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HaraldG

RCLine Neu User

  • »HaraldG« ist der Autor dieses Themas

Wohnort: Amstetten, NÖ

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1

Montag, 8. Mai 2006, 20:30

Auslegung Thermiksegler - Eure Meinung

Ich plane für den nächsten Winter den Bau eines Thermikseglers mit E-Aufstiegshilfe und mich würde eure Meinung zu meiner bisherigen Auslegung interessieren.

Derzeit fliege ich einen EON600 mit rd. 1,1 kg mit TEK-Vario und anderem Profil (S3021 anstelle des modifizierten E 205). Meine Konstruktion soll gegenüber dem EON

1.) einen kleineren Kreisradius fliegen können (Nutzung kleinster Blasen in Bodennähe) und
2.) schneller fliegen können (zurückfliegen aus dem Lee nach dem Kurbeln!)

Das Flugverhalten soll wendig und trotzdem „gemütlich“ sein, d.h. ich brauche keinen Adrenalinkick. Da zumindest ich in größerer Höhe mit einem Dreiachssegler ohnehin keine sauberen Kurven hinbekomme bzw. mir das auf Dauer zu anstrengend ist, bekommt der Segler keine Querruder.

Ich habe also ein wenig im Internet recherchiert (leinauer.de, aerodesign.de etc.), zum wiederholten male das hervorragende „Thermikbuch für Modellflieger“ gelesen, mich davon inspirieren lassen und bin dann zu folgendem Flächen-Entwurf gekommen.

1.) Tragflächengeometrie:

Spannweite insgesamt 215 cm (inkl. 5 cm Rumpfbreite), Fläche 60,75 dm^2,
Streckung 7,6 (!). Ich erhoffe mir davon eine gute Sichtbarkeit auch in großer Höhe, gutmütige Langsamflugeigenschaften, einen geringen Kreisradius und eine hohe Wendigkeit.


Eine Tragflächenhälfte besteht aus drei Teilen:
-Innenteil: Rechteck 60 cm lang, 30 cm tief. 3° V-Form
-Mittelteil: Trapez 30 cm lang, Tiefe von 30 cm auf 25 cm. 5° V-Form
-Außenteil: Trapez 15 cm lang, Tiefe von 25 cm auf 20 cm. 10° V-Form

Die Hinterkante der Fläche soll gerade sein, d.h. es ergibt sich außen eine positive Pfeilung. Flächenbelastung rd. 25 g/dm^2.

2.) Profil:

Gö-795, Wölbung 2,48 %, Dicke 8 %

Wichtig ist mir beim Profil, dass die Unterseite gerade ist, da ich die Fläche in vollbeplankter Rippenbauweise bauen möchte. Ich vermute zwar, dass ich damit Leistung gegenüber moderneren Profilen verschenke, da ich es aber hasse, Styro-Flächen zu bauen, kommt für mich nur eine gerade Unterseite in Frage.

Ich hoffe, dass ich mit dem Gö-795 aufgrund der geringeren Wölbung und der geringeren Dicke im Vergleich zum S3021 eine bessere Penetration gegen den Wind erreiche. (Nebenbemerkung: Kann es sein, dass Gö-795 und Clark-Y mit 8% Dicke ziemlich identisch sind?)

Für den Langsamflug/ das Kurbeln möchte ich Wölbklappen einbauen, die jedoch aus Gründen der Einfachheit nur nach unten ausschlagen sollen (darüber hinaus hat die Klappe in Normalstellung keinen Spalt wenn man sie unten anschlägt). Wölbklappentiefe siehe weiter unten. Das „Thermikbuch für Modellflieger“ empfiehlt einen Ausschlag von 10 Grad, womit dann fast eine Verdoppelung des maximalen Auftriebsbeiwertes erreicht werden soll?!?!

Um ein gutmütiges Abrissverhalten im Langsamflug zu erreichen, wird oft eine Schränkung des Außenflügels empfohlen. Diese kostet jedoch ein wenig Leistung im Schnellflug. Schön wäre es natürlich beides zu haben:

Einen ungeschränkten Flügel im Schnellflug UND eine Schränkung im Langsamflug.

Meine Idee hierzu:

Der Flügel wird ohne Schränkung gebaut, d.h. dass ohne Wölbklappenausschlag der Anstellwinkel und die Wölbung über die gesamte Spannweite gleich sind (Schnellflug).

Für den Langsamflug werden die Wölklappen über die gesamte Spannweite 10° nach unten gestellt. Wenn nun die relative (!) Klappentiefe nach außen hin abnimmt, so ergibt sich sowohl ein geringer werdender Anstellwinkel (geometrische Schränkung) als auch eine abnehmende Profilwölbung (aerodynamische Schränkung). Wenn man überzieht, sollte daher meiner Meinung nach die Strömung zuerst innen am Flügel abreißen und außen noch anliegen; das Ergebnis wäre ein „weicher“ Strömungsabriss. Auch den Kreisflugeigenschaften soll laut „Thermikbuch für Modellflieger“ eine Schränkung zuträglich sein.

Nachfolgend meine Pi-mal-Daumen-intuitives-Bauchgefühl Wölbklappentiefen:

Innenteil: durchgehend 28 % der Flügeltiefe (84 mm)
Mittelteil: von 28 % (84 mm) auf 22 % (55 mm)
Außenteil: von 22 % (55 mm) auf NULL (angeblich heißt so etwas dann Trileron?)


Frage an die Aerodramatik-Experten: Halten meine Überlegungen den harten wissenschaftlichen Fakten stand? Oder ist meine Tragflächenauslegung bestenfalls dazu geeignet um zu zeigen wie man es nicht machen sollte?

Freue mich über alle Anregungen und Meinungen!

Harald

P.S.: Ein weiteres Hirngespinst: Ein über die Wölbklappe zuschaltbarer Blasturbulator auf der Flügeloberseite für den Langsamflug und evtl. eine ebenfalls mit den Wölbklappen gekoppelte Schwerpunktverschiebung.

bkobi

RCLine Neu User

Beruf: Student Luft- und Raumfahrttechnik

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2

Dienstag, 9. Mai 2006, 10:22

RE: Auslegung Thermiksegler - Eure Meinung

Hallo HaraldG

Dein Konzept sollte einen gutmütigen Thermiksegler geben. Deine Überlegungen sind denke ich richtig. Eine Schränkung wirst Du für den Strömungsabriss nicht brauchen, da der Außenflügel gegenüber inem elliptischen Umriss schon viel Tiefe besitzt. Das bringt genug Reserve. Der Induzierte Widerstand im Langsamflug könnte sich so aber reduzieren lassen.

Nach der XFoilrechnung hat das Goe nur leicht weniger Widerstand im schnellen Flug. Auf der geraden Unterseite kommt der turbulente Strömungsumschlag einfach zu früh

Das S3021 hat nach der Rechnung mit Ablöseblasen auf der Oberseite zu kämpfen. Vieleicht hilft da ein Turbulator. Ein Blasturbulator musst Du nicht mal über die Wölbklappen abschalten, wenn Du auf der Unterseite ein paar große Löcher borst und auf der Oberseite viele kleine. Im Schnellflug nimmt die Druckdifferenz zwischen Ober- und Unterseite ab und damit auch die Durchströmung der Löcher. Blasturbulatoren sind was zum Ausprobieren. (Zu kleine Löcher können dazu führen, dass die Ablöseblasen aufgeblasen werden, aber kein Strömungsumschlag)

Für eine gute Gleitleistung würde ich auf die gerade Unterseite verzichten. Ein anderes Profil lässt sich auch mit beplankten Rippen bauen. Auf dem Baubrett kannst Du dann die Endkante des Flügels mit einer Balsaleiste unterstützen, so dass die Rippen im Holbereich auf dem Brett und am hinteren Ende auf der Leiste aufliegen. Dann sollte das gehen.

Viel Erfolg! Besonders ob Blasturbulatoren da funktionieren würde mich auch interessieren.

Gruß Bernhard

Pilatussegler

RCLine User

Wohnort: Entlebuch CH

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3

Dienstag, 9. Mai 2006, 12:10

RE: Auslegung Thermiksegler - Eure Meinung

Hallo Harald

Zum Kommentar von Bernhard habe ich nichts hinzuzufügen.


Zitat

mit den Wölbklappen gekoppelte Schwerpunktverschiebung.


Das macht meiner Meinung nach nur Sinn wenn ein Pendelhöhenleitwerk gebaut würde und die EWD dadurch angepasst werden könnte.

Gruss
Pascal

HaraldG

RCLine Neu User

  • »HaraldG« ist der Autor dieses Themas

Wohnort: Amstetten, NÖ

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4

Dienstag, 9. Mai 2006, 20:23

RE: Auslegung Thermiksegler - Eure Meinung

Hallo Bernhard, hallo Pascal,

Danke für eure Antworten! :ok:

Was ich in meinem ersten Posting zu wenig deutlich gemacht habe, ist, dass ich für den Segler quasi zwei Flugzustände haben möchte (evtl. sogar über einen einfachen Schalter betätigt):

Zustand 1: Wölbklappen neutral, flotter Vorflug mit halbwegs gutem Gleiten (ich weiß, das ist relativ) zur Thermiksuche und zum Rückflug aus dem Lee.

Zustand 2: Wölbklappen werden gerade soweit nach unten ausgeschlagen, dass das Profil seinen Maximalauftrieb zum Langsamflug und Kurbeln in der Thermik bringt. Weiß jemand wieviel Grad der Wölbklappenausschlag hierfür betragen sollte? Aufgrund der jetzt vorhandenen Schränkung ergibt sich hoffentlich auch ein gutmütiges Abrissverhalten.

Mein Ziel ist es mit diesem Flieger möglichst lange ohne Stress in der Luft zu bleiben. Einen Namen hätte ich auch schon: Sedator ;)


Zum Profil: Ich möchte deswegen ein Profil mit gerader Unterseite, weil ich eine einfach zu bauende vollbeplankte Rippenfläche haben möchte. Mir ist klar, dass gute Modellbauer auch unterseitig gewölbte Profile gut und exakt bauen können - für meine bescheidenen Baukünste :D ist mir das jedoch zu gewagt und auch zu aufwendig. Wenn ihr aber andere Profile mit gerader Unterseite kennt, die euch besser erscheinen als das Gö795 dann wäre ich euch für diesbezügliche Tips dankbar.

Den Blasturbulator - falls ich ihn einbaue - möchte ich rein aus Interesse schaltbar machen und zwar soll er nur im Langsamflug, dh bei gleichzeit hoher Profilwölbung und hohem Anstellwinkel aktiv sein. Bei welcher Flächentiefe sollte ein Blasturbulator für diesen Zweck am besten verwendet werden?

Zur Schwerpunktverschiebung: Pendelhöhenleitwerk ist ohnehin geplant. Stimmt es, dass der Schwerpunkt im Langsamflug weiter nach vorne muss und im "Schnellflug" nach hinten gehört?

Fragen über Fragen ... ???

Gruß Harald

Pilatussegler

RCLine User

Wohnort: Entlebuch CH

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5

Dienstag, 9. Mai 2006, 20:45

RE: Auslegung Thermiksegler - Eure Meinung

Zitat

Zur Schwerpunktverschiebung: Pendelhöhenleitwerk ist ohnehin geplant. Stimmt es, dass der Schwerpunkt im Langsamflug weiter nach vorne muss und im "Schnellflug" nach hinten gehört?


Theoretisch ja. Ob das in der Praxis merklich besser wird?

Zitat

Weiß jemand wieviel Grad der Wölbklappenausschlag hierfür betragen sollte?


Das hängt vom Profil und der EWD ab. Am bessten erfliegen.

Zitat

Wenn ihr aber andere Profile mit gerader Unterseite kennt, die euch besser erscheinen als das Gö795 dann wäre ich euch für diesbezügliche Tips dankbar.


Einfach zu bauende Profile: Clark Y und Eppler205.
Das E205 funktioniert in der Praxis übrigens hervorragend mit WK. Ich weiss in der Theorie nicht, aber eben manchmal kommt es halt anders.

Bei beiden Profilen würde das negativ Verwölben auch nichts bringen.
Gruss
Pascal