Foil selbst gebaut!

[K.G.]

Wie versprochen, ein kurzer Bericht vom ersten Selbstbau eines Foils.

Vorab einige Erklaerungen:

1) Mir wurde in diesem Forum als Ergaenzung zu meinem Phantom FCT 1.480 ein Phantom 1.080 empfohlen (Danke Foilnik, Wasserman, uva!) Allerdings hätte ich hier sehr kostspielig auf Carbon-Komponenten umsteigen muessen, weil es die Phantom FCT Serie nur bis 1.280 gibt. Daher die Entscheidung zum Selbstbau.

2) Ich habe zuletzt vor 35 Jahren 2 Windsurfbretter selbst gebaut, seitdem nur diverse Reparaturen an meinen Windsurfboards durchgefuehrt.

3) Die Optik meines Fluegels ist mir etwas peinlich. Der letzte Anstrich mit Epoxy-Topcoat hat leider nicht richtig funktioniert. Das Topcoat ist schlecht verlaufen und hat viele Blaeschen gebildet. Daher hab ich nochmals angeschliffen und verspachtelt. Ich ueberlege noch, aus optischen Gruenden zu lackieren.

Die Daten des Fluegels:

Flaeche 1.070 cm2
Spannweite 80,5 cm
AR 6,1
Gewicht 775 g
Profil GOE 682
Profil in der Mitte GOE 629
geometrische Schraenkung ab der Mitte 3 Grad

Die Profile und die geometrische Schraenkung (= Verwindung, also Verringerung des Einstellwinkels nach aussen) habe ich von meinem Phantom 1.480 uebernommen. Im Rahmen der Mess/Zeichengenauigkeit sind diese identisch. Auf spitzere Fluegelenden habe ich verzichtet, weil durch die Schraenkung an den Flügelenden sowieso weniger Auftrieb erzeugt wird. (Siehe elliptische Auftriebsverteilung / induzierter(Rand)widerstand)

Ebenfalls gleich ist der Einstellwinkel des Fluegels, also der Winkel zwischen Profilnulllinie und der Fuselage. (siehe gestriger Eintrag!)

Bauweise:

Hier hab ich mich an den Flugmodellbauern orientiert: Fluegelkern aus rosa Austrotherm XPS mit Heissdrahtschneider, beim laminieren habe ich die entstandenen Negativschalen zum Verpressen benutzt.

Nachdem ich ueber den Ausgang des Experiments nicht sicher war, habe ich kostenguenstiges Glasgelege und Glasgewebe benutzt. Aus Interessse habe ich fast alles verbaut, was der Webshop so hergab:
UD-Gelege für die Biegebelastung, Biax-Gelege gegen Verwindung und Gewebe Koerperbindung als robuster Abschluss.

Die gesamte Bestellung bei HP Textiles betrug 120 EUR, inkl. Arbeitshilfen wie Mischbecher, Handschuhe, usw. Tatsaechlich verbaut wurde Material im Wert von ca. 60 EUR.

Aufbau auf jeder Seite von innen nach aussen:

4 Lagen Glas UD 220 g/m2 mittig immer groesser bis 2/3 der Spannweite
3 Lagen Glas Biax 160 g/m2
1 Lage Glasgewebe Koerperbdg. 104 g/m2 (da dachte ich noch, das reicht)
4 Lagen Glasgewebe Koerperbdg. 194 g/m2
1 Lage Glasgewebe Koerperbdg. 104 g/m2

Aufbau Profilnase:

2 Streifen Glas Biax 160 g/m2
2 Streifen Glasgewebe Koerperbdg. 104 g/m2

Nach den ersten 8 Lagen dachte ich, das reicht. War aber nicht so: Der Fluegel war viel zu weich und auch zu leicht.

Selbst jetzt nach 13 Lagen auf jeder Seite bin ich noch nicht sicher, ob das reicht. Ein vergleichbarer Fluegel von F-One zB hat ca. 1 kg. Das naechste Mal wuerde ich entweder noch mehr Glas nehmen oder gleich in Carbon bauen.

Der große Unterschied zwischen Glas und Carbon ist weniger die Festigkeit (auf Zug ca. 30%, auf Druck noch weniger) als vielmehr die Steifigkeit: Carbon ist ca. 3 mal so steif wie Glas. Man benoetigt also sehr viele Lagen Glas, um bei den geringen Querschnitten ausreichend Steifigkeit zu erhalten. Bei groeßeren Fluegeln mit einem hoeheren Profilquerschnitt ist das vermutlich besser.

Für die Vertiefung zur Aufnahme der Fuselage habe ich einen Formteil aus XPS eingelegt. Das UD-Gelege war da sehr stoerrisch um die 2x 45 Grad zu biegen, das Biax-Gelege hat sich am besten angeschmiegt. Zur Aufnahme der Schrauben hab ich Messinghuelsen eingeklebt. Die exakten Uebergaenge zur Fuselage wurden mit 2k-Epoxyspachtel gebildet.

Vertiefungen in der Fluegelmitte (max. Biegemoment!) sind natuerlich statisch sehr unguenstig, F-One vergroessert daher bei den kleineren FCT-Fluegeln den Profilquerschnitt unten. Hier habe ich zuviel gespart, ein bauchigeres Profil in der Mitte waere besser gewesen. Wenn der Fluegel bricht, dann hier.

Der Fluegel ist erst vor wenigen Tagen fertig geworden, ich konnte ihn noch nicht ausprobieren.

Alles in allem hat mir das Projekt grossen Spass gemacht. Als naechstes ist ein kleineres Board dran. Da werde ich mir noch einige Tips von Wolfioesi holen.

[joka]

Sieht super aus!! Vielen Dank für deinen Bericht! Ich spiele auch schon länger mit dem Gedanken sowas selber zu bauen und wollte bald anfangen zu experimentieren.

[K.G.]

Wenn Du Details benötigst, melde Dich! Ich helfe gerne!

[FoilNik]

Sehr cooles Projekt!

[robat1]

Hi K.G.

finde ich auch sehr cool ein Foil selbst zu bauen.
Respekt!

Ich hoffe deine Mühe wird durch gute Flugeigenschaften belohnt.

Pass mit der Sonne auf, dass es die Ffügel nicht aufbläst.

Robert

[K.G.]

Vielen Dank!

Die Sonne kann dem Foil nichts anhaben: Einige mm geschlossenzelliger XPS-Schaum mit 13 Lagen Glas drüber!

1) vor 35 Jahren aus gleichen Materialien 2 Boards selbst gebaut (viel Schaum mit wenig Laminat drüber) und wochenlang ohne Boardbag natürlich ohne Ventil unter griechischer Sonne gebacken: Null Probleme

2) das Foil 24 Stunden nach dem Laminieren bei 35 Grad Lufttemperatur ca. 5 Stunden in der Sonne "getempert". Hatte vermutlich 40-50 Grad

3) zB Gong baut lt. Homepage genauso, nur das die festeren PVC-Schaum als Innenlage verwenden

4) etliche Forumseinträge zB von wolfiösi bzgl. XPS, die dasselbe besagen

5) Takoon zB arbeitet mit geschlossenzelligem Schaum und verzichtet daher bei ihren Boards auf ein Ventil

Ich mach mir eher Sorgen um die Belastbarkeit des Flügels. Am Wochenende ist bei uns Wind angesagt. Mal sehen...

[wolfiösi]

Zitat von K.G.

4) etliche Forumseinträge zB von wolfiösi bzgl. XPS, die dasselbe besagen

...

hallo, der ordnung halber: es gibt in der tat XPS delaminations probleme
ich selber hatte bisher keine mit rosa XPS von austrotherm und wenig mit
hellblauem XPS von DOW.

für foil flügel als kernmaterial halte ich XPS zu weich, kann natürlich sein
daß es dennoch hält, so art schalenflügel effekt.

lg wolfgang

[K.G.]

Bin das Foil gestern 2x 1 Stunde gefahren, hier mein Bericht:

Bedingungen:

Neusiedlersee 1. Session ca. 14 bis 22 Knoten, 2. Session 16 bis 30 Knoten, Kabbelwelle, böig
Board Slingshot Wingcraft 90L, Wing Ensis 4,0, 65cm Mast

Erfahrungen:

Es hält! Zumindest bei meinen 70kg und ohne zu springen (ich fahre ohne Fussschlaufen). Zur Belohnung erhält es nun vermutlich einen Anstrich mit 2K-Autolack matt und Anschliff mit 800er

Wie schon beim Wechsel vom 1.800 Gravity auf das 1.480 Phantom war ich auch diesmal überrascht, wie einfach der Umstieg ist.

Aufstiegsverhalten und geradeaus Fahren war total einfach, viel schneller als mit dem 1.480 muss man auch nicht fahren, um oben zu bleiben.

Bei der ersten Halse war ich bei der Halsenausfahrt zu langsam, ab der zweiten Halse keine Probleme mehr. Alles easy.

Beim "Kurvenfahren", also Abfallen auf Vorwindkurs mit der Welle, Anluven, Abfallen, usw. ist das Foil wesentlich agiler/drehfreudiger.

In den 30er Böen mit dem Wing im "Survivalmode" über dem Kopf konnte ich auch sehr langsam fahren.

Durch die geringere Spannweite trotz weniger "Downturn" kommen die Flügelenden beim Kurvenfahren ca. gleich bzw. etwas später aus dem Wasser als beim 1.480 Phantom.

Über die erzielbare Maximalgeschwindigkeit und das Gleitverhalten trau ich mir noch keine Aussage zu. Dazu waren die Bedingungen zu heftig und ich zu vorsichtig. Ist aber ein wichtiger Punkt, weil es den Widerstand des Foils betrifft. Immerhin habe ich relativ breite Flügelenden (dafür aber durch die negative Schränkung theoretisch trotzdem wenig Randwiderstand)

[Dirk8037]

.. einfach so weil für Segelflieger
oder hast du die eigenen Flügel mit der Lehre abgegriffen und dann in der Datenbank was ähnliches gesucht.
Gruss Dirk

[K.G.]

Genau! Hab den Phantom 1.480 mit einer Konturenlehre abgenommen und dann in der Profildatenbank ein Profil gesucht, daß im Rahmen der Mess- und Zeichengenauigkeit identisch ist.

2 Profile, die bei Hydrofoils übrigens auch oft genannt werden sind das Aqulia 9,3% und der Klassiker Clark Y. Beide sehr ähnlich zu meinem.

Nochmals die Datenbank, die ich benutzt habe:
http://airfoiltools.com/

Nach den vielen Gewebelagen und der Schleiferei bekommt man aber eh nur eine Näherung hin. Bei mir ist die Profilnase etwas zu rundlich geworden.

[Dirk8037]

<<Hydrofoils übrigens auch oft genannt werden sind das Aqulia 9,3% und der Klassiker Clark Y>>

Ich stosse bei Hydrofoils immer auf Spehr H105 und auf bestimmte NACAs.
Vor allem auch bei Diskussionen zu Motten (Segeln).

Aquila ist sicher was für HA Rennmaschinen.
Bestimmte Gongs und auch andere, die ich befingern konnte, können die Inspiration des Clark Y def. nicht verleugnen.
Hab aber noch nirgends über deren Verwendung gelesen.

Gruss Dirk

[K.G.]

Ich kann leider keinen Quellennachweis liefern, die Profilrecherchen liegen schon einige Monate zurück. Das Spehr H105 kam mir auch einige Male unter.

Dankenswerterweise liefert Gong auf der Homepage relativ viele technische Details zu ihren Produkten. Und soweit ich mich erinnern kann sind deren Flügel für Fortgeschrittene und Könner deutlich dünner (Profildicke/Profillänge) als mein Phantom.

Bitte auch beachten, dass mein Phantom wie auch mein Selbstbau eine negative Flügelschränkung von 3 Grad ab ca. der Mitte hat.

Das in Kombination mit einem nicht zu dünnen Profil ergibt m.M. das immer wieder beschriebene "einfache" bzw. "gutmütige" Verhalten der Flügel. (durch die Schränkung reisst die Strömung zuerst an der Flügelmitte ab, der Aussenbereich trägt noch)

Das trifft auch auf meinen Eigenbau zu: Die letzten 3 Tage damit auf dem Wasser, in Summe ca. 6 Stunden: Seeehr gutmütig und einfach zu fahren. Riesiger Windbereich. Vielleicht habe ich auch nur ungewollt den Flex für Foils erfunden

Sorry für die langen Abhandlungen. Ich möchte nicht besserwisserisch rüberkommen, aber die Physik hinter der Foilerei fasziniert mich sehr!