X-29 Glider. Door: Maarten Jacobs. Hoe het idee is ontstaan? De theorie

Transcriptie

1 X-29 Glider Door: Maarten Jacobs Hoe het idee is ontstaan? Het idee om een zwever te ontwerpen en te maken is ontstaan toen ik op internet een beetje plaatjes aan het kijken was. Wel te verstaan de X-planes van NASA, voor degene die de hele naam willen: National Aeronautics and Space Administration. Dus ik was een beetje naar al die vliegtuigjes aan het kijken, wat iedereen wel eens doet, toch? Totdat ik ineens de X-29 voorbij zag komen. Toen ben ik daarvan maar even de tekst gaan lezen die erbij stond. In die tekst stond dat de vleugels doordat ze naar voren staan meer lift creëren, ook hebben ze minder weerstand als ze meer als 25 naar voren staan. En daarbij ziet het er nog wel mooi uit. Dit zijn dus de redenen geweest dat ik was gaan beginnen aan het ontwerp van de X-29 glider. X-29 De theorie De theorie achter de principes is moeilijk, maar met uitleg toch redelijk te begrijpen. De naar vorenstaande vleugels: Het voordeel van naar vorenstaande vleugels is dat ze meer lift creëren. De reden dat ze meer lift creëren is dat de luchtstoom over de vleugels anders verloopt als bij normale vleugels (Zie figuur 1) Zoals je ziet wordt de luchtstroom, bij de naar vorenstaande vleugels, naar de wortel van de vleugel geforceerd. Bij de wortel (deel van de vleugel wat aan de romp vast zit) is de koorde van de vleugel groter. De grotere luchtstroom resulteert daar dus in meer lift. Bij normale vleugels word de lucht juist naar de tip van je vleugel geforceerd, dit zorgt voor een afname van je lift. Figuur 1 Bij naar voren staande vleugels heb je ook minder last van tipwervelingen. Doordat de luchtstroom naar de wortel van de vleugel gestuurd wordt heb krijgt de lucht minder kans langs het uiteinde van de vleugel te stromen. Zie figuur 2 Nog een bijkomend voordeel van naar voren staande vleugels is dat je overtreksnelheid een stuk lager ligt dan bij conventionele vleugels. Dit komt doordat de lucht op een betere manier over de ailerons stroomt. Figuur2

2 Nog meer lift!! Wat voor nóg meer lift zorgt is de canard vleugel (zie tekening hieronder), waardoor dit precies word veroorzaakt weet ik niet. Een normaal hoogteroer dat niet apart moet zijn en gewoon aan de achterkant van het vliegtuig blijft zitten zorgt schijnbaar zelfs voor een tegendruk. Maar een canard hoogteroer geeft zelf ook nog eens lift. Mits het groter is als 7 cm. Het ontwerp Toen ben ik begonnen met het ontwerpen van het vliegtuig. Eerst in het klein op papier gezet om te kijken hoe het eruit komt te zien. Ik ben meer op het zicht gaan ontwerpen dan op prestatie. Ik het dus niet berekend wat de beste vorm zou kunnen zijn voor de vleugel, maar dat heb ik meer op het gevoel zo getekend (nou maar hopen dat dat goed gaat). Zo kwam ik uit op een koorde bij de wortel van de vleugel van 35 cm!! (allemaal voor het zicht). Natuurlijk wel een beetje gekeken of het allemaal wel haalbaar was. Toen ik helemaal klaar was met het op papier te zetten in schaal ben ik aan de slag gegaan om er op de computer een bouwtekening van te maken. Na een beetje autocatten is er dit uitgerold: De dingen waar ik toen nog achter moest zien te komen waren, de instelhoek van de vleugel, het profiel, hoeveel graden de vleugel moest hebben en het zwaartepunt. De instelhoek van de vleugel die weet ik niet, dat moet ik maar gewoon proberen. Het profiel was snel gekozen, gewoon Eppler 205, want dat is makkelijk bouwen. Wel een door mij aangepaste versie voor de wortelrip, zodat die wat dunner is. De hoeveelheid graden die de vleugel gaat hebben heb ik gehouden op in totaal 6, dus elke vleugel 3. Één vleugel is een meter lang dus de tip komt dan 5,2 cm hoger te liggen als de wortel. Dan nog het zwaartepunt. Dit kun je berekenen met verschillende Java Applets op het internet. Let wel op dat je de goeie pakt. Dit had ik dus niet gedaan. Waardoor ik van een verkeerd zwaartepunt ben uitgegaan. Deze applet hield geen rekening met de canard vleugel. Hieronder een aantal links naar deze applets. : Deze houd geen rekening met je canard : Deze hou wel rekening met je canard. Dezelfde site nog een keer maar dan met verschillende wingpanels (zie hieronder)

3 De bouw van het vliegtuig. De ribben: Het maken van de ribben is niet zo n heel groot karwei. Het gaat heel gemakkelijk als je gebruik maakt van een ribben pakket. De eerste vier ribben (zie bouwtekening) zijn bij mij gemaakt van triplex. Van de laatste rib van de vleugel maak je ook een triplex exemplaar. Samen met de vierde rib en de laatste maak je een ribben pakket. Dit doe je door eenzelfde hoeveelheid balsahouten plankjes te maken als de hoeveelheid ribben die tussen de twee triplex ribben zitten te maken. Dan schuur en schaaf je net zo lang totdat alle plankjes die tussen de twee triplex ribben zitten gelijkmatig aflopen. Voor meer informatie hierover klik hier. Voor het printen van de ribben heb ik het programma Profili gebruikt. Een zeer handig programma met nog veel meer functies als alleen het printen van profielen. Meer informatie daarover klik hier. De vleugels: Bij de vleugels word gebruik gemaakt van een koolstof hoofdligger. Het is een koolstof pijp van 8 mm die op 2/3 van de vleugel over gaat in een buis van 6 mm. Boven de koolstof hoofdligger zit nog een vurenhouten latje van 5 x 3 mm, waar aan een kant ook nog balsa tegenaan gelijmd wordt. Dit is om te voorkomen dat de indekken gaat inzakken tussen de ribben én het zorgt voor extra sterkte van de ligger. Omdat de hoofdligger op een andere plaats de vleugel uit komt dan waar de vleugelpen ingaat. Moet de verbinding tussen die twee een geheel zijn en heel sterk zijn. Dit omdat er op de vleugelpen alle kracht komt te staan terwijl die door de hoofdligger opgevangen moet worden. Ter verduidelijking ziet u hieronder twee plaatjes. Hiernaast kunt u zien dat de hoofdligger (de koolstof buis) op een andere plaats de vleugel uitkomt dan de messing buis, waar de vleugelpen in komt te zitten. De constructie rondom de messing buis moet dus sterk genoeg zijn. Hiervoor heb ik de ruimte die over was volgegoten met Epoxy. De verbinding tussen die twee kunt u hiernaast zien. Er is een doosconstructie gemaakt tussen de twee liggers. In die opening zijn koolstof vezels gepropt, en dat is weer in het epoxy gedrenkt. Daardoor ontstaat er een solide geheel, die sterk genoeg is de kracht aan de hoofdligger over te dragen.

4 Nu nog een lekkere vleugelpen om het geheel bij elkaar te houden. Hiervoor heb ik gekozen voor een roestvrijstalen vleugelpen van 8mm en van 47 cm lang!! De messing buis waar de pen in komt te Zitten, zit onder een hoek in de vleugel. Een precies karwei wat veel tijd kost en waar ook het nodige rekenwerk aan te pas komt. Geen moeilijk rekenwerk overigens alleen de sinus en cosinus. De reden dat hij onder een hoek in de vleugel zit is dat een roestvrijstalen pen van 8 mm bijna niet te buigen valt en hij dan anders ook permanent in de romp moet blijven zitten. Servo s moeten ook in de vleugel vanwege de rolroeren. Een tip die ik had gekregen was om stekkertjes te maken, waardoor je de metalgear servo s kunt verwisselen van vliegtuig naar vliegtuig. Want die krengen zijn nog best wel duur. Hierboven ziet u een afbeelding waarbij de vleugel nog niet is ingedekt. En hierboven een afbeelding waarbij hij wel is ingedekt.

5 Hieronder staan twee foto s van het vliegtuig als de helft gefolied is. Om nog meer stekte in de vleugel te krijgen en om te zorgen dat de achterlijst van de vleugel recht blijft, wordt er over de volledige lengte van de achtlijst een koolstof mat in gelijmd. Hiernaast is de koolstof met een pijltje aangegeven.

6 Na een test vlucht bleek dat de canard vleugel niet het juiste profiel heeft. Aanpassingen aan het model moeten nog volgen. Zijn deze gemaakt dan zal een nieuwe testvlucht plaatsvinden.