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Offensiv

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1

Dienstag, 21. Oktober 2008, 21:55

Höhenleitwerk ohne Profil?

Hi,

braucht ein Höhenleitwerk ein Profil ? Oder nutzt man ein Profil um noch mehr Auftrieb zu bekommen ? (Zusätzlich zur Tragfläche meine ich) . Lässt sich ein
Flugzeug ohne Höhenleitwerksprofil (nur gerade+Ruder) steuern ? Was ist
der Vorteil wenn ich ein Profil am Höhenleitwerk nutze ?

Liebe Grüße Mirko

2

Dienstag, 21. Oktober 2008, 22:01

Am Höhenruder werden eigentlich nur symmetrische Profile verwendet, hierzu gehört die ebene Platte die einfachheitshalber oft verwendet wird ja auch.

Ein HLW mit tragendem Profil würde durch den entstehenden Auftrieb eine Tiefenruderwirkung (=negatives Nickmoment). IMO könnte ein Auftrieb erzeugendes HLW aber eine EWD ersetzen, hier würde das dann wieder Sinn machen, falls man es berechnet bekommt, was ich aber bezweifle ;)
[SIZE=2]Mit freundlichen Fliegergrüßen,Björn :w[/SIZE]

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Paul H.

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3

Dienstag, 21. Oktober 2008, 22:45

Hallo,

selbst ein Brett ist ein Profil ;)

Ansonsten ist es Auslegungssache, zu 95% werden HLWs symmetrisch gebaut, aber es gibt auch tragende Höhenleitwerke(z.b. Airfish)

Es geht nicht darum ob ein HLW Auf- oder Abtrieb erzeugt, sondern darum wie sich diese Kräfte relativ zum Flügel bei einer Anstellwinkeländerung ändern, d.h. ob ein gegen die Anstellwinkeländerung wirkendes Moment entsteht.

Selbst symmetrische HLWs erzeugen oft Auftrieb - z.b. bei Shockys - sonst würden sie (neutral eingestellt) am rücken gleich fliegen wie richtigrum.

:w Paul
Heavy Metal: Das Bierdosen - OV-10 Bronco - Projekt
Status 30.11.2010 : Endlich geht's weiter - Kabinenhaube

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haschenk

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4

Mittwoch, 22. Oktober 2008, 17:08

Hallo,

zum Profil "ebene Platte" haben die Vorredner schon alles und richtig gesagt.

Allerdings biegen sich jedem Aerodynamiker die Zehennägel auf, wenn er die unverundeten, rechteckigen Nasen- und Endkanten dieser "Praxis-Umsetzung" der in der Aerodynamik bekannten und vermessenen "Ebenen Platte" sieht.

Das Thema "tragendes Höhenleitwerk" ist hier eigentlich etwas OT.
Es ist ein großer Irrtum, ein Hltw. als "tragend" zu bezeichnen, nur weil es ein unsymmetrisches Profil hat. Ob ein Hltw. "mitträgt", hängt vom Längsmomentengleichgewicht und vom Stabilitätsmaß ab, d.h. der Lage von Schwerpunkt und Gesamt-Neutralpunkt des Modells.
Ich behaupte mal (und könnte es gfls. beweisen), daß 95% oder mehr aller Höhenleitwerke ABTRIEB erzeugen. Und selbst dann, wenn sie Auftrieb erzeugen würden, dann würden sie es sehr uneffizient tun (kann man auch beweisen).

Vor diesem Irrtum waren selbst die FAI-Funktionäre nicht gefeit, als sie vor vielen vielen Jahren den Gesamt-Flächeninhalt eines Modells zur Grundlage diverser Regeln gemacht haben; damals hat man halt noch gemeint, daß es "tragende Hltw.e" gibt.

Wer sich in diese Thematik vertiefen will, dem empfehle ich das Buch von Helmut Quabeck "Design, Leistung und Dynamik von Segelflugmodellen". Das Thema "optimales Höhenleitwerk" wird dort ausführlich behandelt.


Gruß,
Helmut

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Offensiv

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5

Mittwoch, 22. Oktober 2008, 22:38

Hallo,

das Buch von Dr. Quabeck steht auf meinem Wunschzettel zu Weihnachten :-)

Wenn ich mit dem HLW bzw HLW-Ruder nur den Anstellwinkel der Tragfläche
ändern möchte, dann wäre doch eine ebene Platte ideal (Widerstand klein)
gegenüber einem profiliertem HLW (Widerstand größer). Oder sehe ich da etwas
in meiner Naiviität falsch ? (Neben der ästhetischen Frage )

Liebe Grüße Mirko

Fliegerassel

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6

Donnerstag, 23. Oktober 2008, 08:24

Na ja, ohne Profilexperte zu sein: Die Platte wird immer etwas mehr Widerstand erzeugen, weil sie durch die Kannten mehr Verwirbelungen produziert. Das hat aber alles Vor- und Nachteile und ist immer im Einzelfall zu betrachten. Beim Gnumpf z.B. ist das Brettleitwerk super, weil die Verwirbelungen dafür sorgen, dass die Strömung am LW länger und besser anliegt. Man hat also gerade in engen Wenden nicht so schnell Strömungsabriss und kann diese eben enger fliegen... (Hab ich mir alles nur erklären lassen)
Bei einem Scalemodell ist da natürlich ein anderer Sachzwang da. Aber wenn man das Profil des LW nicht zu dick wählt, wird der Widerstand mit einem "richtigen" Profil bestimmt nicht höher sein.
Aber ich für meinen Teil versuche, dieses Thema nicht mehr zu vertiefen, als nunbedingt nötig, denn Aerodynamik ist schon ne Wissenschaft für sich, die wohl nur wenige Zeitgenossen WIRKLICH begreifen. Da reicht mir mein oberflächliches Wissen und das bischen praktische Erfahrung aus, um meine Modelle zum Fliegen zu bringen...

Gruß Mirko
Meine Seite: www.fliegerassel-modellbau.de.tl

7

Donnerstag, 23. Oktober 2008, 09:02

Zitat

Original von haschenk
Ich behaupte mal (und könnte es gfls. beweisen), daß 95% oder mehr aller Höhenleitwerke ABTRIEB erzeugen. Und selbst dann, wenn sie Auftrieb erzeugen würden, dann würden sie es sehr uneffizient tun (kann man auch beweisen).


Es gibt in diesem Kontext einen recht interessannten Zusammenhang mit der manntragenden Fliegerei:

In alten Entwurfsakten der Fa. RUMPLER aus den Anfängen der Fliegerei sieht man deutlich, das für das HLW ein Clark-Y-ähnliches Profil verwendet wurde, allerdings "über Kopf" montiert, also die plane Seite nach oben.

Fliegerassel

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8

Donnerstag, 23. Oktober 2008, 11:11

Da braucht man gar nicht so weit zurück schauen, bei der Wilga ist das auch so und bei vielen anderen Flugzeugen ebenfalls. Auf dem Bild das HLW einer Wilga:

Gruß Mirko
»Fliegerassel« hat folgendes Bild angehängt:
  • PICT0570.jpg
Meine Seite: www.fliegerassel-modellbau.de.tl

haschenk

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9

Donnerstag, 23. Oktober 2008, 16:18

Hallo,

Damit hier nicht nur geredet wird, im Anhang ein paar Messergebnisse von der ebenen Platte und dem symmetrischen Profil NACA 0009. Damit kann sich Jeder selbst ein Bild von der Eignung machen. Bei der in der Luftfahrttechnik verwendeten "Ebenen Platte" handelt es sich um ein sauber definiertes Profil (Dicke, Nasenradius, Endkante), das mit den ausgestanzten Schaumstoff-Flächen nicht viel zu tun hat.
Die Messungen sind aus dem Buch "Airfoils at Low Speeds" Bd. 1 von Michael Selig et al.

Mirko:

Zitat

(Hab ich mir alles nur erklären lassen)

Glaube nicht alles, was man dir so erzählt. Deine Quelle dürfte in Not kommen, wenn sie den Beweis für die Behauptung liefern müsste...

Um keine Zweifel aufkommen zu lassen:
Die ebene Platte ist ein uraltes, bewährtes Leitwerksprofil, das bis in die Anfänge der Fliegerei zurückgeht. Damals waren die Leitwrke zuerst bespannte Rahmen aus Bambusrohr; später wurden dann Stahlrohre verwendet. Heute wird diese Bauweise nur noch bei einfachen Fluggeräten verwendet.
Bewährt heißt aber nicht, daß es immer das Beste ist. Beim Leitwerkprofil muß man auch an ein paar andere Punkte denken (Ruder, ca_max, Abreißverhalten...).


Wer ein wenig Ahnung von den komplizierten Verhältnissen in der Grenzschicht und insbesondere der Nasenumströmung hat, dem kommt beim Anblick der ausgestanzten Depronplatten-Profile das Grausen.
Aber anscheinend funktioniert das hinreichend gut, daß die Anwender damit zufrieden sind. Bei der eh recht bescheidenen aerodynamischen Qualität der meisten Schaumwaffeln fällt auch Manches garnicht auf.


Gruß,
Helmut
»haschenk« hat folgendes Bild angehängt:
  • Ltw-Profile.gif

Offensiv

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10

Donnerstag, 23. Oktober 2008, 17:00

Hallo,

hab mir mal die Diagramme die Du eingestellt hast angeschaut.
Da ich noch nicht ganz so firm bin in der Welt der Aerodynamik, ein
paar Fragen dazu.

Die X-Achse (Cd) ist der Widerstand des Profils und die Y-Achse(Ca)
der Anstellwinkel. Und Rn sind verschiedene Re-Zahlen. Bitte berichtigen
falls ich etwas falsch Verstehe.

Das bedeutet, das die Platte bei grösseren Anstellwinkeln mehr Widerstand
besitzt als das vergleichbare NACA 0009.

Die beiden anderen Diagramme Stellen auf der Y-Achse (Ca) den Anstellwinkel
und auf der X-Achse (Alpha) den Auftriebswinkel dar.


Liebe Grüße Mirko

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »Offensiv« (23. Oktober 2008, 20:45)


Offensiv

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11

Donnerstag, 23. Oktober 2008, 17:03

Hi,

Zitat

Original von Fliegerassel
nur wenige Zeitgenossen WIRKLICH begreifen. Da reicht mir mein oberflächliches Wissen und das bischen praktische Erfahrung aus, um meine Modelle zum Fliegen zu bringen...

Gruß Mirko


ich möchte ja auch nur mein Modell (geplant) in die Luft bekommen und das
möglichst einfach. Deswegen die Frage warum überhaupt ein HLW ein Profil benötigt, da eine ebene Platte eben viel Schneller herzustellen ist (Stichwort
Prototyping).

Liebe Grüße Mirko der 2.

haschenk

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12

Donnerstag, 23. Oktober 2008, 19:12

Hi Mirko,

ist alles richtig, was du schreibst.

Die Auftragung ca über cw (engl. cl über cd) geht auf Otto Lilienthal zurück, der diese Darstellungsweise erfunden hat. Es ist DIE Standard-Darstellung der Profileigenschaften in der Luftfahrttechnik geworden und heißt "Polardiagramm" oder kurz "Polare" des Profils.

Die Auftragung ca über alpha hat ergänzenden Charakter und informiert über den jeweils zugehörigen Anstellwinkel. Statt dessen schreibt man manchmal auch den zugehörigen Anstellwinkel an einzelne Punkte der ca-über-cw-Auftragung, aber dann wird dieses Diagramm leicht überladen und unübersichtlich.

Daneben gibt es auch noch das sog. "aufgelöste Polardiagramm"; dabei werden ca über alpha und cw über alpha einzeln aufgetragen. Für manche Zwecke (z.B. Propellerberechnungen) ist diese Darstellungsweise günstiger.


Zitat

....ich möchte ja auch nur mein Modell (geplant) in die Luft bekommen

Schon verständlich, aber ein wenig Grundlagenwissen schadet auch Modellfliegern sicher nicht.


Gruß,
Helmut

Noch ein Nachtrag:
Die Auftragung ca über alpha ist theoretisch/idealisiert immer eine Gerade (bis zum Abreißen der Strömung); die Wölbung unterschiedlicher Profile bewirkt eine Parallelverschiebung der Geraden.
Bei hohen Re-Zahlen ist das auch real immer der Fall. Bei kleinen Re hat man meist mehr oder weniger große Abweichungen von der Geraden, wie auch in den Diagrammen oben zu sehen. Deren Erklärung ist sehr kompliziert und erfordert Kenntnisse in der Grenzschichttheorie.
Für die Modellflugpraxis spielen diese Abweichungen kaum eine Rolle. Es gibt aber gewisse (eher seltene) Fälle, in denen bereichsweise z.B. eine Totzone oder Hystereseschleife auftritt; das ist dann fies...

Aus der ca-über-alpha-Auftragung erkennt der Fachmann auch das Abreißverhalten des Profils, z.B. abrupt (gefährlich) oder allmählich (gutmütig).

Dieser Beitrag wurde bereits 2 mal editiert, zuletzt von »haschenk« (23. Oktober 2008, 19:36)


Fliegerassel

RCLine User

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13

Donnerstag, 23. Oktober 2008, 20:53

Moin Helmut,

ich denke, die Quelle meines Wissens kommt gar nicht in Not, wenn sie beweisen müsste, was sie mir da erzählt hat. Es handelte sich um Dieter Werz, welcher den Gnumpf konstruiert und mit Sicherheit in verschiedenen Variationen getestet hat. Und da er als Pilot (nicht Modellpilot) nicht nur theoretische Grundlagen sondern auch ausreichen praktisches Wissen hat, glaube ich ihm schon, wenn er mir unter wiederum rein praktischen Gesichtspunkten erklärt, warum ein schnödes Brettleitwerk ohne verrundete Kanten manchmal Vorteile haben kann.
Ich will hier auch gar keinen Glaubenskrieg anzetteln. Ich denke nur für mich, dass alle Theorie grau ist und sie mir gar nichts nützt, wenn ich sie erstens nicht verstehe und zweitens in der Praxis keine Bestätigung dafür finde. Oder ganz einfach ausgedrückt: Ein gut fliegendes Modell zu bauen, ist gar nicht schwer und bedarf mit Sicherheit keiner komplizierten Berechnungen. Wer seinen Entwurf jedoch bis zum letzten durchrechnen möchte, der soll dies tun und ich ziehe den Hut vor so viel komplizierter Arbeit und dem Fachwissen, welches dahinter steckt.

Aber wenn ich ehrlich sein darf:
Bevor ich den Inhalt deines Nachtrages auch nur annähernd begriffen habe ??? , ist mein nächstes Modell schon ausgeschnitten und die ersten Teile zusammen geklebt. :tongue: Und das Modell wird auch nur seine Bahn am Himmel ziehen. Da bin ich sicher...

Gruß Mirko
Meine Seite: www.fliegerassel-modellbau.de.tl

14

Donnerstag, 23. Oktober 2008, 21:31

Hi Mirko,

vereinfacht zusammengefasst:

Ca oder Cl = Auftriebsbeiwert
(hat absichtlich keine Dimension wie kg oder m oder sekunden oder so) Man braucht ihn um die Auftriebskraft (hält das Flugzeug in der Luft) des Profils zu berechnen

Cw oder Cd = Widerstandsbeiwert
man braucht ihn um die Widerstandskraft (bremst das Flugzeug) des Flügels zu berechnen

Cm = Momentenbeiwert
viele Profile wollen sich um ihre Querachse drehen. Unter anderem um dieses Moment (welches den Flügel drehen möchte) auszugleichen hat man ein Höhenleitwerk. Generell kann man vom Höhenleitwerk folgendes sagen:

Wenn sich die Fluglage nicht ändert (stationärer Flug)
Normale Flugzeugkonfiguration: Höhenleitwerk erzeugt Abtrieb
Entenkonfiguration (Höhenleitwerk vor Flügel): Höhenleitwerk erzeugt Auftrieb (weil es sich ja vor statt hinter dem Flügel befindet und somit Auftrieb statt Abtrieb nötig ist, damit sich der Flügel nicht dreht)
Nurflügler: Man nimmt Profile mit möglichst kleinem Moment, ein Höhenleitwerk gibts ja nicht, höchstens eine Pfeilung. Man setzt hier vorallem S-Schlag Profile ein.

Um die Fluglage zu verändern kann das Höhenleitwerk zum Beispiel Auf- oder Abtrieb erzeugen...

Ausnahmen gibt's immer, aber generell und einfach umschrieben kann man das so sagen.

Zur ebenen Platte als Höhenleitwerk:
Hier kommt es erheblich auf die Reynoldszahl an: (für unsere Flugzeuge ist diese Re Zahl umso kleiner je langsamer sie fliegen und je kleiner die Flächentiefe ist). Wenn sie zu klein wird spielt die Aerodynamik verrückt. Die Flugleistungsberechnungen werden dann ziemlich ungenau und die Effizienz der Profile nimmt schlagartig ab. Es hat sich herausgestellt, dass eine ebene Platte verglichen mit einem Profil gar nicht so schlecht ist. Diese kleinen Reynoldszahlen hat man am ehesten bei:

langsam fliegenden Trainern am Höhenleitwerk
bei Segelflugzeugen unter 1m Spannweite
sonstigen ganz langsam fliegenden Flugzeugen oder solchen mit einer kleinen Flächentiefe.

Bei grossen oder schnell fliegenden Flugzeugen ist die ebene Platte nicht so toll. Das hat mitunter mit Grenzschichten zu tun, die wiederum mit Druckunterschieden (Druckgradienten), Oberflächenrauhigkeiten und anderen Sachen zu tun haben.

Wenns nur darum geht ein Flugzeug zum fliegen zu bringen und Spass zu haben dann fliegts mit einer ebenen Platte als HLW sicherlich, auch wenn nicht aerodynamisch optimal.

Gruess

Fliegerassel

RCLine User

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15

Freitag, 24. Oktober 2008, 08:14

Zitat

Original von befuchs
Hi Mirko,

vereinfacht zusammengefasst:
...
Diese kleinen Reynoldszahlen hat man am ehesten bei:

langsam fliegenden Trainern am Höhenleitwerk
bei Segelflugzeugen unter 1m Spannweite
sonstigen ganz langsam fliegenden Flugzeugen oder solchen mit einer kleinen Flächentiefe.

Bei grossen oder schnell fliegenden Flugzeugen ist die ebene Platte nicht so toll. Das hat mitunter mit Grenzschichten zu tun, die wiederum mit Druckunterschieden (Druckgradienten), Oberflächenrauhigkeiten und anderen Sachen zu tun haben.

Wenns nur darum geht ein Flugzeug zum fliegen zu bringen und Spass zu haben dann fliegts mit einer ebenen Platte als HLW sicherlich, auch wenn nicht aerodynamisch optimal.

Gruess


Damit kann ich durchaus was anfangen! Das sagt doch etwas aus. Die Erklärungen des Ca, Cw oder Cm sind ebenfalls voll verständlich, ich befürchte aber, dass ich sie in zwei Tagen wieder vergessen habe. Deswegen muss ich auch mal ganz doof fragen: Wer berechnet ernsthaft die Auftriebskraft des Profils an einem Flugmodell? Also ich meine so im Hobbybereich. Schießt man da nicht in 99 % der Fälle mit Kanonen auf Spatzen? Ich stell mir das immer so vor, als wenn ich die Leitungsverluste und Übergangswiderstände eines Kanalschalters in meinem Sender berechnen wöllte. dabei wird der eingebaut und gut ist, weil es eben funktioniert. Ja okay, der Vergleich ist natürlich überspitzt und gaaanz schön weit hergeholt. Aber wenn ich z.B. einen Kunstflugtrainer bauen möchte, der auch noch idiotensicher fliegt, dann nehme ich z.B. ein NACA 2415, eine Fläche mit 30 cm Tiefe, eine Spannweite von 150 cm und hinten an den Rumpf ein schnödes Leitwerk, bei welchem es wohl ziemlich wurscht ist, ob es eine Platte oder ein 0009 ist, da der durchschnittliche Pilot den Unterschied nie bemerken wird. Oder?

Wir haben darüber schon mal vortrefflich diskutiert - oder besser die Experten - als es um ein neues HLW für meinen Telemaster ging. Da war auch die Frage, ob es was ausmacht, wenn ich anstelle des tragenden Profils eine Platte daraus mache. Da wurden die wüstesten Theorien aufgestellt, bis hin zu der Behauptung, dass der Telemaster eigentlich eine totale Fehlkonstruktion sei... :shake:
Und das Ergebnis in der Praxis? Es gibt keinen Unterschied, zumindest keinen wesentlichen. Das Modell fliegt genauso gutmütig, zeigt das gleiche Verhalten in der Luft. Und ich habe sonst nichts an dem Modell verändert, nicht den Schwerpunkt oder die EWD, gar nichts. Einzig der Flächeninhalt ist um wenige cm² angewachsen, was sich darin bemerkbar macht, dass der Hintern des Modells bei Beschleunigen noch schneller angehoben wird...

Ich möchte hier nur mal meine praktischen Erfahrungen einbringen, um zu zeigen, dass man, wenn man es nicht sooo wichtig findet, auch ohne komplizierte Berechnungen auskommen kann. Aber wer es trotzdem machen möchte, der hat noch immer meinen vollen Respekt für diese Mühen und Leistung.

Gruß Mirko :w
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gugelhopf

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16

Freitag, 24. Oktober 2008, 15:57

Hallo Helmut

Zitat

Original von haschenk
Ich behaupte mal (und könnte es gfls. beweisen), daß 95% oder mehr aller Höhenleitwerke ABTRIEB erzeugen.


Ich hätte dazu ne Frage. Ich habe ein Modellkunstflugzeug mit +0.5Grad EWD und fliege damit, sagen wir mal, mit angenehmen 5 Grad Anstellwinkel der Tragfläche durch die Gegend, SP recht weit hinten, ich muss weder ziehen noch drücken. Dann müsste das HLW doch 4.5 Grad* anstellwinkel haben und damit AUFTRIEB liefern.

Gehören Kunstflugmaschinen zu den anderen 5% oder hab ich da irgendwo nen Denkfehler?

Gruss Fabian

*Minus Downwind des Flügels, kann mir aber nicht vorstellen das der >4.5 Grad beträgt. Oder doch ???

Offensiv

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17

Freitag, 24. Oktober 2008, 17:58

RE: Höhenleitwerk ohne Profil?

Hallo Zusammen,

vielen Dank für Eure Erläuterungen. Sie waren mir sehr hilfreich.

Ich möchte halt einen Flieger entwickeln und das mit schnellem Bauaufwand.
Deswegen eben meine Frage mit der ebenen Platte als HLW. Sie lässt sich
schneller herstellen und ändern als etwas Profiliertes. Da ich denke das
ich sehr viel ausprobieren muss, kommt es mir auf schnelles Prototyping an.

Meine nächste Idee schwirrt nun um schnelles Tragflächen-prototyping.
Dachte so an Styrokern, Holm rein, und dann einfach umwickeln mit
Gewebe-Klebeband. Mir ist klar das ich damit keine wirklich belastbaren
Flachen erzeuge, aber ich denke zum normalen Fliegen und um ein paar
ausergewöhnliche Sachen zu testen werden Sie ausreichen. Aber ich denke
dafür werde ich dann einen neuen Thread eröffnen ;-)

Vielen Dank und liebe Grüße Mirko

haschenk

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18

Freitag, 24. Oktober 2008, 21:50

Hallo Fabian

Erstmal: Der Stoff zur korrekten Beantwortung deiner Frage würde ein etwa 2-stündiges Seminar oder fast ein Buchkapitel füllen... hier geht´s nur ganz knapp.

Mal angenommen, ein Modell fliegt bei losgelassenem Höhenruderknüppel noch ein längeres Stück auf seiner Flugbahn weiter; dann ist es im Längsmomentengleichgewicht, und dieses Gleichgewicht ist stabil. Daraus folgt, daß der SP vor dem NP liegen muß. Das hat ein kopflastiges (negatives) Längsmoment zur Folge. Ein weiteres kopflastiges Moment ("Nullmoment")kommt vom Tragflügelprofil dazu (idR, bei einem symmetrischen Profil das Null). Dieses kopflastige Moment kann nur durch ein schwanzlastiges Moment vom Hltw (Abtrieb!) kompensiert werden. Das ist in knappster Form der Hintergrund meiner "95%-Aussage".

Kunstflugmaschinen können zu den "anderen 5%" gehören, da sie idR mit geringem Stabilitätsmaß geflogen werden, was einem geringen Abstand Schwerpunkt-Neutralpunkt entspricht. Dadurch ist am Hltw. nur geringer oder evtl. gar kein Abtrieb mehr nötig.

Der Tragflügel-Abwind am Hltw. ist eine etwas schwierige Geschichte. Er hängt von den Streckungen von Flügel und Hltw. ab, vom Abstand Tragflügel-Hltw, und vor allem vom Auftriebsbeiwert des Tragflügels. Je höher das Tragflügel-Ca (bzw. damit im Zusammenhang der Tragflügel-Anstellwinkel), desto stärker der Abwind.
Er kann ohne Weiteres einige Grad betragen, und er ist vom Flugzustand abhängig.

Woher weißt du (mit Sicherheit), daß dein Tragflügel-Anstellwinkel 5° beträgt ? Für den normalen Horizontalflug kommt mir das recht hoch vor; im Landeanflug könnt´s hinkommen.

Zitat

...SP recht weit hinten...

Mit so einer Aussage kann man nicht viel anfangen...
Wichtig wäre, wie dein SP relativ zum (Gesamt-)NP liegt.


Generell kriegt man über Längsmomentenbetrachtungen (SP, NP, Nullmoment(e), "Geometrie" des Modells ) einen überschaubareren und einfacheren Zugang zu den Hltws-Fragen, als mit oft vagen und/oder ungenauen Winkelannahmen. Die Längsmomentenbetrachtungen sind daher auch ein wichtiger Teil der diversen Modell-Analyse-Programme (z.B. "FLZ-Vortex", "Winlaengs", "Schwerpunkt"). Daher möchte ich dir auch den Rat geben, bei Interesse dein Modell mal mit einem dieser Programme zu analysieren. Am einfachsten ist imho "Schwerpunkt" von Rainer Stumpff.

Leider gibt es m.W. keine Modellbau-Fachbücher mehr, in denen diese Sachen hergeleitet und dargestellt werden (mangels interessierter Leser...), und Webseiten dazu kenne ich auch nicht. Ich habe ein eigenes PDF-Script, das zwar nicht den Kern der hier gestellten Frage trifft, aber die o.e. grundsätzlichen Zusammenhänge zu SP, NP, Längsgleichgewicht und Längsstabilität behandelt. Bei Interesse kann ich dir das schicken.



Gruß,
Helmut

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »haschenk« (24. Oktober 2008, 21:52)


gugelhopf

RCLine User

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19

Samstag, 25. Oktober 2008, 01:52

Hallo Helmut

Ich hab mein Modell mit "Schwerpunkt" mal durchgerechnet, Gesamt-NP liegt zwischen 130.8 und 141.1mm, mein SP liegt bei 100mm, Stabilitätsmass demnach 12-16%.
Allerdings funkt da der (bei der AJ-Extra sehr fette) Rumpf noch rein, der den Gesamt-NP noch etwas nach vorne und das Stabilitätsmass demnach nach unten verschiebt.

Neutralpunkt (=Druckpunkt, da symmetrisches Profil), liegt bei der Tragfläche bei 89.33mm, der SP bei 100mm, folglich muss das das HLW Auftrieb liefern, damit die Mühle sich nicht um die Querachse Dreht. Stimmt das so?

Gruss Fabian

PS: An dem PDF wäre ich sehr interessiert :)

haschenk

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20

Sonntag, 26. Oktober 2008, 17:11

Hallo Fabian,

Hab dir vorhin das Script geschickt.

Und ja, deine Überlegung ist so richtig, zumindest mal für´s Erste und qualitativ.

Ich hab mal in deine Webseite reingeschaut (Kompliment ! ), insbesondere auch zur Extra. Aus dem Bild von der Unterseite kann man rausmessen, daß der Tragflügel eine minimale Pfeilung hat; diese verschiebt den Tragflügel-NP etwas nach hinten. Und dann muß ich noch sagen, daß die "üblichen" 25% Tiefe für die NP-Lage bei einem Profil nur eine (meistens) gute Näherung sind. In der Profiltheorie (es gibt verschiedene Methoden) ergibt sich die NP-Lage stets zu 25%t.
Diese Theorien berücksichtigen aber idR nicht die mehr oder weniger großen Einflüsse der Grenzschicht auf die Strömung (Verdrängung/Konturänderung durch die GS). In der Realität kann daher der NP ein wenig vor oder hinter den 25% liegen, sagen wir mal, zwischen 23 und 26%. Die wahre NP-Lage bekommt man aus Messungen, oder man misst um den 25%-Punkt, bekommt dann aber ein nicht ganz konstantes Moment , das man auf verschiedene Weise in die Rechnungen einbringen kann (wenigstens bei hohen Re-Zahlen).

Kurz gesagt, wir kommen da an die Grenze des im Modellflug rechnerisch Sinnvollen und Machbaren.

Wichtig ist auch, daß Tragen/Nichttragen des Hltw.s vom Flugzustand (kleines oder großes Ca des Flügels) abhängt. Aus den (absoluten) Kräfte-/Momentengleichungen für Gleichgewicht kann man durch Umformen den dimensionslosen Zusammenhang Tragflügel-Ca und Hltw-Ca kriegen (ist im Bereich anliegender Strömung immer eine Gerade). Die Lage und Steigung dieser Geraden hängt von den Längsstabilitätsparametern ( Abmessungen des Modells, SP-Lage) ab.

Darin sieht man dann u.a. sehr anschaulich, ob und wieviel Auf- oder Abtrieb das Hltw. in den verschiedenen Flugzuständen liefern muß. Bei Leistungs-Segelflugmodellen möchte man z.B. das Höhenleitwerks-Ca bei den am häufigsten vorkommenden Flugzuständen (durch das Tragflügel-Ca gegeben)möglichst immer in der Nähe von Null haben. Darauf tiefer einzugehen würde jetzt aber viel zu weit führen...

Dann haben wir bislang auch noch nicht auf den Einfluß des Propellerstrahls -vor allem auf das Hltw.- gedacht. Dieser verändert sowohl den Anströmwinkel als auch den Staudruck am Hltw. Im Schnellflug ist er gering, da die Zusatzgeschwindigkeiten des Strahls im Vergleich zur Fluggeschwindigkeit gering sind; im Langsamflug oder beim Hovern ist er dominierend.
Wenn man das alles berechnen wollte, bleibt nur noch wenig Zeit zum Fliegen...

Noch ein Tip:
Als Student kommst du ja einfach an Fachliteratur; leihe dir mal (falls es deine Zeit erlaubt) den "Schlichting-Truckenbrodt, Aerodynamik des Flugzeugs", Bd.1 und 2 aus. Der ist natürlich zum größten Teil für dich überdimensioniert, aber es gibt einige Abschnitte/Kapitel darin, die verständlich und sehr nützlich für dich wären. Z.B. wären das in Bd. 1 die Einführung in die Aerodynamik des Tragflügels mit den ganzen Geometrie-Definitionen (und warum die so und nicht anders gewählt sind), und in Bd. 2 das Kapitel über Ruder und Klappen.


Gruß,
Helmut

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »haschenk« (26. Oktober 2008, 17:14)