IKAROS. Bouwverslag van een DLG

Transcriptie

1 IKAROS Bouwverslag van een DLG Inhoud: Inleiding...2 Ontwerp...2 Bouw van de pod...8 Bouw van de staartboom...12 Snijden schuimkernen staart en vleugel...14 Bouw van de staart...15 Bouw van de vleugel...19 Afmontage vleugel...23 Afmontage romp...27 Vliegen!...31 Kosten & tijd...31 Bijlage A hoofdaanzichten in foto s...32 Bijlage B - informatiebronnen...34 Bijlage C bedradingsschema...37 Ron Gijzen Liempde Juni

2 Inleiding Na het voltooien van de Pegasos, een snelle elektrozwever, wilde ik graag een DLG bouwen. DLG staat voor Discus Launched Glider, oftwel een licht zweefvliegtuig dat aan één vleugeltip in de lucht wordt geslingerd, vergelijkbaar met het werpen van een discus. Voor meer informatie zie Ontwerp De Ikaros is gebaseerd op het ontwerp van de Supergee II van de gerenommeerde prof dr Mark Drela. Drela heeft rond 2001 een aantal nieuwe profielen ontwikkeld (AG455, AG46 en AG47) speciaal voor lichte DLG s. Tot dan toe werden meestal profielen voor grotere modellen aangepast door de dikte te verkleinen (bv. MH32). De nieuwe profielen van Drela hebben een zeer geringe dikte (6,5% tot 5%) en de maximale dikte ligt vrij ver naar voren. Dit maakt ze beter geschikt voor de zeer lage Reynoldsgetallen van de kleine, langzaam vliegende DLG-modellen. Rondom deze profielen heeft Drela de Supergee ontworpen, een DLG met zeer lage vleugelbelasting en desondanks een goede wind-penetratie en lanceer-hoogte. In 2003 zijn in de Supergee II een aantal verbeteringen doorgevoerd, o.a. de vleugel-liggers van pre-cured carbon en het RDS-systeem voor de flaperons. Omdat het model zo goed is en het ontwerp volledig openbaar is gemaakt, is het op grote schaal nagebouwd door enthousiaste modelbouwers over de hele wereld. Via internet kan ontzettend veel informatie en bouwtips worden gevonden, vooral via het amerikaanse modelbouwforum Alle tekeningen zijn te downloaden op De figuur op de volgende pagina geeft alvast een indruk. Enkele kentallen: Spanwijdte Massa vliegklaar Vleugeloppervlak : 21.4 dm 2 Vleugelbelasting : 10.5 gram/dm 2 : 1500mm : 227gram (bij extreem lichte bouw, 300gram is gebruikelijk voor een DLG) Ik heb het ontwerp voor 95% gevolgd. De verschillen zijn: standaard carbon staartboom van EMC-Vega gekocht ipv zelf gerold iets andere liggerconstructie in de vleugel gesloten doorsnede van kevlar om zowel de vleugel als de flaperons torsieveren en trekdraad-bediening van de staart ipv RVS trek-druk stangen 2

3 Gedeelte van de hoofd-tekening van de SG-II 3

4 Onderstaande tabel berekent het Reynolds-getal en benodigde liftcoefficiënt bij 3 snelheden: Input air density Ad [kg/m3] mass M [kg] speed V [m/s] span S [mm] aspect ratio Ar [-] planform fact. k K 1 Output mean chord mk=s/ar [mm] Area A=2^2/ar [m2] Wing loading WL=m/A [g/dm2] Clift =m*9.81/(0.5*ad*v^2*wl) Reynolds-nr Re=68459*v*mk Reynolds getallen zijn dus zeer laag! Het wortel-profiel is geanalyseerd mbv het programma Profili. Het CT455-profiel staat in de database met flaps in thermiek-stand (2 down). Onderstaande grafiek toont de polaire bij deze 3 Reynoldsgetallen. Duidelijk zichtbaar is dat bij lagere Re-getallen de polaire naar rechts en omlaag schuift, dus minder lift en méér weerstand. 4

5 De onderstaande grafiek toont Cl/Cd (=glijhoek) als functie van invalshoek, bij de drie Regetallen. Wat opvalt is dat de glijhoek véél slechter wordt bij lagere Re, vooral beneden 100k. Ook is te zien dat de beste glijhoeken worden gehaald van invalshoek 3 tot 5. 5

6 Onderstaande grafiek toont Cl en Cd als functie van invalshoek, voor de 3 Re-getallen. Wat opvalt is dat de Cl-curve vrijwel onafhankelijk is van Re, maar dat de weerstand sterk toeneemt, vooral beneden Re=100k. Ook is te zien dat bij invalshoeken van 3 tot 5 (die een goede glijhoek blijken te geven, zie vorige figuur) een Cl van 0,55 tot 0,70 hoort. Bij een massa van 285 gram worden deze liftcoefficienten gehaald bij snelheden van 5.5 tot 6.2 m/s. Bij windstil weer zijn dit dus de snelheden waarmee de grootste afstand tov de grond kan worden gehaald. Tegen wind of met wind mee is de optimale snelheid veel hoger cq lager! 6

7 Onderstaande twee grafieken tonen de polaires van het AG455 profiel (zwart) en het gerenommeerde MH32 profiel (blauw), voor Re-getallen 50k en 100k. MH32 is bedoeld voor grotere modellen met veel hogere Re-getallen. Het profiel heeft relatief veel weerstand indien het voor een DLG wordt gebruikt. In de praktijk zal het gedrag van de MH32 nog wat slechter zijn, omdat de stroming waarschijnlijk al vroeg los laat. 7

8 Bouw van de pod De romp bestaat uit een vrij kleine pod en een slanke boom. In de pod worden accu, 2 servo s en ontvanger ingebouwd. De boom is de verbinding met de staart en de vleugel. Onderstaande figuur toont een deel van de pod-tekening van de Supergee. Ik heb de pod 20mm langer gemaakt, er vanuit gaande dat de staart wat te zwaar zou uitvallen. De contouren van zij- en bovenaanzicht zijn op twee kartonnen templates aangebracht. 2 Stukken van 20mm balsa op elkaar gelijmd, contouren overgetekend en ruw gezaagd en geschaafd. Om een goede overgang naar de ronde staartboom te krijgen is een houten plug taps gedraaid en aan de achterzijde ingelijmd. Verder in de vorm schuren met steeds fijnere korrel. Impregneren met epoxy en bedekken met een laagje 25grams glas. Dit is om het oppervlak minder kwetsbaar te maken voor nagel-indrukken en het mooi glad te kunnen maken. Spuiten met spuitplamuur, verf en ten slotte in de was zetten. Contour ruim overgetekend op een stukje meubelplaat dat dient als deelvlak. 8

9 Kier tussen positief en deelvlak opgevuld met boetseerklei (blauw). Zijkanten van mal vastgezet met schroeven. Moeren in kopse kanten zijn zodat er later een kopschot vast kan worden geschroefd. Deelvlak, zijplaten en positief in lossingswas gezet. Positief en binnenzijde mal bedekt met vormhars (zwart), en bestrooid met katoenvlokken om een goede hechting met de volgende lagen te krijgen. Mal verder verstevigd met lamineerepoxy, enkele lagen glasweefsel en een papje van glassnippers vermengd met epoxy en 2% schuimmiddel. Een houten plankje met enkele gaten wordt opgelegd, zodat het opschuimende glas/epoxy mengsel zich hier aan kan hechten en de mal torsiestijf maakt. De foto rechts toont het opschuimen van het epoxy/glasmengsel door de gaten in de plank. Mal omgedraaid, deelplank verwijderd en blauwe boetseerklei verwijderd. Zijkanten weer monteren en in de was zetten, om andere malhelft te maken. Beide malhelften en het positief in de het midden: 9

10 De twee helften van de pod worden niet nat-in-nat in elkaar gezet maar apart gemaakt en uitgehard. Later worden ze met lijm of tape aan elkaar vast gezet. Om dit te vergemakkelijken is een s-bochtje of een joggle nodig: joggle Rand van de mal overgenomen op papier, geplakt op 2mm aluminium en grof uitgezaagd. Met scherpe haak de rand van de mal afgekrast op binnenzijde grof uitgezaagde joggleplate. Ten slotte tot ca. 0,5mm binnen de kraslijn vijlen en schuren. Gaten tbv bevestiging in plaat en mal geboord. Draadgaten in mal gepot met epoxy en microballoons om de joggle plate vast te kunnen zetten. Om het weefsel goed tegen de mal en in de hoek met de joggle-plate te drukken, wordt geen vacuum maar een siliconen-positief gebruikt. De gebruikte siliconen is Moldmax 20, 10

11 verkrijgbaar bij siliconen wordt (vloeibaar) in beide mallen gegoten, tot net iets boven het deelvlak. Op de rechterfoto van links naar rechts: -ondermal - joggle-plate - siliconen-pluggen - bovenmal - 61grams kevlar binnenhuid (diagonaal) - 93grams carbon buitenhuid (orthogonaal) Bovenaan staat: weegschaal, rekenmachine, bakje met velours-roller en harde nylon roller. Carbon impregneren op plexiglas plaat. Kevlar erop en ook impregneren. Daarna zo ver mogelijk droog rollen met keukenpapier en harde roller. Vezels goed pletten met harde roller. Inleggen in mal, siliconen plug erin en aandrukken met plankje/lijmtang. Resultaat: plug, lege mal, produkt en andere produkt nog in de mal. Voorste deel van de pod afgeknipt. Dit deel wordt de schuifneus oftwel nosecone. Het voorstel deel wordt in de mal gelegd en een laagje dun plastic (PE) hieroverheen. Dan het achterste deel ook in de mal. Neus een beetje opgevuld met klei en de rand bij de deelnaad een beetje dikker gemaakt met tape (onder het plastic) zodat de nosecone straks helemaal tot achter kan doorschuiven. Nieuw weefsel (carbon+kevlar) op het plastic dat over de oorspronkelijke nosecone ligt inleggen met 15mm overlap op het achterste deel. Aandrukken met plug en uitharden. 11

12 Na uitharden nog 4 carbon rovings in lengterichting inlijmen ter versterking. Resultaat: nose cone van 12,5 gram Bouw van de staartboom De staartboom bestaat hoofdzakelijk uit een kant-en-klare conische buis gekocht bij EMC- VEGA. Type is ACR-2-C-plus, 14x 8, l=930mm, massa 22gram, prijs 27,-. De buis bestaat uit carbon (longitudinaal) voor buigstijfheid en aluminium (binnen- en buitenzijde) voor torsiestijfheid. Onderstaande figuur toont een deel van de tekening van de Supergee. De vleugel wordt dmv twee pylonnen op de boom bevestigd. 12

13 Een connector in vleugel en romp sluit de servo s aan. Bij de Ikaros wordt zo ook de antenne aangesloten. De staartboom moet ter plekke van de connector en de pylonnen worden versterkt met carbon buisjes. De buisjes zijn gemaakt door 2 lagen carbon kous over een conische mal heen te trekken. Het weefsel wordt aangedrukt met een krimpkous. De twee busjes wegen na inkorten 2,3 gram. Voor de vleugelbevestiging worden twee aluminium M4 draadbusjes in stukjes carbon buis 6x 5 gelijmd. De buis is gepultrudeerd dus heeft de alu bus ook nodig om splijten te voorkomen. Om de gaten voor de pylonen nauwkeurig te kunnen boren is een mal gemaakt waar de boom spelingsvrij en nauwkeurig in ligt. De versterkingsbussen zjin ingelijmd, de gaten geboord en de pylonnen en vleugelconnector ingelijmd. De vleugelconnector bestaat in feite uit twee servoconnectors, rug-aanrug tegen elkaar gelijmd. Bedradingsschema zie bijlage C. Het stabilo wordt dmv een plat-ovale pylon op de staartboom bevestigd. De pylon wordt gemaakt van een ovaal geschuurd stuk balsa en 93 grams carbon. Het pylonnetje is bespoten met spuitlijm, omwikkeld met het carbon, geïmpregneerd, met dunne mylar-folie omwikkeld (bloemen-verpakkings folie) en onder vacuum uitgehard. Met epoxy&microballoons is hij op de boom gelijmd (wordt later met weefsel versterkt) De staartboom wordt ingekort, in de mal gelegd, uitgelijnd met de onderhelft van de pod (in de mal), en verlijmd. De bovenhelft van de pod wordt er nog niet opgelijmd zodat er volop ruimte is om de romp af te monteren. 13

14 Snijden schuimkernen staart en vleugel Zowel de staart als de vleugels zijn gemaakt met de vacuumbagging methode. Hierbij worden met behulp van een aantal templates en een hete draad kernen gesneden uit styrofoam. Deze kernen worden vervolgens bedekt met weefsel en epoxy. De templates zijn gemaakt door de profielen met Profili te printen en op dun triplex te plakken. Voor elk profiel wordt zo een boven- en onder template gezaagd en geschuurd. Het glijvlak voor de draad wordt gepolijst en met grafiet (potlood) gekleurd. Voor een goede uitlijning en bevesting op het schuim worden beide templates doorboord met de diameter van kleine kopspijkertjes. De draad is 0,4mm Ni-staal (bv inconel). Een hoge elektrische weerstand en hoge sterkte zijn de gewenste eigenschappen. Het gebruikte styrofoam is FINA X, dichtheid 32kg/m, gekocht bij de Multimate. De draad wordt op spanning gehouden met een soort boog. De stroom is ca. 3A, geleverd door een auto-accu via een eenvoudige aan/uit schakelaar. De draad wordt door middel van twee haakjes met draadjes, bevestigd aan een hefboom, door het schuim getrokken. De zwaartekracht zorgt voor een constante kracht. Door de verhouding van koorde van de linker- en rechter template gelijk te kiezen aan de verhouding tussen de afstand draadbevestiging tot draaipunt hefboom, loopt de snijdraad aan beide zijden synchroon in en uit het schuim. Bij zeer taps toelopende kernen (bv die van het kielvlak) kan ook met slechts één template en een scharnierpunt voor de draad worden gewerkt. Resultaat van het snijwerk: links de templates en schuimblokken voor het snijden, midden de kernen na snijden, rechts een detail van een kern. 14

15 Bouw van de staart De kernen van de staart worden aan elkaar gelijmd met UHU POR. Massa van kern kielvlak: 2.0 gram, na aanbrengen LE-weefsel 2.9 gram. Kern van stabilo krijgt een hardpoint van epoxy en microballoons in het midden, waar later het gat voor de verzonken schroef wordt geboord. Met hardpoint en neuslijst weefsel: 2.3 gram Voor het strak maken van het oppervlak worden zogenaamde mylars gesneden uit 0,35mm mylar film. Mylar is een merknaam van DuPont, het materiaal is polyester film, zeer glad en vrij hard. Ik heb het gekregen van GJVO op het modelbouwforum. Er zijn 2 strategieën wat betreft het op maat maken van de mylars: Bij strategie #1 worden de mylars groter gemaakt dan de kern en ook het weefsel wordt groter geknipt dan de kern. Boven- en onderhuid zullen dan voorbij de neuslijst uitsteken en moeten dus na het uitharden worden getrimd en geschuurd. Voordeel is dat de kern niet zo nauwkeurig op de mylars geplaatst hoeft te worden. Nadeel is dat het weefsel, in dit geval kevlar, moet worden geschuurd. Kevlar wordt erg pluizig als je gaat schuren, wat het moeilijk maakt om te zien wat je doet. In mijn geval begon ik met strategie #1 en schuurde te ver, tot in het schuim. Schroot dus. Zie foto s. 15

16 Bij strategie #2 wordt de voorzijde van de mylar exact gelijk gehouden met de kern, zodat boven- en onder-mylar elkaar op de LE (Leading Edge) nèt raken of net niet. Het weefsel wordt 2-3mm terug gehouden van de rand van de mylar, maar wel zo dicht bij de rand dat het in elk geval op het weefsel terecht komt dat vantevoren als los strookje op de neuslijst is geplakt. Omdat de mylar verder doorloopt dan de kevlar, ligt de kevlar altijd mooi aan op de kern en hoeft niet te worden geschuurd. Alleen de kleine braam van epoxy moet van de neuslijst worden geschuurd, wat makkelijk gaat. Nadeel is dat de vorm van kern en mylar goed overeen moeten stemmen en de mylar en weefsel nauwkeurig geplaatst moeten worden. Door de randen van de mylar wat dunner te schrapen kan het beter de kromming van de neuslijst volgen. Dit gaat gemakkelijk met een davidschaafje. De mylars worden in de lossingswas gezet. Alle staartdelen krijgen een huid van 36-grams kevlar, maar uit twee delen. Het bewegende deel (ri- en hoogte-roer) gewoon onder 45, maar het weefsel op het vaste deel wordt uitgerekt zodat het weefsel een hoek van 30 maakt met de dwarsrichting. Dit verhoogt de buigsterkte van het hoogteroer met geringe massaverhoging. De staarten krijgen geen ligger, de huid moet de buigbelasting opnemen. Mee-lamineren van een carbon roving kan met geringe massa-toename en met nauwlijks voelbare rand, maar of de sterkte veel toeneemt is de vraag. De roving is zó stijf dat alle drukbelasting zich daar concentreert. Zonder webbing heeft de roving alleen de druksterkte van het schuim om hem te beschermen tegen knikken. Dit gebeurd vrij makkelijk: Bakpapier is met een beetje spuitlijm op de kevlar geplakt, de mylars worden gebruikt om de contour af te tekenen en met een kevlar-schaar worden de patroontjes uitgeknipt. Zowel de neuslijst als de strookjes weefsel worden met spuitlijm ingespoten en enkele minuten gedroogd. De lijm plakt dan niet meer aan je vongers maar bij aandrukken plakt het weefsel wel op de kern. Nadeel is dat het weefsel niet meer zonder plooien om de bocht getrokken kan worden, omdat de vezels niet meer langs elkaar kunnen schuiven. Spuiten en direct (direct!) aanbrengen kan ook, dan geen plooien maar wel plakkerige vingers. De lijm van Lero voldoet véél beter dan de Bison spuitlijm. 16

17 Alles klaar voor de lay-up: - weegschaal - rekenmachine - vinyl handschoenen - envelop van PE-folie en keukenpapier (roze) - mylars - kernen met beplakte neuslijsten - bakpapier met kevlar patroontjes - bakje, foamroller en harde nylon roller Mylar wordt natgerold, kevlar met bakpapier nauwkeurig neergelegd, 2 à 3mm terug van rand mylar. Met harde roller aangedrukt zodat kevlar nat wordt en een beetje plakt aan de mylar. Dan bakpapier met een ruk verwijderen. Als het goed is heb je maar een beetje spuitlijm op het bakpapier aangebracht en laat het makkelijk los... Kevlar goed impregneren met een teveel aan epoxy. Overtollige epoxy opnemen met keuken/toiletpapier en harde roller. Harde roller dient ook om vezels te pletten en het weefsel te sluiten. De mylars worden in de envelop gelegd en gesloten met twee lagen toiletpapier ertussen. Onder vacuum worden de laatste grammen extra epoxy weggezogen. Op het papier in de midelste foto (boven) is de contour te zien van natte epoxy. Het weefsel is nu zéér droog. De kern wordt iets bevochtigd met een (bijna droge) roller om stof op te nemen. De neus- en achterlijst krijgen iets extra epoxy. Nu kan de kern op de onderste mylar (neuslijst kern gelijk met neuslijst mylar, bovenste mylar erop, tape op twee plaatsen, envelop dicht en in de vacuumzak. De kernen van de staart worden met iets zwaars tegen de tafel aangedrukt, zodat de latere scharnierlijn (stabilo: bovenhuid en kielvlak: linkerhuid) recht loopt. Het profiel is over een 17

18 gedeelte vrij vlak dus dit kan worden gedaan zonder het profiel te verpesten. Als de scharnierlijn niet recht loopt, wordt het scharnier straks bi-stabiel met enige stijfheid (klik-klak bij scharnieren). Het maximale vacuum dat ik haal is ca bar. Met een kartonnen doos en een elektrisch kacheltje wordt een goede uitharding na 24 uur gegarandeerd. Na uitharden zijn de enveloppes uit de zak gehaald, geopend, en zijn de mylars voorzichtig van het kevlar gepeld. Zoals op de linker foto te zien hoeft er geen kevlar te worden geschuurd, alleen epoxy. Rechts het resultaat na schuren en polijsten van de neuslijst. De achterlijst kan nu op maat worden gesneden (het kevlar was langer dan nodig). Totaalgewicht stabilo en kielvlak samen: 13.8 gram. Drela haalt 9,5 gram maar ik ben er tevreden mee. 18

19 Bouw van de vleugel Net als de staart, worden de vleugels gemaakt met de vacuumbagging -methode. Linker-en rechter vleugel zijn afzonderlijk gemaakt en pas later aan elkaar gezet. De vleugels zijn initieel 1cm langer gemaakt, zodat ze vlak voor het samenvoegen kunnen worden ingekort onder de juiste hoek ivm de v-stelling. De kernen zijn al gesneden (zie eerder). De twee panelen die één vleugelhelft vormen, zijn met UHU-por aan elkaar gelijmd. De vleugel krijgt voor buigstijfheid en sterkte twee pre-cured carbon liggers van 3x0,8mm, één onder en één boven. Deze liggers zijn kant-en-klaar gekocht bij SPI (zie en wegen 3,7 gram/meter. Om de bovenligger (die op druk wordt belast) te beschermen tegen knik, en om de buigstijfheid te vergroten, wordt een webbing van 1 laag pre-cured 93grams carbon in de kern, tussen de twee liggers in geplaatst. Deze webbing vormt als het ware het lijf van de I- balk, en weegt 0,9 gram. Het ontwerp van Drela gaat uit van dunne carbon liggertjes ( weblets ) van 2x0,3mm die verticaal onder de hoofdligger in het schuim worden gedrukt, om knikken van de hoofdligger te voorkomen. Sommige bouwers gebruiken in plaats van een ligger, een brede strook UD carbon in de huid. Dit is zeer stijf en bouwt snel. Nadeel is dat de huid aan de drukzijde gemakkelijk kan wegknikken omdat de druksterkte van het schuim te wensen overlaat. Toch zijn hier goede resultaten mee gehaald. Een ander nadeel in dit geval is dat de flaperon-servo s eigenlijk niet meer in de vleugels kunnen worden ingebouwd. De openingen die hiervoor nodig zijn maken grote gaten in de carbon huid, juist waar de belasting het hoogst is. Deze modellen hebben de servo s dan ook meestal in de romp. Voor torsiestijfheid wordt een huid van 36grams kevlar aangebracht, met de vezels onder 45 ten opzichte van de spanwijdte. Het voordeel van kevlar ten opzichte van glas is de hogere sterkte en duurzaamheid (het scheurt niet zo snel). Nadeel is de hogere prijs en lastige verwerking (knipt en schuurt moeilijk). Ook is de druksterkte van kevlr slecht (slechte nog dan glas). Carbon is qua stijfheid/gewicht nog beter, maar zover mij (toen) bekend niet lichter dan 93 gram/m 2 te koop. Inmiddels schijnt er ook 36 grams carbon te zijn. Functioneel beter, maar wel kostbaarder en kwetsbaarder dan kevlar. De schuimkern is in lengte-richting doorgesneden ter plaatse van de ligger. De webbing van pre-cured carbon is met Bison hobby lijm tegen het schuim geplakt, en het andere schuimdeel is daar weer terug tegen geplakt. Voor het schuren van de groef voor de ligger is een stukje ligger op een klosje gelijmd en met schuurpapier beplakt. 19

20 Langs een lineaal wordt zo een rechte groef uitgeschuurd, ter diepte van de ligger en rakend aan de webbing. De ligger wordt in de groef gelijmd met epoxy&microbaloons, eventuele spleetjes worden hier ook meteen weggeplamuurd, en het geheel gaat tussen de myars n de vacuumzak om uit te harden. Hierna zijn de schuimkernen buigstijf en vrij makkelijk te hanteren. Op de foto links zijn de flaperons losgesneden van de schuimkern (dit was gedaan voor het inlijmen van de liggers, maar het is handiger dit achteraf te doen). De neuslijst en de randen van de flaperon-sponning worden met strookjes kevlar beplakt. Hiervoor wordt Lero spuitlijm gebruikt, verkijgbaar in de kantoorboekhandel als fotolijm. De massa van de schuimkernen is initieel 23,1 gram per stuk. Na het aanbrengen van de liggers en de webbing is het 32 gram per stuk. De strookjes kevlar op neuslijst en aan weerszijden van de sponning voor de flaperon voegen nog een 2,7 gram toe. De ontvangerantenne wordt in de rechter-vleugel ondergebracht, vóór het inlijmen van de liggers. Omdat de romp van alu/carbon is en dus zéér elektrisch geleidend, is dat geen goede plaats om de antenne langs of in te laten lopen. Vrij hangen geeft extra weerstand. Omdat het kevlar elektrisch niet geleidend is zal de antenne in de vleugel een goede ontvangst hebben. Een 0,3mm koperdraad (gelakt) van Conrad wordt gebruikt als antenne, dit heeft een lage weerstand en verwaarloosbaar gewicht. Door het zig-zag patroon kan een grotere lengte worden ondergebracht en is er in elke oriëntatie van het model een zeker minimaal geprojecteerd antenneoppervlak ten opzichte van de zender. Het koperdraadje is nabij de wortel gesoldeerd aan een soepele, meeraderige geïsoleerde draad. Deze wordt even weggestopt in een kamertje in het schuim, om later weer opgegraven te kunnen worden na het lamineren. 20

21 De naam van het model is op vloeipapier geprint en mee gelamineerd, direct tegen de mylar. Het vloeipapier wordt transparant als het epoxy asorbeert, de zwarte letters worden goed leesbaar tegen het geel van het kevlar. De onderzijde van de vleugel wordt zwart-geblokt, dus wordt die mylar gespoten. Alles ligt nu klaar voor de lay-up. Van links naar rechts; - kevlar, voorzichtig geplakt met Lero spuitlijm op bakpapier - tip-versterkingen (kevlar en carbon, ter plaatse waar de werpstift later komt) - onder- en boven mylar, gespoten en in de lossingswas gezet - kern, voorzien van strookjes weefsel - harde nylon roller - wortel-versterkingen, - epoxy, roller, aceton, etc. Eerst worden de strookjes weefsel op de kern goed benat met roller en/of kwast. De flaperon was met strookjes glas aan één zijde aan vleugel gezet, zodat hij kan worden opengeklapt, in de sponning goed benat, en weer dichtgeklapt. Beide mylars worden natgerold, vloeipapier met logo geplaatst, het kevlar nauwkeurig 21

22 geplaatst (2 à 3 mm terug van de LE), versterking nauwkeurig geplaatst (carbon versterkingen werp-pen moeten aansluiten op de carbon ligger in de kern). Op de achterzijde van de semi-transparante mylar zijn merktekens aangebracht om nauwkeurig plaatsen te vergemakkelijken. Hars goed verdelen met roller, dan overtollige hars opnemen met toiletpapier en harde roller. Mylars tegen elkaar leggen met 2 lagen toiletpapier ertussen, om zo veel mogelijk epoxy uit de kevlar te trekken (li-foto). Het schijnt dat je kevlar en carbon op deze wijze niet te droog kunt maken (maar bij glas kan dat wel). Bij de liggers en de achterlijst een beetje extra epoxy aanbrengen. Het weefsel moet zo droog zijn dat het niet meer glanst en je de strucuur van de vezeltjes kunt zien. Het wordt dus geen spiegelgladde huid, dat is een teken van teveel epoxy. Sommigen denken dat een ruwe huid gunstog is bij lage Re-getallen, omdat het de grenslag een beetje turbulent maakt en daardoor minder snel doet loslaten. Kern nauwkeurig op de onder mylar leggen (LE gelijk met LE mylar), bovenmylar erop, achterlijst tapen en voorlijst tapen. Dit pakketje dan in een grote PE-envelop met een rondlopend koord om het vacuum goed te verdelen, en dit geheel in de vacuumzak. Eerst langzaam vacuum zuigen en plooien wegstrijken (middelste foto). Het inmiddels stevige pakketje in het onder- en bovenbed van schuim leggen (waar de kernen uit zijn gekomen) en goed verzwaren zodat de vleugel recht wordt (re-foto). Minimaal 24 uitharden, liefst een beetje warm (30-40 C). Foto s onder tonen de mylars om de neuslijst, direct voor en na het uit de zak halen. De epoxy braam op de punt moet worden weggeschuurd, de overstekende kevlar aan de achterlijst weggesneden en de tippen iets getrimd. Vleugelmassa rechter-helft, getrimd maar zonder servo: 57,0 gram Beide vleugelhelften samen: 114,7 gram De vleugels waren 1cm te lang gemaakt, dus moeten nu op juiste lengte ingekort worden, en in de juiste hoek geschuurd in verband met de v-stelling 22

23 Afmontage vleugel Alvorens de helften te verbinden is het handig de servopockets in te frezen en de RDSpockets in de flaperons te lijmen (vanwege de V-stelling en de spanwijdte is dit nu makkelijker dan achteraf). RDS staat voor Rotary Drive System, het betekent dat de servo door middel van een torsiearm met aan het einde een knikje (de wiper) de flaperon op en neer beweegt. Voordeel is dat het mechaniek volledig binnen de dikte van de vleugel past en dat de radiale speling op de uitgaande as van de servo niet wordt doorlopen. Ik geloof dat het een uitvinding is van Harley Michaelis, zie df. Onderstaand plaatje is een deel van de Drela-tekening van het RDS systeem voor de Supergee. Om wat meer vertrouwd te raken met de werkwijze heb ik eerst een proefopstellinkje gemaakt met een servo en een (vrij lange) torsie stang. Het witte plaatje zit aan de perspex plaat getaped als flaperon. Het houten blokje is de pocket ; een envelopje waar de wiper precies in past en heen en weer schuift. Zie filmpje van deze test: Foto rechts toont de onderdelen waar de pocket uit is gemaakt: pre-cured 93grams carbon plaatjes (3 lagen) en 1,5mm carbon asjes. De carbon asjes heb ik bij de definitieve versie vervangen door balsa stripjes. 23

24 Het houten rechthoekje in het midden is een malletje. Langs de zijden zitten twee asjes 1,5 gelijmd, dit is ook de as waar later de wiper uit wordt gemaakt. Zo krijgt de pocket exact de goede inwendige hoogte. De pocket wordt nog verdikt met balsa en wigvormig geschuurd zodat het tussen de bovenen onderhuid van de flaperon past. Een beetje kevlar om de randen moet opensplijten voorkomen. Op de re-foto wordt de pocket ingelijmd. Het schuim is op die plaats uit de flaperon gepulkt. Ik had er in tijdens het lijmen de mal in moeten steken, want achteraf bleek de ruimte in de pocket te krap en moest ik gaan schuren. Ook is het beter een hard materiaal zoals formica te gebruiken ipv carbon, maar dat kon ik niet vinden. Het gat voor de servo heb ik uitgefreest met m n dremel en een opzet-stukje. Het witte karton is een mal. De servo past strak in het gat en ligt aan de bovenzijde exact gelijk met het vleugeloppervlak. Voor het verbinden van beide helften is een verbinder gemaakt, van kops balsa en 3 carbon rovings boven en onder. De verbinder moet de liggers van beide helften met elkaar verbinden. Het gaatje is nodig om de servodraden door te voeren, aangezien de vleugelconnector vóór de ligger zit en de servo s erachter. Twee servo-connectors met de ruggen tegen elkaar gelijmd, en de draadjes aangesloten volgens bijlage A, vormen de connector voor beide flaperon-servo s en de antenne. 24

25 Het schuim tussen de liggers is verwijderd om de verbinder in te kunnen steken (de kern was hier voor het lamineren al ingesneden). Vleugel verbonden met een papje van epoxy&microballoons en vleugelverbinder. De draadjes van de stekker zijn door de vleugelverbinder tot in de servopockets getrokken. Nu de helften verbonden zijn kan de flaperon-aansturing worden afgemaakt. Een koolstof buisje 3x2 is overtrokken met een carbon kousje voor torsiestijfheid. Hieruit zijn twee torsie buisjes voor het RDS gezaagd. Aan één zijde komt een houten blokje met hierin twee stalen pennetjes, die exact in de servo-heveks vallen. Aan de andere zijde komt een 1,5 rvs wiper, het geknikte asje dat in de RDS-pocket moet gaan. Met een scherpe messing buis is eerst een gat gemaakt vanaf de RDS-pocket door de schuimkern richting de servo. Vervolgens wordt de torsie-buis vanaf de servo-kant in het gat gestoken. De servo wordt in de pocket gedrukt, met de hevel horinzontaal. Nu wordt de flaperon helemaal open geklapt (180 ), de wiper (met epoxy) in het torsiebuisje gestoken en in de pocket geschoven. De flaperon wordt weer teruggescharnierd waarbij de wiper dus schuift in de pocket en roteert in de torsiebuis (lijm is nog nat). De flaperons worden onder een hoek van 20 down gezet, zodat servo-midden overeen komt met het midden van de slag van de flaperons. In deze stand mag de epoxy uitharden. Naderhand nog twee kleine balsa stop-blokjes in de sponning geljimd, om zijdelings verschuiven van de rds-as te voorkomen. 25

26 In de vleugel worden nu 2 buisjes gelijmd die over de M4 pylonnetjes vallen die in de romp zijn gelijmd. De buisjes zijn gemaakt door 3 kousjes over het buis te trekken dat in de romp zit (met dunne mylar bloemenfolie en was ertussen). De buisjes zijn aan de bovenzijde afgedicht met een stukje triplex zodat de epoxy er niet in kan lopen. In de vleugel zijn flinke gaten gemaakt waar de buisjes met een epoxy&microballoon papje in worden vastgezet, samen met de vleugelconnector. Het houten blokje tussen romp en vleugel zorgt voor de juiste hoek van vleugel tov staartboom. De eerste keer ging dit mis: de connector is semi-open en liep dus vol met epoxy. Bovendien zat de vleugel niet haaks op de romp. Dit laatste is nauwkeurig af te stellen door met een touwtje de afstand van de staart tot beide vleugeltippen te vergelijken. De tweede keer heb ik eerst de connector dicht gemaakt met een dun stukje carbon, en heb ik 20min epoxy gebruikt ipv lamineer epoxy omdat de viscositeit een stuk hoger is. De busjes in de vleugel zijn doorgeboord zodat de M4 schroefjes er doorheen passen, en de gaten zijn verzonken voor de koppen. De deelnaad is verstevigd met een strook 65grams kevlar en twee ronde pleisters, aangedrukt in het verzonken gat. Dit laatste was niet zo n goed idee omdat het weefsel niet netjes aan blijft liggen. Het werd dus een beetje slordig. Ten slotte nog de werpstift in de vleugeltip vastgezet met epoxy&microballoons. De pen zelf is gemaakt van 2 stripjes carbon ligger 8x0,8mm, 45mm lang. De foto laat zien dat de pen door de carbon versterking in de tip heen gaat, en aansluit op de ligger. Massa van de pen is 0,5 gram en compenseert ongeveer de massa van de antenne in de andere helft. NB: de servo s zijn Robbe FS40, massa 9 gram per stuk. Totaalgewicht van vleugel incl servo s: 146,4 gram 26

27 Afmontage romp Aansturing van de staart wordt gedaan dmv een trekdraad en torsieveren op het stuurvlak. De trekdraad is van dyneema of gesponnen polyester, een sterk en vrijwel rek-vrij garen, verkrijgbaar in de beter viswinkel. De torsieveren zijn van 0,3mm staal, 40mm lang 180 voorgespannen als het roer neutraal staat. Twee voor het ri-roer en twee voor het hoogte-roer. Het betreffende roer wordt 180 opengeklapt en de twee pootjes van de veer worden met een drupje epoxy in het schuim gedrukt. De roer-hoorntjes zijn gezaagd uit 3 laags 93grams pre-cured carbon. Het kielvlak is in een sleufje achter in de romp gelijmd en verstevigd met een stukje kevlar. De doorvoer van de trekdraad door de romp is gemaakt met een kort stukje teflon buis. De servo s, accu en ontvanger worden in de neus bevestigd mbv een servo-tray. De tray is gemaakt van 2mm balsa, gelamineerd met 2x2 laagjes 93grams carbon. De accu bestaat uit 4 NiMH cellen van 1/2 AAA capaciteit 350mAh, spanning 4,8V. De cellen zijn verkrijgbaar bij bouwman batterij servive te Helmond. Om accu en ontvanger via een schakelaar te verbinden is een kabelboompje gemaakt. Massa inclusief schakelaar: 4,5 gram. De schakelaar is een Hartman SX254L, verkrijgbaar via Conrad. De ontvanger is een Futaba RX600, massa 12,4 gram (incl. case). Servo s zijn Robbe FS60, massa 8,2 gram per stuk. 27

28 Onderstaande foto toont de ingebouwde accu (in de neus, half onder wit tape), servo s, ontvanger en schakelaar (rood, uiterst links). De trekdraden zijn met teflon buisjes geleid tot voorbij de pylonnen in de staartboom. Uieindelijk heb ik de accu helemaal achterin gelegd omdat de neus te zwaar was. Het was dus toch niet nodog om een extra lange neus te maken De servo s zijn met wiggetjes iets gekanteld zodat de hoorntjes vrijlopen van de zijkant. 28

29 Massa-overzicht: Vleugel 146,4 gram Romp 136,5 gram Totaal 282,9 gram Voor winderige omstandigheden heb ik twee stukjes ballast gemaakt, van een stripje aluminum en hierop een aantal stripjes lood. Het is mooi aansluitend gemaakt op romp en 29

30 vleugel met een papje epoxy&microballoons. Ten slotte nog een strookje carbon erom heen voor versterking en sexappeal. Massa is 19,2 en 33,3 gram. 30

31 Vliegen! De 1 e vlucht was op 9 mei Na een paar handstartjes om zwaartepunt en instelhoekverschil in de buurt te krjigen, het ding maar eens een slinger gegeven. 4 e of 5 e startje is gefilmd, zie En waarempel, het vliegt. Hoe goed het vliegt kan ik nog niet zeggen. Ik moet leren gooien en wennen aan het model. Het reageert zéér fel op zowel stuurinputs als luchtbewegingen (windvlagen, thermiek en daalwind). Om schade tijdens transport te verminderen heb ik een soort koffer gemaakt voor de romp. Ernaast ligt een houten lat met een pennetje, om te oefenen met gooien. Kosten & tijd Ik schat de kosten van het project op ca. 200,- materiaal, 80,- servo s en 40,- ontvanger, totaal 320,-. Doorlooptijd was ca. 8 maanden, waarvan de eerste 2 maanden doorlezen van de SG bouwdraadjes op rcgroups. Bouwtijd ca. 100 uur. 31

32 Bijlage A hoofdaanzichten in foto s 32

33 33

34 Bijlage B - informatiebronnen SG#1 build thread SG#2 build thread SG #3 build thread SG #4 build thread SG #5 build thread Mark Drela's SupergeeII Berrie's SupergeeII Maiden Ikaros (filmpje youtube) RDS RDS RDS-pocket in aileron RDS RDS RDS Harley Michaelis RDS testopstelling filmpje radio set-up for flaperons foto's Arne tailboom boom molding boom molding boom molding By Dave By Berrie boom loads during launch boom stiffnes measurements Badger SG General (DLG-supplies) stab platform v-mount stab raphael Taboo build instructions teflon tube stretching 34

35 teflon stuurstang lijmen lanceertips UD carbon als ligger Diverse tips Drela en Barnes Alle draadjes in één file all moving stab balsa tails stab hard point and darts Draad 'potten' root doubler tip doubler plaatsing van tip-pen v-stelling in kielvlak ivm rechte scharnierlijn rand mylar schrapen Facing aileron LE facing ailerons facing hinges (Drela) prefaced integral hinges algemeen vacuumbaggen batterijen Bonding LE fabric to core knip-patroon kevlar fuselage alignment jig wing joiner wing tube fitting skin drying before bagging foto's Mothflyer foto's Curtis Miller romp-boor mal Curtis bouwverslag Samotage Wax, PVA and mold release C:\Documents and Settings\Gijzen\Mijn documenten\documenten Ron\modelvliegen\DLG\sg.html

36 rc builder assy guide throwing peg & launch presets pod building mothflyer wing crease repair wing stress theory rudder mounting taboo wing joining Polecat DLG vlieg info weight list torsieveertjes in roeren Loet Wakkerman transfer tape voor LE (ipv spuitlijm) Diverse DLG tips Educatieve DVD s

37 Bijlage C bedradingsschema Ikaros wing to boom connector pinning Signal L Signal R Signal L Signal R Antenna Antenna Top view Boom Top view Wing 37