Konstruktion und Diskussion einzelner Modell-Komponenten

Ausgangspunkt  meiner Überlegungen zum Bau eines F5J Modells waren die Pläne des Bubble Dancers von Prof. Mark Drela (USA).

www.charlesriverrc.org/articles/bubbledancer/PDFs/bd_V3.pdf

Ein superleichtes 3m RES Modell, auf Basis eines  AG-35-37 Straks mit 888g Gesamtgewicht. Folgende Veränderungen wollte ich durchführen – Elektroantrieb, Ergänzung Querruder, Verringerung V Form und Umrüstung auf V-Leitwerk. Beim Studium diverser amerikanischer Bauberichte wurde mir klar, dass es mit der Beschaffung der  speziellen Materialen für den Leichtbau  schwierig werden würde. Damit schien mir  die exakte Umsetzung nach Drela’s Plan nicht möglich.

Also begann ich auf der ‚grünen Wiese‘  zu planen. Natürlich sollte der Bubble Dancer  der Benchmark für mein Modell bleiben. Die Modellgeometrie sollte ähnlich sein,  die o.g.  Veränderungen wie Querruder, V-Leitwerk und Elektroanrieb sollten umgesetzt werden.

So entstand der Plan für den Super Schnuffi V mit 2,95 cm Spannweite, einer Streckung von 15  und 130 cm Länge. Bei Verwendung eines 100 g Motors soll das  Plangewicht von 1,2 Kg nicht überschritten werden. Literaturgrundlage aller Berechnungen für die  Modellauslegung ist das Buch von Franz Perseke – Das Segelflugmodell Teil III  – Aerodynamische Optimierung und Modellauslegung (Neckar Verlag 1984). Alle meine Modelle wurden mit der im Anhang befindlichen Formelsammlung und den Arbeitsdiagrammen berechnet.

Folgendes Bild zeigt die einzelnen Komponenten, die ich für den Super Schnuffi V verwenden werde.

Rumpf :

Das Rumpfboot entstammt einer Form für mein 80’er F5B-J Modell Omikron. Mit 55g nicht allzu schwer. Jedoch kommen noch 10g für eine individuell angepasste Kabinenhaube und 15 g für den Spant Innenausbau hinzu. Für den Kopfspant vorgesehen ist ein 35 mm messender  Außenläufer der 100 g Kategorie.

Leitwerksträger:

Den konischen Leitwerksträger beschaffte ich bei einem Angelrutenbauer. Sehr solide aus CFK gewickelt mit Kevlar Einlage – dafür eigentlich mit 90 g zu schwer. Der Leitwerkshebelarm wurde mit den Arbeitsdiagrammen nach Perseke mit 82 cm berechnet.

Leitwerk:

Für das V-Leitwerk wurde  ein Öffnungswinkel von 105 Grad gewählt und ebenso nach Perseke hinsichtlich der Fläche bestimmt und auf ein V-Leitwerk umgerechnet. Das Profil ist wiederum von Mark Drela.  Ein HT12 mit 5% Dicke in Balsa Gitterbauweise .

Tragfläche:

Das Profil AG 35 (Wölbung  2,3 %, Dicke 8,7%) von Mark Drela sollte wie beim Bubble Dancer  zur Anwendung kommen. Da ein Strak zum AG 37 (Dicke 7,7%)  für den Außenflügel  eine Aufnahme eines Querruderservos nicht ermöglichen würde, blieb ich beim AG 35  für die gesamte Fläche. Die  Flächengeometie sollte  dem Vorbild folgen.

Hinsichtlich der baulichen Umsetzung gab es zwei Alternativen. Analog dem Bubble Dancer  Verwendung einer Teilbeplankung ohne Bespannungseinfälle mit üblichen verkasteten Holmen aus Balsa CFK oder Rippenbauweise mit CFK Rohrholmen und einer ’spitzen‘ GFK Nasenleiste (bei letzterer verändert sich natürlich das Profil durch Bespannungseinfälle).

Eine Ausarbeitung der Herren Illg/Bühler von der AKAModell Stuttgart e.V. ‚Windkanalmessungen von Profilen für die 2 m RES – Klasse‘ (10.2.1015)

http://www.uni-stuttgart.de/akamodell/Windkanal_RES.pdf

half mir bei der Entscheidung.

Illg/Bühler kommen zu dem Schluss dass, das unbeplankte AG35,  ´hinsichtlich geringstes Sinken und im  langsamen und schnellen Gleiten sehr leistungsfähig sei. Jedoch im Kreisflug seien Nachteile zum beplankten Tragflügel zu erwaten. Wird die einfache Bauweise berücksichtigt, erscheint  dieses Profil als ein akzeptabler Kompromiss‘.

Deshalb griff ich für den Bau der Tragfläche ins Regal der Firma Höllein. Der Inside F5J wird in ähnlicher Bubble Dancer Geometrie mit CFK Rohrholmbauweise angeboten. Lediglich die Randbögen habe ich nach meinen Vorstellungen gestaltet (Optimierung induzierter Widerstand und Stützung Kreisflug).  Außerdem versehe ich die Aussenflügel mit einem leichten Twist (Schränkung). Dadurch verringert sich der Anstellwinkel im Aussenflügel Bereich und  lässt das Kreisen mit engeren Radien zu. Auf eine Klappensteuerung des Flügelmittelteils verzichte ich. So bleibt es eben bei Querruder und Bremsklappen (Hinweis – in der obigen Abbildung fehlt das Tradflächenmittelteil)