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oxylos

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1

Freitag, 20. August 2010, 10:11

Profil verlängern

Hi,

wie verlängert man korrekt ein Profil für eine Tragfläche wenn diese breiter ist, als wenn man das Profil proportional hochskalieren würde?

zB Profilhöhe 2cm, Länge 10cm.

Jetzt habe ich eine 2cm hohe Fläche aus EPP zum Ausschneiden und laut Plan soll diese 15cm breit sein.

Kann ich jetzt einfach die Mitte des Profils verlängern oder wie überträgt man jetzt das Verhältnis auf die Tragfläche, die einen anderen Verhältnis aufweist?
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Gruß,
Lukas

JaRa

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2

Freitag, 20. August 2010, 11:13

Durch Verlängern der Mitte (linear?) kriegst Du ein komplett anderes Profil mit wahrscheinlich schlechteren Eigenschaften.
Durch Skalieren von 2 cm x 10 cm auf 2 cm x 15 cm verringerst Du effektiv die Profildicke, das wäre schon besser. Inwiefern das in Deinem Fall sinnvoll ist, hängt vom jeweiligen Profil ab. Alternativ könntest Du auch gleich ein passendes Profil suchen, das in dem Dickenbereich die gewünschten Eigenschaften bringt.

Aber bei EPP-Flügeln dient die Profilwahl ohnehin eher psychologischen als aerodynamischen Zwecken, daher wäre ein einfaches Skalieren wohl der höchste noch vertretbare Aufwand.

oxylos

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3

Freitag, 20. August 2010, 14:04

Das Profil wird wohl in jeder Hinsicht verfälscht.

Das eigentliche Problem tritt ein bei dem Versuch ein Profil für die Tragfläche eines Delta Fliegers aus EPP zu vergeben.

In der Mitte der Tragfläche ist das Profil am längsten, während zu den Seiten es immer kleiner wird.
Wenn ich jetzt das Profil einfach proportional skaliere dann wirkt die Spitze des Profils in der Mitte der Fläche sehr langgezogen während an den Seiten soweit zusammen gestaucht, dass es fast eine Form einer Halbkugel bekommt.

Daher dachte ich, das Beste hier wäre die Spitze und das Ende des Profils zu belassen und nur an der dicksten Stelle das Profil zu verlängern bzw verkürzen.
Oder wie geht man hier fachmännisch vor?
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Gruß,
Lukas

JaRa

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4

Freitag, 20. August 2010, 15:09

Benutz der Einfachheit halber die gängigen Begriffe: Profildicke und -tiefe (Abstand Vorder- und Hinterkante).

Üblicherweise würde man die Fläche bei einem trapezförmigen oder Delta-Flügel schon aus Festigkeitsgründen nach außen hin weniger dick machen. Dadurch bleiben die Proportionen des Profils mehr oder weniger erhalten.
In Deinem Fall würde ich ein Profil für die Flügelmitte und eins für die Spitze festlegen und dann kontinuierlich ineinander übergehen lassen. Es schadet aber auch nicht, wenn die Profilnase an der Flügelspitze schön rund ist, dann reißt die Strömung da nicht so schnell ab wie bei einem runterskalierten Profil mit entsprechend scharfer Vorderkante.

oxylos

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5

Freitag, 20. August 2010, 15:23

Alles klar, hab nun jetzt etwas mehr Sicherheit.

Das weniger dick machen nach außen hin gefällt mir auch lieber aber es ist für mich zumindest etwas aufwändiger zu schneiden weil die der Flügel aus einem Epp Block besteht (Spannweite nur 60cm). Ich wüsste jetzt nicht wie man die Profilschablonen hinstellen soll?

Warum wäre diese ganze Maßnahme überhaupt psychologisch bedingt und nicht aerodynamisch? :)
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Gruß,
Lukas

JaRa

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6

Freitag, 20. August 2010, 15:42

Psychologisch ist das ganze deshalb, weil Du an einem aus EPP gemeißelten Flügel mit seiner herzerweichenden Oberflächengüte kaum einen Unterschied zwischen verschiedenen ähnlichen Profilen feststellen wirst. Du kannst auch gleich einen Klotz vorne etwas rund und hinten etwas flacher zulaufend schnitzen, dann hast Du ein EPP Hochleistungsprofil mit Turbulator-Oberfläche, das auch nicht viel schlechter abschneidet als die Geheimtips aus den NACA-Labors. Jeder Shocky-Pilot wird Dir eh bestätigen, dass das Rechteckprofil das beste ist wo gibt.

oxylos

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7

Freitag, 20. August 2010, 15:47

Haha, du stehst ein wenig auf dem Kriegsfuß mit dem EPP :tongue:

Bin in der Materie noch nicht so tief drin und kann es nicht ganz beurteilen aber der negative Einfluß der weichen Oberfläche auf die Aerodynamik hört sich nachvollziehbar an.

Vielleicht kann ich das Beste drauß machen und eventuell die Tragfläche nachbearbeiten? Was wäre denn angebracht? Ein Festigkeitslack oder sowas?
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Gruß,
Lukas

JaRa

RCLine User

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8

Freitag, 20. August 2010, 15:59

Schaum kann schon ne tolle Sache sein, hab kein Problem mit EPP. Es ist weniger die Elastizität, als viel mehr die Oberflächenrauhigkeit, die sämtliche Vergleiche mit "idealen" Profilen ins Lächerliche zieht. Aber in dem Re-Bereich, in dem die Modelle fliegen, kann eine rauhe Oberfläche durchaus von Vorteil sein.
An Deiner Stelle würde ich mir da erst mal nicht zu viele Gedanken über Festigkeitssteigerungen oder Oberflächenvergütungen machen (Glas drauf harzen, füllern, schleifen). Denn damit das wirklich zielführend ist, sollte man schon genau wissen, was man will.

oxylos

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9

Freitag, 20. August 2010, 16:17

Ich muss deine Antworten immer wieder gerne mehrfach lesen. Es steht so vieles essentielles drin auf engstem Raum. Kombiniert mit kreativ ausgeschmückten ironischem Unterton bringst du mich dauernd zum Schmunzeln, obwohl ich genau weiss, dass es sich im gewissen Sinne gegen mich richtet :)

Bin auf jeden Fall dankbar für die Erläuterungen.
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Gruß,
Lukas

10

Freitag, 20. August 2010, 16:29

Ich glaube, allmählich begreife ich deine Probleme.

Also, zum Profil.
Ein Profil wird immer in beide Richtungen skaliert, sonst ist es nicht mehr das gleiche Profil!
Hat ein Profil 10% Dicke, dann hat es die immer. Also in der Flügelmitte eine 60 cm lange Rippe ist 6 cm hoch. Außen bei 10 cm Rippenlänge 1 cm hoch.

Speziell beim Delta nehmen einige Leute auch eine ebene Platte als Profil.
Vorne verrundet, hinten zugespitzt Dicke etwa 5 - 6 % der mittleren Tiefe. Bei obigem Beispiel also etwa 17 - 20 mm.

Wenn man kein momentenstabiles (also S-Schlag) Profil benutzt muß man die (Endleisten-)Ruder leicht anstellen (Hinterkante leicht nach oben).

Dies nur als allgemeine Hinweise. Über die Konstruktion von Deltas wurden schon Bücher geschrieben. Man kann aber auch Pibros bauen.

Gruß
Uwe
Es ist besser, den Mund zu halten und für einen Idioten gehalten zu werden, als es zu bestätigen!

JaRa

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11

Freitag, 20. August 2010, 16:31

Das richtet sich nicht gegen Dich. Wollte nur vor übermäßiger Naivität am falschen Platz warnen. Andererseits... Never be afraid to try something new. Remember, amateurs built the ark. Professionals built the Titanic.

12

Freitag, 20. August 2010, 16:37

Jetzt bin ich mit der Antwort etwas aufgehalten worden, so daß JaRa schon einiges vorweg genommen hat.

Du willst die Tragfläche doch wohl nicht wirklich aus einem Stück machen ???

Üblich bei geschnittenen Flächen ist rechte und linke Hälfte, die später zusammengeklebt werden.

Gruß
Uwe
Es ist besser, den Mund zu halten und für einen Idioten gehalten zu werden, als es zu bestätigen!

oxylos

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13

Freitag, 20. August 2010, 16:56

Habs nochmal durchdacht, Flügel wird nicht aus einem Stück gemacht ;)


Zum Thema Oberflächenrauhigkeit bei EPP, irgendwo habe ich gelesen, dass laut aktueller Studien eine glatte Oberfläche mehr Widerstand bietet als eine mit bestimmter rauhen Struktur. Ala Lotus-Effekt, nur mit Luftmolekülen.

Vermutlich ist die Epp Oberfläche ein wenig zu stark Strukturiert um vorteilhafter zu sein, aber hat das jemand bisher praktisch nachvollziehen können?
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Gruß,
Lukas

JaRa

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14

Freitag, 20. August 2010, 17:06

Eine glatte Oberfläche ist an sich ne tolle Sache, da kann die Strömung aalglatt (Fachjargon "laminar") strömen mit irre wenig Widerstand. Früher oder später, insbesondere bei rauher Oberfläche, fängt sie aber an zu stolpern und wird etwas zittrig ("turbulent") und Zittern kostet halt mal Energie, d.h. es gibt mehr Widerstand. Das schöne an der zittrigen Strömung ist aber, dass sich die oberflächennahen Luftschichten besser durchmischen und dadurch nicht so leicht von der Oberfläche ablösen. Ablösung von der Oberfläche macht nämlich irre viel Widerstand und der Auftrieb leidet auch drunter. Bei einer allzu glatten Oberfläche vergisst die Strömung manchmal das turbulent werden und löst gleich ab, was zu laminaren Ablöseblasen führt und die Dinger bringen wirklich gar keine Vorteile mit sich. Daher ist man gerade im Modellflug, wo man aufgrund der niedrigen Re-Zahlen (salopp gesprochen niedrigen Geschwindigkeiten) fast nur laminare Strömungen hat, sehr darum bemüht, sie mit irgendwelchen Stolperfallen turbulent zu machen, so dass sie bloß nicht ablösen. Eine reine laminare Strömung wäre zwar das Nonplusultra, aber die zu überreden, vernünftig lange am Profil lang zu rutschen, ist deprimierend hoffnungslos.
Schaumflügel haben den schönen Nebeneffekt, dass ihre rauhe Oberfläche auch als Turbulator wirken kann. Natürlich gibt es immer noch einen großen Unterschied zwischen einem wohlplatzierten korrekt dimensionierten Turbulator und einer dahingesauten Oberfläche, aber das Glätten einer Schaumoberfläche kann die Flugleistungen durchaus deutlich verschlechtern.

prxq

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Beruf: Mathematiker

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15

Freitag, 20. August 2010, 18:52

Zitat

Original von JaRa
Jeder Shocky-Pilot wird Dir eh bestätigen, dass das Rechteckprofil das beste ist wo gibt.


Also eine gewölbte Depronplatte funzt merklich besser als eine ebene platte. Und unterschiedliche Wölbungsgrade haben auch einen Effekt. Ich glaube also nicht, daß die Unterschiede zwischen den Profilen bei Schaumflieger so klein sind wie Du sie darstellst. Sie sind sicher nicht so groß wie bei einem Schalentier, aber dennoch vorhanden. Der große Pionier in Sachen Styronurflügel sieht die Sache ähnlich, soweit ich weiß. Mußt nur nach "spariane" suchen.

Mario

16

Samstag, 21. August 2010, 01:38

Hallo Oxylos,

das geringste Risiko gehst du ein wenn du das Profil einfach in der Länge skalierst und die Dicke belässt. Effektiv hast du das Profil damit ausgedünnt was Auftriebsleistung kostet, beim Handling und der generellen Flugfähigkeit allerdings normalerweise keine bösen Überraschungen befürchten lässt. Für ein Delta bringt eine geringere Auftriebsleistung ohnehin kaum Nachteile - die erzeugen durch den hohen maximalen Anstellwinkel auch mit vollsymmetrischen Profilen immer reichlich Auftrieb.

Die Profilwahl ist auch bei EPP Modellen nicht zu vernachlässigen und führt zu deutlichen Leistungs- und Handlingsunterschieden. Allerdings hat EPP mehrere Tücken, die die Auswahl nicht unbedingt einfacher machen, so dass tatsächlich die Tendenz besteht lieber konservativ und mit altbekannten Profilen auszulegen:

- EPP ist ein flexibler Werkstoff - je nach dem ob und wie man das Modell bespannt oder mit Holmen versteift wird das Profil fast schon zwangsläufig verformt. Gerade die Wölbung ist schnell mal beeinflusst wenn z.B. der Holm etwas klemmt oder auf einer Seite etwas straffer gespannt wurde als auf der anderen. Bei 2 Modellen mit den gleichen theoretischen Profilen bekommt man am Ende 2 praktische Profile die mehr Abweichungen aufweisen als so manche theoretischen Profile untereinander... Die 1. Konsequenz aus diesem Punkt ist: man verwendet bei EPP Modellen üblicherweie Profile, die weit weg von kritischen Eigenschaften sind und das auch im üblichen Deformationsbereich bleiben. Die 2. Konsequenz ist: selbst wenn man es schafft das "perfekte" Profil am Computer auszuwählen: es ist am Modell nicht das gleiche (zumal neben den modellindividuellen Deformationen noch mehr oder weniger große Abweichungen bei der Herstellung enststehen - die Toleranzen sind leider nicht mit gefrästen Holzspanten oder laminierten Schalenflügeln vergleichbar).

- EPP hat eine rauhe Oberfläche - Profile werden aber üblicherweise mit glatter Oberfläche berechnet. Darum besteht zwischen Theorie und Praxis zumindest bei unbespannten EPP Modellen ein größerer Unterschied als bei klassischer Holz- oder Schalenbauweise was die Suche nach dem geeignetsten Profil erschwert. Dankenswerterweise sorgt die rauhe Oberfläche meist für gutmütiges Handling, auch wenn dabei natürlich aerodynamische Leistung verloren geht - passt also gut zu den meissten EPP Modellen, die gut fliegbar und schön robust sein sollen aber keinen Hochleistungssegler abhängen müssen.

- EPP Modelle haben meist eine geringe Streckung (wegen der geringen Steifigkeit). Egal wie gut das Profil auf Widerstandsminimierung optimiert wurde: es kann den prinzipiell hohen Widerstand aufgrund der geringen Streckung nur zu einem Stück wettmachen bzw. ein nicht so gut geeignetes macht die Sache dann auch nicht mehr so extrem viel schlimmer. Bei einem hochgestreckten Leistungssegler schaut es anders aus - dort kann ein unpassendes Profil den gesamten Entwurf ruinieren.

Ob ein Profil gut oder schlecht ist hängt natürlich auch immer von der Aufgabenstellung ab. Wer perfekte Kunstflugeigenschaften sucht wird zu anderen Profilen greifen müssen als jemand der maximalen Auftrieb benötigt - und wer beides zusammen möchte muss mit einem mehr oder weniger schlechten Kompromiss leben. Die ebene Platte bei Shockys erfüllt z.B. die Bedingungen für guten Kunstflug sehr gut. Dieses Profil selbst ist in jeder Fluglage neutral und noch dazu verdammt gutmütig - es ist fast schon schwierig den Rest der Modellauslegung derart zu verhunzen, dass es mit ebener Platte nicht mehr fliegen würde. Die gewölbte Platte bringt im Vergleich damit sehr viel mehr Auftrieb, ist aber im Rückenflug alles andere als Neutral. Optimal für Modelle die sehr leicht sein sollen oder bei geringer Größe dennoch einiges Gewicht in die Luft bringen sollen.


Viele Grüße
Christian

reset-leo

RCLine User

Wohnort: Oberösterreich

Beruf: Softwareentwickler und Scrum Master

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17

Samstag, 21. August 2010, 21:52

und auch noch mein senf dazu: wenn es um die skalierung von profilen geht, sind 2 werte relevant, die schon mehrfach hier angesprochen wurden: dicke (an der dicksten stelle) und tiefe (von der nase bis zu endkante)
und dabei wird bei nicht "originalgetreuen" profilen die dicke in prozent der tiefe angegeben wird. es gibt da feine programme, die profile in dieser art und weise skalieren können. z.b. gibt's da xfoil, das allerdings recht kompliziert in der bedienung ist (dafür liefert es berechnungen, dass einem die ohren schlackern). ein programm mit grafischer oberfläche ist profili.

und noch was: wie willst du denn schneiden? mit dem draht? hast du das schon mal gemacht? ich hab zwar noch keinen delta-flügel geschnitten, aber das stelle ich mir schon ziemlich tricky vor...
Alfa Model P51-D - Robbe Super Star - BMI Fieseler Storch - FW 190D (Eigenbau) - COX Micro Corsair - Graupner Nemesis - Blade mSR S300 Scale - Blade nCP X - Blade mCP X
-- und noch einige mehr --


Und in groß: PA-18-150 Super Cub D-ELUK, PA-28-181 Archer III OE-KMV

joejoe

RCLine User

Beruf: Student Elektrotechnik FH

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18

Sonntag, 22. August 2010, 01:15

ihr stellt euch an! :D
wenn man über einen "Drehpunkt" schneidet, dann braucht man:
a) nur eine Schneiderippe (vorzugsweise an der "Rumpfseite" der Tragfläche bzw Tragflächenmitte)
b) sich keine Gedanken über Profil-Skalierungen machen
c) mit nur einer Hand ganz einfach und bequem schneiden.

so habs ich immer gemacht, funktioniert brauchbar.

in deinem Beispiel wäre der Drehpunkt, an dem du ein Schneidedrahtende befestigst, im Schnittpunkt der Strecke X und Y <hier>

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »joejoe« (22. August 2010, 01:17)