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1

Freitag, 3. April 2009, 20:26

Belastungen der Flächenstreben

Hi Leute,
ma ne Frage an die Rechner unter euch.
Hab mir ne Piper mit 2,8m gebaut, der Flieger wiegt ca. 10kg.
Jetzt würde mich ma interessieren, wieviel Gewicht die Befestigungspunkte
der Flächenstreben (von der Rumpfseite ca. 2/3 Spannweite) bei 2-3 g halten
müssen? Kann mir dass jemand sagen, oder ist das zu theoretisch?

MfG aus der Rhön

2

Freitag, 3. April 2009, 20:41

Wenn die Tragflächen in der Mitte ein Gelenk hätten, könnte ich dir das ausrechnen, da sie aber auch in der Mitte steif ist und somit ein Moment aufnimmt, ist die Berechnung schwieriger, da man die genaue Festigkeitsangabe der Tragfläche benötigt. Das ist zum einen das Flächenträgheitsmoment und das Elastizitätsmodul der verwendeten Komponenten. Da deine Tragfläche jedoch mit einem Profil aufgebaut ist, ist es wiederum sehr sehr aufwändig, das Flächenträgheitsmoment zu berechnen.

PS: Das Flächenträgheitsmoment hat nichts damit zu tun, dass es sich um eine Tragfläche handelt. Das ist die allg. Bezeichnung.

Gruß, Andreas

EDIT: Was man machen könnte, ist die max. Kraft zu berechnen, indem man eben einfach annimmt, dass die Fläche in der Mitte ein Gelenk besitzt und die komplette Rumpfmasse nur an den Streben hängt.
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3

Freitag, 3. April 2009, 20:49

Belastungen der Flächenstreben

Danke Andreas,
also wie ich mir schon dachte ist die Sache doch ganz schön mit rechnen
belastet.
Wenn ich den Flieger auf zwei Stühlen an den Randbögen aufhänge ist ja die
volle Last auf den Strebenbefestigungspunkten. Da machen sie eigentlich
einen guten Eindruck, es federt aber es gibt nichts nach.

Gruß Marco

4

Freitag, 3. April 2009, 20:58

RE: Belastungen der Flächenstreben

Zitat

Original von JMDusty05

Wenn ich den Flieger auf zwei Stühlen an den Randbögen aufhänge ist ja die
volle Last auf den Strebenbefestigungspunkten.

Gruß Marco


Da auch nicht, da ja deine Flächen mit dem Rumpf verbunden sind und diese Verbindung auch einiges an Kraft aufnimmt.

Was du gemacht hast, ist aus einer Flächenkraft, die ja im Flug auftritt, eine Punktlast am Ende der Flächen. Wobei man da vorsichtig sein muss, da plötzlich an der Rumpfverbindung eine negative Kraft auftreten kann. Kommt eben auf den Hebelarm drauf an. Aber wenn du den Flieger irgendwo zwischen den Streben und dem Ende der Tragflächen aufhängst, kann es zu einer Resultierenden Kraft vom Wert Null an der Rumpf-Flächenverbindung kommen. Aber das zu messen ist schwierig, da du ja immer die Kraft zwischen Fläche und Rumpf messen müsstest.

Gruß, Andreas
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5

Freitag, 3. April 2009, 21:04

Belastungen der Flächenstreben

Und man kann da auch keinen Ca. Wert über die Flächenbelastung errechnen?
Die Rumpfseitige Befestigung ist pro Fläche zwei Bolzen und zwei M5 Schrauben
um die Flächen an den Rumpf zu ziehen.

BlackJack

RCLine User

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6

Freitag, 3. April 2009, 21:09

Das problem ist das im Flug nicht nur die Paar KG eigengewicht als belastung auf dem Flügel wirken bei normalen Manövern hast du mal ganz flott 2-3G also statt 10kg 20-30kg die an der Fläche ziehen. Wenn du dann auch mal kräftige Kunstflugmanöver fliegst, stark abfängst oder bei vollgas einfach nur ne ungünstig Böe kommt bist du auch mal ganz flott bei 4-6G möglicherweise sogar mehr. zum teil sind das natürlich nur ganz kurze impulse die durch die elastizität der Fläche aufgefangen werden.
ich würde min von 4G max belastung ausgehen in deinem Fall also gut 40kg.

Gruß

Jack
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7

Freitag, 3. April 2009, 21:12

Die M5 Schrauben werden es 100% halten, wenn aus Metall. Wie gesagt, wenn man das Gesamtgewicht hat, kann man die absolut max. Kraft pro Strebe bei der jeweiligen Beschleunigung, berechnen. Real fällt diese aber geringer aus, da ja die Rumpfverbindung auch was aufnimmt.

Das hat auch nichts mit der Flächenbelastung zu tun.

Das einzig ausschlaggebende ist das Rumpfgewicht und die Abstände der Streben und der Winkel der Streben und die Spannweite.

Gruß, Andreas
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8

Freitag, 3. April 2009, 21:12

Doch, man kann das tatsächlich ganz einfach und ziemlich genau ausrechnen. Die größte Ungenauigkeit besteht in der Schätzung des Lastvielfachen. Bei abgestrebten Flächen nimmt die Verbindung mit dem Rumpf praktisch nur Schub auf, keine Biegung.

Das einzige, was Du nennen müsstest, ist der Winkel der Streben. Oder die genaue Spannweite, die Ausladung, an der die Streben angreifen und der Abstand bzw. die Höhe der Flächenbefestigung über dem Ansatzpunkt der Streben am Rumpf.

9

Freitag, 3. April 2009, 21:17

@Mors

Wenn man annimmt, dass sich die Streben nicht weiten, wäre das eine Möglichkeit. Da sich die Streben aber auch unter Last ausdehnen, kommt es automatisch zu einer Biegung in der Mitte der Tragflächen und schon ist alles wieder hin...

Gruß, Andreas
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10

Freitag, 3. April 2009, 22:03

Ich möchte mich verbessern. Das Profil bei der Berechnung des Flächenträgheitsmomentes ist vernachlässigbar, wenn du einen Hauptholm besitzt und der Rest nur bespannt ist. Die Nasen und Endleiste nimmt zwar auch noch das Biegemoment auf, ist aber eher vernachlässigbar.

Falls die Fläche komplett beplankt ist, trifft mein vorab genanntes Problem auf und ist eben sehr schwierig zu berechnen...
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11

Freitag, 3. April 2009, 22:54

Belastungen der Flächenstreben

Das hört sich ja kompliziert an,
so die Befestigungsschrauben sind M5 Metall
Mitte Wurzelrippe bis Strebenbefestigung Rumpf sind 32cm
Wurzelrippe bis Strebenanschlagpunkt 85cm
und die Strebenlänge sind 90cm.
Mach normalerweise nicht so´n Gedöhnse, aber wenn man bis her nur
kleinere Sachen geflogen ist und jetzt nen Brocken mit mehr als dem doppelten
Gewicht gebaut hat macht man sich schon mehr Gedanken um die aufretenden
Kräfte.

MfG Marco

12

Freitag, 3. April 2009, 23:11

Ich rechne mal morgen... hab schon paar Bier getrunken...


Aber mal ne andere Frage. Wenn ich dir dann eine Kraft nenne, was willst du dann mit dieser anfangen??? Bzw. woher willst du dann wissen, ob deine Verstärkung diese Kraft aushält?

;-)

Gruß, Andreas
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13

Freitag, 3. April 2009, 23:41

Belastungen der Flächenstreben

@ Andreas
is nur so, vorm Erstflug geht einem vieles durch den Kopf. Ich würde vielleicht
eine Öse draufschrauben und mit ner Zugwaage testen (ich weiß klingt
albern, aber vielleicht beruhigt´s)
P.S. hab dir hoffentlich nicht dein(e) Feierabendbier mit Gehirnjogging versaut.

14

Samstag, 4. April 2009, 00:01

Nein, du hast mir kein Feierabendbier versaut... will dir nur nichts falsches ausrechen;-) Ist übrigens eine ganz einfache sin-cos-Rechnung... aber wie gesagt, unter der Annahme, dass das Biegemoment an der Flügelwurzel gleich Null ist.

Gruß, Andreas
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15

Samstag, 4. April 2009, 00:32

Man braucht die Abmessungen um zu wissen, wie schräg die Strebe steht (hier etwa 20°). Je flacher, desto höher die Belastung.
Wenn der Flieger 10kg wiegt (100N Gewichtskraft), und ein Manöver mit (grob geschätzten!) 3g fliegt, dann trägt jede Fläche 150N, von denen 1/3 über die Wurzelrippe und 2/3 über die Strebe in den Rumpf geführt werden.

Die in der Strebe wirkende Kraft berechnet sich nach x = (senkrechte Last an der Strebe) / Sinus (Winkel zwischen Strebe und Fläche)
x = 100N / sin (20°) = 292 N
Es ziehen also knapp "30 Kilo" an jeder Strebe oder etwa "60 Kilo" bei einem Manöver mit 6g.

Für eine Schraube M5 ist das noch kein Problem, aber vielleicht reißt sie aus dem (Holz-?)Rumpf heraus. Flächenstreben würde ich immer im Rumpf miteinander verbinden, z.B. mit einer durchgehenden Gewindestange.

BlackJack

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16

Samstag, 4. April 2009, 01:09

man unterschätzt sehr schnell wie hoch die belastungen sind die unsere modell aushalten müssen.3-5g sind da noch kleinigkeiten wenn so ein Hotliner bei vollgas rumgerissen wird bist du schnell bei 15 oder 20g oder die Flieger beim Dynamic soaring die mit zum teil 600kmh loops machen die kräfte die da auftreten sind unglaublich.

richtig krass sind aber erst die lasten bei drehenden teilen wie Propeller oder der Rotorkopf bei nem heli aufnehmen müssen. da ist man ganz Flott bei mehreren Hundert KG zugkraft!!! Die Beschleuniegungskräfte an den Blatspitzen betragen häufig mehrere Tausend G. bei geschwindigkeiten zwischen 400-1000kmh

wenn man sich das mal durch den kopf gehen lässt bekommt man wirklich Respekt vor den teilen!!!

Gruß

Jack
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17

Samstag, 4. April 2009, 10:06

Guten Samstag allerseits,

Mors ist mir vorweggekommen und hat es schon richtig berechnet.

:ok:

Was die g-Belastung angeht, kann ich nicht viel dazu sagen. Da es aber eine Piper werden soll, denke ich mal, dass diese eher vorbildgetreu geflogen werden soll und da nicht so extrem hohe g-Kräfte auftreten. Einen normalen Looping sollte das ganze jedoch trotzdem standhalten, auch wenn man nicht vorhat einen zu fliegen.
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BlackJack

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18

Samstag, 4. April 2009, 11:38

das problem ist das man nicht von den normalen flugmanövern ausgehen darf sondern davon ausgehen muss das man im Zweifelsfall bei Vollgas mit vollhöhenruder abfangen muss.
Es kann ja immer mal zu nem Pilotenfehler kommen oder ne Böhe wirftrt den Flieger aus der bahn etc. und schon ist man aus dem Scale bereicht ganz flott raus!!!

Gruß

Jack
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19

Samstag, 4. April 2009, 14:03

Zitat

Original von BlackJack
das problem ist das man nicht von den normalen flugmanövern ausgehen darf sondern davon ausgehen muss das man im Zweifelsfall bei Vollgas mit vollhöhenruder abfangen muss.
Es kann ja immer mal zu nem Pilotenfehler kommen oder ne Böhe wirftrt den Flieger aus der bahn etc. und schon ist man aus dem Scale bereicht ganz flott raus!!!

Gruß

Jack


Das sollte aber mit der Loopingfähigkeit schon abgedeckt sein.

Gruß, Andreas
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BlackJack

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20

Samstag, 4. April 2009, 14:41

wieso ein loop fliegt man üblicherweise nicht mit vollgezogenem Höhenruder.

Worst case ist doch du kommst ins trudeln must mit vollgas fahrt aufnehmen und weil kaum noch platz zum boden ist voll höhe durchreißen da hast du deutlich mehr G's als bei nem einfachen Loop!!!!!
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