Warum Stoffbespannte Ruder?

[Jety]

Neben den schon genannten Gründen könnte ich mir auch vorstellen das dass Bespannen von Metallflugzeugsteuerflächen mit Stoff, anfangs aus dem traditionellen Holzflugzeugbau übernommen wurde. Die relativ einfache Technik zum aufbringen der Bespannung ist sehr ähnlich, Kleben und Nähen, Bügeln. Mit der Weiterentwicklung der Metallbauweise auf Grund höherer Anforderungen (Geschwindigkeiten) ging man zu "Metallbespannungen" über. Sicher mit dem Nachteil das sich der Aufwand und die Materialkosten dadurch deutlich vergrößerten. Notwendig war es aber sicherlich, wenn man schneller, höher und weiter Fliegen wollte.

 

[alois]

Ich denke mal, dass ein schwereres Flugzeug auch schwerer auf die Steuerflächen drückt, sodass mit mehr Gewicht auch die Steuerflächen irgend wann aus Metall gefertigt werden mussten.

 

[78587?]

Einen "Hohlkörper" mit konventioneller Stauch-Technik fertig zu Nieten, (also mit hinkommen und innen Vorhalten), ist bei einem schmalen Querschnitt oft sehr Aufwendig, bzw gar nicht möglich. Entweder eine andere Verbindungtechnik wählen, oder Bespannen, was der einfachere Weg ist.

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[Kenneth]

Mal ein Argument aus reiner Werkstoffsicht: Stoffbespannung wird hauptsächlich in Verbindung mit hölzernen Spanten und Rippen eingesetzt. Nun ist aber Holz der einzige langbekannte Werkstoff, der auch nach zigfacher Belastung, egal ob schwellend oder wechseld, keinerlei Ermüdung zeigt. Bedingung ist, dass die Schwelle zum Bruch auch nicht geringfügig überschritten wird. Dann ist der Werkstoff nämlich unrettbar unbrauchbar geworden. Viele Unfälle resultieren aus der Überschreitung dieser Schwelle, was äußerlich nicht nachweisbar ist (Wiederverwendung nach Absturz). Bei Metallen gibt es konkrete Werte für die zulässige Lastwechselzahl, nach deren Erreichen das Bauteil aus dem Verkehr gezogen werden muss. Diese Lastwechsel kann man errechnen oder messtechnisch erfassen.

Wenn ich mich richtig erinnere, dann kann auch Metall „ewig“ halten, vorausgesetzt man bleibt unter der Wöhlerkurve.

 

[Jubernd]

Wenn ich mich richtig erinnere, dann kann auch Metall „ewig“ halten, vorausgesetzt man bleibt unter der Wöhlerkurve.

Das ist der theoretische Idealzustand, wenn keine zusätzlichen Einflüsse wirken.
Bei austenitischen Stählen und kfz Basiswerkstoffen (z. B. Aluminium, Gold, Kupfer) fällt die ertragbare Amplitude weiter ab. Eine „echte“ Dauerfestigkeit existiert hier nicht. Daher wird hier meist die ertragbare Amplitude bei 10 7 Lastwechseln als Dauerfestigkeit bezeichnet. Unterliegt ein Bauteil ständiger Korrosion oder stark erhöhten Temperaturen, so kann nicht mehr mit einer Dauerfestigkeit gerechnet werden. (wiki)

 

[Jubernd]

Einen "Hohlkörper" mit konventioneller Stauch-Technik fertig zu Nieten, (also mit hinkommen und innen Vorhalten), ist bei einem schmalen Querschnitt oft sehr Aufwendig, bzw gar nicht möglich. Entweder eine andere Verbindungtechnik wählen, oder Bespannen, was der einfachere Weg ist.

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Allein zu diesem Zweck wurden ja die Sprengniete entwickelt. Ins Loch gesteckt und erhitzt, beulten sie sich aus und ergaben eine sichere Nietung. Es gab sie in allen Durchmessern und Kopfformen. In rot, blau, grün und gelb.

 

[Bremspropeller]

Die F4U hatte bis inklusive der -4 einen nicht unsignifikanten Teil der äußeren Tragfläche mit Stoff bespannt.
Das schließt die Q/S/H-Ruder mit ein. Erst mit der -5 (Nachkriegsvariante) wurden ganzheitliche Metalltragflächen (und WIMRE auch -Ruder) eingeführt.

Es war einfach die Trägheit, sich moderneren Produktionsmitteln anzupassen wo man nicht unbedingt musste.

 

[Stovebolt]

Erst mit der -5 (Nachkriegsvariante) wurden ganzheitliche Metalltragflächen (und WIMRE auch -Ruder) eingeführt.

Es war einfach die Trägheit, sich moderneren Produktionsmitteln anzupassen wo man nicht unbedingt musste.

Oder war einfach nur mehr Aluminium frei geworden nach dem Krieg, weil man es nicht mehr für die wichtigeren Komponenten einer Kriegsproduktion mit hohen Verlustzahlen benötigte. Man konnte sich quasi nach dem Krieg den Luxus leisten diese Ruder auch aus Aluminium herzustellen. Aus wieviel Material für Ruder hätte man ein Flugzeug herstellen können? Baumwolle dagegen wächst jedes Jahr und Baumwollfelder können nicht plötzlich die Produktion auf Alu umstellen.
Deshalb sehe ich eher eine angemessene, ressourcengerechte Materialverwendung und keine Trägheit.
Gruß!

 

[Jubernd]

Aluminium fiel nach dem Krieg in enormen Massen aus verschrotteten Flugzeugen an. Trotzdem hat man für die von mir schon erwähnte IL14 Stoffbespannung der Ruder gewählt.

 

[Stovebolt]

Ich habe keine generell gültige Aussage getroffen, sondern einen denkbaren Grund für das genannte Beispiel der F-4U.
Gruß!

 

[gero]

Die Do-228 beispielsweise hat auch bespannte Ruderflächen. Wahrscheinlich, weil die Dornier-Kollegen einfach noch eine Abteilung zum Ruderbespannen hatten, die etwas zu tun brauchte.

 

[alois]

Wenn es die Do-228 hatte, dann nur wegen Gewicht. Technische Überlegungen können kaum eine Rolle spielen, bei den Materialien die es heute so gibt. Nun, Gewicht spielt in der Fliegerei eh eine wichtige Rolle. Aber eine Allgemeingültige Aussage wird es wohl nicht geben. Bei den einen wars Tradition, bei den anderen Gewicht, bei wieder einem anderen vielleicht Kapazitätsgründe, Materialknappheit usw.

 

[Bremspropeller]

Oder war einfach nur mehr Aluminium frei geworden nach dem Krieg, weil man es nicht mehr für die wichtigeren Komponenten einer Kriegsproduktion mit hohen Verlustzahlen benötigte. Man konnte sich quasi nach dem Krieg den Luxus leisten diese Ruder auch aus Aluminium herzustellen. Aus wieviel Material für Ruder hätte man ein Flugzeug herstellen können?

In den USA war Aliminiumknappheit mit Sicherheit kein so ausgeprägtes Problem. Die zeitgleich und in größeren Stückzahlen gebaute P-47 hatte rundum Metallruder.

 

[Jubernd]

In den USA war Aliminiumknappheit mit Sicherheit kein so ausgeprägtes Problem. Die zeitgleich und in größeren Stückzahlen gebaute P-47 hatte rundum Metallruder.

Aber die B17 hatte trotzdem stoffbespannte Ruder.

 

[alois]

Die B-17 war ein früherer Entwurf, als es noch Flugzeuge mit wesentlich mehr Stoff gab. Da gilt doch eher die Tradition. Das ändert man nicht einfach so mitten im Krieg.

 

[Bremspropeller]

Aber die B17 hatte trotzdem stoffbespannte Ruder.

Die B-17 hatte auch keinen wirklichen Grund, keine stoffbespannten Ruder zu haben.

 

[gero]

Aber die B17 hatte trotzdem stoffbespannte Ruder.

Sogar die B-50 hatte die noch. Und die hatte am Ende sogar Strahltriebwerke und war über 700 km/h schnell.

gero

 

[Jubernd]

Also waren die Gründe nicht technischer Natur, denn die Me163 hatte sie auch.

 

[gero]

Ich bleibe dabei, Masse und Masseverteilung. Ruderflattern hat in den Dreißigern einige Prototypen gekostet, dann hatte man es genauer verstanden. Leichte Ruderflächen sind einfacher massemässig auszugleichen und Stoffbespannung erfüllt zumindest an den Ruderflächen die Festigkeitsanforderungen auch bei hohen Geschwindigkeiten mit einem Bruchteil der Masse.

gero

 

[Jubernd]

Das Flattern müsste sich aber besonders im Sturzflug gezeigt haben. Aber Ju88 und 188 hatten tonnenschwere Ruder/Klappen. Wir haben sie mit 3 Mann bewegt.