efter underlag för hur stor vinkeln bör vara men har inte hittat något. Jag har valt 4,5°. Jag har ingen aning om huruvida denna vinkel är bra eller inte.

2. Infästningsvinkel (=anfallsvinkel i planflykt). Hur mycket skall den vara för en semisymmetrisk vinge? Kan 1,5° tänkas vara en lagom vinkel?

Stabbe
Jag har börjat bygga stabben för att under tiden fundera över hur jag skall göra vingen och vingbalken (motsvarande vingröret).

Vingens nettoyta = 80 dm² och bruttoyta (med mellanliggande kropp) = 90 dm²

Stabbens nettoyta skall vara ca 20% av vingens bruttoyta, dvs 20% x 90 = 18 dm².
Stabbens spv/korda skall vara mindre än vingens 4,4  säg 4,2

Spv/korda = 4,2
Spv x korda = 18 vilket ger  korda = 2 dm  och  spv = 8,7 dm

Tjockleken skall vara 6 – 10%  säg 16 mm  vilket är för tunt för att placera höjdservon i stabben, så jag placerar dem i kroppen med stötstänger till höjdrodren.



Stabben är konventionellt byggd, men robust. Nosen och balkarna som gångjärnen skall sitta i är 3 mm balsalister ihoplimmade med kolfibertrådar emellan, blir mycket styvt.

Jag har funderat över roderfladder eftersom jag inte vill ha rodren gå fram vid sidan om stabben som är den vanliga lösningen för modeller. Alla roder har en kritisk hastighet när fladder uppstår, orsakat av att rodrets tp ligger bakom gångleden. Det gäller att konstruera så att fladder inte uppstår, så att rodrets kritiska hastighet ligger klart över den hastighet planet kommer att uppnå i dykning. Det vanliga sättet är att flytta fram rodrets tp mot gångleden genom att låta en del av rodret gå fram vid sidan av stabben resp fenan. Den metod jag kan använda är att låta en del av rodret gå in i stabben resp fenan. Det bryter dock den långa och styva listen som gångjärnen sitter i. Jag får fundera ett tag till.

Vingen
Med profilen NACA 2415 i roten och en annan profil NACA 2412 i spetsen så kan jag inte plotta ut alla spryglar däremellan. Detta är något jag har grunnat över, hur gör man? Så här gjorde jag till slut efter funderingar.

Jag plottade ut alla spryglar enligt NACA 2415 utom sprygeln i vingspetsen, den plottade jag ut enl NACA 2412. Sågade ut med marginal ur lättplywood. Rot- och spetssprygeln slipade jag till korrekt slutlig form.



Borrade 2 st hål diam 8 genom hela högen per vinge, trädde upp ena vingens spryglar på 2 st 8 mm stålstänger med rätt avstånd mellan spryglarna. Låste fast stängerna på klossar som var fastlimmade på en skiva enl bild.  Alla spryglar satt nu fast ordentligt stadigt på rätt plats. Limmade fast slippapper på en 1 m lång stav, men de yttersta bitarna slippapper satte jag fast bakvända, de spryglarna hade rätt form och skulle inte slipas.

När nu slip-staven lades över alla spryglarna så låg inte slippapper mot ytterspryglarna men mot de andra inre spryglarna. Ytterspryglarna bara guidade slipningen av de andra. Så var det bara att slipa tills alla spryglarna fått sin rätta form. Jag trodde att lättplywood var lättslipad balsaplywood, men så var det inte alls. Det var väldigt svårslipat, det nötte ut slippapperet ganska fort. I alla fall, nu har jag spryglar som har rätt form från rotsprygeln av en form till toppsprygeln av en annan form.



Vingbalk
Jag ville ha delad vinge, det ger viss komplikation för V-form. Jag valde att ha en vinklad vingbalk så att den kan gå rakt inne i vingens mitt. Säkert kan man hos någon verkstad beställa en utskuren ur aluminium, men jag gjorde en själv. Den ses på bild ovan. Av 5 mm plywood gjorde jag en bockad I-balk som lättningshålades. Utanpå livet limmade jag en balsalist på varje sida som var så bred att det lämnade en 2,5 mm springa mot flänsarna. De springorna fyllde jag med kolfibertrådar plus epoxi. Sist fräste jag av 3 mm på flänsarna. Den väger nästan exakt lika mycket som ett vingrör av kolfiber. Ganska lätt att göra en sådan balk, men man måste ju kunna få den absolut rak och jämtjock.

Frågan är om balken blir tillräckligt stark? Jag har 2 st 2,5x3 mm – dvs 15 mm² - kolfiber på vardera balkens över- resp undersida. Den håller helt säkert för flygning, men jag skall ha infällbart ställ och det sitter i vingarna, så balken måste kunna klara hårda landningar. Hmm, undrar om balken håller? Om den inte skulle hålla för en hård landning så bryts den när planet redan har tagit mark, så skadan kan säkert repareras och jag kan göra en starkare balk med mer kolfiber.

Så långt har jag kommit just nu. Nästa steg blir att göra fyrkantsrör runt vingbalken så jag kan håla spryglarna för vingbalken, lättningshåla alla spryglar och börja montera första vingen. Just nu i juli har vi ju sommar och annat att göra, men till nästa sommar skall planet vara i luften.

BOB

2017-07-16 23:58:43
RE: Beräkn & konstruktion 3, lågvingat    
jaka
Skicka mail
Hej!
Roligt att se när någon konstruerar en egen "kärra"! Dessutom i trä!
En fråga i all välmening?
Vad är du ute efter med bygget? Att bygga en skalakärra,alltså en modell som så långt det är möjligt "liknar"förebilden? -I ditt fall en P-51 Mustang. Eller bara en modell som visserligen liknar en Mustang men bara till viss del?

Det är min erfarenhet att vingprofilen på ett modellflygplan inte är så viktig,låg vikt är betydligt viktigare och i ditt fall om nu modellen ska likna en Mustang så skulle jag valt den vingprofilen som Mustangen hade i original dvs en profil med laminär strömning.Men allt handlar ju om hur mycket Mustang det ska bli.

Skränkt vinge är också bra att ha och nu kommer jag inte ihåg omP-51:an hade det i original men jag vet att Spitfire hade skränkta vingar. Att skränka vingarna gör ju att modellen blir lite "snällare",speciellt om modellen blir lite tung.

2017-07-20 20:38:04
RE: Beräkn & konstruktion 3, lågvingat    
oveb
Skicka mail
Jag tänker inte bygga en P-51, jag har redan haft en sådan modell. En P-51 är beräknad och konstruerad för en fart över 700 km/h, och det blir flera nackdelar med att göra en liten kopia för 100-150 km/h. Så t.ex. är det ju direkt felaktigt att göra en vingprofil för laminär strömning när vingen inte kommer att få laminär strömning. Nej, med lite Mustang-stuk menar jag just lite, lite Mustang-stuk. Avsikten är att bygga en modell med bra flygegenskaper för ett modellflygplan, inget annat. Och vingen kommer inte att skränkas.

Jag tror inte att Spitfire hade skränkta vingar för det var välkänt att den klippte riktigt bryskt om den stallade. Och trots att den elliptiska vingen har idealisk lastfördelning så har andra konstruktörer inte följt efter. Om en sådan vinge skränks så blir lastfördelningen inte matematiskt idealisk och då är ju vitsen med en elliptisk vinge borta. Kan det möjligen vara så att när man upptäckte hur bryskt den elliptiska vingen klippte över ända att man kanske skränkte lite för att ge piloterna en chans att hantera en stall? Jag vet inte.

BOB

2017-07-20 21:51:19
RE: Beräkn & konstruktion 3, lågvingat    
Michael
Skicka mail
Jodå, de seritillverkade Spitfire hade skränkta vingar, 2,5 grader närmare bestämt. Möjligtvis var det så att prototypen saknade skränkning, men den infördes för att säkerställa att stallen började vid vingroten och för att skevrodren skulle fungera väl även nära stall. Ur stallsynpunkt är det inte idealiskt att ha en fullständigt elliptisk lyftkraftsfördelning eftersom stallen då i princip kan börja varsomhelst utmed vingen. Detta vill man gärna undvika.

Alex Henshaw, som var provflygare hos Supermarine, har upprepade gånger omtalat att Spitfire, jämfört med många andra samtida jaktplan, hade mycket goda stallegenskaper.

Reginald Mitchell kände väl till den aeroynamiska fördelen med elliptisk vinge, men lär enligt kollegor ha uttryckt att: “! don’t give a b….. whether it’s elliptical or not, so long as it covers the guns!”. Uttalandet lär ha fällts i samband med att man diskuterade hur man skulle kunna få till en så procentuellt sett tunn vinge som möjligt med den beväpning som var nödvändig

Den verkliga aerodynamiska fördelen med Spitfires dubbelelliptiska vinge uppenbarades först efter att flygplanet tjänstgjort i RAF ett tag, nämligen att vingen gav ett lågt inducerat motstånd vid flygning på hög höjd vilket gav Spitfire en fördel jämfört med motståndarens flygplanstyper

2017-08-15 15:09:35
RE: Beräkn & konstruktion 3, lågvingat    
oveb
Skicka mail

Jag hade köpt 0,8 mm plywood för att klä vingarna med för att få en slät yta, men när jag lade ett flak på vingen kände jag att den var för tunn. Det jag hade till hands hemma var 3 mm balsaflak så jag tänkte att, OK, då klär jag vingarna med 3 mm balsa och lägger glasfiberväv utanpå. Med slipning blir det kanske 2-2,5 mm balsa, sedan 25 g glasfiber plus epoxi. Det blir styvt som jag vill ha det.

När de hålade spryglarna var rätt placerade på de två stålstängerna så limmade jag fast lister och balsa på bakkanten och runt nosen. Detta för att få det tillräckligt stabilt för att kunna dra ut stålstängerna. Sedan satte jag två lager  ganska tjock glasfiber plus en bit list på insidan av nosen så att nosen tål mindre stötar.

Balsa runt nosen var för att kunna behålla rätt nosform som jag hade slipat fram. Nackdelen med att klä vingen med 3 mm balsa är att jag frångår den NACA-profil jag valt. Profilen blir ju 6 mm tjockare men bara 3 mm längre, så procentuellt blir det en signifikant tjockare profil, vilket betyder större luftmotstånd. Allt har ju två sidor så det finns väl en liten fördel också och det är att lyftkraften torde bli större och landningsfarten lägre.

Nu var det dags att limma in det fyrkantiga vingröret. Jag riggade upp vingarna på bänken med vingbalken i de två fyrkantsrören i vingarna. Nu måste alla vinklar och mått bli riktiga inom + - 0,5 mm. Varje vinge skall lutas 4,5° vilket jag gör genom att placera två lika långa pinnar under vingarna som ses på bilden. En list kläms fast på yttersprygeln längs kordan och vingen vrids tills listen är exakt parallell med bänkskivan. Den andra vingen vrids så att bakkanterna hamnar exakt lika över bänkskivan. Som bilden visar ligger ett rött murarsnöre över bägge vingarna och med detta kontrollerar jag att vingarna ligger exakt i linje. En sista koll är att avstånden mellan rotspryglarnas framkant och bakkant är lika. Hela denna riggning tog minst ett par timmar. Det måste bli exakt. Så limmar jag fast fyrkantsrören i spryglarna.






Nosen mellan rotsprygel och nästa sprygel saknas. Där skall det bli en liten knäck genom att jag på rotsprygelns nos limmar på en lösnos. Det saknas också en bit av undre listen för att där skall ju hjulet fällas in. Fyrkantsrören skall också limmas fast bättre mot spryglarna.

Fyrkantsrören gjordes genom att jag runt vingbalken lindade gladpack och sedan limmade ihop remsor av 0,8 mm plywood runt vingbalken. Det gick precis att dela 100 mm bred plywood i 4 remsor för att bli ett rör. Gladpacken runt vingbalken har till uppgift att dels ge ett minimalt spel mellan vingbalk och rör och dels hindra att röret limmas fast på balken. Fungerar perfekt.

Nu har jag kommit så långt att jag kan se vingens form. Mycket trevligt. Härnäst skall jag såga ut skevrodren och få till gånglederna. Rodrets framkant skall vara en halv cylinder och motsvarande vingens bakkant ett halvt rör. En ganska knepig sak när vingens form är starkt konisk för de skall passa ihop tight så inte övertrycket på vingens undersida smiter upp till undertrycket på ovansidan.

BOB

2017-08-20 20:33:38
RE: Beräkn & konstruktion 3, lågvingat    
reparatörn
Skicka mail
Bob,

Lade inte märke till tråden förrän nu. Mitt förslag är att Du gör en djupdykning via nätet för att söka efter RCM Anthology Series och boken Scale in Hand. Författaren är den inte helt okände Dave Platt. Även en Herr svensk modellbyggare som kan allt, vet allt, begriper allt, inser allt, förstår allt och inte kan göra fel gör klokt i att skaffa denna bok. Jag tror det kommer att visa sig att Herr Platt faktiskt kunde ännu mer.

Bara ett tips....



Douglas

"Han är galen Lew. Han bygger leksaksflygplan". Kapten Frank Towns (Jimmy Stewart) i den första filmen "Flight of the Phoenix".

2017-08-22 20:47:20
RE: Beräkn & konstruktion 3, lågvingat    
oveb
Skicka mail
Hmmm, ojdå. Jag har aldrig trott att jag kan särskilt mycket. Jag har bara önskat att förmedla upplevelsen att konstruera en helt egen modell och se den uppföra sig i luften precis som var tänkt. Det är en upplevelse värd mödan. Det verkar för mig som om de flesta antingen köper ARF-modeller eller knåpar ihop riktigt exakta kopior av existerande plan. Varför inte bygga en helt egen modell?

Bilden nedan visar undersidan av babords vinge. Följande har gjorts.

- På rotsprygeln har jag limmat på en balsakloss för att styra upp en styrpinne. Hålet i själva sprygeln har större diameter än tjockleken. För att styra pinnen så den kommer exakt vinkelrätt måste hålets längd vara bort 3 ggr diametern, så jag borrade 8 mm hål i klossen i en bänkmaskin så hålet kom vinkelrätt och limmade fast klossen innanför hålet i sprygeln.

- 3 st klossar för pinngångjärn har limmats fast i rodret. Motsvarande 3 klossar som skall sitta i vingens bakkant ligger lösa uppe på vingen.

- 5 klossar ligger lösa mellan roder och vinge. De är färdiga att limmas fast i rodret för att bli den halva cylinder som skall bli gångleden. De har hålats för att lätta vikten, men de har ju inte formats till cylinderform ännu. Innan de limmas fast måste jag såga ut rodret.

- Fäste för servot har limmats fast så att servot kommer precis under senare plankning. Också har en kloss limmats i rodret med en springa för att ta ett roderok jag skall göra av kolfiber senare.



Jag gör gångleden av 40x40 mm klossar bara av den anledningen att jag hade sådan stav liggande på hyllan. Normalt skulle jag annars ha limmat på smala balsalister så som jag har gjort vingens nos. Jag trodde att jag skulle slippa petande med smala lister, men det var inte enklare med klossar som skall formas till.

Jag har ännu inte gjort någon skiss på kroppen. Först gjorde jag stabben medan jag funderade på vingen, sedan gjorde jag vingen medan jag funderade på kroppen. Men nu är det dags att göra lite mer beräkningar för att börja skissa fram en kropp.

Jag behöver känna till medelkordan. Den tar jag fram grafiskt. Så här ser principen ut



Jag ritar upp min vinge i skala 1:5 utan den lilla knäcken framtill. Vingroten är 520, vingspets är 300, längden är 1000. Jag ritar in vingens mittlinje, ritar vingspets 300 bredvid basen 520 och basen 520 bredvid spetsen 300 som på bilden. Jag drar en linje diagonalt från ena hörnet till andra hörnet, och där linjen skär mittlinjen där har jag medelkordan, som blir 420 mm.

Jag markerar punkten 25% av medelkordan från dess framkant. Så tittar jag på den stabbe jag redan gjort och mäter upp 25% av dess medelkorda från dess framkant. Jag projicerar bägge dessa punkter på rotspryglarna. Avståndet mellan dessa projicerade punkter kallar jag för momentarm.
Momentarmen bör vara mellan 2,5 och 3,5 ggr vingens medelkorda, så min momentarm bör vara 1050 – 1470 mm.

Nu måste jag fundera över vilken typ av plan jag skall göra och vad jag skall använda den till. Detta är ju ett väldigt väsentligt avgörande. Kort kropp för snabba loopar typ 3D och lång kropp för stora, mjuka loopar typ F3A. Min modell skall ju få lite Mustang-stuk, vilket betyder ett jaktplan, som skall kunna göra ganska snäva loopar vid behov, men det skall absolut inte bli 3D-flygning. I en riktig Mustang skulle piloten inte klara särskilt snäva loopar i 700 km/h. Men det är INTE en kopia av Mustang jag skall göra utan ett modellflygplan med goda modellflygegenskaper.

Så jag bara bestämmer mig för att sätta momentarmen till 1200 mm. Detta bestämmer alltså modellens längd. Så nu kan jag börja skissa lite på kroppens form när jag vet stabbe och vinge och fenans storlek och kroppens längd. Men det kan bara bli en skiss än så länge för jag vet inte hur långt fram motorn skall sitta.

Jag behöver också veta var TP skall ligga och det beräknar man. 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

F = 7,8 dm²/42 dm² x 1200 mm/420 mm = 0,53

F är dimensionslös, alltså en konstant. Följande formel är för normala monoplan med motorn fram och stabben bak: TP(läget)=0,1 + 0,25 x   (fjärderoten av F). Fjärderoten får man enkelt genom att ta kvadratroten två gånger på räknedosan. För min modell får jag

TP(läget)=0,1 + 0,25x √4 0,53 = 0,1 + 0,25x0,85 = 0,312

vilket betyder 31 % av vingkordan från framkant. För min modell blir detta 0,31 x 420=130 mm från framkanten på medelkordan. Om man har en konisk eller svept vinge som jag så får man projicera denna TP från medelkordan in till centrumlinjen och där har man sin tyngdpunkt, TP.

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

Så nu skall jag dels fortsätta med vingarna dels börja skissa lite på kroppen. Jag vet inte ännu hur jag skall göra kroppen, men jag tror att det blir med spant och lister av 3 mm balsa plus glasfiber utanpå. Jag har varken CAD eller CAM utan ritar på papper på bänken där jag bygger.

BOB

2017-08-24 18:45:01
RE: Beräkn & konstruktion 3, lågvingat    
jaka
Skicka mail
Hej!
Glöm nu för allt i världen inte webbarna i vingen!

2017-09-09 19:10:08
RE: Beräkn & konstruktion 3, lågvingat    
oveb
Skicka mail

Nu är skevrodren på plats men inget är slipat ännu. För att kunna slipa skevrodrets runda framkant och få det helt rakt så limmade jag slippapper på en bräda 1 dm längre än rodret, spände fast brädan på bänken och jobbade med rodret över slippapperet. Vingen plankas med 3 mm balsa men över skevrodret har jag en remsa 3 mm plywood som slipats vass där den ligger över och under rodret.



För att få gångleden tät, så att inte luft smiter från undersida till översida, har jag limmat på en smal remsa av den luddiga delen av kardborrband, som ligger an mot skevrodret. Den svarta remsan på bilden.



Jag tycker att den här typen av gångled har tre fördelar. Dels ser det trevligare ut än ett V-dike längs hela rodret (när rodret inte har utslag så syns det nästan inte alls), dels inbillar jag mig att luftflödet följer lite bättre över rodret. I alla fall vet jag inget fullstort plan som har ett V-dike längs skevrodret. Gångleden kommer en bit in i skevrodret, vilket betyder att rodrets TP kommer närmare gångleden, vilket är av stor betydelse för att undvika roderfladder.

Jag kan inte beräkna ett roders kritiska fladderhastighet. Men den som kan det och ser att den ligger farligt nära planets max-hastighet kan lägga in lite bly i rodrets framkant, dvs längst framme på den rundade delen. Då kommer rodrets TP närmare gångleden, vilket ökar den kritiska fladderhastigheten.

Nu återstår att få till landningsstället, och det har jag funderat mycket över. Det skall inte bli av typen en pinne ned till hjulet, jag har sett ett otal haverier på U-tube där sådant ställ viker sig eller går av vid landningar och taxningar. Så jag tänker mig ben liknande fasta ställ av kolfiber, men infällbara. Och hjulet skall vara på backen ca 25 mm framför medelkordans nos så att planet inte står på nosen och så att jag får tryck på sporrhjulet. Så hur kan man göra detta?

Bilden nedan visar ett första ”utkast” för att pröva om det går.




Jag sågade ut och hålade ett ben av 4 mm plywood och på varje sida lade jag 3 lager kolfiber, det blir totalt 5 mm. Limmade fast ett mässingsrör i övre änden i vilket ligger en 4 mm axel, som lagras i små bitar rör i träklossar. På benet sitter ett ”roderhorn” som kan röra sig genom en bit sprygel. Ett servo skall fälla ned/upp benet. Benets axel lutar så när benet fälls ned så svänger det ut framför vingens nos. En enkel konstruktion med ett vanligt servo.

Jag har 2 st servon på hyllan som slår 180°. Detta är viktigt. Andlägena skall vara ”dödlägen”, då blir landn-stället låst i både uppfällt och nedfällt läge, så servot blir inte belastat när planet flyger med uppfällt ställ, och stället blir låst i utfällt läge när planet landar.

Servona är på ca 10 kp.cm. Ställets vridmoment i uppfällt läge pga tyngden blir omkr 5 kp.cm. Servot belastas hårdast ungefär när servoarmen har gått halvvägs och då har stället gått 45° och dess moment är då bara 5 x cos 45°, dvs omkr 3,5 kp.cm. Alltså, servona bör gott räcka till.

På servona sitter runda skivor, jag kan sätta stötstången 13 mm från mitten, då får stötstången slaglängden 26 mm. Jag måste göra ”roderhornet” på benet så att hålet för linkaget kommer att röra sig exakt lika långt, dvs 26 mm och 45° åt vardera hållet.

Vingen har en V-vinkel på 4,5°. Landn-benet skall då röra sig 90° - 4,5° = 85,5°. Man kan ju rita upp i större skala och mäta hur långt ”roderhornet” skall vara, eller man kan räkna ut längden = 13/sin42,75° = 19 mm.

Det ser ut att kunna fungera. Nästa problem att fundera över blir luckan över landn-stället. Det går ju att sätta luckan på benet men det kommer att bli väldigt svårt att få stängningen så exakt att luckan kommer exakt på plats. Jag kanske måste göra luckan självständig med ett servo som stänger/öppnar. Jag skall ändå ha separat lucka med servo för att täcka hjulet. Jag får vänta med detta problem tills jag har monterat landn-stället med servo i vingen för att se hur det fungerar. Nu kör jag ned till Malaga/Solkusten en månad så jag får väl ligga vid poolen och fundera över problemet.

BOB

2017-09-09 19:22:56
RE: Beräkn & konstruktion 3, lågvingat    
jaka
Skicka mail
Hej!
Ett tips!
Du kan slipa mycket större hål i spryglarna(Fräs med dremel och frässtift)för att få vingen lättare.-Och glöm inte webbarna!

2017-09-10 07:07:30
RE: Beräkn & konstruktion 3, lågvingat    
oveb
Skicka mail
Tack för tipset. Nej, jag har inte glömt webbarna, de kommer på senare. Vill ha så mycket fritt utrymme som möjligt tills jag har fått till det med landn-ställ och luckor. Jag inser att större hål betyder mindre vikt, men spryglarna är av lättplywood och väger inte mycket. Några är fortfarande ohålade tills jag vet hur stället skall vara. Det kanske tillkommer flera servon som måste fästas in. Jag får se senare hur det blir.

Jag funderar över hur ett servo klarar landningarna. Servot har ju sitt dödläge så kuggarna blir inte så belastade utan det är axeln/lagringen i servot som får ta stryk. Skulle den lagringen inte hålla så går det nog att byta till ett kraftfullare servo.
BOB

2017-11-14 14:36:47
RE: Beräkn & konstruktion 3, lågvingat    
oveb
Skicka mail

Puhh, det var lite jobbigt att köra 440 mil över Andorra ned till Malaga och 370 mil hem igen via Mosel-dalen. Men det gick ju, och nu har jag börjat tänka på bygget igen, men det går lite trögt.

Så här gjorde jag landn-stället, bara lite provisoriskt än så länge. Axeln ligger snett av två skäl, dels skall hjulet svänga ut framför vingens framkant, dels skall axeln kunna dras ut för att demontera landn-stället vid ev reparation.





Två svaga länkar finns i denna konstruktion. Servot är bara av ca 10 kpcm med en klen servoarm/skiva av plast. Det slår 180° och låser därför i utfällt och infällt läge, så det är inte problemet. Men en plastskiva är klent. Infästningen på landn-benet är bara ca 15 mm från axeln vilket är väldigt kort avstånd. Men vingens tjocklek begränsar servoarmens längd och därmed slaglängden. Axelinfästningen är stark så landningar rakt fram går nog bra, men girar på marken med sidokrafter  måste jag vara försiktig med.

Jag får väl åtminstone pröva denna enkla konstruktion i verklig landning. Skulle det inte hålla så har jag en plan B.

Jag har nu börjat skissa på kroppen och jag har ett par frågor som jag hoppas någon kunnig kan hjälpa mig med. Kroppen blir i princip spolformad  som en långsmal delfin eller liknande. En delfin har ju evolutionen skapat fram för minsta möjliga motstånd i vattnat. Eftersom planet är lågvingat och kroppen skall ha en stump vingrot på varje sida som vingarna går emot så blir infästningsvinkeln permanent. Så jag måste välja rätt infästningsvinkel från början. Jag har ingen erfarenhet av semisymmetrisk vingprofil, och jag vet inte var jag hittar info om rätt infästningsvinkel.

Kan någon hjälpa mig med rätt infästningsvinkel eller var jag hittar info?

Om jag inte får bättre underlag så kommer jag att chansa på 1,5 eller 2 grader. Låter det vettigt? Om någon menar att vinkeln skall vara 0° så behöver jag veta varför så att jag kan tro på det.

Sedan skulle jag uppskatta hjälp med en annan vinkel också. Det är motorns infästningsvinkel upp/ned. Åt höger tar jag som vanligt 2 grader. Men upp/ned?

Jag skall förklara hur jag tänker. Motorn blir en DLE 40 boxer med omkr 8 kp dragkraft. Kroppens tvärsnittsyta är omkr 400 cm² jämt fördelade runt centrumlinjen genom motoraxel. Vingens tvärsnittsyta är 1200 cm², fenans 40 cm² och stabbens 160 cm². Stabben ligger längs centrumlinjen och fenans är obetydlig, så dessa bortser jag ifrån. Om jag fördelar dragkraften på motståndsytorna så får jag ett moment 1200/1800x8x10=53 kpcm som vill tvinga ned planet i en dykning. För att motverka/balansera detta moment så behöver jag ett motverkande moment 8xa där a är motoraxelns förlängning under TP, då blir a=53/8 cm = 6,7 cm. Detta skulle bli 7°, vilket är orimligt mycket. Motorn skulle riktas uppåt 7°.  Dels har jag inte räknat med fenan, som ju motverkar, dels sticker ju huven upp och ger luftmotstånd som motverkar, dels har jag säkert räknat alltför överslagsmässigt.

Men säg att jag halverar till 3,5° eller säg 3°. Själv tycker jag att 3° uppriktning av motorn låter rimligt. Tanken är att planet skall uppföra sig neutralt i planflykt med neutrala roder. Om uppriktningen av motorn sätts till 0° så måste det kompenseras med höjdroder som mixas med trottelspaken och det är ju inte neutralt.

Så, två frågor jag behöver hjälp med:  vingens infästningsvinkel och motorns uppriktningsvinkel. Jag tackar i förväg för all hjälp jag kan få.

BOB

2017-11-15 09:50:05
RE: Beräkn & konstruktion 3, lågvingat    
oveb
Skicka mail

Jag har sovit på saken och inser att så stor uppåtvinkel visar att min konstruktion är dålig. Jag sänker motorn 20 mm och höjer stabben 50 mm och får då följande moment
Vingen - 1200/1800x8x8  kpcm
Kropp + 400/1800x8x3
Stabbe + 160/1800x8x6
Fena +40/1800x8x14        Summan av detta blir nedåtriktat moment 30,6 kpcm
För att motverka detta behövs momentet  8a=30,6    a=3,8 cm vilket betyder vinkeln Z
tanZ = 3,8/55  ger Z = 4°
Jag vill inte ha motorn längre ned så det får bli uppriktning av motorn 3°

BOB

2017-11-15 21:39:46
RE: Beräkn & konstruktion 3, lågvingat    
Thomas Berggren
thomasbergren@hotmail.com
Har du tillgång till laservattenpass,
typ detta??

I så fall kan du projicera en horisontell linje på kroppen (den har vi inte sett ännu!) den s.k. datumlinjen, och lägga in vinklarna på motorn och vingen gentemot denna linje.

Vinge och kropp orsakar ju en del motstånd, är det en midvingad kärra du tänker bygga med semisymmetrisk vingprofil och motorn i datumlinjen, så får du nog rikta ner motorn någon grad för att övervinna vingprofilens lyftkraft.
En högvingad kärra med motorn lägre än vingen ger lyftande moment, här behöver motorn riktas ner.
En lågvingad kärra med motorn högre än vingen ger moment neråt, = mindre nedåtriktning.
Allting hänger samman, motorvinkel, tyngdpunkt, vingens riggningsvinkel osv, flygutprovningarna får utvisa resten.



.................
Jag är en lagom ung man med en lysande framtid bakom mig!

2017-11-24 13:51:25
RE: Beräkn & konstruktion 3, lågvingat    
oveb
Skicka mail

Tack för svaret. Men jag undrar om du inte har en felskrivning. Lågvingat med motorn högre upp ger moment nedåt, där är vi överens, men sen skriver du = mindre nedåtriktning. Om det är motorn du menar så får det väl bli uppåtriktning av motorn för att parera nedåtmomentet?

Thomas, du tycks veta vad det handlar om. Kan du inte tipsa mig om vilken infästningsvinkel som jag bör ha? Den vinkeln blir permanent eller åtminstone mycket svårändrad, så jag vill försöka få den rätt från början. Vad sägs om 2 grader?

Med motorn uppåtriktad så får jag förmodligen en negativ anfallsvinkel i propellerströmmen, så jag bör ju ta hänsyn till det också.

Jag har ritat huvuddragen av kroppen i horisontal och vertikalvy på papper. Jag har ingen cad i datorn. Jag tillverkar en monteringsfixtur genom att klamra ihop två skivor och såga ut halva horisontala kroppsformen och sedan skruva ihop dem som på bilden. Då blir det helt symmetriska sidor. Så har jag ett referensplan för mätningar. Jag fick offra fina bokhyllan för att få ihop de två skivorna, men det kan det väl vara värt.



Eftersom jag inte har cad så formar jag en kropp av billig cellplast. Cellplastskivan är 10 cm tjock och jag skall ha 10 cm mellan spanten. Tanken är att när jag har gjort modellen så särar jag på alla bitarna och använder dem som ritmallar för spanten. Modellen är skulpterad på fri hand så sidorna blir ju inte helt identiska, men det gör inget för jag ritar av bara halva sidan på ett papper och viker det dubbelt, så när jag klipper ut spantmallarna så har de exakt identiska sidor. Modellen är ingen kopia av något utan helt formad efter tycke och smak, men givetvis med strömlinjeform som mål.



Modellen är bara mellan brandvägg och fram till stabben. Huven fram till brandväggen är en lös bit som jag kan lyfta av, den delen skall ju inte ha spant utan blir gjuten i glasfiber respektive  vakumformad. Modellen ligger i fixturen så att skivans plan går genom propellercentrum.

Jag prövade olika sätt att forma cellplasten. Först sågade jag till bitarna i en bandsåg, sedan limmade jag ihop dem. Där mycket material skulle bort använde jag en värmetråd, men formningen gjorde jag med en rasp. Ytan behöver inte vara fin, modellen skall ju styckas och sedan kastas bort. Bitarna skall bara vara ritmallar för spanten, inget annat.



När jag tittar på cellplastmodellen så tycker jag att sen ser kort och hög ut, men det är ju bara mellan brandvägg och stabben så man får fel proportioner. Det är ju lågvingat med infällbart ställ, och det kan inte placeras för långt ut i vingen, så benen kan ha max en viss längd. Propellern måste ha markfrigång, vilket gör att motorn måste sitta rätt högt upp. Summan av detta är att kroppen blir så hög som den är. Men motorhuven blir rätt lång och med stabbe och fena så blir nog proportionerna ganska bra. Hoppas jag.
BOB

2017-11-24 21:01:22
RE: Beräkn & konstruktion 3, lågvingat    
Thomas Berggren
thomasbergren@hotmail.com
Till en sådan kropp hade jag satt en hängande motor för att få lite stuk av typ DENNA. Det finns ju 15 sådana kärror på dussinet, så här behöver man inte ha speciellt stor fantasi.
Nåväl, motorn ligger över datumlinjen, och vingprofilen är en aning bärande, right?
1-2 graders nedåtriktnig vore nog bra till att börja med.
Sen måste flygutprovningen utröna resten, om du ska öka eller minska motorns vinkel.




.................
Jag är en lagom ung man med en lysande framtid bakom mig!

2017-12-29 08:57:21
RE: Beräkn & konstruktion 3, lågvingat    
oveb
Skicka mail

Nu har jag fått ihop spanten på plats.



Brandväggen, som bara är ett främsta, kraftigare  spant, är inte fastlimmat. Det skall först passas ihop med motorkonsol innan limning. Inte heller är fenan fastlimmad, och den skall höjas 25 mm.

Det ser väldigt enkelt ut men har krävt en hel del jobb. Spanten är gjorda av ihoplimmade remsor av 3x20 mm balsa med 0,8 mm plywood limmat på vardera sidan. Det blir lite plock och pyssel. Spantens form har jag alltså fått genom att såga upp frigolitmodellen i 100 mm bitar och rita av tvärsektionen på papper, vika pappersspantet på mitten, klippa ut papperet och rita av på balsa och plywood. Den 30 mm längsgående listen, som går halvvägs ner, är viktig. Den skall ta krafterna från vingen och sprida ut dem i kroppen så de klingar av, och en hård landning betyder stora stöt-krafter. Den är gjord av 3 mm balsa med 1,5 mm plywood på varje sida

Fena och roder är gjorda och plankade i ett stycke med 2 mm balsa med 2 mm plywood i rodrets bakkant, därefter har de sågats isär.  Rodret har en mindre del som går fram över fenan. Normalt görs den delen betydligt större på de flesta ARF-modeller. Egentligen hade jag inte tänkt göra så alls utan bara ha rodret efter fenan. Men så har vi det här med roderfladder att tänka på. Alla roder på flygplan har en kritisk hastighet när fladder uppstår, och den kritiska hastigheten beror på hur långt bakom gångleden rodrets TP ligger. Jag kan inte beräkna ett roders kritiska fladderhastighet och har inte en aning om vad som gäller för detta sidoroder. Men jag har upplevt en gång att ett skevroder började fladdra i en vertikal dykning och slets loss när planet planades ut, och det var en obehaglig upplevelse som jag inte vill återuppleva. Det gäller att konstruera roder så att rodrens kritiska hastighet är säkert högre än den högsta hastighet planet kan komma upp i. Teoretiskt uppstår inte fladder när TP ligger i gångleden, eller säg att kritiska hastigheten är väldigt hög, men ju längre bakom TP ligger ju lägre blir den kritiska farten. Och kommer planet upp i rodrets kritiska hastighet så kommer rodret att fladdra och slitas sönder – förr eller senare.

Så vanligtvis konstrueras en så stor del av rodret att gå över fenan att rodrets TP kommer ganska nära gångleden. Utan den överliggande delen fick jag rodrets TP 4 cm bakom gångleden. Den överliggande delen formade jag av balsa och gröpte ur inuti och lade en bit bly vägandes 15 g i framkanten. Då fick jag rodrets TP 2 cm bakom gångleden. Jag tror det blir bra. Jag kommer nog att göra på samma sätt för de övriga rodren.

Fixturens övre plana yta ligger jäms med motoraxeln. Från denna yta mäter jag allt, t.ex. att fenan monteras vertikalt, att vinge och stabbe monteras horisontellt, att vingen får rätt infästningsvinkel, att motorn får rätt vinklar, mm. Fixturen är enkel och lätt att flytta runt, jag ställer ned den på golvet när jag behöver bordet till annat. Under fixturen på bordet ligger den enkla ritning jag har gjort.

BOB

2018-02-08 17:48:13
RE: Beräkn & konstruktion 3, lågvingat    
oveb
Skicka mail

Jag kan ha kroppen i fixturen tills jag monterar vingröret, som sticker ut utanför kroppen. Så jag monterar vingroten till stabben med vingröret i så att stabben blir helt horisontell och vinkelrät mot kroppens centrumlinje. Och så måste jag limma fast frontspantet så det kommer vinkelrätt.



Fastskruvningen av stabben funderade jag mycket över. Eftersom jag har en bit vingrot på kroppen så kan jag inte skruva mot kroppen. Jag vill ha all montering ovanifrån så jag slipper vända upp och ned på planet. Och så vill jag inte ha skruvskallar som stör luftflödet. På bilden syns en skruv monterad, den är nedsänkt.



Nu är det dags att montera vingröret i kroppen. Jag pallar upp planet med exakt lika höga klossar, som på bilden, och trär vingarna på vingbalken och pallar under vingarna. Noggrann mätning så att vingarna ligger horisontellt och vinkelrätt mot kroppen och att de får rätt infästningsvinkel. Vingrotens bakersta punkt skall vara 15 mm lägre än den främsta punkten, då är infästningsvinkeln 1,8°. Jag kan inte beräkna vilken vinkel det bör vara för denna vingprofil, så jag bara bestämmer mig för 1,8°.



Nu kan jag inte använda fixturen mer, så då kan jag planka resten av kroppen.



Hela ytan på kroppen är dubbelkrökt. Det innebär att jag inte kan planka med breda 3 mm balsaflak, utan jag måste skära till smala remsor, olika breda beroende på hur krökt ytan är. Det vanligaste blir 6 mm i ena änden och 3 mm i andra änden. Det är inte så väldigt noga för senare skall jag spackla ojämnheter och lägga på 25 grams glasväv.

Fyrkantsröret genom kroppen sticker ut onödigt långt, runt 25 mm för långt ut. Det beror på att jag nästan började bygget med vingbalken för att se om det gick att göra en sådan. Eftersom den är vinklad måste jag bestämma mig för kroppens bredd innan jag gjort någon ritning. Jag skall ha en 2-cylindrig boxermotor, och motorhuven skall gå över cylindrarna. Kroppen skulle vara spolformig. Det gav mig kroppsbredden. Senare, när jag gjorde ritningen på kroppen, ville jag ha en smalare kropp och låta enbart motorkåpan vara bred. Så därför sticker fyrkantsröret ut så långt, vilket betyder att den vingrot jag skall ha fast på kroppen också kommer att sticka ut 25 mm mer än nödvändigt. Men så får det bli.

BOB

2018-02-09 08:56:47
RE: Beräkn & konstruktion 3, lågvingat    
Thomas Berggren
thomasbergren@hotmail.com
Det ser banne mig riktigt bra ut!!
Hur ser vingbalken ut, den som går genom kroppen?
Har du nån mer bild på den?


.................
Jag är en lagom ung man med en lysande framtid bakom mig!