Beräkna, konstruera och bygga helt egen modell

[Kurbit]

Jo det är korrekt. I det här fallet med en tvåmeters Mustang låter det lite bakvänt att sätta den tunnare profilen i spetsen. Men den kommer säkert att flyga bra ändå. Testa!

För att slippa slipa in spryglarna mellan rot och spets för hand skulle jag använda Profili eller nåt annat vingprofilprogram för att printa mallarna.

Är då inte tunnare spets en positiv sak om man är ute efter "snappiga" snaps? (Men inte om förutsägbarhet i det låga fartområdet är ett mål).
/OlleG

[BOB]

Nu är skevrodren på plats men inget är slipat ännu. För att kunna slipa skevrodrets runda framkant och få det helt rakt så limmade jag slippapper på en bräda 1 dm längre än rodret, spände fast brädan på bänken och jobbade med rodret över slippapperet. Vingen plankas med 3 mm balsa men där vingens bakkant går över skevrodret har jag en remsa 3 mm plywood som slipats vass där den ligger över och under rodret.


För att få gångleden tät, så att inte luft smiter från undersida till översida, har jag limmat på en smal remsa av den luddiga delen av kardborrband, som ligger an mot skevrodret. Den svarta remsan på bilden.



Jag tycker att den här typen av gångled har tre fördelar. Dels ser det trevligare ut än ett V-dike längs hela rodret (när rodret inte har utslag så syns det nästan inte alls), dels inbillar jag mig att luftflödet följer lite bättre över rodret. I alla fall vet jag inget fullstort plan som har ett V-dike längs skevrodret. Gångleden kommer en bit in i skevrodret, vilket betyder att rodrets TP kommer närmare gångleden, vilket är av stor betydelse för att undvika roderfladder.

Jag kan inte beräkna ett roders kritiska fladderhastighet. Har letat på nätet men inte hittat något. Men den som kan det och ser att den ligger farligt nära planets max-hastighet i dykning kan lägga in lite bly i rodrets framkant, dvs längst framme på den rundade delen. Då kommer rodrets TP närmare gångleden, vilket ökar den kritiska fladderhastigheten.

Om roderfladder uppstår så kommer rodret att slitas loss förr eller senare. Det hände mig en gång för länge sedan, vid en vertikal dykning från hög höjd så slets ett skevroder loss, och då menar jag inte att limningen inte höll utan rodret slets loss.

Nu återstår att få till landningsstället, och det har jag funderat mycket över. Det skall inte bli av typen en pinne ned till hjulet, jag har sett ett otal haverier på U-tube där sådant ställ viker sig eller går av vid landningar och taxningar. Så jag tänker mig ben liknande fasta ställ av kolfiber, men infällbara. Och hjulet skall vara på backen ca 25 mm framför medelkordans nos så att planet inte står på nosen och så att jag får tryck på sporrhjulet. Så hur kan man göra detta?

Bilden nedan visar ett första ”utkast” för att pröva om det går.



Jag sågade ut och hålade ett ben av 4 mm plywood och på varje sida lade jag 3 lager kolfiber, det blir totalt 5 mm. Limmade fast ett mässingsrör i övre änden i vilket ligger en 4 mm axel, som lagras i små bitar rör i träklossar. På benet sitter ett ”roderhorn” som kan röra sig genom en bit sprygel. Ett servo skall fälla ned/upp benet. Benets axel lutar så när benet fälls ned så svänger det ut framför vingens nos. En enkel konstruktion med ett vanligt servo.

Jag har 2 st servon på hyllan som slår 180°. Detta är viktigt. Andlägena skall vara ”dödlägen”, då blir landn-stället låst i både uppfällt och nedfällt läge, så servot blir inte belastat när planet flyger med uppfällt ställ, och stället blir låst i utfällt läge när planet landar.

Servona är på ca 10 kp.cm. Ställets vridmoment i uppfällt läge pga tyngden blir omkr 5 kp.cm. Servot belastas hårdast ungefär när servoarmen har gått halvvägs och då har stället gått 45° och dess moment är då bara 5 x cos 45°, dvs omkr 3,5 kp.cm. Alltså, servona bör gott räcka till.

På servona sitter runda skivor, jag kan sätta stötstången 13 mm från mitten, då får stötstången slaglängden 26 mm. Jag måste göra ”roderhornet” på benet så att hålet för linkaget kommer att röra sig exakt lika långt, dvs 26 mm.

Vingen har en V-vinkel på 4,5°. Landn-benet skall då röra sig 90° - 4,5° = 85,5°. Man kan ju rita upp i större skala och mäta hur långt ”roderhornet” skall vara, eller man kan räkna ut längden = 13/sin42,75° = 19 mm.

Det ser ut att kunna fungera. Nästa problem att fundera över blir luckan över landn-stället. Det går ju inte att sätta luckan på benet eftersom benet ligger inuti vingen, men jag måste få benet att styra luckan. Jag måste också ha separat lucka med servo för att täcka hjulet. Således, två luckor över varje landn-ställ. Jag får vänta med detta problem tills jag har monterat landn-stället med servo för att se hur det fungerar.

[BOB]

Betr tjocklek på vingspetsen så kollade jag min Extra från Extreme Flight. Vingroten är 60/575= 10,4% och vingspetsen 28/278= 10,1%. Vingspetsen är tunnare men skillnaden är liten, men åtminstone så tillämpar inte Extreme Flight att vingspetsen skulle vara tjockare.

Jag har aldrig sett en ritning på Mustang, allt underlag jag har är en bild på Biltemas Mustang i luften. Vingroten är väsentligt tjockare än spetsen. Självklart måste roten vara kraftig för att hålla mot krafterna, och självklart gör man resten av vingen så tunn som möjligt om man vill att ett propellerplan skall gå fortare än 700 km/tim. Men ändå... Jag ger ju mitt plan lite Mustang-stuk för att jag tycker att Mustangen är vacker, så min vinge får tunnare spetsar.

[OlleG]

Hej
Kanske diskussion spårar ur och tar fokus från ursprungstråden. En sista från mig om detta med vingprofil. Här simulerat i Profili-programmet för NACA 2412 och NACA 2415. Som man kan se håller den tjockare vingprofilen bärkraften vid lite högre alfa än den tunnare. Kanske ingen jätteskillnad dock....
/OlleG

[Gee_Bee]

Hej

Lägger mig i i diskussionen om profiler och stall, det mest är dock redan sagt så jag fyller bara på med egna erfarenheter.

Det är vanskligt och kan kan lätt lura sig att generallisera profilers egenskaper utifrån sina utseenden, små geometriska skillnader kan göra stora skillnader i flygegenskaperna. Eftersom stall altid (och enbart) beror på anfallsvinkel så är det ganska lätt att jämföra olika profiler om man bara vet vad man skall leta efter.

Plotta CL / Alfa kurvan, man får dock se upp med diagram man hittar på nätet, det kan vara olika mätmetoder bakom dem så kurvans form stämmer med värden kan vara förskjutna. Bäst är det att göra som Olle gjort och använda en och samma metod för båda profilerna. Utifrån dessa plottar tycker jag det är tydligt att:

• NACA 2415 kommer att stalla senare än NACA 2412 (12,5 vs 16 Grader)
• NACA 2415 kommer att stalla mjukare än NACA 2412 (lyftkraften för 2412 dyker snabbare vilket gör att den är mindre förlåtande, 2415 tappar ca 10% i lyftkraft med en anfallsvinkel på 4grader över stall medans 2412 tappar 20% i lyftkraft på samma ökning).

Att då välja 2412 till vingspets och 2415 till rootkorda till en flygplanstyp (Warbird) som i ofta tenderar till att bli tunga och samtidigt trapetsformade vingar gör att det blir onödigt spännande att flyga långsamt in på landningen. Skulle det varit en Spitfire med elipsvingar så skulle det förmodligen bli otäckt i många flyglägen med hög alfa.

[Bosse Jansson]

Skränkning
Jag hamnade en gång i en perfekt position för att iaktta en Mustangvinge "från sidan" (på Säve, för många år sedan).
Denna vinge var påtagligt skränkt, i form av en "twist" från rot till spets.
Har förstås ingen aning om gradtalet, men vridningen gick inte att ta miste på, okulärt.
Jag vet heller inte om denna Mustang var unik på något sätt, eller om den var "factory default"...
Ville bara "peta in" denna iakttagelse i diskussionen.

[pgerts]

Skränkning
Jag hamnade en gång i en perfekt position för att iaktta en Mustangvinge "från sidan" (på Säve, för många år sedan).
Denna vinge var påtagligt skränkt, i form av en "twist" från rot till spets.
Har förstås ingen aning om gradtalet, men vridningen gick inte att ta miste på, okulärt.
Jag vet heller inte om denna Mustang var unik på något sätt, eller om den var "factory default"...
Ville bara "peta in" denna iakttagelse i diskussionen.

Jag brukar spana på sådant när jag är på flygmuseer och tycker att de flesta gamla (WWII) jaktplan har i princip samma påtagliga "skränkning".
Man läser ju ofta att de planen var lätta att flyga och det måste de ju ha varit om det nu satt relativt oerfarna piloter i planen.
Att man sedan som modell kanske gör det mera "neutralt" för att flyga konstflyg bra är ju rätt så OK - man behöver ju inte vara själv i planet när man ska landa ;-)
Det var nog inte enbart för att förenkla instigningen som roten av vingen gick ner så mycket i bakkanten..........

[OlleG]

Ett sätt att skränka vingen utan att få negativ lyftkraft vid spets vid låga alfa, dvs hög fart, är att ha en spets med lite camber. Sedan skränker man vingen så mycket att noll lyft inträffar samtidigt över hela vingen. Jag har provat på en combatkärra, Mustang faktiskt, med profilen e226 i roten och e222 i spetsen och sedan skränkt 1,5 grad. Blev en fantastisk snäll maskin. Går naturligtvis att flyga inverterat även om man bara håller uppe farten. I låga farter, som jag inte provat, är det säkert inte kul.

På CL/Alfa nedan ser man skillnaden på 1,5 grader för samma lyft. Man kan då också se hur mycket längre spetsen bär vid höga alfa, speciellt om man tänker på att med skränkt vinge kommer den gröna kurva att glida 1,5 grader till höger.
/OlleG

[BOB]

Intressant att ta del av andras erfarenhet/kunskaper.

Så här gjorde jag landn-stället, bara lite provisoriskt än så länge. Axeln ligger snett av två skäl, dels skall hjulet svänga ut framför vingens framkant, dels skall axeln kunna dras ut för att demontera landn-stället vid ev reparation.



Två svaga länkar finns i denna konstruktion. Servot är bara av ca 10 kpcm med en klen servoarm/skiva av plast. Det slår 180° och låser därför i utfällt och infällt läge, så det är inte problemet. Men en plastskiva är klent. Infästningen på landn-benet är bara ca 15 mm från axeln vilket är väldigt kort avstånd. Men vingens tjocklek begränsar servoarmens längd och därmed slaglängden. Axelinfästningen är stark så landningar rakt fram går nog bra, men girar på marken med sidokrafter måste jag vara försiktig med.

Jag får väl åtminstone pröva denna enkla konstruktion i verklig landning. Skulle det inte hålla så har jag en plan B.

Jag har nu börjat skissa på kroppen och kroppen blir i princip spolformig som en långsmal delfin eller liknande. En delfin har ju evolutionen skapat fram för minsta möjliga motstånd i vattnet.

Jag har ritat huvuddragen av kroppen i horisontal och vertikalvy på papper. Jag har ingen cad i datorn. Jag tillverkar en monteringsfixtur genom att klamra ihop två skivor och såga ut halva horisontala kroppsformen och sedan skruva ihop dem som på bilden. Då blir det helt symmetriska sidor och jag har ett referensplan för mätningar. Jag fick offra fina bokhyllan för att få ihop de två skivorna, men det kan det väl vara värt.

Eftersom jag inte har cad så formar jag en kropp av billig cellplast. Cellplastskivan är 10 cm tjock och jag skall ha 10 cm mellan spanten. Tanken är att när jag har gjort cellplastmodellen så särar jag på alla bitarna och använder dem som ritmallar för spanten. Modellen är skulpterad på fri hand så sidorna blir ju inte helt identiska, men det gör inget för jag ritar av bara halva sidan på ett papper och viker det dubbelt, så när jag klipper ut spantmallarna så har de exakt identiska sidor. Modellen är ingen kopia av något utan helt formad efter tycke och smak, men givetvis med strömlinjeform som mål.



Modellen är bara mellan brandvägg och fram till stabben. Huven fram till brandväggen är en lös bit som jag kan lyfta av, den delen skall ju inte ha spant utan blir gjuten i glasfiber respektive vaku umformad. Modellen ligger i fixturen så att skivans plan går genom propellercentrum.

Jag prövade olika sätt att forma cellplasten. Först sågade jag till bitarna i en bandsåg, sedan limmade jag ihop dem. Där mycket material skulle bort använde jag en värmetråd, men formningen gjorde jag med en rasp. Ytan behöver inte vara fin, modellen skall ju styckas och sedan kastas bort. Bitarna skall bara vara ritmallar för spanten, inget annat.




När jag tittar på cellplastmodellen så tycker jag att sen ser kort och hög ut, men det är ju bara mellan brandvägg och stabben så man får fel proportioner. Det är ju lågvingat med infällbart ställ, och det kan inte placeras för långt ut i vingen, så benen kan ha max en viss längd. Propellern måste ha markfrigång, vilket gör att motorn måste sitta rätt högt upp. Summan av detta är att kroppen blir så hög som den är. Men motorhuven blir rätt lång och med stabbe och fena så blir nog proportionerna ganska bra. Hoppas jag.

[BOB]

Nu har jag fått ihop spanten på plats.



Brandväggen, som bara är ett främsta, kraftigare spant, är inte fastlimmat. Det skall först passas ihop med motorkonsol innan limning. Inte heller är fenan fastlimmad, och den skall höjas 25 mm.

Det ser väldigt enkelt ut men har krävt en hel del jobb. Spanten är gjorda av ihoplimmade remsor av 3x20 mm balsa med 0,8 mm plywood limmat på vardera sidan. Det blir lite plock och pyssel. Spantens form har jag alltså fått genom att såga upp frigolitmodellen i 100 mm bitar och rita av tvärsektionen på papper, vikt pappersspantet på mitten, klippt ut papperet och ritat av på balsa och plywood. Den 30 mm längsgående listen, som går halvvägs ner, är viktig. Den skall ta krafterna från vingen och sprida ut dem i kroppen så de klingar av, och en hård landning betyder stora stöt-krafter. Den är gjord av 3 mm balsa med 1,5 mm plywood på varje sida

Fena och roder är gjorda och plankade i ett stycke med 2 mm balsa med 2 mm plywood i rodrets bakkant, därefter har de sågats isär. Rodret har en mindre del som går fram över fenan. Normalt görs den delen betydligt större på de flesta ARF-modeller. Egentligen hade jag inte tänkt göra så alls utan bara ha rodret efter fenan. Men så har vi det här med roderfladder att tänka på. Alla roder på flygplan har en kritisk hastighet när fladder uppstår, och den kritiska hastigheten beror på hur långt bakom gångleden rodrets TP ligger. Jag kan inte beräkna ett roders kritiska fladderhastighet och har inte en aning om vad som gäller för detta sidoroder. Men jag har upplevt en gång att ett skevroder började fladdra i en vertikal dykning och slets loss när planet planades ut, och det var en obehaglig upplevelse som jag inte vill återuppleva. Det gäller att konstruera roder så att rodrens kritiska hastighet är säkert högre än den högsta hastighet planet kan komma upp i. Teoretiskt uppstår inte fladder när TP ligger i gångleden, eller säg att kritiska hastigheten är väldigt hög, men ju längre bakom TP ligger ju lägre blir den kritiska farten. Och kommer planet upp i rodrets kritiska hastighet så kommer rodret att fladdra och slitas sönder – förr eller senare.

Så vanligtvis konstrueras en så stor del av rodret att gå över fenan att rodrets TP kommer ganska nära gångleden. Utan den överliggande delen fick jag rodrets TP 4 cm bakom gångleden. Den överliggande delen formade jag av balsa och gröpte ur inuti och lade en bit bly vägandes 15 g i framkanten. Då fick jag rodrets TP 2 cm bakom gångleden.

Fixturens övre plana yta ligger jäms med motoraxeln. Från denna yta mäter jag allt, t.ex. att fenan monteras vertikalt, att vinge och stabbe monteras horisontellt, att vingen får rätt infästningsvinkel, att motorn får rätt vinklar, mm. Fixturen är enkel och lätt att flytta runt, jag ställer ned den på golvet när jag behöver bordet till annat. Under fixturen på bordet ligger den enkla ritning jag har gjort.

Jag kan ha kroppen i fixturen tills jag monterar vingröret, som sticker ut utanför kroppen. Så jag monterar vingroten till stabben med vingröret i så att stabben blir helt horisontell och vinkelrät mot kroppens centrumlinje. Och så måste jag limma fast frontspantet så det kommer vinkelrätt.



Fastskruvningen av stabben funderade jag mycket över. Eftersom jag har en bit vingrot på kroppen så kan jag inte skruva mot kroppen. Jag vill ha all montering ovanifrån så jag slipper vända upp och ned på planet. Och så vill jag inte ha skruvskallar som stör luftflödet. På bilden syns en skruv monterad, den är nedsänkt.



Nu är det dags att montera vingröret i kroppen. Jag pallar upp planet med exakt lika höga klossar, som på bilden, och trär vingarna på vingbalken och pallar under vingarna. Noggrann mätning så att vingarna ligger horisontellt och vinkelrätt mot kroppen och att de får rätt infästningsvinkel. Vingrotens bakersta punkt skall vara 15 mm lägre än den främsta punkten, då är infästningsvinkeln 1,8°. Jag kan inte beräkna vilken vinkel det bör vara för denna vingprofil, så jag bara bestämmer mig för 1,8°.



Nu kan jag inte använda fixturen mer, så då kan jag planka resten av kroppen.



Hela ytan på kroppen är dubbelkrökt. Det innebär att jag inte kan planka med breda 3 mm balsaflak, utan jag måste skära till smala remsor, olika breda beroende på hur krökt ytan är. Det vanligaste blir 6 mm i ena änden och 3 mm i andra änden. Det är inte så väldigt noga för senare skall jag spackla ojämnheter och lägga på 25 grams glasfiberväv.


Fyrkantsröret genom kroppen sticker ut onödigt långt, runt 25 mm för långt ut. Det beror på att jag nästan började bygget med vingbalken för att se om det gick att göra en sådan. Eftersom den är vinklad måste jag bestämma mig för kroppens bredd innan jag gjort någon ritning. Kroppen skulle vara spolformig. Det gav mig kroppsbredden. Senare, när jag gjorde ritningen på kroppen, ville jag ha en smalare kropp. Så därför sticker fyrkantsröret ut så långt, vilket betyder att den vingrot jag skall ha fast på kroppen också kommer att sticka ut 25 mm mer än nödvändigt. Men så får det bli.

[David]

Mycket ambitiöst hembygge och roligt att du delar med dig!
Jag sätter mina pengar på att du landar i plan B för landingsstället

[BOB]

I min kravlista för vingen ingick infällbart ställ med luckor som skall täcka hela stället, dvs undersidan skall vara slät när stället är indraget. Hjulen skall också vara på backen framför vingens framkant, helst 25 mm framför. Ytterligare ett krav är att hjulen skall vara ställda toe-in för bra taxning. Hjul med toe-out ger en slingrig körning, precis som för bilar.



På bilderna syns hur hjulet kommer framför den nedfällda luckan. Luckan är kopplad till benet så att de kan glida både tvärs och längsmed varandra. Det fungerar bra. Luckan över hjulet stängs/öppnas med ett litet servo som slår 180° så att luckan blir låst i stängt läge.







Nu behöver jag veta ungefär hur långt fram motorn skall placeras. Jag har tidigare räknat ut var TP skall vara och sätter tejp där. Monterar på vingar, stabbe, roder, kabinhuv etc och lägger på allt som skall vara till, pallar upp planet på underlag så att planet balanserar på TP-tejpen. Så hänger jag motorn på en pinne som är instoppad i planet, skjuter motorn fram/tillbaka tills planet balanserar framtungt. Nu vet jag hur långt fram motorn ungefär skall sitta. Skall göra om invägningen senare när planet är lite mer färdigt.

[BOB]

Dags att vakuumforma den glasklara delen av kabinhuven. Formen är gjord med hål för dammsugarmunstycke. Jag har 2 mm PET-plast, det är egentligen för tjockt, det borde vara kanske 1 mm, men det är vad jag har hemma. Jag gör en ram för PET-skivan och skruvar fast skivan i ramen, och ramen är gjord för att kunna skjutas in i en vanlig spisugn som en bakplåt. Temperaturen för PET-plast skall vara 120-130°, om det är under 120° så kan plasten vara för styv för att dras, och det får inte överstiga 130° för då kristalliserar plasten och blir mjölkvit. Detta är lite knepigt för åtminstone min ugn är inte så noga med temperaturer.



Mitt första försök misslyckades av två orsaker. På bilden ses den mjölkvita huven. Värmen blev för hög, 135°, så redan i ugnen blev plasten vit. Den drogs inte heller hela vägen ned i formen innan den stelnade, och det beror på att den sögs ned i formen för långsamt så plasten hann bli för styv.



Det senare åtgärdade jag med att borra många fler hål, 1,7 mm, i formen. Jag placerade en s.k. ugnstermometer i ugnen för att ha koll på att det inte gick över 130°. Det enklaste är dock att kolla plasten i ugnen, när den börjar hänga ned under ramen är det dags att ta ut den.

Jag har uppenbarligen också fel teknik med formen. Den glasklara huven har ett litet märke för varje hål i formen. Den ser lite knottrig ut. Det betyder helt klart att man inte skall borra fullt med hål över hela formen som jag har gjort. På något sätt måste man klara sig med hål bara utanför den del av huven som syns. Jag bryr mig inte, jag använder den huv jag fick fram.

Nu skall jag fortsätta med nospartiet. Då måste jag bestämma mig var och hur motorkonsolen skall sitta, och med hur menas vilka vinklar. Sidovinkel besvärar jag mig inte att försöka räkna ut, jag väljer 2° höger som jag brukar ha. Men upp/nedvinkel?

När man som nybörjare bygger sitt första högvingade brukar man få lära sig att motorn skall vinklas ned. Vingen sitter högre än motorn, därför ger vingens luftmotstånd ett uppåtriktat moment som skall pareras med nedåtriktad motor. Det borde innebära att för ett lågvingat plan skall motorn riktas uppåt eftersom vingens luftmotstånd ger ett nedåtriktat moment. Bäst att räkna lite på detta.

Motorn drar med kraften F kp. Totala luftmotståndet blir då F kp när planet ligger i planflykt.

Jag uppskattar ytorna som ger luftmotstånd till:
Vingen 1300 cm²
Kropp över centrum 245 cm²
Kropp under centrum 220 cm²
Fenan 62 cm²
Stabben 122 cm²
Totalt 1949 cm²

Luftmotståndet fördelas över 1949 cm², vilket jag kallar för f kp/ cm²

Uppåtriktat moment är + och nedåtriktat moment är –
Jag får följande moment
Vingen -1300fx8 = -10400f kpcm
Kropp över centrum +245fx12 = +2940f kpcm
Kropp under centrum -220fx6 = -1320f kpcm
Fenan +62fx19 = +1178f kpcm
Stabben +122fx5 = +610f kpcm
---------------------------------
-6992f kpcm

Jag måste då få motorn att ge momentet +6992f kpcm
Motorns centrumlinje skall gå a cm under TP F x a = 6992f
Men vi hade ju också att F = 1949 x f
Alltså 1949f x a = 6992f, stryk f, a=6992 / 1949 a= 3,6 cm

TP ligger 50 cm bakom propellern, för att få vinkeln tar vi tangens ὰ= 3,6/50= 0,072
Det betyder att vinkeln är över 4°. Hmm, vad är fel? Nu skall väl inte momenten beräknas runt TP utan runt tryckcentrum, som jag inte vet var det ligger. Men det skulle inte förändra så mycket.

Motorn sitter för högt över vingen. Jag sänker motorn 10 mm och gör om beräkningen och får då vinkeln 2,8°. Då kommer ljuddämparen och därmed motorhuven längre ned, och frigången under propellern blir mindre, men det går nog bra. Jag bestämmer mig för att rikta motorn 3° uppåt.

Någon som har erfarenhet av lågvingat kan kanske kommentera vinkeln?

[Kurbit]

Vinkla motorn något nedåt, inte uppåt.

[BOB]

Kurbit, om du vinklar ned motorn för lågvingat vinklar du upp för högvingat? För det måste ju vara tvärtom mellan högvingat och lågvingat. Vinkling är ren matematik, vad i ovanstående beräkning tycker du är felaktigt?