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Grundlagenserie Teil 100

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44 04/2017

am stabilsten sein. Daher ist es zwar möglich aber

nicht sinnvoll einen durchgehend gleichmäßig festen

Holm in der Fläche zu verwenden, denn naturgemäß

wird ein sehr fest gebauter Holm schlicht schwerer

sein als ein weniger stabiler; siehe Abbildung 4.

Die Dicke des Profils

Gerade im Modellflug ist es recht wichtig, die Profildi-

cke nicht allzu groß werden zu lassen. Zwar haben di-

ckere Profile einen gegenüber dünneren nur vernach-

lässigbar größeren Widerstand, denn der hängt nur

von der Kontaktoberfläche zur Luft, nicht aber von der

Frontflächenprojektion ab (siehe Abbildung 5), doch

besitzt ein dickes Profil natürlich auch eine größere

Wölbung seiner Oberfläche; siehe Abbildung 6.

Strömungen bei kleinen Re-Zahlen, das heißt in diesem

Fall bei modelltypisch geringen Fluggeschwindig-

keiten, können starken Konturänderungen weniger

gut folgen. Im ungünstigen Fall lösen sie sich ab und

erzeugen widerstandsträchtige Laminar-Blasen; siehe

Abbildung 7.

Damit sind der maximalen Profildicke in Abhängigkeit

der Modellgröße und seiner Fluggeschwindigkeit enge

Grenzen gesetzt. Dünnere Tragflächen zeigen jedoch

bei ansonsten gleicher Konstruktion eine stärkere

Durchbiegung und gelangen schneller an die Bruch-

grenze – der Experte spricht hier von einem Unter-

schied im Widerstandsmoment; siehe Abbildung 8.

Die im manntragenden Flug sehr hohen Wurzelrippen-

Dicken sind für den Modellflug kaum verwendbar. Bei

größeren Modellen sind Dicken über 15 Prozent kaum

üblich beziehungsweise möglich. Kleinere Modelle

unter 3 Meter Spannweite hingegen geraten mit Dicken

um 11 Prozent schon an die Grenzen des Sinnvollen.

Entsprechend höher sind dann die Anforderungen an

die Festigkeit der Holmkonstruktion im Wurzelbereich.

Steif ist nicht fest!

Moderne Materialien bestimmen in vielen Bereichen

den Flugmodellbau. Glasfaser- oder gar Kohlefaser-

Kunststoffe finden heute Verwendung, doch diese

muss auch sinnvoll sein. Dabei gibt es ein gravieren-

des Missverständnis, dass immer wieder zu finden

ist. Es gilt, dass „steif“ nicht gleich „fest“ bedeutet. Die

Stabilität eines Materialverbunds lässt sich nämlich

nicht durch den stabilen Eindruck beim Anfassen bestimmen, sondern nur durch

einen Lasttest. Bei manchen Modellen werden in Glasfaser-Rümpfe zur „Verstär-

kung“ zusätzlich eine dünne Schicht Kohlefasern einlaminiert. Doch so paradox

das auch klingen mag, trotz der gefühlt steiferen Geometrie ist damit die Festigkeit

sogar geringer als hätte man entsprechend einfach mehr Glasfaser-Material ver-

wendet. Der Grund dafür mag nicht unmittelbar einsichtig sein. Um das Phänomen

dennoch zu verstehen, muss man einen weniger offensichtlichen Materialparame-

ter näher betrachten: die Dehnbarkeit oder Elastizität des Materials.

Jedes Material ist mehr oder weniger gut verformbar und damit auch dehnbar.

Verschiedene Materialien unterscheiden sich nun gerade in der Stärke dieser

Abbildung 4: Drehmomentenverlauf entlang der Spannweite –

das Drehmoment ist an der Wurzel am größten.

Abbildung 5: Der Widerstand eines dicken und eines Dünnen Profils

unterscheidet sich hauptsächlich nur durch die unterschiedliche

Größe der Oberfläche – und dieser Unterschied ist gering

Abbildung 6: Ein

dünnes Profil hat

im Vergleich zu

einem dickeren bei

gleicher Wölbung

der Skelettlinie eine

geringere Wölbung

der Oberfläche

Abbildung 7: Eine

langsame Strömung

kann einer starken

Konturänderung

weniger gut folgen

Abbildung 8: Die Durchbiegung einer dicken

Fläche (a) fällt bei ansonsten gleicher Konstruktion

und Belastung deutlich geringer aus als bei einer

dünnen (b) – hier am vereinfachten Modell zweier

nahezu massengleicher Holme dargestellt