DE8014672U1 - Tragflaechen und leitwerke fuer modellflugzeuge - Google Patents

Description

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Hugenottenallee

29.Mai 1980 6078 Neu-Isenburg

Tragflächen und Leitwerke für Modellflugzeuge

Die Neuerung betrifft Tragflächen und Leitwerke für Modellflugzeuge aus miteinander verklebten Halbschalen, die aus einem Mehrschichtenwerkstoff mit Hohlkörperstützmaterial bestehen.

Der vorbildgetreue Nachbau von Segelflugzeugen sowie der Einsatz von Laminarprofilen im Flugmodellbau ließ in den letzten Jahren die Voll-Kunststoff-Bauweise verstärkt auch im Modellbau aufkommen. Bezüglich Minimalwiderstand und Gleitzahl erweisen sich die Laminarprofile den orthodoxen Profilen gegenüber als eindeutig überlegen. Diese Vorteile kommen jedoch nur dann zum Tragen, wenn Profiltreue und entsprechende Oberflächengüte der Tragflächen gewährleistet sind. Da diese Forderungen mit herkömmlichen Bauweisen( wie der Rippen-Holm-Bauweise oder mittels beplankter Hartschaumkerne) kaum zu erfüllen sind, fing man an Tragflächen aus Halbschalen zu bauen. Diese Halbschalen werden in Negativformen aus einem Mehrschichten-(Sandwich-) werkstoff hergestellt,

Halbschalen, die lediglich aus einem Laminat von gewebeverstärktem Kunstharz bestehen, bieten keine ausreichende Festigkeit, da sich im Flugbetrieb speziell auf der Tragflächenoberseite starke Druckkräfte entwickeln, die das Laminat zum Einknicken bringen. Es mußte daher ein Stützmaterial gefunden werden, das das Laminat mit möglichst geringem Gewichtszuwachs aufdickt und die Deckschichten so gegeneinander abstützt, daß ein Einknicken der Halbschale ausbleibt. Hierfür wurden bisher folgende Materialien herangezogen:

a) Hartschaumstoffe

Diese haben den Nachteil, daß ihre Belastbarkeit in jeder Richtung gleich ist, während lediglich in einer Richtung -nämlich in Stützrichtung - Festigkeit erforderlich ist;

ausreichende Festigkeit in Stützrichtung kann jedoch nur über ein entsprechend hohes Raumgewicht des Hartschaumstoffes erreicht werden. Darüber hinaus macht sich nachteilig bemerkbar, daß zur Erzielung eines ausreichenden KlebeVerbundes ein entsprechend üppiges Einstreichen des Hartschaumstoffes mit Kunstharz erforderlich ist. Dies wirkt sich nachteilig auf das Gesamtgewicht des Mehrschichtenwerkstoffes aus. b) Wellpappe

Dadurch, daß die Wellpappe mit Kunstharz imprägniert wird_f bilden sich parallel laufende Hohlrippen, welche die Deckschichten gegeneinander abstützen. Ausreichende Festigkeit wird in der Wellpappe erst dann erreicht,wenn sie reichlich mit flüssigem Kunstharz getränkt wurde. Dadurch wird der Mehrschichtenwerkstoff jedoch relativ schwer.

Es galt deshalb ein Stützmaterial zu finden, das leicht ist, ausreichende Festigkeit speziell in Belastungsrichtung besitzt und zu dessen Verklebung mit den Deckschichten geringe Mengen von Kunstharz ausreichen,ohne daß sich das Material mit Kunstharz vollsaugt.

Als Stützmaterial wird nun ein Material benutzt, das aus vielen nebeneinander stehenden, miteinander verbundenen Hohlkörpern besteht. Die Hohlkörper können von jedmöglicher geometrischer Form sein, vorzugsweise wird jedoch ein Wabenkern- oder Tubuskernmaterial verwandt.

Bei einem Sandwichkern in Waben- oder Tubusbauweise sind die Waben bzw. Tuben senkrecht zu den Deckschichten angeordnet. Seine größte Belastbarkeit besitzt dieses Stützmaterial in Richtung der Zellenachse, d.h. bei Tragflächen und Leitwerken in dieser Bauweise werden die Halbschalen genau in der Richtung verstärkt, in der die Hauptbelastung eintritt. Das 'Innere' des Mehrschichtenwerkstoffs weist eine gewisse Steifigkeit gegen Druck auf, die ausreicht, um das Ausknicken der Deckschichten zu verhindern; durch den Verbund der Hohlkörper untereinander zeigt das 'Innere· aber auch eine gewisse Steifigkeit gegen Abscheren, die genügt, das

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seitliche Ausknicken des Sandwich-Feldes zu vermeiden. Die elastischen Eigenschaften des ausgehärteten Mehrschichtenwerkstoffes ändern sich mit der Dichte des Stützmaterials, die von der Kombination zwischen Hohlkörperweite (Waben- oder Tubusdurchmesser) und Dicke der Stützeinlage abhängt. In der Praxis hat sich für den Tragflächenbau eine Kombination von circa 3 nun Hohlkörperweite mit einer Stützeinlagendicke von 2 - 3 nun Stärke als optimal herausgestellt. Als Waben- oder Tubuskernmaterial sind veschiedene Kunststoffe, besonders präpariertes Papier oder auch Leichtmetalle denkbar.

Durch die Struktur des Stützmaterials bedingt, ist die effektive Auflagefläche des Hohlkörperstützmaterials auf den Deckschichten relativ gering. Dadurch ist aber - geht man von einem gleich starken Unterdruck im Vakuum-Verfahren aus der effektive Anpressdruck pro Flächeneinheit wesentlich höher als bei der Verklebung der Deckschichten mit Hartschaumplatten oder mit Wellpappe.

Da sich das Hohlkörperstützmaterial somit fester in die mit Kunstharz getränkten Deckschichten eindrücken und sich das Material durch Beine Eigenschaften bedingt nicht mit Kunstharz vollsaugt, wird entsprechend weniger Kunstharz für einen ausreichenden Klebeverbund benötigt.

In den Zeichnungen zeigen:

Figur 1 eine Tragfläche im Schnitt, bestehend aus den beiden Halbschalen(1,2) sowie dem sie gegeneinander abstützenden Holm(3)

Figur 2 eine der Halbschalen im Schnitt, aufgebaut als Mehrschichtenwerkstoff bestehend aus den Deckschichten(4,5) sowie dem Stützmaterial(6)

Figur 3 Mehrschichtenwerkstoff mit Wabenkern(7) Figur 4 Mehrschichtenwerkstoff mit Tubuskern(8)

Claims (6)

Michael A. VoIz ,,Hugenottenallee ' ί :"j ' : l' ■ "'i 56078 Neu-Isenburg Schutzansprüche

1. Tragflächen und Leitwerke für Modellflugzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus mindestens zwei HaIbschalen(1,2) bestehen, die aus einem Mehrschichten-(Sandwich-)werkstoff(4,5,6) hergestellt werden, dessen mindestens eine Stützschicht(6) aus vielen parallel miteinander verbundenen Hohlkörpern besteht.

2. Tragflächen und Leitwerke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkörper des Stützmaterials senkrecht zu den Deckschichten(4»5) der Halbschalen(1,2) angeordnet sind und die Deckschichten somit gegeneinander abstützen.

3· Tragflächen und Leitwerke nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkörper des Stützmaterials von jedmöglicher geometrischer Form sind, vorzugsweise jedoch Waben-(Wabenkernmaterial)(7) oder Röhrenform(Tubuskernmaterial)(8) besitzen.

4, Tragflächen und Leitwerke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschichten (4,5) des Mehrschichtenwerkst off es (4, 5, 6) aus gewebeverstärktem Kunstharz besteht.

5· Tragflächen und Leitwerke nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunstharz der Deckschichten(4,5) Epoxyd- oder Polyesterharz ist.

6. Tragflächen und Leitwerke nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschichten (4»5) aus mit Glasfasern, Glasgewebe, Synthesefasergewebe( wie Nylon, Diolen, Kevlar, Kohlefaser etc.), Pliesspapier oder Seidengewebe verstärktem Kunstharz bestehen.