Het bouwen van de Libelle van Robbe

Ho winfried, heb het bewust even prive gedaan om het draadje schoon te houden. Met ruim 15 jaar (vanaf devwing1) en er bijna dagelijks mee bezig te zijn heeft dev voor mij niet zoveel geheimen meer en ken ik trucjes of gebruik hulpmiddelen waar soms het programma niet eens voor bedoeld is.
Ik zou als ik de tijd had best een soort vraagbaak voor nederland kunnen zijn maar dan kom ik niet meer aan mijn eigen werk toe

 

misschien kan je wat 'best practices' of 'most common instinkers' door laten druppelen....

 

Controle en nalopen ontwerp

Na alle ervaringen die ik tot nu toe heb opgedaan met het ontwerp van de vleugel voor de Libelle wordt het nu tijd om alle maten en instellingen te controleren. Aan de hand van de originele tekeningen ga ik de maten van de vleugel opnieuw opmeten.



Ik neem nu als uitgangspunt voor het opmeten de hoofdligger, die over de hele vleugel haaks op alle ribben staat. Uitzondering is de wortelrib, die aansluit op de romp. Bij de eerste keer opmeten had ik de nullijn vanaf de achterzijde van de wortelrip als uitgangspunt genomen. Deze lijn staat niet op de originele tekening en maakt meten onnauwkeuriger.
De maten wijken ten opzicht van het eerste opmeten op sommige plekken toch 1 of 2 mm af.
Ik heb de aangepaste tekening uitgewerkt in Publisher, waar ik graag mee werk.

De tips, die ik van clubleden van de Aero Club Kennemerland en via het forum heb gekregen, worden meegenomen in de uitwerking.

Binnenvleugel

De maten van dit paneel zijn in DevWing aangepast.

De indekking wordt nu zo ingesteld dat deze (fictief) 1 mm doorloopt in de neuslijst en in de achterlijst zodat de “vreemde puntjes” van de ribben verdwijnen.




DevWing neemt het midden van de begin- en de eindrib als referentie voor breedte van de indekking. Dit kun je indien gewenst aanpassen door de instellingen in "go to customise the exported sheetings" te gaan naar de instellingen “Full covering of the starting rip en Full covering of the ending rip”. Voor mij is dit niet van toepassing omdat ik de indekking later zelf op maat maak.

De achterlijst van de binnenvleugel wordt 25 mm. Deze zet ik fictief op 23 mm. Dan kan ik later handmatig in de achterlijst slotjes vijlen in de dikte van de rib. Zo zitten de ribben ingesloten voor een sterkere verbinding. Ook de indekking wordt aan deze veranderde maat aangepast.

Ps de tips zijn zonder verwijzing meegenomen.

 

Je wist dat je op tabblad 2 in DEVwing ook een DXF tekening kan uploaden? Die omtrek kun je dan overnemen.
Hoe ga je de verbinding tussen de indekking en voorlijst maken? Ik vind het zelf handig eerst een strip (als er ruimtes is met slotjes op de ribben) voorop de ribben te zetten, die in profiel te schuren en daar de indekking op te lijmen. Dan kun je daarna de voorkant vlak maken en de balsaneuslijst er op plakken. Dit doe je in tabblad 7 van DEVWing

Het rode vierkant hieronder.



Voorbeeld uit een ander ontwerp

 

zo doe ik het ook altijd. Dat geeft ook meteen een mooie strakke en sterke neuslijst.

 

Hoi Maarten, bedankt voor je reactie. Als ik een tekening op schaal of op maat wil gebruiken dan doe ik dit op een andere manier omdat de uitprobeerversie van het programma zijn beperkingen heeft. Ik maak tekeningen in Publisher of ik kopieer tekeningen of foto’s in Publisher. Met de fijne lineaal en voldoende inzoomen kan ik zeer nauwkeurig op maat werken. De afdruk met de inktjetprinter op papier, of op doorzichtig papier, is zeer maatvast.

Het toepassen van een strip met slotjes bij de voorlijst kende ik niet. In ben gaan zoeken op de mogelijkheden in tabblad 7. Uiteindelijk kwam ik eruit hoe deze constructie er uit ziet en hoe dit moet worden toegepast in het programma.




Het komt bij mij over als een sterke constructie waarbij tevens de indekking tussen de ribben mooi strak wordt. Ik ga in overleg over de mogelijkheden met degene die de ribben voor mij gaat frezen. Ik heb in ieder geval een extra kopie gemaakt van de binnenvleugel met de strip met slotjes.

 

Er kan veel in DEVWing.
Ik laat de indekking (sheeting) wel doorlopen tot over de blauwe strip. Dan krijgt de strip de hoogte van de voorkant van de rib en kun je hem eenvoudig in het contour van het profiel schuren. De sheeting komt dan op de strip te liggen. Erg makkelijk bij de bouw.

 

Hoofdligger binnenvleugel

Voordat de instellingen van de hoofdliggers met D-box nagekeken worden meet ik eerst het hout op. Ik heb 4 vuren liggers van 8 x 3 mm, 6 liggers van 8,1 x 3 mm en 1 ligger van 8,2 x 2,9 mm. Ik ga dus de liggers van 8 x 3 gebruiken omdat dit de maat in het ontwerp is. Ik heb de maten met potlood op de liggers gezet.

Bij Airfoil Tools wordt aangegeven dat het dikste punt van de SD7037 op 26,1 % van de koorde zit. Dit is op 60,3 mm vanaf de voorzijde wortelrib.

Bij de wortelrib is de hoofdligger door DevWing geplaats op 61,6 mm vanaf de voorzijde (middenzijde ligger 65,6 mm). Dit zit dicht het dikste punt van het profiel. De plaats van de hoofdligger wordt door het programma aangepast aan het profiel.

De “sweepangle” moest ik nog wel even aanpassen naar 0%. Nu loopt de hoofdligger weer haaks op de ribben net zoals bij de originele vleugel. Je kunt dit ook nameten in DevWing door de cursor te plaatsen op de voorzijde van de hoofdligger. Eerst flink inzoomen voor een grotere nauwkeurigheid. De afstand bij de wortelrib en bij de eindrib is 169,4 mm ten opzicht van de nullijn en ter controle 169,4 mm en 61,5mm = 231 mm, de maat van de wortelrib.

Als in DevWing een ligger wordt geplaatst op een bepaalde afstand van bijvoorbeeld de voorlijst, dan is deze afstand het midden van de ligger!

Het zwaartepunt wordt door Robbe opgegeven op 72 mm. Dit zwaartepunt kan ik aanhouden omdat dit berekend wordt naar aanleiding van de afmetingen van de vleugels, het hoogteroer en de afstand daar tussen. Deze maten blijven gelijk.

PS Bij Naca6412 zit het diktste punt op 30,1 % = 69,5 mm. In de originele tekening zit de voorzijde van de hoofdligger op 70 mm.

Gat servosnoeren

Het gat voor de servosnoeren wordt aangepast naar de instelling “Phantom Spar” zodat het op de tekening er anders uit ziet dan een ligger.



Vleugelbussen

De voorste vleugelbus, bedoeld voor een stalen pen van 5 mm wordt verplaatst naar het midden van de hoofdligger.
Ik heb overwogen om de vleugelbussen overeenkomstig de V-stelling van de vleugel in te tekenen. De V-stelling is 6 graden per vleugel volgens de opgave van Robbe. Ik vind dit zelf wel wat veel vanwege de rolroeren. De 3e rib zit op ongeveer 99 mm. Het hoogteverschil moet zijn voor 6 graden: lengte x sinus 6 graden= 99 x 0,104528 = 10,35 mm. Als ik -5 en 5 mm invoer in het vleugelplan dan komt het eruit te zien zoals hieronder weergegeven.




Hieruit blijkt dat het profiel hier niet dik genoeg voor is, jammer.

Het worden dus “rechte” bussen voor stalen pennen van 5 en 4 mm die in een hoek van 12 graden gebogen worden. De pennen worden vastgelijmd in de romp.

 

Goed idee om ze vast te lijmen. Het is ongelofelijk irritant wanneer de vleugelpen zelfs bij de zachtste landingen verdraait...

 

Ik ken dit van de Cirrus uit de bouwdoos van Graupner. Dit was inderdaad irritant.

 

Je zou de vleugelpen ook iets achter de ligger kunnen positioneren. Misschien gaat een rechte pen dan net? Op de plek waar de huls door de 1e en 3e rib gaat, de ribben dan lokaal versterken met een stukje triplex. Voor de Libelle is deze constructie sterk genoeg. Een rechte vleugelpen vangt de krachten bij een harde landing beter op en je kunt hem dan ook van lichter koolstof maken.
De torsiepen hoeft niet door 3 ribben heen. Alleen de wortelrib is genoeg.
Het is wel verstandig de wortelrib te versterken. Ik plak er vaak een triplex 'deksel' rib overheen, heb je gelijk een goede referentie voor het profiel inclusief neus- en eindlijst.

DEVWing heeft ook een optie om de vleugelverbindingspen automatisch onder de juiste (V-stellings)hoek in de vleugel te zetten.
Kies de 'half wing joiner' van de wizzard op tabblad 9 spar.

 

Bedankt voor de reactie Maarten. Ik ga dit nog uitwerken en bekijken hoe dit uit komt. Verder nog even bekijken hoe zwaar een koolstof vleugelpen moet zijn. Ik gebruik overigens altijd een dekselrib van 1 à 1,5 mm, afhankelijk van de grootte van de vleugel.

 

Gezien mijn lasers momenteel overuren maken en mijn gezin me af en toe ook wil zien is mijn tijd op mbf beperkt. 2 punten die pieter aanhaalde zet ik hier dan even open neer, verder moet ik even wat tijd vinden om ook wat voorbeelden te kunnen maken. Helaas (eigenlijk niet helaas) willen 2 klanten in buitenland een lading dozen van me dus moet ik komende week wat wegbrengen in een alpenland, daarna even bijkomen in de sneeuw.
De pootjes waar dev zo graag wil dat je een dikke bouwhelling gebruikt, in het tabblad 16 tabs in 'building structure' linksboven gelijk zeggen dat je geen building board wil. Bij de tab width is 10mm meestal genoeg maar ook de 50% easysnap cut length gelijk reduceren bij balsa tot 20% of 10%. Wel per panel (je moet dan per panel bouwen maar dat doen meeste toch al) anders krijgen tippen hele lange en instabiele pootjes.
De Spoiler, in mijn voorbeeld is een indekking van 2mm gebruikt voor zowel het buitenframe als de spoiler zelf, echter onder de spoiler komt een 0,8mm indekking om de ronding vast te houden en tegen de torsie. De indekking wordt 10mm meet dan de spoilermaat zodat je nog grip heb om je folie te plakken. In dev kun je niet 10mm naast een rib nog indekking laten zweven dus dat pas ik later 2d in Coreldraw aan handmatig (2zijden 10mm extra). Vervolgens teken ik de spoilermaat nogmaals (in dit geval rib 6 t/m 12 40mm breed (bovenlaag is 50mm omdat die tegen de bestaande indekking komt). Hierbij opletten dat de indekking (sheeting dept) 2,8mm is omdat hij er onder moet vallen. Material thickness dus 0,8mm. Tijdens de bouw met trage epoxy de 0,8 insmeren, erin leggen met tussen ribben en de 0,8 wat huishoudfolie. Vervolgens de 2mm indekking op zijn plek leggen en het geheel voorzichtig met schilderstape en wat gewicht aandrukken en laten drogen. Hierna strak om de 0,8mm uitsnijden (ik laser met stippellijn meestal dit van tevoren deels los) en de omkadering in de vleugel lijmen. Vervolgens de spoiler zelf naschuren zodat hij na bespannen niet klemt en je heb een strakke spoiler in vorm van het profiel.

 

Tip voor een sterke vleugelpen, carbon buis met daarin verlijmd een stalen pen. Dus bijvoorbeeld een 6x4mm carbon buis, 4mm stalen pen erin (ter hoogte van de knik carbon wat afschuinen en met buis erom de pen in goede hoek buigen), als je dit gaat doen de pen vooraf met epoxy insmeren en in de carbon buis schuiven, wel latex handschoenen gebruiken. Na het buigen voorzichtig nog bij de knik wat epoxy doen en aftapen dat het niet gaat druipen. Na drogen tape eraf, eea met heel fijn schuurpapier wat naschuren als er epoxydruppels zitten en je heb een sterke en lichte vleugelpen.

 

uhh, dan heb je effectief toch een 4 mm stalen pen?

 

Nee, zolang ook de knik verlijmd zitis het geheel vergelijkbaar met een 5,7mm pen ongeveer maar lichter en door de totale grotete diameter verdeelt de kracht beter. Even simpel 2 liggers 10mm uit elkaar met webbing of dezelfde liggers op 20mm uit elkaar is met 20mm sterker, dit creer je ook met een carbon buis om staaldraad zolang bij de knik het carbon maar verlijmd wordt.

 

Sebastiaan, bedankt voor je uitgebreide antwoorden. Ik ga er mee aan de slag.

 

Nou, er zit wel een groot verschil in de treksterkte van koolstof vezels (>700 N/mm2) en de sterkte van een epoxy lijmverbinding (ca 70 N/mm2). Daardoor is een gelijmde koolstof pen veel minder sterk dan een waar de koolstofvezels doorlopen.
Voor de liefhebbers wat getallen.
Het maximaal buigend moment wat een vleugelpen kan opnemen is de maximale trekspanning van het materiaal x het weerstands moment tegen buiging > Mb = σ x Wx
Voor een buis is Waarin D de buitendiameter en d de binnendiameter van de buis.

Een massieve staaf van 4 mm heeft een Wx van 6,3 mm3
Een buis van 6 mm en 4 mm heeft een Wx van 17,0 mm3

De 6 mm buis heeft dus bijna een 3x hoger weerstandsmoment, maar omdat het materiaal bij de lijmverbinding een 10x lagere trekspanning aan kan, is een gelijmde 6 mm buis toch ruim 3x minder sterk dan een 4 mm massieve koolstof staaf.
Maar ho ho, het 4mm verenstaal in de buis, dat draagt toch ook bij aan de sterkte? Helaas erg weinig. Koolstof heeft een hogere elasticiteitsmodulus dan staal en het zit aan de buitenkant waar de grootste rek is. Daardoor neemt het koolstof en de epoxy lijm verbinding het leeuwendeel van de buigkrachten op (het verenstaal veert). Pas als de lijmverbinding breekt vangt het verenstaal de buigkrachten volledig op, maar ja, dan heb je dezelfde sterkte als 4 mm verenstaal zoals Nico schreef.

Edit: Had een deel streep in de formule geschreven, wat natuurlijk een vermenigvuldiging moest zijn.

 

Een massieve 6 mm Carbon staaf is veel sterker dan een 6mm buis met daarin een 4mm stalen pen. Maarten geeft aan wat het voordeel kan zijn, maar dat gaat inderdaad alleen maar op wanneerd de carbon ononderbroken is.

Wanneer het mogelijk is zou ik een rechte carbon staaf van 6 mm kiezen in een aluminium huls van 6 mm binnendiameter.
Je kunt dan met 2x 6° V-stelling in de vleugel misschien geen lange pen maken, maar met minimaal 7x de diameter (dus 42 mm) lengte per vleugelhelft is in principe reeds voldoende. Meteen verlost van het verdraaien van een geknikte verbinder bij een landing.

De andere optie is een carbon pen met ingebouwde V-stelling van 12°. Die is te bestellen bij:
https://www.carbon-vertrieb.com/carbon-technik/cfk-staebe/

 

Een dunwandige alu buis in de juiste knik buigen en vullen met carbon roovings?
of, eerst vullen en voor de epoxy hard is buigen?