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Hola a todos
me corre esta duda por muchos días sin encontrar en el foro informacion clara, en prácticamente todos los temas que encuentro recomiendan usar madera en dirección de la veta vertical como en la ilustración 2 (pero no el porque se debe usar así), no me queda claro pues si hago la prueba con dos trozos de balso de 2x6cmx3mm con la única diferencia la dirección de la veta el que tiene las vetas horizontales como en la ilustración 1 soporta mucho mas aplicando carga a flexión que con las vetas verticales ,que es lo que se busca en un larguero resistir los esfuerzos de flexión según entiendo, mi objetivo final es un larguero en doble T ,con mechas de carbono para las alas del larguero y alma en madera , todo el conjunto para unas semi alas en foam de 1.4m cada una , pero este tema de la dirección en las vetas del alma no me queda claro ¿Cual es la forma correcta de las vetas para el alma ?, muchas gracias a quien me pueda orientar

Hola Jota,

Lo primero, que quede claro que nunca he construido nada así y que sólo hablo como ratón de biblioteca...

La función de las almas del larguero es pasar la cortadura, no la flexión (de esta se ocupan las alas de carbono), además de evitar el pandeo.

Colocando la veta en vertical, es mucho más dificil que se nos despegue a lo largo el alma del ala del larguero. Si la tenemos horizontal, una grieta podría crecer siguiendo la veta; si está vertical, el despegado tendría que ir saltando de veta en veta, lo que se supone que es más difícil.

Para llevarse la cortadura lo ideal sería la veta a 45 grados, pero constructivamente sería un jaleo. También se pueden meter diagonales, pero hay que ser fino al montar y requiere muchas piezas.

Puedes poner la veta vertical y enrollar kevlar a las alas de los largueros y tendrás un buen resultado, o mejor laminar la balsa con la veta vertical a +-45º con vidrio de poco gramaje para que sea óptimo. Sobre el papel, claro


Si te manejas en inglés, puedes buscar "shear web" en google, o visitar este hilo de RCGroups, que es de donde he sacado las imágenes... que parece que se extrajeron a su vez de artículos de Mark Drela en RC Soaring Digest (abril 2005).

Estas echo un máquina con las explicaciones Capitán , muy ilustrativas.Por lo que he visto por una parte es el tipo de material y otra la forma y distribución compleja, me explico.
.-Hay materiales en los que sus propiedades varian dependiendo de la dirección, en este caso de la fuerza aplicada, es la anisotropia.Hay maderas que tienen mas o menos veta, el pino, balsa etc tiene veta acusada, va por capas y se rajan si se aplica la fuerza paralelo a la veta , tienen anisotropia acusada (que palabro ).Así que hay que conjugar estas caracteristicas.
.-La forma de los largeros suele ser en en doble T ya que es la forma que absorve mejor el esfuerzo , también influye si es en compresión o en extensión..Se suele poner el larguero del extradós un poco mas grueso porque resiste mas a extensión que a compresión.Como te dice Capitan Pattex se puede hacer sandwich: Largueros en carbono o madera dura, unidas por balsa a 90ª unidas por fibra a 45º.
.Depende del modelo, desde pino-balsa a 90º-pino hasta carbono-capas de balsa a 90º esta enfibrada a 45º.
.Hice una viga como el ultimo ejemplo y era ligera y extremadamente fuerte, es la que se usa en veleros de competición.

muchas gracias por sus respuestas, Capitán no soy muy bueno en el ingles pero trato de entender la idea jeje, muy gráfica tu explicación, gracias, con el tema de alas en costillas me queda mas que claro ya que son mucho mas criticas con las tensiones diagonales que se generan y que puede afectar y llegar a partir una costilla al generar esas deformaciones que se aprecian en las imagenes, pero... en un ala sin costillas como la es en foam aun no me aclaro del todo, tu dices que el alma del larguero no soporta flexión pero imagina que es un larguero sin alas entonces ahí el esfuerzo de flexión y cortante es soportado solo por el alma al no tener alas ,yo considero que eso es lo que busco saber si al estar horizontales se aprovecha mejor el material ya que el alma también aportaría un resistencia muy apreciable a flexión (pero que pasaría con el cortante?? )lo contrario que si las vetas están verticales porque como dice Charlie55 se raja si se aplica fuerza sobre la veta y justamente eso pasaría al generar tracción que no soporta casi nada, leyendo el hilo de rcgroups un post comenta que alguien realizo pruebas y según entendí soportaban mas las alas con alma que tienen sus fibras paralelas al larguero, pero luego viene la explicación del Dr Drela y es muy difícil contradecir una persona con ese nivel, en fin soy muy necio y hasta me dan ganas de hacer unos modelos de ensayo jeje, otra alternativa que pienso seria contrachapado fino que tiene fibras en dos direcciones controlando los dos esfuerzos, os agradezco cualquier ayuda

jota.sr escribió: ↑

Jue, 16 Abr 2020 3:20

en un ala sin costillas como la es en foam aun no me aclaro del todo, tu dices que el alma del larguero no soporta flexión pero imagina que es un larguero sin alas entonces ahí el esfuerzo de flexión y cortante es soportado solo por el alma al no tener alas ,yo considero que eso es lo que busco saber si al estar horizontales se aprovecha mejor el material ya que el alma también aportaría un resistencia muy apreciable a flexión (pero que pasaría con el cortante??

Es que si no tiene alas es otro tipo de estructura, y trabaja de forma diferente. Como ha comentado Charlie, estamos jugando con formas del componente (larguero) y propiedades de los distintos materiales. Si no hay alas propiamente dichas, pues todo el larguero (digamos de sección rectangular) se lleva todos los tipos de esfuerzo, y ya está.

Una barra rectangular de metal tiene las mismas propiedades en todas direcciones (isotropía); la veta de la madera hace que en una dirección se comporte de forma diferente a la perpendicular, lo mismo pasa con las fibras de material compuesto. Combinando las direcciones y la geometría, puedes conseguir el comportamiento que desees en tu estructura... siempre que lo puedas construir, y pagar.

Lo que se intenta con este tipo de estructura es que cada parte aporte lo que mejor pueda. El caso contrario sería un ala de un velerito de corcho, en el que un tubo de fibra de vidrio hace de viga, y el corcho da forma pero no aporta nada estructuralmente. En teoría, el corcho justo encima y justo debajo del tubo y hasta la piel, sería el ideal para llevarse la flexión. Y por ejemplo en un ala de corcho enchapada, mucha de la flexión se la llevan las pieles de madera, que podríamos pensar que están ahí para hacer bonito.

El larguero que propones, sólo horizontal, funcionaría porque lo principal del larguero es aguantar la flexión, y seguramente para algún avión para "trote cochinero" sea suficiente. Pero las estructuras de Drela están pensadas para altos esfuerzos y alta competición, donde cada gramo cuenta. Piensa en la caña que se lleva un velero remolcado por torno F3B... Con la veta horizontal, podrías mejorar con el mero hecho de enrollar kevlar, pues así estás limitando la posibilidad del fallo estructural de ese componente, separándose las vetas.

jota.sr escribió: ↑

Jue, 16 Abr 2020 3:20

lo contrario que si las vetas están verticales porque como dice Charlie55 se raja si se aplica fuerza sobre la veta y justamente eso pasaría al generar tracción que no soporta casi nada, leyendo el hilo de rcgroups un post comenta que alguien realizo pruebas y según entendí soportaban mas las alas con alma que tienen sus fibras paralelas al larguero, pero luego viene la explicación del Dr Drela y es muy difícil contradecir una persona con ese nivel,

Bueno, como Drela es mucho Drela, se cura en salud y usa una redacción llena de condicionales, y de hecho recomienda el ensayo; traduciendo de su texto del RCSD sobre alas de madera:
"El efecto principal de la veta del web es el comportamiento una vez que se ha iniciado una grieta por carga de cortadura excesiva. La propagación del daño para las dos orientaciones de veta se muestra en la Figura 4 [de las que incluí yo]. Es probable que el final de veta sea mucho más resistente al pelado del alma dura que de la costilla, blanda, así que la orientación vertical posiblemente sea más resistente. Pero es sólo una conjetura, y la única forma de confirmarlo sería ensayar muestras de largueros.

En alas de madera cuyo alma es continua y no interrumpida por costillas, estos puntos débiles no existen, y una orientación horizontal del alma bien pudiera ser superior. De nuevo, habría que ensayar para confirmarlo. En la construcción típica donde las costillas perforan el alma, es esencial que alma y costillas estén pegadas. El hueco de la costilla equivale a una iniciación de grieta, con la consiguiente concentración de esfuerzos de cortadura, que desembocará en el fallo prematuro de la estructura."

Y en la construcción de las alas de foam con almas de carbono y vidrio a +-45º, lo que hace el vidrio es repartir la cortadura en mayor área de la espuma, repartiendo más el esfuerzo, consiguiendo un "alma" más ancha que las alas del larguero, pero que no es tan resistente al despegado por pelado o pandeo.

Estoy aprendiendo mucho al transcribir esto, la verdad

Bueno ya mas claro no creo que lo pueda tener, construcción en costillas no hay nada que hacer, veta vertical, en construcción con larguero continuo la cosa es un poco diferente ya que los esfuerzos cortantes son a 45 grados y no hay punto critico como en las costillas por lo que ni verticales ni horizontales son la forma ideal , en mi caso me decantare por usar vetas horizontales dándole un refuerzo con kevlar en el alma como me aconsejas Capitán y que bueno que aprendieras tanto por ayudarme a mi jeje muchas gracias , comparto lo que es mi proyecto ,un velero de 2.8m para fpv, mi idea es poder volar con térmicas principalmente por lo que quiero lograr una ala lo mas liviana posible ,claro se que no llegara a ser un velero de competencia pero espero poder hacer algo decente y aun manteniendo algunas cualidades del foam ya que donde vuelo no es el lugar mas adecuado para aterrizar un velero delicado y con la construcción en balsa no tengo tanta experiencia como en foam , por ahora pienso laminar con fibra de 110gsm+30gsm no se si me sea demasiado, el larguero como decia alas en mechas de carbono creo que 20 mechas en un ancho de 15mm para buscar 1.5mm de espesor en la alas del larguero,y el alma balsa horizontal de 3mm con kevlar enrollado, aveces creo que es muy poco refuerzo pero también la bayoneta que tengo para este proyecto es de 12mm de diámetro con paredes de 3mm en carbono y 50cm de longitud lo que creo que le aporta bastante en la resistencia del ala ,por otra parte el fuselaje lo haré en fibra de vidrio y el molde lo buscare sacar imprimiendo en 3d el modelo para luego darle buen acabado y finalmente hacer el molde y fuselaje laminado, ojala todo fuera tan fácil como suena jejej ¿quedaran muy pesadas las alas con esa configuración o muy débiles ? ¿cual seria un peso ideal en construcción de balsa para un ala de estas dimensiones? y por ultimo he visto que en la funda para la bayoneta se corta una sección del ala en foam y se pone una costilla como lo enseñan en esta pagina http://www.favonius.com/soaring/bagging/bagging.htm
la duda es ¿cuando el larguero llega contra la bayoneta no podría seguir el alma,solo las alas, en ese punto donde termina uno e inicia el otro debo reforzar mas las alas del larguero para evitar un punto de quiebre y mas que mi bayoneta va 25cm en cada semi ala aproximadamente ?
desde ya muchas gracias

¡Qué buena pinta!

Con la construcción no te puedo ayudar mucho... sólo que yo no terminaría la bayoneta justo donde empieza el larguero, lo trataría de poner en paralelo por lo que dices de evitar la concentración de esfuerzos. Aunque tal vez puedas sobrelaminar algo más ancho que el ala del larguero en esa zona...

Con ganas de que te abras un hilo de la construcción ¡Ánimo con el proyecto!

Hola josa.tr:
¿Que ilusión ver la página de Graham Woods de hace más de 20 años!, yo empece a hacer alas siguiendo su método.
Te dejo este enlace en el que enfibramos unas alas.
diseno-bimotor-para-fpv-uav-281048-90#p1388770
Te comento mi experiencia. En el año 2012 hice unas alas y las carlingas de los motores para un UAV meteorológico. El original tenia las alas huecas realizadas por molde. En mi caso las realicé en foam extrusionado azul de DOW CHEMICAL de una densidad de 35 Kg/m3. La envergadura era de 3 metros y de un solo tramo.
El método que empleé para realizar el larguero central fué el del Supra de Mark Drela.

jota.sr escribió:por ahora pienso laminar con fibra de 110gsm+30gsm no se si me sea demasiado, el larguero como decia alas en mechas de carbono creo que 20 mechas en un ancho de 15mm para buscar 1.5mm de espesor en la alas del larguero,y el alma balsa horizontal de 3mm con kevlar enrollado, aveces creo que es muy poco refuerzo pero también la bayoneta que tengo para este proyecto es de 12mm de diámetro con paredes de 3mm en carbono y 50cm de longitud lo que creo que le aporta bastante en la resistencia del ala

Tu idea por lo que he leído es hacer un velero de 2.80 m de envergadura con alas en dos o tres tramos (no lo tengo claro) para FPV en vuelo principalmente térmico.

Bien, mi experiencia en lo que hice en el Carrolo que es tu idea, fueron una alas megarobustas y algo pesadas en mi caso las enfibré con dos telas de 69 g/m2.
Lo que he hecho en los últimos años para el larguero central es poner una pletina de carbono de 3x1 mm cajeadas en el extrados e intrados de forma vertical pegadas con epoxi y enmasilladas con masilla pluma, y sobre ellas coloco el carbono unidireccional.
En tu caso, que el tramo será de 1400 mm y con la mega bayoneta que vas a poner, si me das las características de la mecha que vas ha emplear (como las ks y la anchura) te podría decir como lo haría yo, basándome en mi experiencia (no en cálculos porque no los se hacer).
Si emplearas unidireccional yo podría una capa de 125 g/m2 casi en toda la envergadura, una hasta 3/4 de 80 g/m2, otra de 50 g/m2 hasta la mitad y otra de 30 g/m2 hasta el primer cuarto, esto para el extrados y lo mismo para el intrados pero quitaría la de 30 g/m2. Tendría una forma de trapecio de 10 mm de ancho en el marginal y unos 30mm en el encastre. En el extrados e intrados pondría un refuerzo de dos capas de 50 g/m2 de carbono unidireccional a 45 grados.
No sé si me he explicado sino te hago un dibujo.

Bueno, también te dejo este enlace de Miquel Baldin de la construcción de las alas de un F5J.
milvus-mi-nuevo-f5j-271719

Ya nos comentas lo que piensas.
Una pregunta, ¿que foam vas a utilizar y de que densidad?
Gracias.
Un saludo.
Raúl.

Capitán_Pattex escribió:sólo que yo no terminaría la bayoneta justo donde empieza el larguero, lo trataría de poner en paralelo por lo que dices de evitar la concentración de esfuerzos.

Muchas gracias por tu respuesta Capitan , al ir el larguero paralelo a la bayoneta tendría que partir la costilla que tiene la punta de la funda de la bayoneta entonces ahí veo el problema,creo que abriré un hilo especifico cuando inicie la fase de construcción en un mes si todo sale bien , me parece una idea genial .

LUAR escribió:Tu idea por lo que he leído es hacer un velero de 2.80 m de envergadura con alas en dos o tres tramos (no lo tengo claro) para FPV en vuelo principalmente térmico.

Hola LUAR gracias por tu comentario, lo pensado es dos tramos 1.4m cada semi ala , entre menos partes desmontables mejor, suelo sobre reforzar en esos lugares , visite los enlaces que pones y me dan buenas ideas, en la construcción del F5j veo que no tienen un refuerzo tan grande como imaginaba pero bueno también su peso es muy bajo.

LUAR escribió:En tu caso, que el tramo será de 1400 mm y con la mega bayoneta que vas a poner, si me das las características de la mecha que vas ha emplear (como las ks y la anchura) te podría decir como lo haría yo, basándome en mi experiencia (no en cálculos porque no los se hacer).

la mecha que tengo para hacer el larguero es la de la imagen 12k 300gsm espesor de 0.167mm*5mm cada mecha , esa viene con hilos de fibra de vidrio perpendiculares asi que si necesito hacer de 1.5cm el ancho de las alas del larguero corto por la tercera mecha y ya tengo capas de 1.5cm sin que se desorganicen de a una por una, carbono para laminar no tengo del tipo que usan en la construcción del f5j es un poco pobre el mercado de compuestos en mi país Colombia, fibras de vidrio si que tengo un poco de variedad en gramajes ,pienso usar poliestireno expandido de 30kg/m3 ,trate de encontrar extruido hace un tiempo pero no lo conseguí, espero que el velero este en orden de vuelo en 1700g con equipo de fpv , y con las alas en 450g me vendría perfecto pero no se si sea un numero muy optimista .

Hola jota.sr:
¿Has calculado cuando te va a pesar cada larguero?
¿Has pesado la bayoneta?
¿Has calculado el peso de la fibra para enfibrar las alas con las telas que nos has comentado?
Creo que tu estimación de 450 gramos en alas se te queda muy corta.

jota.sr escribió:12k 300gsm

Te lo comento porque simplemente las 20 capas para generar el 1.5 milímetros de espesor por los 1.5 centímetros de ancho del larguero por los 140 centímetros de la envergadura esto es:
20 x 1.5 cm x 140 cm = 4200 cm2 = 0.42 m2
Si lo multiplicas por los 300 g/m2 tienes 0.42 m2 x 300 g/m2= 126 gramos, solo en fibra para un larguero, luego añade el peso de la resina, que si lo haces con vacío aportaras como poco un 40% de peso en resina, otros 50.4 gramos. Es decir, un larguero sin la balsa ya pesa 176,4 gramos por dos que necesitas son 176.4 x 2= 352.8 gramos en largueros de las alas.
Unos 75 gramos de la bayoneta 352.8+75= 427.8 gramos.
El enfibrado de las alas, no sé las medidas de las cuerdas de las costillas que vas ha usar pero si calculamos con una cuerda de 250 mm en el encastre y unos 150 mm en el marginal, tenemos una superficie de 0.28 m2 que por cuatro son 1.12 m2 al poner una tela de 110 g y otra de 30 g son 140 g/m2, el peso de la fibra es de 1.12 x 140 =156.8 g más un 40% de resina 62.72 gramos, el enfibrado de las alas es de 219.52 gramos.
Solo en fibra y bayoneta ya llevamos 647.32 gramos, más unos 50 gramos más en servos, cables, etc... tienes casi 700 gramos.
Sí tu estimación de peso de alas era muy optimista.
Sigo sin entender porque quieres hacer algo tan robusto para hacer FPV, al no ser que vayas a emplear un torno para subir el avión y se me haya pasado por alto. Porque si es así sí tiene sentido.
Un saludo.
Raúl.

Hola LUAR

LUAR escribió:Te lo comento porque simplemente las 20 capas para generar el 1.5 milímetros de espesor por los 1.5 centímetros de ancho del larguero por los 140 centímetros de la envergadura esto es:

Discúlpame no deje claro lo de las 20 mechas , me refería a mechas en total, no 20 capas de mechas, si fueran 20 capas queda muy pesado tal como me haces la cuenta, lo pensado son 4 capas de 1.5cm por intradós y 4 por extrados , tengo un par de cálculos que hice en el excel y efectivamente 450g no llego ni cerca, decidí bajar el recubrimiento del ala de 110gsm+30gsm a 2 capas de 42gsm creo que sera suficiente, te comparto las tablas de calculo para ver si crees que hay lugares para optimizar peso, saco los datos de áreas y volumen del SolidWorks.

Muchas gracias

Hola jota.sr:
Vale, como hablabas de un espesor de 1.5 mm del larguero me salían las cuentas.
Respecto a las alas me parece bien usar 2 capas de fibra de 42 g/m2, para el timón de profundidad y dirección me parece mucho las capas y gramajes que planteas.
El fuselaje me parece bien, tal vez se podría optimizar un poco pero como tu bien dices no es para competición y parece que donde vuelas el terreno no es muy bueno.
Respecto a la forma de realizar el modelo del fuselaje con impresión 3D, ahora mucha gente esta empleando este método, ya nos enseñaras como te queda.
Bueno, ya nos iras contando como va avanzando tu proyecto.
Un saludo.
Raúl.

LUAR escribió:Hola jota.sr:
Vale, como hablabas de un espesor de 1.5 mm del larguero me salían las cuentas.
Respecto a las alas me parece bien usar 2 capas de fibra de 42 g/m2, para el timón de profundidad y dirección me parece mucho las capas y gramajes que planteas.
El fuselaje me parece bien, tal vez se podría optimizar un poco pero como tu bien dices no es para competición y parece que donde vuelas el terreno no es muy bueno.
Respecto a la forma de realizar el modelo del fuselaje con impresión 3D, ahora mucha gente esta empleando este método, ya nos enseñaras como te queda.
Bueno, ya nos iras contando como va avanzando tu proyecto.
Un saludo.
Raúl.

Gracias Raul eres muy amable ,te estaré molestando mas adelante cuando inicie la fase constructiva jejeje

Hola jota.sr:
Espero que entre todos te podamos ayudar.
Un saludo y ánimo con el proyecto.
Raúl.