Leitkanten-Gewichtsverteilung

Jürgen, zum einen sind P100 zylindrisch (beide Enden gleich stark) und 2. meint er wirklich den Kürzeren. 2x82,5 = 1,65. Seine LK soll aber nur 1,50 lang sein

Calavera
Bin jetzt nicht gerade der Drachenbauweltmeister, aber i.d.R. wird der kürzere Teil unten verbaut, was dem Drachen wohl auch mehr Steifheit verleihen dürfte. Zudem läßt sich der Drachen so einfacher verkürzen um das Packmaß zu reduzieren, falls gewünscht/erforderlich.

LG Frank

Du verwirrst mich nicht!

150cm = 82,5cm (Stab ungekürzt) + 67,5cm (Stab gekürzt)

P100 ist nicht konisch, es gibt kein dünneres oder dickeres Ende, d.h. bei zuvor genannter Aufteilung kann die Muffe oben oder unten sitzen und (querschnitts- und wandstärkenbedingte) Unterschiede der Steifigkeiten über die Länge sind (mit Ausnahme im Bereich der Muffe) auszuschließen.

Gedankliche Alternativen:
150 = 75 + 75
weitere: Keine [Annahme 101,5cm existiert nicht als gewählte Stabvariante; Abstufungen zweier Stäbe jenseits 82,5/67,5 bzw. 75/75 werden nicht betrachtet]

Die Aufteilungen sind vom Drachen abhängig, vgl. beispielsweise den Genesis von Level One und den Deep Space von Benson, bei denen die Aufteilung entgegengesetzt ist.

Entweder bestaben wie vom Entwickler angegeben oder experimentieren...
DIE allgemeine Aufteilung kann ich Dir nicht vorschlagen.

Viel Spass beim Fliegen,
es wird bestimmt noch weitere Anregungen geben...

Kurz: einfach machen

Calavera
nenn doch mal das Kind beim Namen.

Zitat

Kurz: einfach machen

:H:

Aus primär praktischen Gründen kürze ich meißt oben.

lg Thorsten

@ Calavera

außer bei Indoordrachen! ! (evtl. noch bei ganz speziellen Trickdrachen) kannst du das Gewicht der Verbindungshülsen als Schwungmasse vergessen. Das gilt für alle Stäbe eines Drachen, egal, wo du die Hülsen anordnest.

Du hast doch das Buch – Lenkdrachen und Gespanne –. Auf Seite 30/31 steht, aus welchen Gründen Stäbe mit Hülsen verbunden werden können und was dabei zu berücksichtigen ist. Auf Seite 28 findest du die erläuternde Entwurfszeichnung.

Retnüg

Wenn man sich überlegt wo die meisten Kräfte auf die LK wirken, dann sollte die Muffe nicht zu nah an den Seitenverbindern sein und nicht unterhalb vom unteren LK Verbinder.

Das soll jetzt natürlich nicht bedeuten, dass die LK schnell kaputt geht wenn man das so macht. Aber an diesen Stellen sind die Belastungen der LK am höchsten und eine Muffe ist meistens ein Schwachpunkt.

Bei einem P100 kannst du auch bedenkenlos ein passendes Rohr als Muffe nehmen. Damit sparst du Gewicht und du kannst dir sicher sein, dass die Muffe nicht viel zur Gewichtsverteilung beiträgt.

Es gibt Drachen, bei denen in der Leitkante zwei verschiedene Stäbe verwendet werden, z.b. ein eher flexibler und ein steiferer. Hier kann es dann bestimmt eine wichtige Frage sein, welcher Stab wie lang ist. Da du aber nur P100 verbauen möchtest sollte es keinen großen unterschied machen. Aus praktischen Gesichtspunkten wird oftmals der obere Stab gekürzt. Der untere ist meist anfälliger für einen Bruch (gerne direkt am Verbinder der unteren Spreize) und dann kannst du einfach den kompletten Stab tauschen ohne etwas sägen zu müssen.

Gruß
Andreas

@GiMiCX :H:

Mr.X
Zitat:
Wenn man sich überlegt wo die meisten Kräfte auf die LK wirken, dann sollte die Muffe nicht zu nah an den Seitenverbindern sein und nicht unterhalb vom unteren LK Verbinder.

Das versteh` ich nicht. Wie ist denn die Lastverteilung auf der Leitkante?
und
Welche Kräfte wirken auf die Leitkante UNTER dem unteren Querverbinder? Den meinst du doch
mit dem unteren LK Verbinder. oder?

Retnüg

Bei den meisten Drachen liegt der Flächenschwerpunkt einige Zentimeter über über dem Mittelkreuz (OK, bei Günther seinen wohl einige Dezimeter ). Wenn die Positionierung der Muffe nun aus diesem Flächenschwerpunkt verschoben wird, hat das aufgrund der asymmetrischen Massenverteilung im Drachen sicher einen Effekt auf dessen Gesamtschwerpunkt und Massenträgheitsmoment. Aufgrund der Verschiebung um lediglich wenige Zentimeter, und dem geringen prozentualen Gewichtsanteil der Muffen am Gesamtgewicht des Drachens, ist das aber zu vernachlässigen. Selbst an einem SUL ist der Unterschied der Teilung 2x750 mm und 825/675 mm kaum spürbar, zumindest nicht bei zylindrischen Stäben. Bei konischen Stäben lässt sich so die Steifigkeit in bestimmte Teile der Leitkante verschieben. Ich kürze meistens den oberen Stab, weil dieser seltener ausgetauscht wird und ein Ersatzstab so gleich ohne sägen zur Hand ist.

Zitat

Wenn man sich überlegt wo die meisten Kräfte auf die LK wirken, dann sollte die Muffe nicht zu nah an den Seitenverbindern sein und nicht unterhalb vom unteren LK Verbinder.

Unterhalb des Leitkantenverbinders nimmt sie dem Stab Elastizität und begünstigt damit den Bruch am Verbinder. Bei Ecken oder Tipstands wirkt eine Kraft seitlich auf die Flügelspitze und verbiegt den Stab. Der untere Seitenstabverbinder teilt den Stab dabei in zwei Hebelarme. Das Ende der Flügelspitze ist dabei der Lastarm, das Ende der Muffe der Kraftarm. Ist die Muffe nun knapp über dem Seitenstabverbinder, wirkt eine Kraft mit langem Hebel auf den Drehpunkt. Der kurze Hebel oberhalb des Verbinders resultiert in einer großen Belastung der Muffenverbindung. Wäre die Muffe weiter oben, wär das Hebelverhältnis ausgewogener und die Belastung auf der Muffenverbindung geringer. An der oberen Leitkante tritt dieser Effekt so nicht auf, weil beide Enden fixiert sind (Nase, unterer Seitenstabverbinder) und zusätzlich noch von der oberen Spreize gestützt werden. Deshalb ist der untere Stab stärker belastet. Wer nun aber den unteren Stab steifer gestaltet, belastet damit den oberen zusätzlich, weil die Kraft am unteren Ende über die Muffenverbindung hinaus auf das obere weitergeleitet wird.

Gruß
Heiko

@ Na ja Heiko, da hast du ja eine fachlich saubere Abhandlung über Schwerpunkte, Massenverteilung und Trägheitsmoment geschrieben, die im Ernst aber doch nur theoretischen Wert hat.
Anfangs habe ich auch mal VERSUCHT, den Schwerpunkt eines Drachen zu berechnen, um einen gut ausgewogenen Drachen zu bauen, hab `s aber schnell wieder aufgegeben. Um einen exakten Wert zu erhalten müssen zu viele Faktoren, alleine schon bei der Segelfertigung, berücksichtigt werden, die in der Theorie ganz anders aussehen als nach der praktischen Fertigstellung. Ich erspar mir hier eine Aufzählung, um nicht als Krintenkacker (Hochdeutsch: Korinthenkacker) verschrien zu werden.
Und alle die schönen Rechnereien und statischen Überlegungen werden dann bei der Flugpraxis vom Wind mit einem einzigen Puster zunichte gemacht, wenn das Gestänge nicht steif genug ist, egal wo die Muffen sitzen.

In der Praxis kommt es doch nur darauf an, was will ich mit Stabteilungen erreichen und wo setz ich dann die Muffen, um möglichst wirtschaftliche Stablängen zu erhalten. Das gilt für kleine wie auch für große Drachen. Natürlich hält man Abstand vom unteren Querverbinder in Richtung Mitte wie auch untere Segelspitze. Bei richtig dimensionierten Muffen, ohne Kantenpressung, und das sind die Handelsüblichen eigentlich alle, wird die Elastizität des gemufften Stabes nur ganz unwesentlich gestört, es sei denn, der Seitenstab soll extrem gebogen werden. Dann muss man halt auf Muffen verzichten oder einen Kompromiss finden.

Es ist allerdings richtig, dass Muffen, ach Quatsch, sprechen wir doch von Hülsen, als solche werden sie im Handel geführt, generell Schwachpunkte im Gestänge sind. Sie gehören grundsätzlich da hin, wohin sie der Konstrukteur des Drachens gesetzt hat. Wenn er schon Schwachpunkte in Kauf genommen hat, dann aber mit Sicherheit aus einem bestimmten Grund. Das mögen nicht handelsübliche Stablängen sein oder auch Montage- oder Transportgründe. In keinem Fall hat er sie dahin gesetzt, wo der Stab durch eine Hülse gefährdet ist.

Bei meinen Drachen, auch den Großen, habe ich noch keine ungünstigen Erfahrungen mit geteilten Stäben gemacht, ganz gleich, wo die Hülsen angeordnet sind, außer beim Absturz des 9ers und 12ers auf Fanö, die auf der Flügelspitze aufgeschlagen sind. Da spielten die Hebelarme, je 1 Meter von der Flügelspitze, eine Rolle (ca. 9 Kg beim 12er, die drauf knallten).

Zu deinen Ausführungen, Heiko, du hast mein--- das versteh ich nicht --- als Frage ZU wörtlich genommen und sie präzis statisch beantwortet. Du hast auch verschiedene Möglichkeiten, wo Hülsen gesetzt werden können und mit den möglichen Folgen erörtert. :H:

Ob allerdings die hülsensetzenden Drachenkontrukteure so weit wie du mit deinen Ausführungen gehen, wage ich anzuzweifeln. Trotzdem betrachte ich sie als interessante Variante, was alles beim Entwurf eines Lenkdrachen eine Rolle spielen kann und unter Umständen zu berücksichtigen ist.

Calavera: Mit Sicherheit hast du auf deine Fragen nicht so weit gehende Antworten erwartet,
wie sie hier erörtert worden sind. Ich glaube allerdings, für deinen Drachen reicht der Hinweis auf
mein Buch.

Retnüg

Hallo Günter,

Schwerpunkte und Kräfte im Drachen exakt zu berechnen habe ich nach kurzen Überlegungen über die Komplexität des Ganzen auch schnell verworfen. Bedingt durch unterschiedliche Wandstärken und Durchmesser des Gestänges (selbst innerhalb eines Stabes), punktuelle Verstärkungen und Verbinder ist es praktisch unmöglich, den Schwerpunkt eines Drachens exakt zu berechnen. Die Anzahl der unbekannten Variablen ist einfach zu groß und ließe sich nur mit unverhältnismäßigem Aufwand ermitteln. Für die Praxis reicht es vollkommen, den Drachen auf dem Kielstab zu balancieren, bis er waagerecht steht, um den Schwerpunkt mit vollkommen ausreichender Genauigkeit zu ermitteln. Ich denke, hier sind wir uns absolut einig. Für konstruktive Betrachtungen an Drachen reicht es, die Zusammenhänge zu kennen, ohne sie in definitive Zahlen fassen zu müssen. Grobe Fehler lassen sich so schon ziemlich sicher vermeiden. Jedenfalls habe ich schon viel gesehen, wo es seitens des Konstrukteurs einfach an Kenntnissen der auftretenden Belastungen gemangelt hat. Solche Drachen sind dann echte Stabkiller, manche brachen schon nach ein paar scharfen Ecken am Kreuz durch.

Bei Deinen großen Drachen ist es natürlich erforderlich, Leitkanten vielfach zu teilen, womit der einzelnen Muffe oder Hülse eine untergeordnete Rolle zukommt. In der gesamten Leitkante ist so viel Elastizität vorhanden, dass keine Muffe das auszusteifen vermag. Dein 12er Flaki ist da grob mit einem Fullsizedrachen mit 4er CFK vergleichbar. Wenn Du auf 7,5 m Leitkantenlänge 5 Rohre zu 150 cm mit 3 Hülsen verbindest, ist das sicher unproblematisch. Wenn ich aber bei 150 cm genau so viele Innenmuffen in zylindrischen Skysharks verwende, steife ich die Leitkante damit signifikant aus und produziere potenzielle Bruchstellen, einfach weil der Drachen in bezug auf seine Größe viel steifer, aber auch unelastischer ist. Bei kleineren Drachen ist muffen daher ein viel heikleres Thema als bei großen. Wenn Gestänge nicht die Möglichkeit hat, elastisch nachzugeben, gibt es dauerhaft nach.

Großen Einfluss auf die Haltbarkeit der Muffenverbindung hat aber auch die Formschlüssigkeit der Muffe. Hat diese Spiel, treten die Belastungen punktuell auf, während sie sich bei formschlüssigen Muffen auf eine große Fläche verteilen.

Gruß
Heiko

Hallo Heiko,

im Grunde meinen wir beide dasselbe, halt nur mit anderen Worten und verschiedenen Auslegungen.

Ich habe bei meinen Drachen IMMER darauf Wert gelegt, dass sie ihre Form behalten, auch bei großen Windstärken und starken Böen. Von daher allgemein kein schwächeres Gestänge verwendet als CFK 6. Selbst mein kleinster Drachen mit 1,35 Meter Spannweite ist damit ausgerüstet. Den Mitte/Ende der 90er Jahre einsetzenden Trend, egal aus welchen Gründen auch immer, dünneres Gestänge zu nehmen habe ich nicht mitgemacht. Darum konnte ich auch ganz nach belieben Hülsen einsetzen, um mir passende Transportlängen zu erreichen, ohne die Stäbe zu gefährden. Stabbrüche wie du sie schilderst sind mir bei meinen Drachen unbekannt.
Was du als Vergleich von einem 150 cm langen Stab mit Hülsenverbindungen (richtig, Mehrzahl) schilderst ist natürlich unmöglich. Deinen Ausführungen dazu stimme ich ohne Einschränkungen zu und würde dem, der so was macht - -(da schweigt des Sängers HÖFLICHKEIT).
Und was du zu den “Muffenverbindungen“ sagst versteht sich von selbst.

Das alles war zwar nicht die Frage von Calavera. Es blieb allerdings nicht aus, das bei speziellen Betrachtungen, wie wir sie hier angestellt haben, Weiterungen nicht auszuschließen waren.

Retnüg